1.2.2 Einfache Algorithmen zur Lösung von Problemen entwerfen oder sich kreativ mittels Programmierung ausdrücken (z.B. interaktive Kunst)
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können einfache Algorithmen zur Lösung von Problemen entwerfen oder sich kreativ mittels Programmierung ausdrücken (z.B. interaktive Kunst).
⚠ Neu versucht die KI ungefähr das Niveau zu ermitteln. Bitte helfen Sie, indem Sie die Gewichtung der Kriterien mitbewerten! Generelles Feedback gern an marc@eduskript.org.
Informatik-Biber Frankreich 2016 – Aufgaben für Schüler mit Musterlösungen
Selbstständige Probier- und Knobelaufgaben für Schüler:innen, die algorithmisches Denken und Strukturierungskompetenz fördern. Die Musterlösungen enthalten Fachtexte, Hinweise und weiterführende Links zur Vertiefung. Geeignet für den Einsatz im Unterricht oder als Wettkampfvorbereitung.
Woche 1: Neustart – Programmieren mit dem Wartungsroboter MOP-7
Interaktives, narrativ eingebettetes Python-Einführungskapitel: Schüler:innen programmieren einen Roboter durch ein verlassenes Raumschiff und lernen dabei Funktionen, Einrückung und Abstraktion. Levels mit Sternbewertung, Speicher-/Energiebegrenzung und Bonusaufgaben sorgen für ausgewogene, motivierende Herausforderungen bis hin zu einer harten Knobelaufgabe (Karoteppich).
Informatik-Biber 2025 – Aufgaben und Lösungen für die Stufen 7/8
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs (Bebras) für die Schuljahre 7/8 mit 18 Knobelaufgaben zu informatischen Themen wie Sortiernetzwerken, Entscheidungsbäumen, boolescher Logik, Suchverfahren und Algorithmen. Jede Aufgabe enthält eine ausführliche Musterlösung sowie einen Abschnitt «Dies ist Informatik!», der die dahinterliegenden Konzepte anschaulich einordnet, inklusive Stichwörtern und Weblinks.
Castor Informatique 2022 – Exercices et solutions (HarmoS 9/10)
Sammlung der 17 Wettbewerbsaufgaben des Castor Informatique 2022 für HarmoS 9/10 mit ausführlichen Lösungen und «C'est de l'informatique!»-Erklärteilen zu Konzepten wie Constraints, Deques, Paritätsbits, Algorithmen und Kellerautomaten. Die spielerischen Knobelaufgaben fördern algorithmisches Denken ohne Vorkenntnisse und eignen sich auch gut als Unterrichtsmaterial.
Informatik-Biber 2023: Aufgaben und Lösungen (Schuljahre 9/10)
Aufgaben- und Lösungsheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2023 für die Schuljahre 9/10 mit 18 Knobelaufgaben zu informatischen Grundideen (Algorithmen, Graphen, Distanzmasse, Datenstrukturen, Backtracking). Jede Aufgabe enthält eine ausführliche, anschaulich bebilderte Lösung samt Abschnitt «Dies ist Informatik!», der den informatischen Hintergrund (z.B. Spannbäume, Manhattan-Distanz, Postfix-Notation) erklärt.
SOI Day 2022 – First Round Booklet mit Musterlösungen
Bericht über den SOI Day 2022 mit Ranglisten der ersten Runde der Schweizer Informatik-Olympiade, verknüpft mit dem Solution Booklet, das Aufgaben wie «Peaks» und «Ropeways» mit vollständigen C++-Musterlösungen in aufsteigenden Subtasks erklärt. Das Booklet zeigt zunehmend effiziente Algorithmen (Scanline, greedy Strukturen) inklusive Laufzeitanalyse in O-Notation. Primär Wettbewerbsmaterial mit hohem Anspruch; der Berichtsteil selbst ist nur Kontext.
