EMMA
und ihre Brüder
Ein themenzentrierter Unterrichtsentwurf
für die 6. Jahrgangsstufe
unter Verwendung von ObjectDraw und EOS
OStR Martin Frenkler
Arnold­Gymnasium Neustadt bei Coburg
martin.frenkler@arnold­gymnasium.de
EMMA – Info 6 und die Schüler
EMMA und ihre Brüder
„EMMA“ als Leitmotiv
Nach drei zum Teil (auch für die Schülerinnen und Schüler ) mühsamen Anfangsjahren erlebe ich in diesem Schuljahr zum ersten Mal, dass meine 6.­Klässler – egal ob Mädchen oder Jungen – begeistert vor dem Computerraum stehen und fragen: Machen wir heute mit EMMA weiter?
EMMA ist die Duplo­Lok, die ich meinen Kindern enteignet habe, und die ich jede Woche mal auseinanderfallen lasse, mal zusammenbaue, um mit ihr einen anschaulichen Weg vom konkreten Objekt zu dessen Repräsentation im Computer zu gehen. Objektorientiertes Denken drängt sich so den Kindern geradezu auf. Objekt­ und Klassendiagramme entstehen mit nur wenig Aufwand fast aus den Kindern selbst heraus. Im Vergleich des realen Objekt mit dem Objekt in MS­WORD, StarWriter oder StarDraw klärt sich der entscheidende Unterschied zwischen Computermodell und realem Objekt spätestens dann, wenn der Doppelklick auf den Baustein nichts bewirkt. Mit den Programmen ObjectDraw und EOS erschließt sich mühelos der Weg zur Punktnotation und zum Methodenkonzept. Und zu guter Letzt ermöglichen sie es, das Wesen von Pixel­ und Vektorgrafik auch computertechnisch anschaulich zu machen.
EMMA als thematisches Leitmotiv sorgt dafür, dass alle Lerninhalte immer aufeinander bezogen bleiben. Dabei bleiben die Schülerinnen und Schüler als Kinder in ihrer Welt des Übergangs ernst genommen. Die Duplo­Lokomotive EMMA verliert als zu modellierendes Objekt ihre Rolle als reines Kinderspielzeug und bleibt gleichzeitig spielerisch präsent, so dass der Weg vom Objekt zum Modell (und zum Programm) spielend gelingt. Zugleich ist EMMA als erkennbares Kinderspielzeug in dieser Altersstufe nicht mehr mit einem geschlechtsspezifischen Etikett versehen, wodurch sie Jungen wie Mädchen in gleicher Weise motivieren kann, sich auf die abstrakte Welt der Informatik einzulassen.
In diesem Prozess werden die Kinder nicht nur auf ihrem Weg vom Kinderzimmer zur Arbeit am Computer begleitet, sondern auch zu einem Verständnis für diese neue Welt geführt, indem sie wesentliche Konzepte der modernen Erwachsenenwelt durchschauen. So lernen sie
•
die Welt als gestaltbare Objekte zu verstehen
•
die informatische Modellierung als Prinzip des Strukturierens und Gestaltens kennen und anzuwenden
•
in Ansätzen aus der Modellierung heraus zu programmieren
•
verschiedene Standard­Software zum Strukturieren und Gestalten zu nutzen.
Unterrichtsentwurf
Daraus ergibt sich ein Unterrichtsentwurf, der nach einer grundsätzlichen Einführung in das Thema „Informatik und Informationsverarbeitung“ 1 exemplarisch in die verschiedenen Möglichkeiten der Informationsverarbeitung mit Standardsoftware einführt, ohne dabei in die reine Softwareschulung abzugleiten. So wird zunächst der Objektbegriff in der realen Welt geklärt. Als Darstellungsform wird die „grafische Standardbeschreibung“ mittels einfacher UML­Elemente verwendet. Die Beobachtung, dass EMMA ein zusammengesetztes Objekt ist, führt zwanglos zum 1 Dieser Unterrichtsteil wird hier nicht weiter vorgestellt
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EMMA – Info 6 und die Schüler
Aspekt „Objekte und ihre Beziehungen“. Anschließend werden in einer ersten Abstraktion die Begriffe „Klasse“, „Attribut“ und „Attributwert“ eingeführt (EMMA hat einen Bruder / Geschwister).
