190 Seiten, 20,5*29,2 cm, br., 19,80 Euro

Mit Beiträgen von Heinz Böer, Klaus Bovermann, Daniel Garmann, Andreas Hamerla, Mirko Igel, Christian Kemmer, Julian Köllermeier, Wolfgang Lezius, Andreas Pallack, Klaus Porr, Kai Markus Schneider, Achim Willenbring und Jurgen Zumdick Unterrichtsmaterialien und Projektideen von der Schülerakademie Mathematik und Informatik Münster 2008

Mit Beiträgen von Ulrich Borghoff, Klaus Bovermann, Andreas Hamerla, Gilbert Greefrath, Georg Kubitz, Heinz Laakmann, Wolfgang Lezius, Burckhard Müller, Andreas Pallack, Gerhard Taake, Jürgen Zumdick

Timo Leuders / Andreas Pallack (Hrsg.)
Materialien für einen projektorientierten Mathematik- und Informatikunterricht,Band 3
Teilband Informatik
Unterrichtsmaterialien und Projektideen von der Schülerakademie Mathematik und Informatik
2006
64 Seiten, broschiert, DIN A 4, 181g

Vorwort
Der Mathematik- und Informatikunterricht hat mit dem Computer ein Werkzeug,
das sich in besonderem Maße dazu eignet, dass Schülerinnen und Schülern zentrale
Kompetenzen wie z.B. das Strukturieren, das Modellieren oder das Problemlösen
einzusetzen und zu erweitern. Wird er zudem im Rahmen projektorientierten
Arbeitens eingesetzt, so bietet er die Gelegenheit, problemorientiert und konstruktiv
miteinander zu arbeiten. Der Computer ist so zu einem universellen Modellierungsinstrument
und heuristischem Werkzeug geworden, das als Katalysator für
eine Weiterentwicklung des Informatik- und Mathematikunterrichts wirken kann.
Diese Ideen lagen auch der nordrhein-westfälischen Schülerakademie Mathematik
und Informatik in Münster (SMIMS) zugrunde, die nun schon im fünften Jahr interessierte
Schülerinnen und Schülern eine Vielzahl von Projekten anbietet. Nachdem
in den letzten Jahren bereits die Projekte der Akademie in Schriften (Band 1
und 2) zusammengefasst und über den Kreis der Akademiegestalter und -
teilnehmer hinaus verfügbar gemacht wurden, soll diese Tradition nun mit einem
dritten Band (einem Teilband Informatik und einem Teilband Mathematik) fortgesetzt
werden.
Die hier präsentierten Materialien für einen projektorientierten Mathematik- und
Informatikunterricht sind dabei nicht beschränkt auf den Einsatz innerhalb einer
Schülerakademie. Sie sind größtenteils auch in ganz unterschiedlichen unterrichtlichen
Zusammenhängen nutzbar, etwa als Facharbeitsthemen, als Unterrichtsideen
für den Differenzierungsbereich der Sekundarstufe I oder als Themen für
Kurse oder Projektwochen. Die Angebote sind alle vom Projektgedanken getragen
und zeigen vielfältige Ansätze fächerübergreifenden Arbeitens. Manche haben ihren
Schwerpunkt eher in der Mathematik oder der Informatik, andere verbinden
konsequent beide Fächer miteinander. Bei einigen spielen die neuen Technologien
eine wesentliche Rolle, es gibt aber auch Projekte, bei denen die gedankliche mathematische
Durchdringung den Computereinsatz weit überwiegt. Anregungen für
den Unterricht und Hinweise zu den Projektschwerpunkten finden Sie jeweils im
vorangestellten Steckbrief für den Unterrichtseinsatz.