Sorting Networks: Paralleles Sortieren mit Kreide
Ein Unterrichtsplans aus dem CS Unplugged-Projekt, bei dem Schüler:innen ein Sortiernetzwerk mit Kreide auf den Boden zeichnen und in Teams von sechs Personen Zahlenkarten durchlaufen lassen, um paralleles Sortieren als menschlichen «Computer» zu erleben. Der Plan enthält einen Einstieg zum Thema Parallelität, detaillierte Aktivitätsanleitungen, Teaching Observations zur Fehleranalyse sowie Abschnitte zu Computational Thinking (algorithmisches Denken, Abstraktion, Dekomposition, Evaluation, Logik).
Castoro Informatico 2024 – Quesiti e soluzioni (11.–13. Schuljahr)
Das ist Bebras / Biber der Informatik!
Castor Informatique 2024 – Exercices et solutions (toutes catégories)
Offizielles Begleitheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs Castor (Bebras) 2024 mit 42 Knobelaufgaben für fünf Altersstufen, jeweils mit Musterlösung, anschaulicher Erklärung («C'est de l'informatique !») und weiterführenden Links. Die Aufgaben führen spielerisch in informatische Konzepte wie Datentypen, Logik, Stack/Queue und Eulerwege ein.
Castor Informatique 2023 – Exercices (Années HarmoS 9/10)
Aufgabensammlung des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Castor Informatique» (Bebras) für die Jahre HarmoS 9/10 mit 18 Knobelaufgaben zu Algorithmen, Logik, Graphen, Codierung und Robotik. Die Aufgaben sind spielerisch in Alltagsgeschichten eingebettet, ohne Vorkenntnisse lösbar und fordern strukturiertes, algorithmisches Denken.
Informatik-Biber 2018 – Aufgaben und Lösungen
Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2018 mit 37 Knobelaufgaben für alle Stufen (Kleiner Biber bis Stufe 13) und ausführlichen Lösungen. Jede Aufgabe enthält einen anschaulichen «Dies ist Informatik!»-Abschnitt, der den dahinterliegenden Begriff (endliche Automaten, Grammatiken, Graphen, konvexe Hülle u.a.) erklärt und mit Stichwörtern sowie Webseiten verknüpft. Das Material ist spielerisch, motivierend und didaktisch rund – ideal zur Begeisterung für Informatik, im Schnitt aber eher auf Sek-I-Niveau ausgerichtet.
Kara, der programmierbare Marienkäfer – Einführung in endliche Automaten mit Aufgabensammlung und Lösungen
Klassisches Unterrichtsmaterial von Raimond Reichert: Der Marienkäfer Kara führt anschaulich in endliche Automaten ein – zuerst mit Alltagsbeispielen (Lichtschalter, Videogerät, Getränkeautomat), dann mit einer Reihe spannender Programmieraufgaben (Pacman, Labyrinth, Pascal-Dreieck, Mustererkennung) samt vollständigen Lösungen. Zustände werden konsequent als 'Gedächtnis' gedeutet; die letzte Aufgabe streift sogar die Grenzen endlicher Automaten (0ⁿ1ⁿ-Problem).
Reguläre Ausdrücke: Einführung und Übungen
Dieses umfassende Unterrichtsmaterial bietet eine klare, anschauliche Einführung in reguläre Ausdrücke mit zahlreichen Beispielen, fundierten Übungsaufgaben und vollständigen Musterlösungen.
Einführung in die Graphentheorie für begabte Kinder (8–10 Jahre)
Leitprogrammartiges Handbuch, das begabten 8- bis 10-Jährigen spielerisch und ohne Computer die Graphentheorie näherbringt: Eulertour-Problem, Graphendarstellungen, Breitensuche und Graphenfärbung. Mit lebensnahen Aktivitäten, Übungen, Selbsttests und Musterlösungen, auch für Lehrpersonen ohne Informatikvorwissen nutzbar.
Algorithmen-Entwurf mit Parametrisierung am Beispiel Vertex Cover (Stadtlauf Schaffhausen)
Ausgefeilte, narrative Unterrichtseinheit (7 Teile plus Transferaufgabe), in der Lernende am realen Kontext 'Stadtlauf überwachen' schrittweise das NP-schwere Vertex-Cover-Problem modellieren, Brute Force erleben und dann mit Datenreduktionsregeln und Kernbildung einen parametrisierten Algorithmus entwickeln und von Hand durchrechnen. Umfassend ausgearbeitet mit Musterlösungen, Fachsprache-Boxen nach den intuitiven Teilen, Lückentext-Zusammenfassung und optionalem Anspruchsvol-Teil (Teil 7*).
