Informatik-Didaktik Blog

Sir John Daniel: Making Sense of MOOCs | Computing Education Blog

2013-05-01T15:17:00.001+02:00

Spannender Hinweis von Mark Guzdial zur Diskussion rund um MOOCs: Sir John Daniel: Making Sense of MOOCs | Computing Education Blog (Guzdial selbst ist bekennender Kritiker von MOOCs; Daniels Ausführungen helfen, MOOCs einzuordnen).

In diesem Kontext auch von Interesse ist Michael A. Cusumanos Artikel Are the Costs of 'Free' Too High in Online Education? Interessant fand ich den Vergleich mit der Software-Industrie, welche Auswirkungen dort die Werbung-basierten sowie Freemium-Geschäftsmodelle hatten (Hervorhebung von mir):

I worry especially because my research going back several years found that about two-thirds of the public software product companies existing in 1998 disappeared by 2006. Part of the explanation is the Internet boom, which allowed some fledgling companies to go public, followed by a wave of failures as well as acquisitions led by stronger companies such as Oracle, IBM, Microsoft, Cisco, EMC, SAP, and Adobe. But another reason why many failed or struggled was the increasing prevalence of free or cheap alternatives that were "good enough" and available over the Web. Most software product companies can never reach a scale big enough to sustain their businesses simply by selling advertising, like Google does. They need to sell services or monetize another side of the market related to the free products (for example, give away the reader but charge for servers, tools, and services). For companies that would like to sell products, "free" as in Google's software or Microsoft's bundles can be very destructive, and sometimes fatal, to their business models.

[...]

Do we have more variety and a better world when only a few players survive in an industry? The expansion of free massive open online courses now being offered by elite universities (whose reputations are already high, without free Web courses) creates the risk that lesser institutions will suffer the fate of many software product companies as well as other producers of digital goods and services. Will two-thirds of the education industry disappear? Maybe not, but maybe! It is hard to believe that we will be better off as a society with only a few remaining mega-wealthy universities. Then there is the other issue of whether online education is truly a desirable substitute for in-class learning and face-to-face interaction. We often say at MIT that the personal networks and bonds our students form while at the university are probably the most valuable part of their education.

Natürlich ist fraglich, ob die Erfahrungen von der Software-Industrie auch für Universitäten gelten. Dennoch, welche Auswirkungen MOOCs haben werden, das kann heute wohl noch kaum abgesehen werden.

"How powerful was the Apollo 11 computer?"

2013-04-25T21:52:00.001+02:00

How powerful was the Apollo 11 computer? Ich finde solche Vergleiche immer wieder faszinierend, zeigen sie doch anschaulich auf, wie viel mit wie wenig möglich sein kann - das könnte man nach Jahrzehnten von Moore's Law glatt vergessen, wo wir heute auf Smartphones ein absurdes Vielfaches der Leistung der Apollo Computer mit uns herumtragen:

Take Intel's venerable 8086 for example -- you might know it better as "x86". Released in 1979, just a decade after Apollo 11's trip to the Moon, the 8086's cousin, the 8088, formed the basis for the IBM PC we all know and love. When the IBM PC "XT" was released in 1981, the lowest end configuration had 8 times more memory than Apollo's Guidance Computer -- 16k, vs the Apollo's 2k. The read-only storage of the AGC was 32k,

The IBM PC XT also ran at a dizzying clock speed of 4.077MHz. That's 0.004077 GHz. The Apollo's Guidance Computer was a snail-like 1.024 MHz in comparison

Weiterbildung kompakt: "Seven Languages in Seven Weeks" - neues Review auf SwissEduc

2013-04-24T17:09:00.001+02:00

Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc:

Aus dem Buch The Pragmatic Programmer stammt die Empfehlung, jedes Jahr eine neue Programmiersprache zu lernen. Die Idee dahinter ist, dass man im Alltag von dieser Form der Horizont-Erweiterung profitiert. (Ich persönlich würde die Empfehlung etwas aufweichen: Jedes Jahr eine neue Sprache oder ein neues Framework oder eine neue Methodik kennen lernen. Das ist schon ein ziemlich anspruchsvolles Weiterbildungs-Programm.) Das Buch Seven Languages in Seven Weeks treibt diesen Weiterbildungs-Gedanken auf die Spitze und stellt gleich sieben Sprachen vor: Ruby, Io, Prolog, Scala, Erlang, Clojure, Haskell.

Es ist klar, dass in so einer kompakten Form keine vollständige Einführungen in die Sprachen geboten werden. Das Ziel ist auch vielmehr, von jeder Sprache die wesentlichen Elemente zu verstehen, etwa die Mechanismen zu Meta-Programming in Ruby mit Mixins oder die funktionalen Aspekte in Scala. Zudem werden die Sprachen präsentiert anhand von Beispielen, welche die Stärken der Sprachen hervorheben, etwa ein Sudoku in Prolog, wo das Programm eigentlich nur eine Beschreibung des Problems ist und die Lösung Prolog überlassen werden kann. Jede Sprache wird in drei Stufen vorgestellt, wobei die Lernkurve jeweils ziemlich steil ist: Die erste Stufe ist jeweils recht einfach verständlich, bei der zweiten Stufe muss man schon aktiv mitdenken, bei der dritten Stufe wird es heftig. Zu jeder Sprache hat es zu jeder Stufe Aufgaben, die helfen, die Sprache zu vertiefen.

Auffällig war für mich die direkte Anrede, mit der Bruce Tate seine Leser anspricht: Das Buch liest sich wie ein Vortrag vom Autor, in direkter Rede gehalten. Ich fand das ungewohnt, aber eigentlich ganz angenehm, was vielleicht daran liegt, dass ich den Autor der Goto Zürich 2013 live habe präsentieren hören. Der Vortrag deckt wesentliche Teile des Buches ab, wobei die einzelnen Sprachen in Vergleichen mit Filmen sehr anschaulich präsentiert werden. Er ist von einer anderen Veranstaltung her online verfügbar:

Alles in allem finde ich Seven Languages in Seven Weeks eine interessante Herausforderung, und dabei auch sehr angenehm zu lesen. Für mich auf jeden Fall empfehlenswert, um einmal über den Tellerrand der eigenen Lieblingssprache(n) zu blicken!