Timo Leuders / Andreas Pallack (Hrsg.)
Materialien für einen projektorientierten Mathematik- und Informatikunterricht
Materialien Band 3,
Teilband Informatik,
2006
86 Seiten, broschiert, DIN A 4, 238g


Inhaltsverzeichnis Ulrich Borghoff Wer wird neuer Klassensprecher? Elektronische Wahl im Computernetzwerk 6 In Deutschland werden Wahlen noch mit Papier und Stift durchgeführt. Die Vereinigten Staaten von Amerika sind hier schon weiter und verwenden teilweise den Computer. Schulen können hier einmal Vorreiter sein und die Wahl eines Klassen- oder Kurssprechers ganz modern elektronisch in einem Netzwerk durchführen. Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von ereignisorientierten Programmen, die in einem Computernetzwerk untereinander kommunizieren. Daneben sind grafische Benutzeroberflächen und Datenstrukturen wichtig. Andreas Hamerla Castor und Pollux 16 Castor und Pollux waren in der griechischen und der römischen Mythologie zwei göttliche Helfer. In diesem Projekt sind es zwei liebenswerte, kleine Hunde. Allerdings nicht aus Fleisch und Blut, sondern aus Silizium, Germanium und Plastik. Ihr Herz schlägt 384 Millionen mal in einer Sekunde. Sie sind absolut gehorsam und gehorchen stets exakt den Anweisungen. Castor und Pollux sind zwei Roboterhunde vom Typ Aibo ERS 210. Prinzipiell ist ein Aibo ein Laptop, der wie ein Hund aussieht, ausgestattet mit vier Beinen, einer Kamera, zwei Mikrophonen, einem sehr beweglichen Kopf, einem Lautsprecher und etlichen LED’s. Dank dieser Ausstattung kann der Aibo mit dem entsprechenden Programm völlig autonom auf seine Umwelt reagieren. Ziel dieses Projektes ist es, solche Programme zu erstellen. Wolfgang Lezius Bauen und Programmieren eines Lego-Roboters 28 Roboter sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Während sie in der industriellen Produktion schon seit langer Zeit eine Selbstverständlichkeit darstellen, erobern sie erst seit kurzem unser zu Hause. Erste staubsaugende Modelle werden bereits auf dem Markt angeboten. Ziel dieses Projekts war auf der Grundlage von Lego Mindstorms Roboter-Baukästen eigene Roboter zu entwerfen, zu bauen und zu programmieren. Dieser Artikel stellt die Ergebnisse von drei Schülerprojekten dar. Weiterführende Materialien (Fotos, Videos und eingesetzte Programme) sind auf der Projekt- Eckhard Löbbert Objekterkennung auf digitalen Bildern 40 Digitale Bildverarbeitung hat viele Anwendungsbereiche: In der Medizin hilft sie bei der Auswertung von Röntgenbildern, in der Robotik zur Steuerung von Robotern, in der Industrie bei der optischen Qualitätskontrolle, in geschützten Bereichen hilft sie bei der Zutrittskontrolle. In diesem Projekt soll in die Arbeitsweise der digitalen Bildverarbeitung eingeführt werden. Ziel des Projektes ist es mit den Fragestellungen und Lösungsansätzen der digitalen Bildanalyse vertraut zu werden und ein Computerprogramm zu entwickeln, das auf digitalen Bildern Objekte (z.B. Schlüsselbärte) wieder erkennen kann. Harald M. Otto Probleme lösen mit Logik 52 Wie bei SMIMS 2003 und 2004 wurde auch für SMIMS 2005 ein Projekt „Probleme lösen mit Logik“ angekündigt. Die Projektbeschreibung grenzte das Thema ein und machte klar, dass dabei als Hilfsmittel die Programmiersprache Prolog dienen sollte. Es wurden keine Vorkenntnisse in irgendeiner Programmiersprache vorausgesetzt. Andreas Pallack Karaball – Künstliche Intelligenz mit Käfern? 61 Intelligente Systeme reagieren flexibel auf ihre Umwelt. Natürlich benötigt man eine Menge Erfahrung und Gehirnschmalz, um virtuellen Wesen ein wenig Intelligenz einzuhauchen. Trotzdem – oder gerade deswegen – wurde genau das im SMIMSProjekt Karaball versucht. Die teilnehmenden Schülerinnen und Schüler entwickelten in der Programmierumgebung Kara ein Spiel: Karaball. Für die Spieler (4 an der Zahl, 2 pro Mannschaft) wurden Strategien entwickelt, um ein Karaballspiel zu gestalten, bei dem jede Mannschaft versucht den Gegner zu schlagen. Jürgen Zumdick Entwicklung eines einfachen Computer-Algebra-Systems 70 Computer-Algebra-Systeme (CAS) gehören inzwischen zum festen Bestandteil des Unterrichts. Dies ist sicherlich ein Grund, sich im Fach Informatik mit der Arbeitsweise solcher Systeme zu befassen. Daher werden in diesem Projekt Algorithmen zur Termvereinfachung, zum Lösen linearer Gleichungen, zum Ableiten von Funktionen und zum Zeichnen von Funktionstermen untersucht. Als Erweiterung bietet sich die graphische Veranschaulichung der verwendeten Vereinfachungsalgorithmen an. Zur Darstellung und Bearbeitung der Terme wird ein binärer Baum benutzt.

Timo Leuders, Andreas Pallack (Hrsg.)
Materialien für einen projektorientierten Mathematik- und Informatikunterricht, Band 2
Unterrichtsmaterialien und Projektideen von der Schülerakademie Mathematik und Informatik Münster 2004
2005
111 Seiten, broschiert, DIN A 4, 318g

Der Mathematik- und Informatikunterricht hat mit dem Computer ein Werkzeug, das
sich in besonderem Maße dazu eignet, dass Schülerinnen und Schülern zentrale
Kompetenzen wie z.B. das Strukturieren, das Modellieren oder das Problemlösen
einzusetzen und zu erweitern. Wird er zudem im Rahmen projektorientierten Arbeitens
eingesetzt, so bietet er die Gelegenheit, problemorientiert und konstruktiv miteinander
zu arbeiten. Der Computer ist so zu einem universellen Modellierungsinstrument
und heuristischem Werkzeug geworden, das als Katalysator für eine Weiterentwicklung
des Informatik- und Mathematikunterrichts wirken kann.
Diese Ideen lagen auch der nordrhein-westfälischen Schülerakademie Mathematik
und Informatik in Münster (SMIMS) zugrunde, die nun schon im vierten Jahr interessierte
Schülerinnen und Schülern eine Vielzahl von Projekten anbietet. Nachdem im
letzten Jahr bereits die Projekte der Akademie in einer Schrift zusammengefasst und
über den Kreis der Akademiegestalter und -teilnehmer hinaus verfügbar gemacht
wurden, soll diese Tradition nun mit einem zweiten Band fortgesetzt werden.
Die hier präsentierten Materialien für einen projektorientierten Mathematik- und Informatikunterricht
sind dabei nicht beschränkt auf den Einsatz innerhalb einer Schülerakademie.
Sie sind größtenteils auch in ganz unterschiedlichen unterrichtlichen
Zusammenhängen nutzbar, etwa als Facharbeitsthemen, als Unterrichtsideen für
den Differenzierungsbereich der Sekundarstufe I oder als Themen für Kurse oder
Projektwochen. Die Angebote sind alle vom Projektgedanken getragen und zeigen
vielfältige Ansätze fächerübergreifenden Arbeitens. Manche haben ihren Schwerpunkt
eher in der Mathematik oder der Informatik, andere verbinden konsequent beide
Fächer miteinander. Bei einigen spielen die neuen Technologien eine wesentliche
Rolle, es gibt aber auch Projekte, bei denen die gedankliche mathematische Durchdringung
den Computereinsatz weit überwiegt. Anregungen für den Unterricht und
Hinweise zu den Projektschwerpunkten finden Sie jeweils im vorangestellten Steckbrief
für den Unterrichtseinsatz.
Gedankt sei an dieser Stelle den Projekt(beg)leitern für ihr großes Engagement während
der Akademie und beim Verfassen der Texte in diesem Band. Ebenfalls gebührt
großer Dank dem Konzept- und Organisationsteam, das die Akademie im Auftrag
des Ministeriums für Schule, Jugend und Kinder des Landes Nordrhein Westfalen
und der Bezirksregierung Münster durchführt und natürlich in besonderem Maße den
Sponsoren, den Volksbanken und Raiffeisenbanken Nordrhein-Westfalens sowie der
Siemens AG, die die Akademie durch großzügige finanzielle Unterstützung bzw.
durch Bereitstellung und Installation des benötigten Computernetzwerkes erst möglich
gemacht haben.