Solange-Schleifen: while (Python-Lektion)
Ausführlich didaktisch aufgebaute Lektion zur while-Schleife in Python: Sie startet mit der überraschenden Papierfalten-zum-Mond-Frage, erklärt Syntax und typische Fehler, und bietet eine Kette gut abgestimmter Übungen von Zinseszins bis Collatz — jeweils mit Musterlösungen und Auto-Grading. Eine Zusammenfassung mit den drei klassischen while-Bugs rundet das Material ab.
Das Geburtstagsparadoxon – mit Python ausrechnen
Interaktive Lerneinheit, die das Geburtstagsparadoxon zuerst intuitiv (Wette an einer Party) erschliesst, dann die Gegenwahrscheinlichkeit mathematisch herleitet und die Berechnung als Python-Challenge aufbereitet. Enthält zusätzlich eine rekursive Variante als Einstieg in Rekursion sowie eine Auflösungstabelle mit Erklärung, warum die Intuition versagt.
Castor Informatique 2020 – Übungen und Lösungen (HarmoS 11/12)
Offizielle Aufgabensammlung des schweizerischen Informatik-Wettbewerbs «Castor» (Bebras) für die HarmoS-Jahre 11/12 mit 15 Aufgaben aller Schwierigkeitsgrade, jeweils mit Musterlösung und vertiefendem «C'est de l'informatique!»-Teil. Die Aufgaben sind knifflig, alltagsnah erzählt (Epidemie, Zugnetz, endliche Automaten, Graphen) und erfordern algorithmisches Denken ohne Programmierkenntnisse.
Castor Informatique 2019 – Exercices et solutions, Petit Castor (HarmoS 5/6)
Lösungsheft mit neun Aufgaben und vollständig ausgearbeiteten Lösungen des Schweizer Informatik-Wettbewerbs Castor Informatique 2019 für die Stufe Petit Castor (HarmoS 5/6). Jede Aufgabe verbindet eine spielerische Knobelaufgabe (Pädagogik, Programmierung, etc.) mit einer anschaulichen Erläuterung des informatischen Hintergrundes (Verzweigungen, Stack und Queue, Binärsystem, Fehlerkorrektur, Automaten).
Castor Informatique 2016 – Aufgaben und Lösungen (HarmoS 13–15)
Offizielles Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Wettbewerbs «Castor Informatique 2016» (Bebras) für die Stufe HarmoS 13–15 mit 15 Aufgaben aus Themen wie Codierung, Bildverarbeitung, Algorithmenkomplexität, Spieltheorie und Datenstrukturen. Jede Aufgabe enthält eine ausführliche Musterlösung sowie einen anschaulichen «C'est de l'informatique!»-Abschnitt mit Alltagsbezug und weiterführenden Links. Ideal als Knobel- und Wettbewerbsmaterial für den Unterricht.
Structorizer – Struktogramm-Editor mit Debugger und Code-Export
Structorizer ist ein freier Editor zum Erstellen von Nassi-Shneiderman-Diagrammen (Struktogrammen), der auch das direkte Ausführen des Diagramms als Programm, einen Debugger, einen Profiler und Code-Generatoren für Python und Java enthält. Die Beschreibung zeigt einen funktionsreichen, aktiv gepflegten Werkzeugkasten, der Schüler:innen erlaubt, Algorithmen visuell zu entwerfen, Schritt für Schritt auszuführen und in Textcode zu überführen. Das Material selbst ist eine kurze Funktionsliste, keine didaktisch aufbereitete Lerneinheit.
Informatik-Biber 2017 – Aufgaben und Lösungen (Stufen 9/10)
Offizielles Aufgabenheft des Wettbewerbs Informatik-Biber (Bebras) 2017 mit 15 Multiple-Choice-Aufgaben für die Stufen 9/10, jeweils mit ausführlicher Lösung und kurzer fachlicher Vertiefung («Dies ist Informatik!»). Die Aufgaben decken Netzwerke und Graphen, Verschlüsselung, Sequenzen und Schleifen, Optimierung, Parität, Formale Sprachen und algorithmisches Denken spielerisch ab. Durch die kurzen, in sich geschlossenen Knobelaufgaben mit World-Bezug und die gut erklärenden Lösungen ist das Material auch ohne Wettbewerb direkt im Unterricht einsetzbar.
Interaktiver Informatik-Kurs: Scratch, Calliope mini und Computer im Alltag
Ein umfangreiches, interaktives Lernangebot mit spielerischen Projekten in Scratch (Spiele wie Beetle-Race, Under Water, Kaninchen-Wettlauf), geführten Programmier-Lektionen für den Calliope mini (MakeCode/OpenRoberta) und entdeckenden Einstiegen zu Algorithmen, Automaten, Codierung und lernenden Systemen. Jede Lektion ist kleinschrittig aufgebaut und schliesst mit einer Zusammenfassung «Das hast du hier gelernt». Sehr lebendig gestaltet, jedoch auf unterer Sekundarstufe angesiedelt und daher fürs Gymnasium nur als Einstieg oder Differenzierungsmaterial brauchbar.
Arbeitsheft Informatik Sekundarstufe I mit dem Calliope mini (inf-schule)
Umfangreiches Arbeitsheft für die Sekundarstufe I, das mit dem Mikrocontroller Calliope mini spielerisch Grundlagen der Informatik erschliesst: erstes Programmieren mit MakeCode, Algorithmen und Kontrollstrukturen, EVA-Prinzip, Binärdarstellung, Internet und Netzwerke, Datenschutz und Verschlüsselung sowie erste KI-Erfahrungen. Die Kapitel verbinden Erarbeitungsphasen, Unplugged-Aktivitäten und viele praktische Programmieraufgaben an realer Hardware.
Sortieralgorithmen (Selection Sort, Insertion Sort, Quicksort)
Lernmaterial zum klassischen Problem des Sortierens: Schüler:innen entwickeln zuerst eigene Sortieralgorithmen (unplugged mit Karten und Kugeln), kennenlernen Eigenschaften wie Laufzeit, Stabilität und In-Place, und implementieren Selection Sort sowie Binärsuche in Python. Zwei Herausforderungsaufgaben zur Laufzeitanalyse und zu Quicksort runden das Material ab.
Das Prinzip der Induktion als Problemlösestrategie und zur Entwicklung effizienter Algorithmen
Lerneinheit, die das Induktionsprinzip anschaulich an der Anzahl Diagonalen eines n-Ecks einführt und daraus effiziente Algorithmen für ein vereinfachtes Rucksackproblem («Wurstsack-Problem») entwickelt. Drei Lösungsstrategien (Brute-Force, Induktion, gleitendes Fenster) werden verglichen und die Operationszahlen analytisch abgeschätzt. Umfangreiche, gut gestufte Aufgaben mit vollständigen Lösungen und einer Zusammenfassung.
Digitale Bildverarbeitung mit Java und Processing
Dieses Lehrmittel führt in die grundlegende Bildverarbeitung mit Java und Processing ein. Anhand von Code-Beispielen und praktischen Programmieraufgaben lernen Schülerinnen und Schüler, Pixeldaten direkt zu manipulieren, Farbwerte anzupassen und geometrische Transformationen wie Spiegelungen oder Skalierungen umzusetzen.
Advent of Code 2021, Tag 8: Seven Segment Search
Programmieraufgabe, in der verkabelte Siebensegment-Anzeigen durch logische Deduktion entschlüsselt werden müssen. Die Schüler:innen entwickeln einen eigenen Algorithmus, der aus den Beobachtungen der Signal Muster die Zuordnung der Leitungen zu Segmenten rekonstruiert, und zählen die einfach erkennbaren Ziffern. Material ist als Rätsel mit fortlaufender Story gestaltet und erfordert eigenständige Algorithmus-Entwicklung.
Castoro Informatico 2022 – Quesiti e soluzioni (11º–13º anno)
Aufgabensammlung des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2022 für die älteste Kategorie (15 Aufgaben) mit vollständigen Lösungen und jeweils einem Abschnitt «Questa è l'informatica!», der den Informatikhintergrund erklärt. Die Aufgaben fördern algorithmisches Denken ohne Vorkenntnisse, z.B. zu Sensorik, Datenstrukturen, Effizienz und Gültigkeitsregeln.
Unterrichtseinheit Induktion: «Der letzte Stift gewinnt» und das Bachet'sche Spiel
Eine didaktisch ausgearbeitete Unterrichtseinheit, die über die Spiele «Der letzte Stift gewinnt» (Nim) und das Bachet'sche Spiel die Denkfiguren des Computational Thinking und schliesslich die vollständige Induktion einführt. Vom spielerischen Entdecken der Gewinnstrategie über Mustererkennung und Formalisierung bis zur Beweisführung und eigenen Programmierung in TigerJython. Enthält Lehrpersonen-Hinweise, gestufte Aufgaben mit Lösungen und einen skalierten Aufbau für unterschiedliche Niveaus.
How to Design Programs – Prolog: Programmieren lernen mit DrRacket (Raketen-Animation)
Der Prolog des Klassikers «How to Design Programs» führt von Fingerauszahlung über DrRacket-Experimente mit Zahlen, Strings, Booleans und Bildern schrittweise zur ersten Funktion, die per (animate …) eine landende Rakete zeigt. Intuition vor Formalismus, konditionale Berechnung (cond), Konstantendefinitionen und Code-Lesbarkeit werden an einem durchgängigen, motivierenden Beispiel entwickelt. Am Ende laden vier Abänderungs- und Erweiterungsaufgaben zum selbständigen Weiterarbeiten ein.
Woche 2: Etwas lebt hier — Module, Schleifen und Parameter mit MOP-7
Zweite Lektion eines interaktiven Python-Programmierkurses mit Roboter-Frameset: Einführung in Module, for-Schleifen und Funktionen mit Parametern, eingebettet in eine humorvolle Science-Fiction-Story mit Leveln, Tipps und Fallwand-Rätsel.
Grafiken programmieren mit Processing
Umfassendes Eclipse-Projekt mit ausführlichen Einführungen zu Grafikprogrammierung mit Processing (Koordinaten, Farben, Formen, Bildbearbeitung, Maus-Interaktion), vielen kommentierten Beispielprogrammen und offenen Aufgaben mit Quellgerüsten. Die kreativen, visuell ansprechenden Aufgaben (animierte Grafiken, Bildtransformationen) regen zum Experimentieren an.
GF Informatik: Zahlensysteme
Schüler-Dossier zu Zahlensystemen (Dezimal, Binär, Hexadezimal) mit Umrechnungen, Restwert-Algorithmus, binärer Arithmetik inkl. 2er-Komplement, sowie zahlreichen handschriftlichen und Python-Programmieraufgaben. Enthält vollständige Lösungen.
Castor Informatique 2022 – Exercices et solutions (HarmoS 11/12)
Offizielle Aufgabensammlung des Schweizer Informatik-Wettbewerbs Castor Informatique (Bebras) für die Stufen HarmoS 11/12 mit 17 Knobelaufgaben, ausführlichen Lösungen und kurzen «C'est de l'informatique!»-Hintergründen. Die Aufgaben behandeln u.a. logische Schaltungsteile, Stapel-Automaten, Verschlüsselung und graphenartiges Schlussfolgern – ganz ohne Vorkenntnisse, dafür mit viel logischem Transfer. Sehr lebendiges, spielerisches Material, das Neugier auf Informatik wecken will.
Auf dem Rummel: Drehkreuz – spielerische Einführung in Zähler und Algorithmen
Mit Rollenspielen am Beispiel eines Kettenkarussells und eines Eingangszählers entdecken Lernende Zählvorgänge, Hilfsmittel und das Konzept eines Zählers als Behälter. Der ganzheitliche, unplugged Zugang lebt vom körperlichen Nachspielen und gemeinsamen Ideen sammeln. Eine ungewöhnliche, alltagsnahe Einstiegslektion in algorithmisches Denken.
Informatik-Biber 2018: Aufgabenheft
Das offizielle Aufgabenheft des Schweizer Informatik-Biber-Wettbewerbs 2018 enthält 37 Knobelaufgaben für fünf Altersstufen (Stufe 3 bis 13) zu Themen wie Algorithmen, Automaten, Graphen, Codierung und logischem Denken. Die Aufgaben sind anschaulich illustriert, Alltagsbezüge und motivierend formuliert, folgen dem bewährten Bebras-Format mit drei Schwierigkeitsstufen; Lösungen sind im Heft selbst nicht enthalten.
SOI Round 2P 2024 – Programmierwettbewerbsaufgaben (hiddenkeys, movingfaster, ruinedchocolates, tramtickets, baguette, catering)
Sechs Originalaufgaben der 2. Prix Rond (2P) der Schweizer Informatik-Olympiade 2024 im SOI-Format mit Statement, Eingabe-/Ausgabebeschreibung, Limits, gestaffelten Subtasks und Beispiel-I/O. Die Aufgaben decken ein breites Spektrum ab: bruteforce vs. effiziente Suche, Graphtraversierung mit zeitsparenden Kanten, Maximum Queries auf Bäumen, Optimierung von Ticketkäufen, Intervall-String-Problem und Minimum Spanning Tree mit k kostenlosen Kanten. Ein anspruchsvolles Trainingsmaterial für erfahrene Wettbewerbsprogrammierer:innen.
Kryptographie: Caesar, Vigenère und Häufigkeitsanalyse mit Python
Umfassende Aufgabenserie zur klassischen Verschlüsselung: Caesar, Vigenère und monoalphabetische Verfahren werden von Hand und mit selbstgeschriebenem Python-Code angewendet und geknackt. Den Höhepunkt bildet eine echte Häufigkeitsanalyse mit Goethes Faust, bei der die Schülerinnen und Schüler einen langen Geheimtext tatsächlich entschlüsseln. Mit Schritt-für-Schritt-Tipps, gestuften Schwierigkeitsgraden und Lösungen.
Algorithmen I: Einfache Algorithmen und Struktogramme (Subtraction Game & Skunky)
Umfangreiche Unterrichtslektion zur Einführung in Algorithmen mit anschaulicher Definition (Kochrezept), einer Gruppenaufgabe zum Blinden-Papier-Algorithmus sowie einem Spielstrategie-Problem (Subtraction Game) mit steigenden Python-Programmieraufträgen. Im zweiten Teil wird mit der eigens entwickelten, spielerischen Skunky-Umgebung (PyGame) das Programmieren von Schleifen und Verzweigungen im Labyrinth geübt. Sehr lebendig gestaltet mit vielen steigenden, teils optionalen Zusatzaufgaben.
Micro:bit Asteroids Game – Projekt von Challenge bis Model/View
Gestaffeltes Spieleprojekt in Python auf dem Micro:bit: Von der 45-Minuten-Challenge über iterative Verbesserungen mit OOP (Asteroid- und Player-Klassen) bis zur refaktorierten Finalversion mit strikter Trennung von Modell und Views (Micro:bit, Konsole, PyQt5). Enthält klare Regeln, Templates und eine Slides-Zusammenfassung zum Model/View-Prinzip; GitHub als Versionsverwaltung ist integriert.
DynaTraffic Einstiegs-, Fortgeschrittene und Weiterführende Aufgaben
Arbeitsblattserie mit rund 14 gestuften Aufgaben zum simulated Verkehrssystem DynaTraffic, das Markov-Ketten als Übergangsmatrix/Übergangsgraph modelliert. Schüler:innen explorieren dynamische Systeme, stationäre, periodische, transiente und absorbierende Zustände sowie Matrix-Vektor-Multiplikation – von der Beobachtung bis zur Begründung mit Markov-Begriffen.
Soekia Lernaufgaben: Suchmaschinen, Index und Ranking
Praxisorientierte Lernaufgaben rund um das Schweizer Tool Soekia (Suchmaschinen-Simulator): Lernende erzeugen und untersuchen Invertierte Indizes, erklären sich Stemming und Stoppwort-Elimination und berechnen Ausbeute und Präzision. Zwei Wettbewerbe (Stemming-Knobbelaufgabe, Web-Spamming-Projekt) sorgen für spielerischen Wettbewerb, und alle Lösungen für die Lehrperson sind enthalten.
JavaKara - Programmieren mit dem Marienkäfer (Folien, Anleitung und Puzzlemethode)
Umfangreiches deutschsprachiges Einführungsmaterial zu JavaKara: Folien zu Java-Grundlagen (Objekte, Methoden, Variablen, Schleifen, if-Anweisungen), Anleitung in drei Schritten, erste Programmieraufgaben mit Lösungen sowie eine ausgearbeitete Gruppenarbeit nach der Puzzlemethode mit Referenzmaterialien. Der Marienkäfer Kara bietet einen spielerischen, konkret handelnden Zugang zur Textprogrammierung.
JavaKara: Erste Schritte und Puzzlemethode – Java lernen mit dem Marienkäfer
Umfangreiches Unterrichtsmaterial rund um JavaKara: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für erste Programme, geführte Programmieraufgaben mit Erweiterungsideen, ein sorgfältig geplantes Puzzlemethode-Gruppensetting (if, boolesche Ausdrücke, Schleifen, Methoden) sowie eine kompakte Java-Kurzreferenz. Didaktisch durchdacht, aktivierend und kreativ nutzbar, nur ohne Musterlösungen zu den Programmieraufgaben.
Kara: Ein Einstieg ins Programmieren mit Automaten (Leitprogramm)
Selbstständiges Leitprogramm (ca. 8 Stunden), das über die spielerische Programmierumgebung Kara (Marienkäfer) einen Einstieg ins Programmieren mit endlichen Automaten vermittelt. Vom manuellen Steuern Karas über Alltagsbeispiele (Yoga, Getränkeautomat) bis zum selbstständigen Entwerfen, Zeichnen und Testen von Automaten am Computer. Enthält strukturierte Kapitel mit Lernzielen, Aufgaben auf Papier und am Computer sowie vollständigen Lösungen.
Corewars – Programmierturnier als offene Lernumgebung
Eine spielerisch-erforschende Lernumgebung rund um das Spiel Corewars, in der eigene Assembly-artige Programme geschrieben, bestehende Programme analysiert und Strategien experimentell untersucht werden. Die Rahmung als Turnier-Szenario motiviert; Lernende dokumentieren ihre Experimente und präsentieren ihre Programme. Besonders wertvoll ist die Förderung von Schritt-für-Schritt-Nachvollziehen, Vorhersagen und systematischem Experimentieren.
Unterrichtseinheit PLEDGE-Algorithmus
Ausgearbeitete Unterrichtseinheit zum Pledge-Algorithmus für die Mittel- und Oberstufe, die in drei Stufen (Papier und Bleistift, Scratch-Simulation, Lego-Mindstorms-Roboter) vom intuitiven Labyrinth-Entkommen bis zur autonomen Robotik führt. Enthält Arbeitsblätter mit möglichen Lösungen, den formalen Korrektheitsbeweis des Algorithmus und detaillierte praktische Anleitungen für Bau und Programmierung. Die Kopplung von Algorithmusentwurf, Simulation und realem Roboter ist motivierend und didaktisch rund aufgebaut.
Stau-Simulation mit dem Nagel-Schreckenberg-Modell
Foliensatz zur Modellbildung und Simulation: Lernende erkunden anhand des Nagel-Schreckenberg-Modells, wie Staus spontan entstehen, programmieren selbst Regeln in einer Greenfoot-Simulationsvorlage und validieren die Ergebnisse gegen die Realität. Vom intuitive Einstieg über Programmieraufgaben mit Musterlösung bis zu systematischer Parameteranalyse ist das Material didaktisch rund und lebendig an den Alltag der Lernenden angebunden.