Review unter http://swisseduc.ch/informatik-didaktik/reviews/publications/view/44.

Dan Ariely: What makes us feel good about our work? | Video on TED.com

2013-04-14T16:12:00.001+02:00

Ein interessanter Vortrag vom Autor des lesenswerten Buches "Predictable Irrational": Dan Ariely: What makes us feel good about our work? | Video on TED.com.

Interessant finde ich auch das scheinbare Paradox, dass den Leuten ihre Arbeit in den Experimenten (Origami falten) mehr wert ist, wenn sie anstrengender gemacht wird. Daraus leitet Ariely folgendes "Revised model of labor" ab, wo Bezahlung gleichermassen "nur" noch ein Basisbedürfnis ist:

Ersetzt man "labor" durch "learning" und "Payment" durch "Grades" - wäre das Modell dann nicht immer noch plausibel? Und wenn ja, wie erreichte man es im Unterricht, dass die Noten nur noch ein Basisbedürfnis der Schüler/innen sind, dass sie aber Gefühle wie Stolz oder Ownership empfinden? Zu einfach machen sollte man es ihnen jedenfalls offenbar nicht:-)

SwissEduc: Neue Prüfung zu Excel und Datenbanken online

2013-04-07T20:38:00.005+02:00

Prüfungen vorzubereiten ist ja immer eine Heidenarbeit... daher hier der Hinweis auf meine jüngste Prüfung, zum Thema Datenbanken, von Autofiltern und Pivot-Tabellen in Excel über SQL-Abfragen auf einzelnen Tabellen bis hinzu SQL-Abfragen auf mehreren Tabellen inkl. einer Übung zu Daten der International Movie Database - Download unter http://swisseduc.ch/informatik/120-lektionen/pruefungen/. (Das Thema Web-Applikation mit Play-Framework kam wegen Zeitmangel nicht mehr dran an der Prüfung.)

Beispiel einer Mini-Datenbank aus der Prüfung; verfügbar auf dem Programming Wiki.

Ist "Nützlichkeit" ein plausibles Argument für Informatik-Unterricht?

2013-04-05T16:38:00.000+02:00

+Beat Döbeli Honegger hat als Reaktion auf den Post "Do it yourself coding" von interaktiven Timelines: Informatik für den Alltag eine Frage aufgeworfen, die ich mir auch stelle: Ist Nützlichkeit ein plausibles Argument für Informatik-Unterricht?

Ich liebäugle auch des öftern mit dem von Dir erwähnten Nützlichkeitsargument, konnte aber ehrlicherweise bisher nicht mal mich selbst wirklich davon überzeugen, dass es im normalen Alltag wirklich relevant ist: Wie oft will ich wirklich eine Zeitleiste irgendwo einbinden, einen Ablauf mit einem Makro automatisieren o.ä.? Entweder ich merke es als Informatiker gar nicht mehr, wenn ich informatische Konzepte und informatisches Know-how in meinem Nichtberufs-Alltag einsetze, oder es geschieht eben gar nicht so oft. Gerne lasse ich mich aber vom Gegenteil überzeugen (es würde das Werben für Informatik in der Allgemeinbildung vereinfachen)!

Vielleicht wiegen andere Argumente wie etwa das Demokratie-Argument oder das Berufwahl-Argument stärker. Dennoch ein paar Überlegungen zum Nützlichkeitsargument:

Von Watzlawick stammt das schöne Zitat: "Wer als Werkzeug nur einen Hammer hat, sieht in jedem Problem einen Nagel." Ein Beispiel aus der ICT, zu Tabellenkalkulation: Wer das "Werkzeug" der Pivot-Tabellen nicht kennt (und das kennen selbst viele Informatiker nicht), kann gar nicht auf die Idee kommen, entsprechende Auswertungen zu erstellen, unabhängig davon, wie sinnvoll das sein könnte; umgekehrt, wenn man dieses Werkzeug kennt, findet man immer wieder sinnvolle Anwendungsbeispiele. Soll heissen: Der persönliche ICT-Werkzeugkasten sollte nicht nur Anfänger-Werkzeuge enthalten, sondern durchaus auch Experten-Werkzeuge.

Insofern scheint es mir eine logische Konsequenz aus Leitmedienwechsel, und auch eine Fortsetzung der Philosophie hinter Mindstorms, dass Schüler/innen nicht nur lernen, mit digitalen Medien "Anfänger"-Inhalte wie Text, Bilder, Tabellen, Grafiken, Audio und Video zu bearbeiten und erschaffen, sondern auch "Experten"-Inhalte wie interaktive Dokumente wie zum Beispiel eben die erwähnten Timelines.

Die Timelines sollten dabei nur ein Beispiel sein, das durchaus auch reale Anwendungen hat (etwa bei Le Monde oder bei Arte). Für die private Anwendung könnte ich etwa vorstellen, meinen CV im Internet so zu präsentieren, oder Publikationslisten so darzustellen, oder eine Reise so zu dokumentieren - es gibt viele chronologisch strukturierte Inhalte, die so aufbereitet werden könnten. Das Embedding von Web-Inhalten bieten ja auch viele andere Webdienste an, so etwa die ganzen Dienste von Google, die im Google Code Playground ausprobiert werden können - und im letzten Post hatte ein weiteres Beispiel, eine eingebettete Tabelle von Google Docs. So könnten auch sehr einfach Google-Docs basierte Umfragen embedded werden:
Loading...

(Ok, das ist sehr unschön in der Darstellung, aber nur so auf die Schnelle:-))

So etwas finde ich persönlich schon sehr nützlich.

Last but not least, betrachten wir es doch als Challenge: Wer liefert weitere Ideen, um das Nützlichkeitsargument zu stärken?

"Do it yourself coding" von interaktiven Timelines: Informatik für den Alltag

2013-04-04T14:11:00.000+02:00

Es gibt verschiedene Argumente dafür, bedingt durch den Leitmedienwechsel (was für ein Wort:-)) ein eigenes Schulfach Informatik einzuführen (Liste von Argumenten sowie Vortrag von Beat Döbeli Honegger). Vielleicht müsste man die Liste der Argumente um das Argument der Nützlichkeit erweitern. Denn wenn man die Idee von Schnittstellen, neudeutsch: Application Programming Interfaces, verstanden und mit Übungen etwa zu Google Code Playground verinnerlicht hat, dann eröffnen sich einem auch im Alltag nützliche Möglichkeiten.