Der Weg vom Real­Objekt zur computergestützten Modellierung läuft über den Abstraktionsschritt „Papier­Modell“, wobei EMMA mit einfachen geometrischen Formen aus Papier gestaltet wird. Im Vergleich mit dem Real­Objekt (das Duplo­Fahrgestell mit Achsen und Schubstange existiert ja nicht als einfache geometrische Form) wird das Gestaltungselement „Gruppe“ eingeführt. In diesem Zusammenhang kommt zum ersten Mal Standardsoftware zum Einsatz, indem das Papier­
Modell mit Hilfe von Vektorgrafik­Elementen z.B. in der Textverarbeitung dargestellt wird. Die Verwendung der Software ObjectDraw und EOS ermöglicht die bruchlose Einführung der Punktnotation als eine andere Möglichkeit der Informationsdarstellung. Die Einführung des Methoden­Begriffs erklärt den schon entdeckten Unterschied zwischen dem Real­Objekt bzw. dem Papier­Modell auf der einen Seite und dem Computer­Modell auf der anderen Seite: Während dort Änderungen nur durch den Ausstausch von Teilobjekten vorgenommen werden können, ändert das Teilobjekt im Computer­Modell seine Attributwerte mittels der ihm eigenen Methoden selbst, ohne das Objekt austauschen zu müssen.
Im Anschluss wird der Unterschied zwischen Vektorgrafik und Pixelgrafik erarbeitet: Mit dem Programm EOS wird ein Pixelgrafik­Programm simuliert, in dem die Schüler selbst mit Hilfe von echten Methodenaufrufen einzelne „Pixel“ bzw. „Pixel“­Gruppen manipulieren. Mit Hilfe dieser Beobachtungen werden die verschiedenen Standard­Werkzeuge von Pixelgrafik­Programmen leicht verstehbar und können dann von den Schülern sinnvoll eingesetzt werden.
Relativ unabhängig davon lässt sich das Element der hierarchischen Informationsstrukturen und die damit verbundene Einführung in das Betriebssystem behandeln. Das sollte jedoch geschehen, bevor die Schüler ihre Programme auf dem Schulcomputer speichern und wieder aufrufen sollen, um dem mentalen Modell des anthropomorphen Computers entgegenzuwirken, der Texte und Bilder aus irgend welchen „eigenen Dateien“ auf den Bildschirm zaubert – oder eben nicht. In einem Ordnungsspiel mit vorgefertigten Bildkarten entdecken die Schüler, dass sie selbst für die Ordnung auf ihren Rechnern zuständig sind, bzw. die Ordnungsstruktur eines fremden Rechners erkennen können müssen. Der Vergleich zur Biologie macht deutlich, dass dort ebenfalls hierarchische Informationsstrukturen als Ordnungsstruktur verwendet werden.
EMMA wird an diesen Grundunterricht anschließend frei als Geschichte, als Gedicht, als Bild oder als Bildergeschichte in Text­, Grafik und Multimediadokumenten gestaltet und die entsprechenden Dateien werden in den vorhandenen bzw. angelegten Ordnungsstrukturen abgelegt. Dabei wird immer wieder das objektorientierte Prinzip reflektiert. In diesem Zusammenhang werden dann auch wichtige rechtliche Fragen wie z.B. das Copyright besprochen.
