Einf  uhrung von Objektorientierung in der Schule  1

Inhaltsverzeichnis

1  Objektorientierte Programmierung in der Schule  2

1.1  Einf uhrung zu Threshold-Concepts  2

1.2  Objektorientierung als Threshold in der Schule  3

2  Einf uhrung von Objektorientierung in der Schule  4

2.1  Das Geheimnis der Einf uhrungsbeispiele  5

2.2  Beispiel 1 - Flaschendrehen  6

2.3  Beispiel 2 - System Schule  7

2.4  Beispiel 3 - System Post  9

3  Implementierung der Einf uhrungsbeispiele  11

3.1   

Uberblick  Greenfoot  11

3.2  Greenfoot-Realisierung vom Flaschendrehen  12

3.3  Greenfoot-Realisierung vom System Schule (Ansatz uberlegungen)  13

3.4  Greenfoot-Realisierung vom System Post  14

3.5  Vergleich der Greenfoot-Realisierungen  14

4  Fazit  16

5  Literaturverzeichnis  17

Einf¨ uhrung von Objektorientierung in der Schule 2

1 Objektorientierte Programmierung in der Schule

In den Informatik-Lehrpl¨ anen der einzelnen Bundesl¨ ander ist das Objektorientierte Programmieren nur sporadisch zu finden.

Im Berliner Rahmenplan ist von Ans¨ atzen einer objektorientierten Sichtweise die Rede, im Brandenburger ist immerhin das objektorientierte Modellieren enthalten.

Eigene Erfahrungen und solche, die im Seminar gesammelt wurden, liessen darauf schliessen, dass die Informatiklehrer selbst eine Vielzahl an Meinungen uber die Relevanz objektorientierter Programmierung (in der Schule) haben. ¨ So sind manche davon ¨ uberzeugt, dass es sich dabei um das Programmierkonzept der Zukunft handelt und unbedingt so fr¨ uh wie m¨ oglich vermittelt werden muss. F¨ ur andere wiederum stehen Kompetenzen wie Teamf¨ ahigkeit, Verl¨ asslichkeit oder Selbstorganisation an oberster Stelle, da diese ausreichen, um sp¨ ater im Leben nahezu jede Situation zu meistern, oder zumindest zu wissen, wo es anzusetzen gilt.

Ebenso vielf¨ altig wie die Meinungen zum Thema selbst, sind auch die Herangehensweisen der verschiedenen Lehrer, wie man Objektorientierung einf¨ uhrt, was es an Nutzen bringt und wo sich Schwierigkeiten ergeben k¨ onnten.

1.1 Einf¨ uhrung zu Threshold-Concepts

Recht modern und in vielen Punkten plausibel ist der Ansatz der Threshold-Concepts, den ich hier kurz erl¨ autern m¨ ochte, bevor ich ihn verwende. Der Begriff des Threshold-Concept leitet sich aus dem englischen Wort threshold: dt. Schwelle ab und l¨ asst sich leidlich mit dem Begriff Schwellen-Konzept ubersetzen. Oft spricht man auch nur von Thresholds. ¨

Es geht dabei um sogenannte Kern-Inhalte der Informatik, fundamentale Ideen, die eine Art Grundstein legen f¨ ur das weitere Vorgehen an einen Themen-

bereich und die ganz zentral in der Disziplin verankert sind ¹ .

¹ Schwill, 1994

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Die Definition eines beliebigen Informatik-Themas als Threshold liegt an jedem selbst. Es gibt jedoch ein paar Bereiche, die mit wenig Widerspruch als fundamentale Ideen der Informatik und als Threshold bezeichnet werden. Im

Threshold-Draft von Boustedt und seinen Mitarbeitern ² werden zwei Bereiche

als Thresholds herausgehoben, das Objektorientierte Programmieren und das Arbeiten mit Speicher und Zeigern. Es gibt aber noch weitere Themen, die andernorts als Thresholds gehandhabt werden, wenn auch teilweise nicht so bezeichnet, so z.B. die Rekursion.