Eine Timeline-Darstellung auf einer eigenen Webseite oder in einem eigenen Blogpost? Kein Problem. Google führt zu verschiedenen JavaScript-Implementationen von Timelines. Eine sehr bequeme Lösung bietet http://timeline.verite.co/. Hier muss man nicht einmal JavaScript anpassen; man kann die Timeline über die Webseite konfigurieren.

Betrachten wir als Beispiel eine Timeline zu den Romanen von Mark Russinovich, hier eingebettet eine Variante ohne Bilder und Videos oder online mit Videos und Bildern:

Die Daten für die Timeline können bequem in einer Google Docs Tabelle erfasst werden:

Damit wird der TimelineJS Embed Generator gefüttert, und schon erhält man einen Link auf die Timeline sowie HTML-Code für das Einbetten der Timeline in eigene Webseiten.

Ist eine solche "Timeline-Web-App" nützlich? Ich denke schon. Timelines sind eine zeitlose Art der Darstellung chronologisch geordneter Ereignisse, und interaktive Timelines machen Sinn, weil eine statische Darstellung häufig sehr gedrängt sein muss.

Können Nicht-Informatiker solche "Timeline-Web-Apps" selber erstellen? Ich denke schon. Voraussetzung ist allerdings, dass man den Unterschied zwischen Link und Embedden versteht, dass man die Idee der Schnittstelle (hier von der Timeline zu Google Docs versteht), und dass man ein klein wenig Erfahrung mit HTML/CSS sowie Programmieren im weiteren Sinne hat.

Für mich ist das ein kleines Beispiel für die Nützlichkeit von Informatik-Verständnis im Alltag, wo auch sogenannte Power User nicht mehr weiterkommen, wo sich aber Nicht-Informatikern mit Informatik-Kenntnissen neue Möglichkeiten erschliessen.

"Freundliche Datenbanken" für alle

2013-03-22T10:57:00.002+01:00

Passend zum Thema Datenbanken - das ich gerade mit meinen Schüler/innen behandel, startend mit Excel-Übungen (Autofilter, Spezialfilter, Pivottabellen) über SQL-Abfragen auf einzelnen Tabellen und anschliessend SQL-Abfragen auf mehreren Tabellen sowie Abfragen auf den Datenbeständen der International Movie Database bis hin zu einer kleinen Webapplikation auf Basis des Frameworks Play - hat der Tagesanzeiger einen kleinen Artikel veröffentlicht, "Die freundliche Datenbank für jedermann", Werbung für Filemaker-Produkte.

Ein schönes Beispiel dafür, dass Kenntnisse von Informatik-Konzepten auch unmittelbar im Alltag nützlich sein können!

Am anderen Ende des Spektrum stehen dann die Datenmengen, die Intel mit seiner Grafik What Happens In An Internet Minute? visualisiert, Datenmengen so ungeheuer, dass man sie auf die Minute runterbrechen muss, um noch vernünftige Zahlen zu erhalten... auch das ein passender Beitrag zum Thema Datenbanken im Unterricht!

Eine (kleine) akkustische Geschichte technologischer Entwicklung

2013-03-15T11:39:00.001+01:00

Das Museum of Endangered Sounds bietet einige Sounds inzwischen längst überholter Technologien an. Das ist irgendwie witzig, vor allem, wenn man sich überlegt, in welcher kurzen Zeit diese Technologien "längst überholt" sind. Können unsere Schüler/innen solche Sounds überhaupt noch einordnen? Meine Schüler/innen zumindest kennen den Sound eines Modems oder einer VHS Kassette oder einer analogen Filmkamera nicht mehr:-)

Google: "How Search Works" - anschaulich und informativ

2013-03-02T22:11:00.001+01:00

Bits & Bytes

Gelegentliche Hinweise auf aktuelle Themen aus Praxis und Forschung.

2013-03-02

Google erklärt "How Search Works". Eine (auch technisch interessante, weil rein HTML/CSS/JavaScript-basierte, interaktive) Präsentation mit einigen faszinierenden Zahlen – etwa dass gemäss Google das Web rund 30 Billionen Webseiten umfasst, oder dass Google pro Monat über 100 Milliarden Suchanfragen beantwortet, also fast 40'000 pro Sekunde(!), oder dass Googles Index über "hundert Millionen Gigabytes" umfasst, eine zwar unscharfe Aussage, aber dennoch beeindruckend, da im Vergleich dazu Wikipedia weniger als 10 Gigabytes umfasst, das heisst, der Index von Google umfasst über "zehn Millionen Wikipedias".

Weitere Themen von How Search Workssind Crawling und Indexierung (der sehenswerte Video oben), Algorithmen sowie Informationen zur Spam-Bekämpfung inkl. einer sehenswerten Live-Demo, was für Spam Google gerade eliminiert.

Natürlich kann man solche Veröffentlichungen als Werbung für die eigene Sache abtun. Wenn aber jede IT-Firma solche "Werbung" machen würde, und wenn möglichst viele Benutzer diese "Werbung" schauen würde, dann hätten wir einen erheblichen Verständnis-Zuwachs für grundlegende Informatik-Konzepte bei den Benutzern!

Informatik in der Schule - Obama, NYC, UK, Georgia u.a.

2013-02-27T15:30:00.001+01:00

Der Präsident der USA spricht darüber:

Bill Gates, Mark Zuckerberg und andere sprechen darüber:

Der amerikanische Congress schafft einen nationalen Wettbewerb für Studenten zur Entwicklung von Mobile Apps:

This competition will initially focus on developing applications for mobile, tablet, and computer platforms; reviewed by community leaders and entrepreneurs in these fields. However, given that technology rapidly changes over time, the competition has been designed with the ability to evolve for the future. (Quellen: majorityleader.gov, techcrunch.com)

Der Bürgermeister von New York spricht ebenfalls nicht nur darüber, er wird aktiv und startet ein Sofware Engineering-Pilot-Programm für ausgewählte Schulen:

Mayor Michael R. Bloomberg and Schools Chancellor Dennis M. Walcott today announced the 20 schools selected for the new Software Engineering Pilot program to begin at the start of the next school year. The schools will receive comprehensive computer science and software engineering curriculum for the 1,000 students expected to participate this fall. By 2016, the program will grow to 3,500 students. (Quelle: nyc.gov)

England wird ebenfalls aktiv und hat einen ersten Entwurf eines nationalen Curriculums für Computing vorgelegt:

At the core of computing is the science and engineering discipline of computer science, in which pupils are taught how digital systems work, how they are designed and programmed, and the fundamental principles of information and computation. Building on this core, computing equips pupils to apply information technology to create products and solutions. A computing education also ensures that pupils become digitally literate – able to use, and express themselves through, information and communication technology – at a level suitable for the future workplace and as active participants in a digital world. (Quelle: academiccomputing.wordpress.com).