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EMMA – Unterrichtsverlauf
Unterrichtsverlauf
Was tut „Informatik“
EMMA und ihre Brüder
1. UE – EMMA ist ein Objekt (Objektbegriff, Objekte in UML, Objekte und ihre Beziehungen )
2. UE – EMMA hat einen Bruder (Objekte und Klassen)
3. UE – EMMAs Geschwister (Klassen, Objekte und ihre Attribute)
4. UE – EMMA wird modelliert I (Papier­Modell: Objekt und Gruppe)
5. UE – EMMA wird modelliert II ( Papier­Modell gegen Computermodell ­ Textverarbeitung)
6. UE – EMMA wird modelliert III (Baumstruktur, Hierarchische Informationsstrukturen)
7. UE – Exkurs: Einführung in das Betriebssystem (Baum / Pfad)
8. UE – Exkurs: Sortieren mit Hilfe von Baumstrukturen (Ordnerbäume)
9. UE – EMMA wird modelliert IV (Methodenaufrufe)
10. UE – EMMA wird modelliert V (Methoden: Klassen­ und Objektdiagramm)
11. UE – EMMA wird programmiert (von der Punktnotation zum Programm)
12. UE – EMMA wird zum Bild (Pixel als Objekt)
EMMA als Bild (Mit Grafikprogrammen gestalten) [mehrere Stunden]
EMMA als Text (Umgang mit Textdokumenten) [mehrere Stunden]
EMMA als Präsentation (Umgang mit Präsentationssoftware) [mehrere Stunden]
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EMMA – Unterrichtsverlauf
Emma und ihre Brüder
1. UE – EMMA ist ein Objekt (Objektbegriff, Objekte in UML, Objekte und ihre Beziehungen )
Fragestellung als TA „Was ist ein Objekt?“ / Schüler erschließen das Thema „Objekt“ über ihr Wissen aus dem Sprachenunterricht
EMMA wird als konkretes Objekt vorgestellt und als einfache Darstellung in UML beschrieben (ohne den Begriff UML einzuführen)
EMMA wird als Objekt erkannt, das aus verschiedenen Objekten besteht / einfachste Darstellung der Zusammengehörigkeit mit UML
(Material: Duplo­Lok)
TA
Mit Objekten arbeiten
Was ist ein Objekt?
Jeder Gegenstand der realen Welt ist ein Objekt.
In der grafischen Darstellung (Diagramm) notieren wir Objekte als Rechtecke mit abgerundeten Ecken.
z.B. Objekt­Diagramm für EMMA
Emma
Zusammengesetzte Objekte
Objekte können aus viele anderen Objekten bestehen. Jedes Einzelobjekt wird wieder als abgerundetes Rechteck dargestellt. Die Zusammengehörigkeit wird durch Linien deutlich gemacht.
Objekt­Diagramm
Emma
Führerhaus
6
Schlot
Baustein
Fahrgestell
Schürze
EMMA – Unterrichtsverlauf
Mit den Schülern wird die Überlegung angestellt, was denn EMMA ist: Das Ganze – oder (EMMA wird zerlegt) die Einzelteile. Daran werden die „enthält­Beziehung“ und die „ist­Teil­von­
Beziehung“ erschlossen.
(Material: Duplo­Lok)
TA
Objekte und ihre Beziehungen
Je nach dem, welches Objekt wir betrachten, können wir sagen: thäl t
< en
Führerhaus
n
eil vo
ist T
Emma
EMMA enthält ein Führerhaus
>
Das Führerhaus ist Teil von EMMA
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EMMA – Unterrichtsverlauf
2. UE – EMMA hat einen Bruder (Objekte und Klassen)
Neben EMMA wird eine zweite farblich abweichende Duplo­Lok vorgestellt: zweimal der gleiche Aufbau, nur Unterschiede im Detail. Die Schüler erkennen, dass beide Objekte anhand ihres Namens unterschieden werden können. Die Schüler überlegen („faule Informatiker“), ob das nicht einfacher geht – ein Bauplan – zwei Objekte. Einführung des Begriffs „Klasse“. Erweiterung der Darstellung von Objekten.
(Material: zwei Duplo­Loks)
TA 1)
EMMA hat einen Bruder
Beachte: Jedes Objekt benötigt einen eindeutigen Namen.
Deshalb bezeichnen wir EMMAs Bruder als „­1­“
Führer­
haus
­1­
Emma
Hilfs­TA
Schlot Baustein
Fahr­
gestell
Führer­
haus
Schürze
Schlot Baustein
Fahr­
gestell
Schürze
TA 2)
Objekt und Klasse
Für gleichartige Objekte verwenden wir den gleichen Bauplan.
Wir sagen: sie gehören zur gleichen Klasse von Objekten
z.B.: Für EMMA und ihren Bruder verwenden wir den Bauplan „Duplo­Lok“
d.h. sie gehören zur Klasse „Duplo­Lok“.
