Modul

Wichtig: Unsere Module sind darauf ausgelegt bei uns im InfoSphere von mindestens zwei Tutor/innen durchgeführt zu werden. Ein Teil der Module lässt sich auch von Lehrkräften in den Schulen durchführen, falls diese zu weit entfernt sind. In dem jeweiligen Modulhandbuch finden Sie die entsprechenden Anforderungen.


Neu: Einzelne Module sind in eine Unterrichtseinheit eingebettet. Bei der Buchung bitte absprechen, ob die empfohlene Einheit komplett, in Teilen durchgeführt werden kann bzw. wie die benötigten Vorkenntnisse anderweitig erworben wurden.


Creative Commons Lizenzvertrag
Die hier zum Download angebotenen Schulmaterialien von InfoSphere - Schülerlabor Informatik sind lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.

Dieses Modul soll Schülerinnen und Schülern anhand kleiner "Zaubertricks" einen Einblick in die Informatik gewähren. Es besteht aus 6 Stationen, die in beliebiger Reihenfolge durchlaufen werden können. Die Kinder basteln Zauberstäbe und arbeiten sich auf ihrem Zauberausweis vom Zauberneuling zum Zaubermeister hoch. Die Grundidee für einen Teil der Stationen entstammt dem Projekt Computer Science Unplugged von Tim Bell.

Dabei erlernen sie spielerisch und mit viel Zauberei die Themen:

Dauer: 3 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Wied Pakusa, Nadine Bergner und überarbeitet durch Fatma Batur, Laura Tiemann und Christian Taraschewski

Informatik zum Anfassen! In dem InfoSphere-Modul „Alles Informatik, oder was?!?“ für Schülerinnen und Schüler der Grundschule (3. & 4. Klasse) werden die Kinder auf eine spannende Reise durch die Welt der Daten und Algorithmen geschickt. In fünf kleinen Stationen können sie hier ihr Talent für das Rätseln und Knobeln unter Beweis stellen und lernen verblüffende und interessante Lösungen für viele Alltagssituationen kennen.

Dauer: 3 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Tobias Quix

(Neben der Möglichkeit Scratch im Browser zu programmieren, wie sie im Modul "Spielend Programmieren lernen mit Scratch" verwendet wird, gibt es noch eine zweite Variante: ScratchJR (Scratch Junior). Hierbei handelt es sich um eine App für Tablets, die speziell für jüngere Kids entwickelt wurde und in diesem Modul eingesetzt wird.)

Dauer: 3 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Evelyn Willam

Programmieren leicht gemacht! ;-) In dem Modul „Robot Karol aus dem Labyrinth helfen“ können Schülerinnen und Schüler der 3. und 4. Klasse die ersten Bausteine der Programmiersprache lernen. Was Robot Karol alles machen kann, können die Schülerinnen und Schüler in der ersten Phase des freien Experimentierens lernen und sollen anschließend versuchen Robot Karol neue Bewegungen „beizubringen“, damit er zum Beispiel seinen Weg aus dem Labyrinth finden kann und noch vieles mehr!

Dauer: 3 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Sibel Suratli, Sümeyra, Öztürk, Merve Acikgöz und Henning Strang

Täglich nutzen wir das Internet. Wir schauen uns Webseiten an, schreiben E-Mails, chatten mit unseren Freunden, usw. Aber wie funktioniert das alles? Wie kommt die Webseite auf meinen Computer?

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Christoph Siegers

Sie können fast alles und sind überall dabei - richtig, die Rede ist von Smartphones.

Wer herausfinden möchte, wie man selbst kleine Apps für Android-Smartphones erstellt ist hier genau richtig.