Der US-Bundesstaat Georgia ist schon länger aktiv, mit einer Vielzahl von Initiativen, zusammengefasst unter dem Programm "Georgia computes!":

The goal of this effort is to improve the computing education pipeline across the state of Georgia.

Attract girls into computing with activities in camps and afterschool programs with our partners, the Girl Scout Council of Northwest Georgia, the YWCA of Georgia, and Cool Girls.

Offer summer camps to 4th - 12th grade students to give them an engaging introduction to computing. We especially target under-represented minorities and females.

Teach high school teachers how to teach computing using motivating examples, in cooperation with our partner, the Georgia Department of Education.

Offer workshops to University System of Georgia computing faculty on new approaches to motivate computing education.

Support USG computing faculty in offering their own summer camps, with training, curriculum, and seed funding, to recruit students into their computing programs.

Und das Non-Profit Code.org will aufzeigen, wo man überall Programmieren erlernen kann, auch online. Von Code.org stammt auch die Infografik unten, die ein paar beeindruckende Zahlen visualisiert.

Und die Schweiz? Welcher Bundesrat wird zum Fürsprecher für Informatik-Unterricht auf allen Schulstufen?

Informatik-Projekte in der Schule und das "magische Dreieck"

2013-02-23T20:42:00.002+01:00

Der Abgabetermin für das kleine Processing-"Projekt" meiner Schüler/innen naht, da rollt eine Grippewelle über die Klasse hinweg, und schon kommt die Frage: Können wir den Abgabetermin verschieben?

Ich habe dem recht bereitwillig zugestimmt, obwohl der Termin schon recht grosszügig angesetzt war. Ich habe mich dann aber gefragt, warum ich nicht strikter an dem Termin festgehalten habe, wo ich doch an Schulen und Hochschulen diese Termine jeweils als in Stein gemeisselt erlebt habe, und wo doch in meiner Projekt-Praxis ein Release so gut wie nie verschoben wird.

Bei Projekten kennt man das "magische Dreieck" (Englisch etwas neutraler als "triple constraint" bezeichnet): Das Spannungsfeld aus Lieferumfang, Kosten und Termin, das die Qualität eines Projekts beeinflusst. Häufig wird auch die Qualität als unabhängige Variable betrachtet, und dann sind wir beim magischen Viereck - oder, um genauer zu sein, weil alle vier Variablen sich gegenseitig beeinflussen, im magischen vollständigen Graphen mit vier Knoten.

Schul-Projekte unterscheiden sich für mich in zwei wesentlichen Punkten von Informatik-Projekten in der Praxis. Bei realen Projekten bestimmt der Auftraggeber die vier Variablen. Drückt er zu sehr auf den Liefertermin, muss er Abstriche machen bei der Qualität oder bei dem Lieferumfang oder bei den Kosten. Das kann auch vertraglich transparent vereinbart werden. Entscheidend dabei ist, dass der Auftraggeber die Verantwortung dafür übernimmt, und damit auch die Konsequenzen trägt. Bei Schulprojekten ist das anders: Einerseits haben die Schüler/innen meistens bei der Festlegung der Variablen ohnehin kein Mitspracherecht, das wird alles von der Lehrperson vorgeschrieben. Andererseits tragen die Schüler/innen die Konsequenzen, wenn die Lehrperson zu sehr auf den Termin drückt: Leidet der Lieferumfang oder die Qualität, leidet die Benotung.

Langer Rede, kurzer Sinn: Diese für mich doch signifikanten Unterschiede zwischen Projekten aus meiner Praxis und Projekten in der Schule war für mich Grund genug, beim Termin entgegenkommend zu sein. Mein Hauptziel ist es ja, dass die Schüler/innen etwas lernen, und wenn sie dazu eine Woche mehr Zeit brauchen: So sei es. Gleichzeitig ist das eine hervorragende Gelegenheit, genau diese Überlegungen mit den Schüler/innen zu diskutieren, so lernen sie etwas über Projekt-Management:-)

Zu wenig Informatik-Studenten - auch in England

2013-02-22T11:40:00.002+01:00

"U.K. Students Not Lining Up To Study IT", schriebt Information Week. Und illustriert das Problem mit ein paar Zahlen (hier im Originalton, Hervorhebung von mir):

Between now and 2020, according to an October report from the Royal Academy of Engineering, the U.K. will need 10,000 more new graduates in science, technology, engineering and mathematics (STEM) each year just to fill current employment needs.

Only 3,420 British students, or 0.4%, took a computer science A-level (similar to a U.S. high school diploma) in 2011-12, compared to a high of 12,529 in 1998.

The gender gap is another concern here, as a mere 7% -- 255 total -- of computing A-level students were female in the 2011-12 school year.

To put this in even starker perspective, in the six central London boroughs identified by the Greater London Authority as having the highest concentration of tech in Europe, a total of 33 students selected to study computing at a pre-college level.

Die Situation in der Schweiz ist auch nicht besser... Informatik (attraktiv unterrichtet) gehört einfach in die Schule, auf allen Stufen!

JavaKara, Processing: Neue Prüfungsaufgaben auf SwissEduc

2013-02-15T20:50:00.004+01:00

Prüfungen zum Thema Programmieren sind auch für mich als Lehrperson immer eine Herausforderung: Insbesondere einen Schwierigkeitsgrad zu finden, der dem Umstand Rechnung trägt, dass die Prüfung auf Papier gelöst wird, während im Unterricht die Schüler/innen die Übungen am PC programmieren.