Klassen stellen wir mit Rechtecken dar
Bei Objekten notieren wir, zu welcher Klasse sie gehören
Emma: DUPLO­LOK
DUPLO­LOK
Klassendiagramm für zusammengesetzte Objekte
Auch für Klassen zusammengesetzter Objekte lässt sich ein entsprechendes „Klassen­Diagramm“ erstellen:
DUPLO­LOK
FÜHRERHAUS
8
SCHLOT
BAUSTEIN
FAHRGESTELL
SCHÜRZE
EMMA – Unterrichtsverlauf
3. UE – EMMAs Geschwister (Klassen, Objekte und ihre Attribute)
Mit weiteren Bausteinen werden weitere Objekte der Klasse Duplo­Lok hergestellt. Dabei wird deutlich, dass sich die Loks farblich unterscheiden. Die Unterschiede werden in der UML­
Beschreibung des Objektes vermerkt und zunächst nur als „Eigenschaften“ benannt.
Überlegung mit den Schülern: Wie können die Eigenschaften im Bauplan (Klassen­Diagramm / Objekt­Diagramm) berücksichtigt werden? Auftrennen der Eigenschaften in „Attribut“ und Attributwert“, wobei das Attribut bei der Klasse, der Attributwert beim Objekt vermerkt wird.
(Material: zwei Duplo­Loks und verschiedenfarbige Duplo­Steine)
Hilfs­TA
­1­
Emma
Führer­
haus
Schlot Baustein
Fahr­
gestell
Schürze
rot/gelb rot/gelb gelb blau/rot/ gelb
blau gelb
grün ...
Führer­
haus
Schlot Baustein
Fahr­
gestell
Schürze
blau/gelbrot/gelb rot
blau/rot/ gelb
blau gelb
grün ...
TA
Objekte und ihre Eigenschaften
Objekte können unterschiedliche Eigenschaften besitzen.
Sie können z.B. rot sein oder 4cm lang sein.
Eigenschaften können wir unterteilen:
Attribut Attributwert
(z.B. Farbe oder Länge) (z.B. rot oder 4cm)
Im Klassen­Diagramm notieren wir, welche Attribute vorhanden sind.
DUPLO­BAUSTEIN
Farbe
Länge
Im Objekt­Diagramm notieren wir, welche Werte den Attributen zugewiesen werden
Emma­Stein: DUPLO_BAUSTEIN
Farbe = rot
Länge = 4cm
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EMMA – Unterrichtsverlauf
4. UE – EMMA wird modelliert I (Papier­Modell: Objekt und Gruppe)
Impuls: Wir wollen von der EMMA zur Darstellung der EMMA im Computer. Welche Teile der EMMA müssen wir berücksichtigen – Schüler machen Vorschläge und überlegen, ob das zu schaffen ist, was sie sich ausgedacht haben. Feststellung: Wir benötigen ein vereinfachtes Modell. Ein einfaches Modell wird mit Hilfe von einfachen geometrischen Formen aus Papier entworfen.
(Material: einfache geometrischen Formen unterschiedlicher Größe und Farbe aus Papier)
TA 1)
Vom Objekt zum Programm
Merke:
Bevor wir ein Objekt als Computerprogramm darstellen,
entwerfen wir davon ein vereinfachtes Modell.
Real­Objekt
Modell
Programm
Durch den Vergleich von Papiermodell und realer EMMA wird deutlich, dass das Papier­Modell fest zusammen gefügte Duplo­Elemente wie das Führerhaus oder das Fahrgestell nicht als solche darstellt. Die entsprechenden Teile werden mit Büroklammern bzw. Tesa zusammengefügt. Das Konzept „Gruppe“ wird damit eingeführt.
Hilfs­TA
EMMA
TA 2)
Die Gruppe
Das Modell kennt die festgefügte Einheit „Führerhaus“ nicht. Deshalb müssen wir sie aus verschiedenen Teilen zusammenbauen und zu einer Gruppe zusammenfügen.
Beachte: Das Führerhaus ist ein zusammengesetztes Objekt wie EMMA selbst!