In diesem Modul zeigen wir, was man zum Erstellen einer App mit dem App Inventor alles wissen muss und wie erste kleine Apps erstellt werden können. Dazu brauchen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer keinerlei Vorwissen, sondern sollten nur Spaß am Entdecken und Ausprobieren mitbringen. Der AppInventor ist völlig kostenfrei zugänglich (http://appinventor.mit.edu), wodurch das Modul wunderbar im Schulunterricht oder auch von zu Hause aus fortgesetzt werden kann:

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Michael Gliesing

Ob Mensch, Taschenrechner, Getränkeautomat oder Computer, all diese Systeme haben eine Gemeinsamkeit: Sie arbeiten alle nach dem gleichen Prinzip. Doch welches ist das? Aus was für Komponenten bestehen überhaupt Computersysteme wie Laptop, Tablet, Smartphone, Supercomputer oder Heim-PC? Und was muss der Computer alles beim Spielen, Surfen oder Video Abspielen leisten? Wen diese Fragen interessieren und wer gerne mal selbst einen Computer auseinander schrauben möchte, ist hier genau richtig.

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Thomas Friese, Jörg Riemenschneider, Laura Tiemann, Hans-Peter Kühn
Materialien:

Schleife, Variable und co. - na, habt ihr jetzt Schweißperlen auf der Stirn?

Dann ist dieses Modul genau das Richtige für euch!

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Evelyn William
Materialien: Scratch - Materialien

Ausgehend von den „Zebrastreifen“ auf alltäglichen Produkten wird deren Bedeutung mit Hilfe eigener Scanner analysiert. Die Schülerinnen und Schüler lernen selbst die Streifencodes zu entschlüsseln und erkennen wie viel Informatik (und Mathematik) dahinter steckt (Funktionsweise eines Kassensystems mit Datenbanken etc., Sinn von Codierungen, fehlererkennende Codes, Prüfziffer, Kompatibilität zum amerikanischen System). Davon ausgehend wird zu modernen Entwicklungen wie den QR-Codes übergegangen.

Dauer: 4.5 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Inga Herber, Alexandra Kwiecien, Marc Weintz, Benny Witt

Schatzsuche – mal ganz anders.

In diesem Modul können Kinder auf spielerische Art und Weise einen Einblick in der Welt der Kryptographie gewinnen. Insgesamt entdecken die Kinder verschiedene Kryptographie-Verfahren, von sehr einfachen bis zu auch heute noch aktuellen Methoden.

In Kleingruppen (3-4 Kinder) geht die Suche los: beginnend mit einem ersten Hinweis in Form eines Papierstreifens auf dem ein unleserlicher, wirrer Text geschrieben steht.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Michaela Wehling, Kerstin Kamphausen und Nadine Bergner
Materialien:

In diesem InfoSphere-Modul lösen die SchülerInnen mit  verschiedenen Algorithmen Graphprobleme. Eingebettet in eine spannende und alltagsbezogene Geschichte werden Navigationsprobleme und die Unterschiede der Breiten- und Tiefensuche erarbeitet. Zusätzlich können neue, eigene Algorithmen entwickelt werden und verglichen werden.  Da die Grundlagen der Algorithmik vermittelt werden sollen, wird auch auf eine komplizierte und aufwändige Implementierung verzichtet und alle Algorithmen werden in übersichtlichen und leicht verständlichen Nassi-Shneiderman-Struktogrammen dargestellt. Besonders das Verständnis und die Arbeitsweise/Logik der Informatik sollen im Vordergrund stehen und das Interesse an diesem Teilgebiet der Informatik wecken.

Dauer: 4.5 Zeitstunden
Vorwissen: keins
Erstellt von: Marvin Dönni, Kirsten Hucko, Marc Straußfeld

In diesem Modul erstellen die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe des MIT App Inventors in Kleingruppen jeweils Android-Apps. Diese Apps können von den Schülerinnen und Schülern auf Wunsch mit nach Hause genommen werden. Dazu bitte eigenen USB-Stick mitbringen.

Den Schülerinnen und Schülern werden im InfoSphere Laptops und Smartphones zur Verfügung gestellt.