Mein Lösungsansatz besteht darin, dass die Prüfungsaufgaben mehrheitlich im Lesen von Programmen bestehen (siehe als Beispiel die Zuordnungsaufgabe in der Abbildung oben) sowie im Erklären von Konzepten wie etwa Methoden-Aufrufe und Call-Stack. Programme lasse ich die Schüler/innen nur wenige schreiben, und eher einfache, und Syntax spielt dabei überhaupt keine Rolle.

Langer Vorrede kurzer Sinn: Unter swisseduc.ch/informatik/120-lektionen/pruefungen/ finden sich die neusten Prüfungsaufgaben zu den Themen JavaKara programmieren und Processing.

Fussball-WM-Endspiele: Neue Übung zu Filtern in Excel auf SwissEduc

2013-02-14T21:20:00.001+01:00

Auf der Suche nach interessanten Daten für eine Excel-Übung zum Thema Filter (Autofilter und Spezialfilter sowie Tabellen erweitern um berechnete Spalten) war mir die Wikipedia-Seite zu den Fussball-Weltmeisterschaften eine grosse Hilfe.

Download des Excels mit den Daten sowie Aufgaben und Lösungen unter http://swisseduc.ch/informatik/120-lektionen/principles/recollection/excel-abfragen.html.

Mit solchen Daten macht Excel doch gleich viel mehr Spass als mit irgendwelchen fiktiven Verkaufszahlen:-)

HTML/CSS: Ein spielerischer, hands-on Einstieg

2013-02-09T20:34:00.001+01:00

Codecademy bietet mit "Code cards" einen spielerischen Einstieg in HTML und CSS, auch wenn die Motive nicht mehr ganz zur Jahreszeit passen. Hier ein Beispiel, in zwei Minuten zusammengestellt:

Man wählt rechts unten Hintergrund, Objekte, Texte und Schriften aus und erhält jeweils das entsprechende HTML- und CSS-Fragment angezeigt. Diese Fragmente setzt man in den Editoren auf der linken Seite zusammen. Und schon erhält man rechts oben die entsprechende Weihnachtskarte angezeigt.

Was mir daran gefällt: Es ist ein hands-on Direkteinstieg, bei dem man sofort etwas machen kann und der bei einem lustigen, motivierenden Beispiel startet. Und dennoch kann man daran schon diverse grundlegende Ideen zeigen: Trennung von Struktur, Inhalt, Layout; absolute versus relative Positionierung; Verschachtelung von Elementen (CSS Box-Model); Komposition von CSS (via Import).

Zudem taugt ein solcher Einstieg in HTML/CSS in verschiedenen Kontexten: Im ICT-Unterricht, wo man einen Blick hinter die Kulissen werfen will und die Konzepte eher illustrativ betrachtet; für angehende Webdesigner, die unmittelbar ein erstes Design erstellen können, bevor sie in die Tiefen der CSS-Eigenschaften abtauchen; oder für den Informatik-Unterricht, wo das Konzept einer deklarativen Sprache im Vordergrund stehen könnte.

Das wäre eine ideale Ergänzung zu meinem "Exkurs: Webseiten als elektronische Dokumente, eine «hack-tive» Einführung in HTML"!

Informatik zelebrieren - "Oscar" für Forscher der ETH Zürich und der Cornell University

2013-01-20T16:40:00.000+01:00

Positive Nachrichten zur Informatik gehören gefeiert - vor allem auch in Schulen, bieten diese Nachrichten doch einerseits die Gelegenheit, das Image der Informatik aufzupolieren und andererseits einen Unterrichts-Inhalt zu motivieren.

Der aktuelle Anlass zum Feiern bringt sogar etwas Glamour mit sich: Eine Gruppe von Wissenschaftlern der ETH Zürich und der ETH Zürich und der Cornell University erhalten den "Tech-Oscar", um genau zu sein: den Scientific & Technical Award, für Algorithmen, die Rauch und Explosionen in Filmen besser darstellen. Die Software dafür kam bereits in bekannten Filmen wie "Avatar" oder "Kung Fu Panda" zum Einsatz. Ein Youtube-Video veranschautlich, worum es dabei geht:

Mit Algorithmen einen "Oscar" gewinnen - wenn das keine Motivation ist, sich mit Grafikprogrammierung in Processing zu beschäftigen! :-)

Quellen: Pressemitteilung der ETH Zürich, Artikel in 20 Minuten.

Von War Games zu Cyber War - von Fiktion zu Realität?

2012-12-14T20:55:00.000+01:00

Bits & Bytes

Gelegentliche Hinweise auf aktuelle Themen aus Praxis und Forschung.

2012-12-14

Der Film "War Games", erschienen 1983, spielt mit den Ängsten vor (zu)viel Kontrolle durch die Computer. Unterhaltsam ist der Film allemal; hier der Trailer:

Sehenswert auch die Schlüsselszene, wo der Militärcomputer am Beispiel von Tic-Tac-Toe lernt, dass es Spiele gibt, die bei gleichstarken Gegnern immer zum Unterschieden führen, und diese Lektion dann auf das (vermeintliche) Spiel "Thermonuclear War" anwendet:

Alles nur Fiktion? Schön wäre es, denn dann könnten wir uns in Sicherheit wiegen. Ironischerweise gab es ausgerechnet im gleichen Jahr, ebenfalls 1983, einen Zwischenfall in Russland, der nur dank des Mutes des "unbekannten Retters der Menschheit, wie 20 Minuten den Offizier Stanislaw Jewgrafowitsch Petrow nannte, keine dramatischen Folgen für die Welt hatte:

Aber das war vor fast 30 Jahren! Das ist heute doch nicht mehr relevant, oder? Heute dürften die Fragen nach der Macht der Computer relevanter sein denn je. In einer Zeit, wo alles Computer-gesteuert wird – Züge, Ampeln, Flugzeuge, Atomkraftwerke und so weiter – stellt sich die Frage nach einerseits der Zuverlässig der Computer und andererseits der Sicherheit der Computer vor Manipulationen eigentlich dringender denn je. Das Beispiel des Virus Stuxnet zeigt, wie heute Sicherheitslücken in Computersystemen für Sabotage ausgenutzt wird:

Wenn Stuxnet heute möglich ist, was wird morgen möglich sein? Was wird schneller besser, die Sicherheit der Systeme oder die Möglichkeiten der Ausnutzung der Schwachstellen? Und wie soll ein Virus wie Stuxnet eigentlich juristisch eingestuft werden? Alles keine einfachen Fragen, die dafür umso brisanter werden können.

