Abenteuer Informatik - Informatik begreifen

Informatik begreifen - experimentieren mit Spaß. In unseren Informatik Workshops wird durch Mitmach-Exponate aus der Ausstellung "Abenteuer Informatik - Informatik begreifen" der Technischen Universität Darmstadt die Informatik lebendig. Schülerinnen und Schüler lernen auf didaktische Weise Fragen der Informatik im Alltag und der Wissenschaft selbst zu beantworten. Hier einige Beispiele:

  • Mit einen verblüffenden Gedächtnistrick erfahren Schülerinnen und Schülern, warum eine DVD auch noch mit Kratzer gut abgespielt werden kann.
  • Durch Hin- und Herschieben von Buchstaben auf einer Tafel lassen Schülerinnen und Schüler Goethes Gesamtwerk auf ein handliches Format schrumpfen. Das Gleiche passiert auch im Computer, wenn Dateien komprimiert werden.
  • Beim Puzzeln mit Affen und Schildkröten ergründen Schülerinnen und Schüler, ob man mit dem Computer wirklich alles berechnen kann oder ob es auch für die Technik Grenzen gibt. 

Die einzelnen Module sind unterschiedlich aufgebaut. Es gibt Puzzles, magische Tricks, Knobeleien und vor allem viele AHA-Effekte, die Schülerinnen und Schüler Spaß machen und die Informatik näher bringen. Viele der Experimente können die Teilnehmerinnen und Teilnehmer später wiederverwenden oder auch zuhause nachmachen. 

Modulübersicht:

Modul 1: Äthiopische Multiplikation

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Steine in Holz-Kuhlen nach einem bestimmten Muster legen
  • Schriftlich Multiplizieren von Dezimalzahlen und Binärzahlen
  • Vergleich zum Computer machen
Lernziele
  • Zwei Zahlen mit einem bestimmten Algorithmus multiplizieren können
  • Multiplikation wird auf einfache Grundoperationen zurückgeführt – Verdoppeln, Halbieren, Zählen
  • Schriftliches Muliplizieren
  • Binäre Zahlen multiplizieren – ist einfacher
  • Übertragung auf die Rechenweise eines Computers

Modul 2: Das Affenpuzzle

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Komplexer werdende Affenpuzzle farblich korrekt legen
  • Das Anfassen der Puzzleteile mit der Rechenleistung des Computers vergleichen
  • Entscheiden, ob es möglich ist, mit einem gegebenem Satz beliebig große Flächen auszufüllen 
  • Erweiterung des Puzzles um einen Schildkrötenteil in jeder Ecke in den Kacheln
Lernziele
  • Verstehen, was ein Affenpuzzle ist
  • Den Zusammenhang zwischen der Größe des Puzzles und der Rechenzeit erschließen
  • Andere passende Beispiele aus dem Alltag kennenlernen: (Brückenbau,…)
  • Prinzip der aperiodischen Kachelung verstehen
  • Verstehen, dass ein Computer bestimmte Aufgaben nicht lösen kann und nie lösen wird
  • Verstehen, was Verifikation bedeutet

Modul 3: Die Binärmagie

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Trick des Karten-Drehens durchführen
  • Prüfziffern im Alltag
  • Kreditkartenüberprüfung
Lernziele
  • Den magischen Trick auf echte Anwendungen übertragen können
  • Wie werden Informationen gespeichert
  • Verstehen, was redundante Informationen sind
  • Fehlerkorrektur (CD/DVD, Internet)
  • Verstehen, wozu Prüfziffern verwendet werden
  • Funktion der Prüfziffer nachvollziehen können
  • Berechnen können, ob es sich um eine gültige Kreditkartennummer handelt

Modul 4: Die Binäruhr

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Zahlen mit Hilfe von Punkten abbilden
  • Binärzahlen mit Händen und Fingern abbilden
  • Übertragung auf Rechenmaschinen: nutzen elektromagnetische Schalter, die sogenannten Relais haben zwei Positionen – AN und AUS
Lernziele
  • Verstehen, was binär bedeutet
  • Das System von Binärzahlen verstehen
  • Das System auf Hände und Finger übertragen
  • Lernen, wie hoch man mit 2 Händen zählen kann

Modul 5: Die Binärwaage

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Zahlen mit einer Waage abbilden und ins Gleichgewicht bringen mit blauen und roten Bausteine
  • Zahlensysteme
  • Trick mit binären Zahlen: Ein Freiwilliger soll sich eine beliebige Zahl zwischen 1 und 63 denken. Nun sagt er Ihnen die Farben der Karten, auf denen seine Zahl gedruckt ist. Sie können ohne weiteres Nachdenken die Zahl nennen.
Lernziele
  • Zahlensysteme kennenlernen und unterscheiden können
  • Dezimalzahlen in Binärzahlen rechnerisch umwandeln können
  • Den Algorithmus zur Berechnung von Binärzahlen verstehen
  • Binärzahlen addieren können
  • Trick mit binären Zahlen verstehen

Modul 6: Das Binärsystem

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Zahlen ins Binärsystem umwandeln
  • Mit Hilfe des Binärsystems Nachrichten übermitteln
  • Bit-Operatoren
Lernziele
  • Das System der Umwandlung von Dezimalzahlen ins Binärsystem verstehen und anwenden können
  • Nachrichten ver/entschlüsseln können
  • Bit-Operatoren kennen
  • Integrierung eines Bitz und Bitzy, der den User durch die Applikation begleitet…

Modul 7: Bestandteile eines Computers

Klassenstufe     ab Klassenstufe 5
Anzahl     3-5 SchülerInnen
Dauer     25 Minuten
Niveau     Normal
Inhalt
  • Einzelne Komponente des Computers mit Hilfe eines QR Code Scanner einscannen und so einen kompletten Rechner zusammenbauen
Lernziele
  • Verstehen, aus welchen Bauteile ein Computer besteht
  • Funktionen der Bauteile erkennen

Workshop Dauer und Aufbau:

Workshop über 60 Minuten

Workshop über 60 Minuten

BezeichnungZeit
Einführung in die Informatik15 Minuten
Bearbeitung eines einzelnen Moduls30 Minuten
Abschlusspräsentation: Was haben wir gelernt?15 Minuten

Workshop über 200 Minuten

Workshop über 200 Minuten

BezeichnungZeit
Einführung in die Informatik15 Minuten
Gruppeneinteilung und Modulbearbeitung45 Minuten
Präsentation des Moduls45 Minuten
Pause20 Minuten
Ergebnispräsentation30 Minuten
Quiz zu den Modulen30 Minuten
Abschlusspräsentation; Was haben wir gelernt?15 Minuten