1.2 Objektorientierung als Threshold in der Schule

Im Alltag des Informatikunterrichts gibt es teilweise andere Ansichten, welche Themengebiete als Thresholds gesehen werden.

H¨ aufig ist es wieder das Konzept der Rekursion, welches meist schon in der Mathematik behandelt wurde, doch oft nicht verstanden. F¨ ur einige stellt auch das (imperative) Programmieren selbt, die M¨ oglichkeit, dem Computer Befehle zu erteilen, ein schwellenartiges Konzept dar.

Bei einem Bereich sind sich jedoch sehr viele Lehrer einig, dass es als Threshold-Concept gilt, wenn auch die Bezeichnung Threshold als solche nicht benutzt wird: Das Konzept der Objektorientierten Programmierung. Das Objektorientierte Programmieren (OOP) ist die weiterf¨ uhrende Art, Computerprogramme zu entwickeln. Sie ist die modernste Art und die letzten Jahre haben gezeigt, dass kein Weg zur professionellen Programmierung an der OOP vorbeif¨ uhrt. Folgende Fragen bleiben dennoch:

• M¨ ussen Sch¨ uler mit OOP in dem Masse konfrontiert werden, dass ein weiteres Voranschreiten im Stoff keinen Sinn macht, ohne dass sie von jedem Sch¨ uler vollst¨ andig verstanden wurde?

• Oder ist die Imperative Programmierung ausreichend, um einen Einblick in die Computerprogrammierung zu erhalten?

² Boustedt, Eckerdal, McCartney, Mostr¨ om, Ratcliffe, Sanders und Zander: Threshold

Concepts in Computer Science: a multi-national empirical investigation, 2006

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• Muss man nicht, gerade um einen realistischen Einblick in moderne Softwareentwicklung zu erhalten, die OOP zeigen, schliesslich ist es genau das, was in der Realit¨ at benutzt wird?

• Ist der Stoff im Informatikunterricht (und die Imperative Programmierung) nicht anspruchsvoll genug, so dass die OOP vielleicht eher das i-T¨ upfelchen bilden sollte?

Diese Fragen sind nicht unbedingt leicht zu beantworten, da jede Sichtweise ihre Berechtigung hat. Auch kommt es immer auf das Vorwissen der Sch¨ uler an, ihr mitgebrachtes Interesse, und auf die Art des Unterrichts (Grundkurs, Leistungskurs).

Ausserdem ist in vielen Bundesl¨ ander noch immer nicht die Frage gekl¨ art, welche Priorit¨ at der Informatikunterricht als Fach generell inne haben soll. Diese Schwierigkeit, die Wichtigkeit der OOP in der Schule zu bestimmen, ist auch der Grund daf¨ ur, weshalb es dazu in den Lehrpl¨ anen wenig Konkretes gibt. Es wird meist den Lehrern selbst ¨ uberlassen, diese Fragen f¨ ur ihren Unterricht zu beantworten.

2 Einf¨ uhrung von Objektorientierung in der Schule

Wir haben uns einmal f¨ ur die Objektorientierte Programmierung in der Schule entschieden.

Um diese einzuf¨ uhren gibt es verschiedene M¨ oglichkeiten: Eine Variante ist das Vorangehen ganz nach dem Lehrbuch, mit wenig Ablenkung und sehr viel geballten Fakten und Theorien. Wie in jedem anderen Fachgebiet auch, besteht dabei eine besonders hohe Informationsdichte und es kann viel Wissen in recht kurzer Zeit vermittelt werden. Der Nachteil w¨ are dabei, dass der Unterricht oft als recht trocken empfunden wird, was zu Nebent¨ atigkeiten der Sch¨ uler f¨ uhren k¨ onnte. Auch ist hohe Konzentration n¨ otig um dem Stoff folgen zu k¨ onnen, wodurch vermutlich auch mehrere Sch¨ uler Gefahr laufen, einfach stofflich auszusteigen.

Die Sch¨ uler k¨ onnten auch direkt ins Geschehen geworfen werden, indem sie