"Trojan Horse": Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc

2012-12-10T20:55:00.005+01:00

Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc:

Wenn das mal kein spannender Unterrichtsinhalt ist: "Cyber War" als Thriller der Bestseller-Klasse. Der Autor Mark Russinovich ist ein langjähriger MicroSoft-Mitarbeiter, der sich mit seinen Sachbüchern Winternals einen Namen gemacht hat und nun mit den Thrillern eine Art zweite Karriere macht.

Das Buch ist im ersten Teil eine Einführung in die Möglichkeiten und teilweise Realitäten des von der breiten Bevölkerung kaum wahrgenommenen "Cyber Wars", der auf der internationalen Bühne stattfindet. Das reicht von Denial of Service-Attacken über Angriffe auf die Netzwerke des amerikanischen Verteidigungsministerium bis hin zum Pentagon-Dokumentenklau im grossen Massstab. Selbst als Informatiker ist es dabei schwierig einzuordnen, was in dem Buch im Detail Fiktion und Realität ist, aber nur schon die Ausführungen zu Stuxnet zeigen, was heute alles möglich ist – und deuten an, was künftig alles möglich sein könnte. Gibt es heute schon Viren, die Zielpersonen über das Smartphone untergejubelt werden und von dort aus via WLAN oder Bluetooth Notebooks befallen ist? Schwierige Frage, spannende Ausgangslage für einen Thriller. Allerdings zieht sich der erste Teil des Buches, der eher in der virtuellen Welt spielt, etwas in die Länge. Im zweiten Teil verschiebt sich die Handlung in die reale Welt und legt an Dramatik deutlich zu.

Das Buch ist nur schon aufgrund seines Unterhaltungswertes empfehlenswert, und bietet zudem einen anschaulich Einblick in ein eher ungewöhnliches Thema der Informatik. Warum nicht einmal solche Themen ansprechen, die eine grosse politische, diplomatische und gesellschaftliche Brisanz bergen?

Review unter http://swisseduc.ch/informatik-didaktik/reviews/publications/view/43.

"Clean Code": Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc von Ruedi Arnold

2012-12-03T20:55:00.000+01:00

Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc, von Ruedi Arnold:

Das Buch ist aus drei Teilen aufgebaut:

Der erste Teil beschreibt Prinzipien, Muster und Methoden zum Schreiben von sauberem Code. Darin enthalten sind konkrete Regeln und Anleitungen zu Aspekten wie Namensgebung, Länge von Methoden oder Klassen, Kommentaren, Code-Formatierung, Daten-Strukturen, Fehlerbehandlung, Unit-Tests, Nebenläufigkeit, usw.
Der zweite Teil widmet sich verschiedenen Fallstudien von wachsender Komplexität. Dabei wird "dreckiger" Code schrittweise und mit Aufgaben für den Leser in sauberen (d.h. einwandfreien und effizienten) Code transformiert.
Der dritte Teil des Buches widmet sich ganz konkreten Heuristiken und (schlechten) Gerüchen ("bad smells"), deren Erkennung der Ausgangspunkt für die Verbesserung der Code-Qualität ist. Diese Anleitungen und Hinweise fassen gewissermassen das Buch zusammen und können als Referenz dienen.

Mit diesem viel gelesenen und referenzierten Buch hat der Autor Robert C. "Uncle Bob" Martin so etwas wie ein Standardwerk und eine Anleitung für professionelle und nachhaltige Software-Entwickler/innen geschrieben. Vor allem legt er Wert darauf, dass gute Programmier/innen sich immer professionell verhalten und auch mit einem gewissen Berufsstolz, einer nachhaltigen Ethik und solidem Handwerk ihrer Tätigkeit nachgehen. Dies wird im Buch mit dem Einhalten der Pfadfinderinnen-Regel "verlasse den Zeltplatz sauberer, als Du ihn angetroffen hast" zusammengefasst – Code soll also von Entwickler/innen dauernd und selbstverständlich verbessert werden, sei dies bloss durch eine einfache Umbenennung oder durch ein grösseres Refactoring, je nachdem, was in einer gegebenen Situation angebracht ist.

Als Leiter von Programmierkursen bin ich immer wieder mit Fragen zu "gutem" oder "sauberem" (oder resp. "schlechtem" oder "dreckigem") Code konfrontiert, die natürlich meist weit über die typischerweise im Unterricht explizit behandelten Lernziele zu Syntax und Semantik einer Programmiersprache hinausgehen. Und dabei "ertappe" ich mich immer wieder, wie ich explizit oder implizit dieses Buch referenziere, wenn es um Dinge geht wie:

Gute, sprechende Namen (von Klassen, Methoden, Variablen, ...)
Sinnvolle Länge von Klassen, Methoden, usw.
Code-Kommentare und ob diese überhaupt notwendig sind
Code-Formatierung
Code-Duplikation, Single-Responsability-Principle, usw.

Dieses Buch ist für den Programmierunterricht eine prima Referenz und eine Quelle mit wertvollen Anleitungen zu "sauberem Code" und sollte daher meiner Meinung nach im Regal von aller zeitgemässen Programmierkursleiter/innen stehen.

Review unter http://swisseduc.ch/informatik-didaktik/reviews/publications/view/42.

Künstliche Intelligenz - zwei faszinierende Beispiele für den Unterricht

2012-12-01T20:28:00.001+01:00

Bits & Bytes

Gelegentliche Hinweise auf aktuelle Themen aus Praxis und Forschung.

2012-12-01

Künstliche Intelligenz fasziniert Menschen, seit es Computer gibt. Betrachten wir zwei Beispiele zu kognitiven Problemstellungen. Wer spielt besser Schach, ein Computer oder ein Schachweltmeister? Eine Frage, deren Antwort nicht offensichtlich ist. 1989 verlor Deep Thought, ein an der Carnegie Mellon-Universität entwickelter Schachcomputer, gegen Garri Kasparow. 1996, sieben Jahre später, gelang es Deep Blue, eine von IBM weiter entwickelte Version von Deep Thought, den amtierenden Schachweltmeister Garri Kasparow in einer Partie mit regulären Zeitkontrollen zu schlagen, und 1997 auch in einem ganzen Wettkampf. Das Spiel kann auf Youtube angeschaut werden:

Dafür war massive Rechnerpower notwendig; gemäss Wikipedia:

Deep Blue war ein massiv paralleler, SP-basierter RS/6000-Rechner. Die Version von 1996 bestand aus 36 Knoten und 216 speziellen VLSI-Schachprozessoren, die Version von 1997 aus 30 Knoten mit 480 Chips. Jeder Knoten verfügte über 1 GB RAM und 4 GB Festplattenspeicher. Die Schachsoftware war in C geschrieben und lief unter dem Betriebssystem AIX 4.2. Sie berechnete je nach Stellungstyp zwischen 100 und 200 Millionen, im Durchschnitt 126 Millionen Stellungen pro Sekunde.

Ein aktuelleres Beispiel ist die amerikanische Fernsehshow Jeopardy, bei der es darum geht, zu einer gegebenen Antwort die richtige Frage zu finden. Auch hier ist nicht offensichtlich, wer das besser kann, Mensch oder Computer. Immerhin muss ein Computer zuerst die Antwort genügend "verstehen", um mögliche Fragen zu generieren, und anschliessend entscheiden, welche dieser möglichen Fragen die wahrscheinlichste ist. IBM Forschern ist es mit Watson gelungen, ein System zu bauen, das Menschen schlagen kann:

Auch hierfür war massive Rechnerpower notwendig; gemäss Wikipedia:

Der Rechnerverbund besteht aus 90 Power 750 Servern mit 16 TB RAM. Jeder Server besitzt einen mit 3,5 GHz getakteten Power7 8-Kern Prozessor, wobei jeder Kern bis zu 4 Threads gleichzeitig ausführt. Geschrieben wurde DeepQA in verschiedenen Programmiersprachen; darunter Java, C++ und Prolog.

Bei Schach erstaunt es vielleicht weniger, dass ein Computersystem schlussendlich den Menschen überlegen ist, schliesslich sind hier der Input, die Regeln und der Output formal definiert. Bei Jeopardy erstaunt es – zumindest heute noch – schon mehr, da der Input und Output natürliche Sprache ist. Faszinierend bleiben die Fragen nach den Möglichkeiten der künstlichen Intelligenz allemal.

JavaFX 2 Tutorial - edu.makery.ch

2012-11-24T21:20:00.001+01:00

JavaFX 2 Tutorial Part III - Interacting with the User - edu.makery.ch:

The goal of this tutorial is to learn how to create graphical user interfaces with JavaFX 2 and Scene Builder. We will create an address application step-by-step.

Detaillierte Anleitungen, wie mit JavaFX Formular-basierte grafische Benutzeroberflächen erstellt werden können (in Englisch.).

Einführung in JavaKara: Neues Unterrichtsmaterial auf SwissEduc

2012-11-24T21:15:00.002+01:00

Konsolidierte und vereinheitliche Einführungen mit Aufgaben zu JavaKara programmieren zu den Themen Methoden (inkl. "kreativer" Aufgabenstellung, die sich gut für Wettbewerb eignet), Schleifen und Variablen, Parameter, Rückgabewerte. Diese Aufgabenblätter gehören zum Themenblock Programming: Grundlegende Programmierkonzepte.

Die obigen Grafiken haben Schüler/innen in den ersten vier Lektionen Java (mit JavaKara) erstellt, basierend auf den neuen einführenden Aufgaben. Wer postet die witzigste JavaKara-"Grafik", basierend auf ein paar wenigen Methoden? Das führte zu einem durchaus unterhaltsamen Wettbewerb:-)

Von Fred Brooks stammt das berühmte Zitat The management question, therefore, is not whether to build a pilot system and throw it away. You will do that. […] Hence plan to throw one away; you will, anyhow. Es ist in der Unterrichtspraxis wohl nicht möglich, für die eigenen Materialien eine erste Version zu erstellen und die dann wegzuschmeissen, um eine zweite Version zu erstellen. In der Praxis ist man da wohl näher an der Idee von Kaizen, Continuous Improvement - oder in gut deutsch: kontinuierlicher Verbesserung: Jede Version ist ein Stückchen besser als die Version vorher. Und das ist schon sehr viel wert.

Das einzig frustrierende daran: Kaum hat man Version n+1 erstellt, wüsste man, wie man Version n+2 erstellen würde - weil man jetzt weiss, was man noch besser machen kann...

"How students use an electronic book"

2012-11-08T21:05:00.003+01:00

How students use an electronic book ist eine Zusammenfassung eines Technical Reports zur Nutzung eines interaktiven Informatik-Lehrmittels (Runestone Interactive, Python). Die Webseiten des "eBook" beinhalten Videos, Code-Editor sowie Algorithmen-Visualisierungen.

Erste (vielleicht überraschende) Erkenntnis: Die Studenten haben das Buch vor allem im Unterricht verwendet (blaue Balken); viel weniger zu Hause (graue Balken). Sie haben wenig Gebrauch gemacht von der Möglichkeit, individuell zu Hause das eBook zu nutzen.

Zweite (vielleicht überraschende) Erkenntnis: Am meisten glauben die Studenten, von der Vorlesung gelernt zu haben - sogar mehr als durch die Übungen, die Teil des eBook sind. Die Videos waren wenig beliebt; die Visualisierungen wurden praktisch nicht genutzt.

Natürlich lassen sich diese Erkenntnisse nicht einfach verallgemeinern. Aber die Untersuchung zeigt, dass die Realität der Studenten häufig von den Erwartungen der Lehrpersonen abweicht - das gilt auch für eBooks. Vor grösseren Investitionen in neue Formen der Lehrmittel sollte wohl sorgfältig evaluiert werden, wie diese Formen dann effektiv genutzt würden.