Das Modul ist in fünf Phasen gegliedert.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: keines
Erstellt von: Matthias Ehlenz, Hans-Peter Kühn und Christian Taraschewski

Die Schülerinnen und Schüler sollen im Modul „Kürzeste Wege“ eine eigenständige Lösung für das Problem der kürzesten Wege in einem Straßennetz finden, ein Problem, das auch im täglichen Leben überall auftaucht: auf dem Schulweg oder auf dem Weg zum Einkaufen. Das häufigste Hilfsgerät bei der Routenplanung ist heutzutage das Navigationssystem, aber wie findet ein Navigationssystem die kürzesten Wege?

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: grundlegendes Vorwissen in algorithmischem Denken
Erstellt von: Artur Nowak, Manuel Froitzheim

Die Begriffe Daten & Informationen fliegen uns wohl immer wieder um die Ohren. Doch was steckt dahinter? Und wie können uns Datenbanken helfen, Ordnung ins Chaos zu bringen?

Datenbanken – Was sind das denn?

Am Beispiel der Idee von sozialen Netzwerken wie Facebook oder SchülerVZ werden wir eine Datenbank für eure Klasse, eure Gruppe aufbauen. Zunächst als Modell zum Anfassen und dann steigen wir direkt in die Erstellung einer solchen Datenbank ein.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: keine gesonderten Kenntnisse, Grundkenntnisse Computernutzung
Erstellt von: Stefanie Hollands

Dieses Modul ist frisch überarbeitet. Wir freuen uns auf neue Anfragen.

Dauer: 4.5 Zeitstunden
Vorwissen: Grundkenntnisse in HTML, explizit keine Kenntnisse sind erforderlich in PHP oder ähnlicher Programmiersprachen und Datenbanken (MySQL, etc...)
Erstellt von: Tim Ortmann
Materialien:

Wer kennt sie nicht? - Die fantastischen Geschichte von Alice im Wunderland. Der verrückten Hutmacher, der Hasen und die Grinsekatze sind Gestalten einer eigenen wundervollen Welt.

Die Software Alice (Carnegie Mellon University) bietet die Möglichkeit so eine fantastische Welt selber in 3D zu gestalten und zu programmieren. In einem kleinen Einführungsprojekt, das die Schülerinnen und Schüler in eine Welt mit Hexen und Drachen entführt, lernen sie die Programmieroberfläche kennen und erkunden grundlegende Funktionen und Möglichkeiten. Sie bekommen also die Werkzeuge an die Hand, die sie brauchen um ihre ganz eigenen Ideen und Fantasien zu verwirklichen.

Dauer: 4.5 Zeitstunden
Vorwissen: grundlegende Programmierkenntnisse, gerne auch schon in Java
Erstellt von: Andrea Langer
Materialien: Alice - Materialien

Deine Fahrradlampen leuchten  an Ampeln weiter, obwohl du nicht in die Pedale trittst. Deine Kamera lässt trotz kleiner Batterien helle Fotoblitze entstehen. Wie funktioniert eigentlich ein Dämmerungssensor und was hat das alles mit logischen Bauteilen und Computern zu tun? Elektronik interessiert dich immer schon oder denkst du bei einem „Farad“ an einen Drahtesel? Egal ob Anfänger oder Hobbybastler, bei uns bist du richtig!

Wir begeben uns gemeinsam auf die Suche nach Antworten. Dabei führen uns Experimente mit dem Elektronikkasten hin zur Funktionsweise eines Taschenrechners. Wie lassen sich durch das  Aus- und Einschalten im Stromkreis Stromflüsse steuern und Informationen darstellen? Finde es heraus!

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: physikalisches Grundwissen der Elektrizitätslehre von Vorteil
Erstellt von: Thomas Roffmann
Materialien:

Licht hat viele Facetten. Der Physiker würde sagen: Licht hat sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften.
Auch in der Informatik befassen wir uns mit verschiedenen Seiten des Lichtes, allerdings ohne dabei so theoretisch zu werden. Denn Licht kann soviel: Licht erzeugt Energie, es überträgt Information, ob nun sichtbar oder unsichtbar begegnet es uns überall im Alltag.
Wir wollen uns in diesem Workshop mit verschiedenen Bereichen auseinandersetzen und einfach mal hinterfragen: Wie geht das?