(Anmerkung: Die Folgerung für den „EMMA­Baum“ wird hier noch nicht gezogen)
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EMMA – Unterrichtsverlauf
5. UE – EMMA wird modelliert II ( Papier­Modell gegen Computermodell ­ Textverarbeitung)
Die Schüler dürfen zum ersten Mal an den Computer, nachdem sie schon lange darauf gewartet haben und zeichnen nur mit der Vektorgrafik­Funktion eine eigene EMMA. Dabei wird deutlich, dass sie die Bausteine nicht ausbauen müssen, wenn sie sie verändern wollen, sondern nur ihre Attribute ändern müssen. Sie erkennen den ersten Unterschied zwischen Computermodell und Realmodell. Gruppierung ausprobieren.
TA 1)
Reale Welt und Computer­Welt
Die Attributwerte eines realen Objektes können wir kaum ändern. Deshalb tauschen wir z.B. einen grünen Baustein durch einen blauen Baustein aus.
Computer­Objekte ändern ihre Attributwerte dagegen selbst.
(Anmerkungen:
Die Schüler können in der Textverarbeitung mit den Elementen aus den Standardsymbolleisten arbeiten. Für Drehungen benötigen sie allerdings die Formateinstellungen aus dem Menu Format . Dabei brauchen sie noch nicht über Attribut und Attributwert nachdachdenken. Das geschieht erst im Rückblick, wenn die Schüler mit ObjectDraw gearbeitet haben.
Das Dokument wird noch nicht gespeichert, um das Thema Baumstruktur nicht vorwegzunehmen)
11
EMMA – Unterrichtsverlauf
6. UE – EMMA wird modelliert III (Baumstruktur, Hierarchische Informationsstrukturen)
Aus der Besprechung, weshalb das letzte Dokument noch nicht gespeichert wurde, wird erschlossen, dass man wissen muss, wohin man auf dem Computer etwas abspeichen kann und wie man es wieder findet. Dieses „Wie“ soll mit Hilfe der EMMA erschlossen werden.
EMMA wird mit Hilfe von ObjectDraw Schritt für Schritt erzeugt. Parallel dazu wird ein Tafelprotokoll über die erstellten Einzelteile und Gruppen der EMMA geführt.
Anhand des daraus gebildeten Objekt­ oder Klassenbaumes wird mit einer Präsentation „Baum“ die hierarchische Informationsstruktur erläutert (Ergbenis TA).
(Material:
ObjektDraw )
TA
Bäume tragen Information
Die Objekte der EMMA lassen sich aufreihen
wie die Zweige eines Baumes, der auf dem Kopf steht.
Deshalb sprechen wir auch vom Objekt­Baum.
Er hat eine Wurzel, Blätter und Äste.
Die Abzweigungen nennen wir Knoten.
Wenn wir einen Ast abschneiden bekommen wir einen Teilbaum.
Emma
Ast
Führerhaus
Schlot
Wurzel
Fahrgestell
Schürze
...
...
Führerstand
Dach
Schild
Teilbaum
12
Baustein
Achse
Vorderrad
Blätter
...
EMMA – Unterrichtsverlauf
7. UE – Exkurs: Einführung in das Betriebssystem (Baum / Pfad)
Zur Wiederholung wird EMMA mit Hilfe von ObjectDraw Stück für Stück wieder aufgebaut und dabei der Objektbaum beobachtet. Aufgrund der neuen Wurzel (Dokumentname) wird deutlich, dass die Zeichnung der EMMA Teil eines Dokumentes ist (Wiederholung „enthält“­Beziehung).
Dieses Dokument soll gespeichert werden. Dazu ist es nötig, den Dateibaum des Betriebssystems zu erkunden. Der Pfad zu einem Dokument wird erschlossen. Dabei wird erarbeitet, wie ein Dokument eindeutig identifiziert wird. Pfad+Blattname
(Material: ObjectDraw / Schulrechner / Schulnetzwerk)
TA
Ordnung auf dem Computer
Die Dateien auf unserem Computer sind in Baumstruktur abgelegt.
In Windows hat die Wurzel für jedes Laufwerk einen Laufwerks­Buchstaben
(z.B. „C“ für das erste Festplattenlaufwerk)
Der Weg von der Wurzel bis zu jedem Blatt (Datei) nennen wir Pfad.
z.B. C\Duplo­Lok\Führerhaus­Bauteil\Haus.jpg
Merke:
Eine Datei wird eindeutig bestimmt,
indem man ihren ganzen Pfad und ihre komplette Bezeichnung notiert.
­ Dateien mit gleicher Bezeichnung aber unterschiedlichem Pfad
­ Dateien mit gleichem Pfad, aber unterschiedlicher Bezeichnung
sind zwei verschiedene Dateien.
Vorsicht:
Wenn du eine neue Datei anlegst, die den gleichen Pfad und die gleiche Bezeichnung besitzt, wie eine vorhandene Datei, dann überschreibst du die alte Datei und ersetzt sie mit der neuen Datei.
Dateipfad unter Linux
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EMMA – Unterrichtsverlauf
8. UE – Exkurs: Sortieren mit Hilfe von Baumstrukturen (Ordnerbäume)
Die Schüler finden unterschiedlich Ordnungsstrukturen zu den gleichen Materialien
Daran erkennen sie, dass Ordnungsstrukturen vom eigenen Denken abhängig sind
Sie lernen die Struktur des Schulnetzwerkes kennen
(Material: vorgefertigte Bildkarten /Schulrechner / Schulnetzwerk)
Hier kann in einem weiteren Exkurs der Bezug zur Biologie hergestellt werden
TA
Ordnungsstrukturen
Jeder ordnert seine Daten nach den Kriterien, die ihm wichtig sind.
Wenn wir uns auf dem Computer eines anderen zurecht finden wollen, müssen wir dessen Ordnungsstruktur kennen.
Ordnungsstrukturen im Computerraum des AG
...
Arbeitsaufräge für die Gruppenphase
Sortiert die Bildkarten in verschiedenen Gruppen und Untergruppen und gebt den Gruppen Namen. Stellt euch dabei vor, diese Karten wären Dateien, die ihr in verschiedenen noch zu erstellenden Ordnern speichern sollt.
Notiert eine Begründung, weshalb ihr die Karten in dieser Weise sortiert habt.
Plenumsphase
Die verschiedenen Ergebnisse werden mit einander verglichen. Die Schüler überlegen, weshalb es zu diesen verschiedenen Ergebnissen kam.
Ergebnis in TA sichern
Partnerarbeitsphase
Überlege nach welchen Kriterien die Ordnerbäume auf den S.68/69 aufgebaut sind
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EMMA – Unterrichtsverlauf
9. UE – EMMA wird modelliert IV (Methodenaufrufe)
Die in ObjectDraw programmierte EMMA (EMMA_Rad.odr) wird wie auf der Abbildung unten vorgestellt und besprochen. Dabei erkennen die Schüler das Objekt­Diagramm zum Hinterrad wieder und können beschreiben, was mit diesem Objekt geschehen ist.
Aufgrund dieser Beschreibung und im Rückblick auf die Ergebnisse der UE 5 können sie die Bedeutung der Methodenaufrufe selbst erschließen: Das Objekt bestimmt selbst, welche Attribute in welcher Weise verändert werden. Im Lehrervortrag und mit TA werden die Methodenaufrufe konkret erläutert. Dabei wird der Begriff „Botschaft“ eingeführt.
Beim Versuch fehlerhafte Botschaften zu senden ­ wie FüllFarbeSetzen(rund) ­ wird geklärt, weshalb es sinnvoll ist, dass ObjectDraw diese Botschaft nicht zulassen will.
(Material:
ObjectDraw [EMMA_Rad.odr])
TA
Methoden
Objekte des Computermodells verändern die Werte ihrer eigenen Attribute selbst. Diese Handlungsmöglichkeit des Objektes nennen wir „Methode“.
Das Objekt Hinterrad besitzt die Methode „FüllfarbeSetzen()“
Am aufrufenden Objekt „klebt“ mit einem Punkt die Methode(die den neuen Wert trägt)
Hinterrad.FüllfarbeSetzen(dunkelrosa)
Die Botschaft an das Objekt „Hinterrad“ „Hinterrad.FüllfarbeSetzen(dunkelrosa)“ bewirkt, dass es den Wert „dunkelrosa“ annimmt, wenn es den Wert annehmen kann.