"CS Principles": Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc

2012-11-05T21:01:00.002+01:00

Neues Informatik-Didaktik-Review auf SwissEduc:

Computer Science: Principles (CS Principles) ist ein Vorstoss für einen sog. "Advanced Placement"-Kurs zur Informatik an amerikanischen High Schools. Das Ziel ist es, nicht-traditionelle Zielgruppen für Informatik zu begeistern. AP-Kurse sind Kurse auf College-Niveau, die freiwillig bereits an High Schools belegt werden können. Diese Kurse geniessen ein hohes Ansehen, sowohl bei den Schulen als auch bei den Schüler/innen. Die ACM inroads-Ausgabe von Juni 2012 berichtet in einer Special Section über erste Piloten von CS-Principles, die an verschiedenen Colleges durchgeführt werden (Überblick über die Artikel). Die College-Studenten sind sozusagen die Beta-Tester, bevor die Kurse später an High Schools angeboten werden sollen. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die fünf Piloten, die in der Ausgabe vorgestellt werden:

School	Title	Hours	Size
MSCD	Living in a Computing World	55	20
UCB	The Beauty & Joy of Computing	98	80
UCSD	Fluency with Information Technology	50	580
UNCC	The Beauty & Joy of Computing	40	22
UW	Computer Science Principles	50	20

Auf der CS Principles-Website finden sich zu einigen Piloten Links auf die Kurs-begleitenden Websites. Ein Beispiel ist dieWebsite des Kurses an der University of Berkley. Was auffällt, wenn man die Piloten genauer anschaut:

Curriculum-Framework: CS Principles versteht sich als Framework für Lehrpläne (siehe unten) und ist kein Lehrplan im engeren Sinn. Entsprechend unterschiedlich sind die Piloten in der konkreten Umsetzung der CS Principles.
Stunden-Dotation: Den Pilot-Veranstaltungen stehen zwischen 40 und 98 Kontakt-Stunden zur Verfügung: Das ist nicht gerade viel. Die Piloten zeigen aber auch, dass man damit schon einiges machen kann.
Der Ansatz für die thematische Umsetzung in den Kursen: Breadth-First, nicht Depth-First: Die Piloten decken alle eine Vielzahl unterschiedlicher Themen ab, um so ein breites Bild der Informatik zu vermitteln, gehen dafür bei den einzelnen Themen nicht in die Tiefe.
Die Gestaltung der Umsetzung:

Die Piloten wirken sehr lebendig: Es werden moderne und attraktive Lernumgebungen und Tools eingesetzt wie zum Beispiel Scratch, LightBot, Processing, Game Maker und viele mehr..
Die Piloten setzen Gastvorlesungen ein, um einen Einblick in Forschung und Praxis zu gewähren, etwa mit einem Hangout mit Google-Entwicklern. Zudem werden auch aktuelle Themen aus den Medien aufgegriffen, um die Relevanz der Informatik zu verdeutlichen.
Ein durchgängiges Anliegen ist auch die Diskussion der Auswirkungen von Informatik auf unsere Gesellschaft; ein beliebtes Lehrmittel dafür ist das (online frei verfügbare) Buch Blown to Bits: Your Life, Liberty, and Happiness After the Digital Explosion.

Inhaltlich geben die CS Principles keinen Lehrplan im engeren Sinne vor, sondern definieren ein übergeordnetes Curriculum-Framework, das "Seven Big Ideas" und "Six Computational Thinking Practices" unterscheidet. Die folgende Zusammenfassung basiert auf der in ACM inroads veröffentlichten Version; online findet sich bereits eine aktualisierte Version mit detaillierteren Beschreibungen. Hier die "Seven Big Ideas" im Überblick:

Creativity	Computing is a creative human activity that engenders innovation and promotes exploration
Abstraction	Abstraction reduces information and detail to focus on concepts relevant to understanding and solving problems
Data	Data and information facilitate the creation of knowledge
Algorithms	Algorithms are tools for developing and expressing solutions to computational problems
Programming	Programming is a creative process that produces computational artifacts
Internet	Digital devices, systems, and the networks that interconnect them enable and foster computational approaches to solving problems
Impact	Computing enables innovation in other fields including science, social science, humanities, arts, medicine, engineering, and business

Und hier die "Six Computational Thinking Practices" im Überblick:

Connecting Computing	Analyzing the effects of compuation
Developing	Creating computational artifacts
Abstracting	Using abstractions and models
Analyzing	Analyzing problems and artifacts
Communication	Communicating processes and results
Collaborating	Working effectively in teams

Die Ideas und Practices setzen gewisse Schwerpunkte, auf denen CP Principles-Lehrpläne aufbauen können. Allerdings scheinen mir die Listen weniger stringent durchdacht als etwa die Great Principles and Practices of Computing von Peter Denning. Seine Principles erheben einen Anspruch auf Vollständigkeit, und alles Principles sind Prinzipien; die Ideas scheinen dagegen eine lose Sammlung von, nun ja, Ideen zu sein, obwohl das Curriculum-Framework "CS Principles" heisst. Die Practices von Denning haben eine inhärente Hierarchie; die Practices von CS Principles scheinen ebenfalls lediglich eine Auflistung zu sein und klaren Bezug untereinander. Schade ist, dass Dennings Vorschläge in der Praxis offenbar keinen Anklang finden und jetzt mit den Principles ein weniger überzeugender Gegenvorschlag umgesetzt wird.

Inhaltlich finde ich die CS Principles einen spannenden Ansatz, Informatik für ein breites Zielpublikum attraktiv zu machen: Die Principles lassen den Lehrenden explizit grosse Spielräume, und die Umsetzung in den Piloten ist abwechslungsreich. Es bleibt allerdings abzuwarten, wie gut der Übergang vom Pilot-Betrieb an ausgewählten Colleges in den regulären Betrieb an vielen High Schools gelingt. Das ist primär ein Problem der Lehrerausbildung. Die Initiative CS10k möchte bis 2015 10'000 Informatik-Lehrpersonen für den Unterricht von CS Principles an High Schools ausbilden. Das ist eine beeindruckende Zahl, ein ambitioniertes Ziel, und es gibt durchaus Kritik an dieser Initiative, unter anderem die Tatsache, dass 10'000 neue Lehrpersonen zwar eine grosse Anzahl sind, aber für Amerika bei weitem nicht flächendeckend. Es wird interessant sein zu sehen, ob dieses Ziel überhaupt erreicht werden kann, und was die Auswirkungen sein werden.

Review unter http://swisseduc.ch/informatik-didaktik/reviews/publications/view/41.