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: erste Programmiererfahrungen von Vorteil, aber nicht zwingend
Erstellt von: Matthias Ehlenz, Hans-Peter Kühn und Tobias Quix

Eine Kreuzung mit Ampelanlage sieht man ja täglich, aber wer weiß schon so genau wie die eigentlich funktioniert?

Wen das interessiert, der ist hier genau richtig!

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: erste Erfahrungen in der Programmierung (beliebige Programmiersprache)
Erstellt von: Marc Weintz

"Stellt euch vor, ihr sitzt an eurem Rechner und chattet wie immer mit eurer besten Freundin/ eurem besten Freund – zumindest denkt ihr es. Aber würdet ihr wirklich merken, wenn es eine andere Person oder gar ein Chatbot ist, mit dem ihr redet? Ist dies möglich?"

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: Grundlagen in der Programmierung (Sprache, Tool beliebig)
Erstellt von: Christiane Heetkamp, Sven Metzmacher, Tobias Quix, Michaela Wehling

Überall begegnen uns computerbearbeitete Medien, in Form von Bildern, Musik, Soundeffekten und Videos. Dieses Modul gibt einen Einblick, wie die Software dahinter arbeitet. Während des Moduls wird eine Software zur Bearbeitung von Medien entwickelt, wobei bereits eine Benutzeroberfläche zur Verfügung steht. Für Schülerinnen und Schüler bedeutet das,

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: grundlegende Java-Kenntnisse (Methoden, Klassen, Datentypen, Zuweisungen, Klassen, Objekte)
Erstellt von: Alexander Arseniev, Carsten Klein, Andrea Langer
Materialien:

Im Rahmen des InfoSphere-Moduls „Newton meets Java“ lernen die SuS, mit Hilfe der Entwicklungsumgebung Greenfoot physikalische Prozesse mittels objektorientierter Programmierung (im Folgenden kurz OOP) zu modellieren.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: Programmiersprache JAVA, Objektorientierung, Aufstellen und Lösen quadratischer Gleichungssysteme
Erstellt von: Michael Gliesing, Philipp Henschel
Materialien:

Bluetooth ist aus mobilen Geräten des Alltags heutzutage nicht mehr wegzudenken. Egal ob Laptop, Headset oder Smartphone, nirgends darf es fehlen. Doch wie läuft so eine Bluetooth Kommunikation zwischen den Geräten eigentlich ab?

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: Grundlegende Java-Kenntnisse
Erstellt von: Jan Holz
Materialien:

Dieses Modul führt – beispielhaft für Android-Anwendungen – in die Programmierung von grafischen Benuzteroberflächen ein. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln, ausgehend von einer vorgegebenen oder selbst programmierten und mitgebrachten konsolenbasierten Version des Spiels „Schiffe versenken“, eine entsprechende Anwendung für androidbasierte Smartphones.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: gute Programmiervorkenntnisse in Java
Erstellt von: Andrea Dieris, überarbeitet von Tobias Quix & Christian Taraschewski

In diesem Modul sollen die Schülerinnen und Schüler das aus dem Unterricht bekannte theoretische Konstrukt der Turingmaschine, praktisch umgesetzt durch Lego-Mindstorms, kennenlernen. Dabei erlernen sie in Partner- und Gruppenarbeit die Umsetzung diverser mathematischer Funktionen auf der Maschine, um anschließend mit diesem Wissen und einer Bluetoothübertragung auf mehreren Maschinen eine komplexe Formel zu lösen. Eine Videodokumentation zur Lösung der komplexen Formel, soll schließlich die Ergebnisse festhalten.

Dauer: 3.5 Zeitstunden
Vorwissen: Grundprinzipien der Turingmaschine
Erstellt von: Christoph Siegers, Philipp Schultz, Sebastian Bergmann, Matthias Fricke
Materialien:

Informatik macht das Leben leichter. Zumindest, wenn man ein Haus mit ihr automatisiert.