15
EMMA – Unterrichtsverlauf
10. UE – EMMA wird modelliert V (Methoden: Klassen­ und Objektdiagramm)
Die Schüler üben mit dem Programm ObjectDraw anhand von vorgegebenen Übungsprogrammen wie dem Programm EMMA_Rad.odr und manipulieren verschiedene Elemente sowohl mit der Maus wie mit direkten Methodenaufrufen und beobachten dabei die geschehenen Veränderungen im Objektdiagramm und bei den Methodenaufrufen im Analysator­Fenster.
Zur Wiederholung wird das Analysator­Fenster auf die Objektbaum­Ansicht umgestellt.
Dabei wird sichtbar, dass auch die Datei EMMA_Rad.odr ein Objekt ist. Sie enthält die Grafik „EMMA_Rad“.
Anschließend wird von der Objektansicht auf die Klassenansicht gewechselt. Die Schüler vergleichen die beiden Diagramme mit den beobachteten Methodenaufrufen und lösen das Problem, weshalb wir im Objektdiagramm auf die Aufzählung der Methoden verzichten („Informatiker sind faul!“)
(Material:
ObjectDraw [EMMA_Rad.odr])
TA
Grafisch notieren wir im Klassendiagramm, welche Methoden ein Objekt dieser Klasse besitzt.
KREIS
...
Füllfarbe
...
...
FüllfarbeSetzen()
...
16
Im Objekt­Diagramm notieren wir die Methoden nicht.
Wir kennen sie ja aus dem Klassendiagramm. VRad: KREIS
...
Füllfarbe = rot
...
EMMA – Unterrichtsverlauf
11. UE – EMMA wird programmiert (von der Punktnotation zu Programm)
Die in EOS programmierte Vektor­Zeichnung der EMMA wird vorgestellt und der dazugehörige Programmcode. Im Code können die Schüler Bekanntes entdecken. So können sie z.B. erklären, dass „Achsen:Rechteck“ als Objekt „Achsen“ von der Klasse „Rechteck“ zu verstehen ist. Ebenso finden sie Methoden wie z.B. Achsen.eckenSetzen().
Das bewusst einfach und unvollständig geschriebene Beispiel EMMA.EOS ergänzen die Schüler nach einer kurzen Einführung in das Programm EOS auf spielerische Weise selbständig.
(Material: Programm EOS / Anleitung für EOS / Computerraum)
17
EMMA – Unterrichtsverlauf
12. UE – EMMA wird zum Bild (Pixel als Objekt)
Mit Hilfe des Programm EOS wird EMMA als „Pixelgrafik“ gestaltet
über die Zoomfunktion EMMA.strecken(Wert) und dem Zeitaufwand der Programme wird das Wesen des Pixel erschlossen und der Unterschied zwischen Vektor­Grafik und Pixel­Grafik verdeutlicht.
Die Schüler dürfen mit Hilfe von Methodenaufrufen diese Pixelgrafik selbst gestalten und speichern ihr Programm ab. So entdecken sie die Arbeitsweise von pixelgenauem Arbeiten bzw. Gruppenwerkzeugen, die sie später im Pixelgrafikprogramm kennen lernen werden.
(Material: EOS [DuploLokPixel.eos / DuploLokFertig.eos] / Arbeitsblatt für die Planung der Pixelgrafik / Computerraum)
TA
Vektorgrafik und Pixelgrafik
+ Vektorgrafiken arbeiten mit einfachen geometrische Formen (wenig Speicherbedarf)
­ man kann mit ihnen nur einfache Grafiken herstellen (nur wenige Details)
+ sie können beliebig vergrößert und verkleinert werden
­ Pixelgrafiken setzen sich aus vielen kleinen Punkten (Pixel) zusammen (viel Speicherbedarf)
­ um sie zu ändern, muss jeder Pixel geändert werden (viel Rechenaufwand)
++++ Bilder mit vielen Pixeln können viele verschieden Farben darstellen (sehr gut für Fotos)
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EMMA – Unterrichtsverlauf
EMMA als Bild (Mit Grafikprogrammen gestalten) [mehrere Stunden]
Mit Hilfe eines Grafikprogrammes gestalten die Schüler selbst Bilder mit oder zur EMMA (oder auch zu biologischen Themen) und speichern ihre Ergebnisse, die sie später bei der Arbeit mit Textdokumenten und Präsentationen wieder verwenden können.
(Material: Computerraum / Pixelmalprogramme)
EMMA als Text (Umgang mit Textdokumenten) [mehrere Stunden]
Mit Hilfe einer Textverarbeitung schreiben die Schüler Geschichten, Gedichte usw. z.B. zu EMMA (oder auch zu biologischen Themen). Sie lernen dabei Zeichen­Attribute zu manipulieren. Sie erkennen das Wesen der Absätze z.B. einer Überschrift und wie über die Absatz­Attribute Zeichen­
Attribute mitgesetzt werden (Enthält­Beziehung). Selbst gemachte Bilder werden eingefügt und als Teilelemente einer Seite bzw. eines Absatzes erkannt.
Wiederholung: Klassendiagramm Seite ­ Absatz ­ Zeichen / Bild!
In diesem Zusammenhang werden auch Aspekte wie Copyright besprochen.
(Material: Computerraum / Textverarbeitungsprogramme)
EMMA als Präsentation (Umgang mit Präsentationssoftware) [mehrere Stunden]
Der Umgang mit der Präsentationssoftware setzt die Übungen mit Textverarbeitung und Grafikprogramm fort.
Wiederholung: Klassendiagramm Folie // Bild / Textfeld – Zeichen / ...
Grundkenntnisse eines sinnvolles Einsatzes der Präsentationssoftware werden erschlossen.
(Material: Computerraum / Präentationsprogramme)
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Materialien
Datei­Anhänge in der Datei „EMMA und ihre Brueder.zip“
EMMA_Rad.odr
EMMA_fertigSchreiben.eos
EMMA_fertig.eos
EMMA_Pixel.eos
Einfache Formen für UE 4
Bildkarten für UE 8
Sags mit
Blumen!
gebt
Kindern
eine Chance
in
FORM
ieren
Listing zu EMMA_fertigSchreiben.eos für UE 11
Listing zu EMMA_fertigSchreiben.eos
// EOS 1.5 ­ Programm
//Duplo­Dampflok//
//Definition des Fahrgestells
Achsen:RECHTECK
Achsen.eckenSetzen(80,25,­80,­5)
Achsen.füllfarbeSetzen(blau)
VRad:KREIS
VRad.mittelpunktSetzen(­50,0)
VRad.strecken(2)
VRad.füllfarbeSetzen(rot)
MRad:KREIS
MRad.mittelpunktSetzen(0,0)
MRad.strecken(2)
MRad.füllfarbeSetzen(rot)
HRad:KREIS
HRad.mittelpunktSetzen(50,0)
HRad.strecken(2)
HRad.füllfarbeSetzen(rot)
Schubstange:RECHTECK
Schubstange.eckenSetzen(­60,5,60,­5)
Schubstange.füllfarbeSetzen(gelb)
Fahrgestell:GRUPPE
Fahrgestell.schlucke(Achsen)
Fahrgestell.schlucke(VRad)
Fahrgestell.schlucke(MRad)
Fahrgestell.schlucke(HRad)
Fahrgestell.schlucke(Schubstange)
//
Führerstand:RECHTECK
Dach:RECHTECK
Fenster:RECHTECK
Namenschild:ELLIPSE
Führerhaus:GRUPPE
//
//ergänze hier die Methoden, um das Führerhaus einzurichten
//
Legobaustein:RECHTECK
//
//ergänze hier die Methoden, um den Baustein einzurichten
//
SchürzeStein:RECHTECK
SchürzeVorne:DREIECK
Schürze:GRUPPE
//
//ergänze hier die Methoden, um die Schürze einzurichten
//
SchlotKessel:RECHTECK
SchlotAufsatz:DREIECK
Schlot:GRUPPE
//
//ergänze hier die Methoden, um den Schlot einzurichten

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