Aus unserem Alltag sind sie nicht mehr wegzudenken: Mikrocontroller und Sensoren. In diesem Modul lernen Schülerinnen und Schüler der Oberstufe, was Mikrocontroller eigentlich sind und wie man sie für nützliche Anwendungen verwenden kann. Dafür sind keine tiefgehenden Assembler- oder C-Programmiersprachenkenntnisse nötig, sondern nur die Java-Kenntnisse aus dem ersten (Halb-)Jahr des Informatikunterrichts.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: grundlegende Programmierkenntnisse in Java
Erstellt von: Fabian Blasius
Materialien:

Automatentheorie – wirklich nur graue Theorie? Nicht nur...
 
Egal ob Mensch, Tier oder Pflanze, alle Lebewesen bestehen aus einzelnen Zellen. Hier ist die Zellteilung ein wichtiger biologischer Vorgang für ein stetiges Wachstum. Aus einer Zelle bilden sich zwei eigenständige Zellen. Aber wie schnell vermehren sich diese Zellen? Wie sieht es aus, wenn sich eine Zelle vermehrt, ausgehend von unterschiedlichen Zellformen?

Dauer: 4.5 Zeitstunden
Vorwissen: Voraussetzungen für dieses Modul sind lediglich grundlegende Programmierkenntnisse in Java, in der die Simulationen umgesetzt werden. Biologie-Kenntnisse sind nicht erforderlich.
Erstellt von: Michaela Wehling
Materialien:

In diesem Modul lernen die Schülerinnen und Schüler anhand von vielen kleinen Problemen die grundlegenden Konzepte der Spieltheorie kennen
und wenden diese an.  Dabei werden unter anderem die Themen wie das Nash-Gleichgewicht und die Dominanz an einfachen Alltagsproblemen oder Spielen erschlossen. Zum Ende werden die erlernten Strategien und Konzepte auf ein komplexeres Problem, wie Tic Tac Toe angewandt. So entwickeln die Schülerinnen und Schüler nach und nach ein Gefühl, wie man an solche Probleme herangehen und einzelne erlernte Strategien miteinander verknüpfen kann, um so ein Problem, das mit einer Strategie nicht lösbar wäre, zu bewältigen.

Dauer: 4 Zeitstunden
Vorwissen: gute Programmierkenntnisse in Java, Einblicke in algorithmisches Denken
Erstellt von: Christian Tetz, Julian Schürkes, Frank Weidler
Materialien:

Wieso blinkt an der Waschmaschine eigentlich eine LED? Was benötige ich um einen bewegungsgesteuerten Gamecontroller zu bauen?

Zwei Fragen, die ihr nach ­Durchführung des Moduls sicherlich beantworten könnt.

Gemeinsam werdet aus elektronischen Bauelementen eigene Schaltungen entwerfen und diese mit Hilfe eines Mikrocontrollerboards und geeigneten Programmierbefehlen „zum Leben erwecken“. Dabei werdet ihr nicht nur eine einfache Ampelschaltung zu einem Reaktionstest mit Zeitanzeige erweitern, sondern auch mit einem Bewegungssensor einen Gamecontroller entwerfen.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: Grundlegende Programmierkonzepte, Grundlagen der Objektorientierung, Durchführung der Phase I des Moduls ist von Vorteil (Aussehen einzelner elektronische Bauteile sollte bekannt sein)
Erstellt von: Thomas Friese

Animierte Buttons bei Smartphones, visuelle Effekte in Computerspielen oder auch die Wetterkarten in Nachrichtensendungen: In der heutigen Welt ist ein Tag ohne Computergrafik kaum vorstellbar. Daher beschäftigt sich dieses Modul mit einem Teilbereich der Computergrafik, der Shaderprogrammierung. Shader sind auf der Grafikkarte vorgebaute kleine Recheneinheiten, welche auf 3D-Szenen angewendet werden können um diese zu ändern und mit Effekten zu versehen.

Dauer: 5 Zeitstunden
Vorwissen: grundlegende Programmierkenntnisse, Grundwissen in Matrizen- und Vektorrechnung
Erstellt von: Tim Schellartz
Materialien: