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Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni 2004 1 Experiment K. Duncker Dass die objektorientierte Denkweise nicht nur bei Schülern.

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1 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Experiment K. Duncker Dass die objektorientierte Denkweise nicht nur bei Schülern sondern auch bei Erwachsenen tief eingeprägt ist, verdeutlicht das folgende Experiment: an einer Wand in Augenhöhe nebeneinander drei Kerzen zu befestigen und anzuzünden Mehrere Versuchspersonen erhielten einzeln die Aufgabe, an einer Wand in Augenhöhe nebeneinander drei Kerzen zu befestigen und anzuzünden. Hierfür stand den Probanden eine Reihe von willkürlich auf dem Tisch verteilten Gegenständen zur Verfügung. Unter den meist nutzlosen Dingen befanden sich auch einige für die Lösung brauchbare: Heftzwecken, Streichhölzer und drei kleine in Farbe und Größe etwas unterschiedliche Pappschachteln von der Form einer Streichholzschachtel.

2 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Experiment K. Duncker Lösung der Aufgabe: Mit je einer Heftzwecke werden zunächst die Pappschachteln an der Wand befestigt; sie dienen den Kerzen als Standflächen. Anschließend werden die Kerzen angezündet und mit etwas Wachs auf den Schachteln festgeklebt. Die Versuchspersonen mussten diese Aufgabe in zwei leicht unterschiedlichen Ausgangssituationen lösen: Bei den Personen der einen Gruppe waren die drei Pappschachteln mit Versuchsmaterialien gefüllt, die erste mit den Kerzen, die zweite mit Heftzwecken und die dritte mit Streichhölzern. Bei der zweiten Gruppe waren die Schachteln leer, Kerzen, Heftzwecken und Streichhölzer lagen hier auf dem Tisch verstreut. Erstaunlicherweise wurde die Aufgabe von der zweiten Gruppe signifikant häufiger und schneller gelöst als von der ersten.

3 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Experiment K. Duncker Duncker erklärt dieses Ergebnis wie folgt Duncker erklärt dieses Ergebnis wie folgt: Die erste Gruppe lernt die Schachteln als Behälter für Kerzen, Heftzwecken und Streichhölzer kennen. Diese Funktion "Behälter ist anschließend so eng mit den Schachteln verknüpft, dass die Probanden ihr Denken kaum noch davon lösen können und unfähig sind, die Schachteln zu einem völlig anderen Zweck zu nutzen, nämlich als Standfläche für die Kerzen. Duncker nennt dieses Phänomen funktionale Gebundenheit. Die zweite Gruppe nimmt die Schachteln ohne die funktionale Bindung "Behälter" wahr. Die Versuchspersonen können sie daher völlig frei auch zu scheinbar ungewöhnlichen Zwecken (z.B. als Standfläche) einsetzen.

4 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Fazit Experiment K. Duncker Die Versuchspersonen denken offenbar objektorientiert Gegenstände werden zuerst unter dem Gesichtspunkt in Klassen eingeteilt, welche Operationen mit ihnen möglich sind. Eine Schachtel gehört damit für die erste Gruppe zur Klasse der Objekte, auf denen Operationen wie "öffnen" und "schließen" erlaubt sind und die einen Zustand wie "leer" oder "gefüllt" besitzen. Diese Operationen bestimmen das Denken. Dabei übersieht diese Gruppe im Gegensatz zur zweiten, dass Schachteln auch als Objekte einer Oberklasse mit allgemeineren Eigenschaften aufgefasst werden können, etwa als Objekte der Klasse quaderförmiger, flacher Gegenstände mit Operationen wie "als Unterlage verwenden", "stapeln" usw.

5 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Warum ist der Begriff OBJEKTORIENTIERUNG heute so wichtig ? Software früher: Software heute:

6 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Warum ist der Begriff OBJEKTORIENTIERUNG heute so wichtig ? Software früher: ABLAUFORIENTIERT prozedural – imperativ prozedural – imperativ Programmierer legt Ablauf genau fest Programmierer legt Ablauf genau fest Oberfläche musste eigens codiert werden Oberfläche musste eigens codiert werden Textorientierte Benutzerschnittstelle Textorientierte Benutzerschnittstelle Software heute: OBJEKTORIENTIERT Grafische Benutzeroberflächen Grafische Benutzeroberflächen Mausbedienung Ereignisorientierung Mausbedienung Ereignisorientierung Ablauf vom Benutzer abhängig (Parallelität möglich) Ablauf vom Benutzer abhängig (Parallelität möglich) Code verteilt sich auf Objekte (Form, Buttons...) Code verteilt sich auf Objekte (Form, Buttons...) Kapselung (nur zugelassene Methoden für Objekt) Kapselung (nur zugelassene Methoden für Objekt)

7 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Beziehungen (zw. Daten und Objekten) Ereignisse / Events Methoden / Operationen Beziehungen (zw. Gegenständen und Personen) Ereignisse Handlungen Eigenschaften Attribute Objekte Gegenstände/Personen Reale Welt Vergleich mit realer Welt Die objektorientierte Sichtweise der Dinge entspricht sehr unserer Erfahrungswelt und insbesondere der unserer Schüler. Deshalb wird ihr vor allem seit den 90er Jahren auf vielen Gebieten der Vorzug gegeben. Informationstechnik

8 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Beispiel: Objektorientierte Sichtweise Ein Objekt (Exemplar, Instanz) ist ein individuelles Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen. Es besitzt eine Objektidentität. Objekt (Instanz aus der Klasse PKW) Porsche Porsche Eigenschaft (Attribut)Attributwert: Farbe:gold Farbe:gold Klasse: PKW INSTANZ (Exemplar)

9 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Klassen und Instanzen Eine Klasse beschreibt ein Objekt. Vergleichbar mit einer Schablone oder einem Muster. Objektklassen in VB Werkzeugleiste Beispiel: Jeder Schalter, der über die Werkzeugleiste in das Programm eingebaut wird, ist somit eine INSTANZ der KLASSE der CommandButtons. Alle Instanzen / Objekte verfügen über die gleiche Menge von Attributen und Methoden und reagieren auf bestimmte Ereignisse, das Aussehen kann jedoch völlig unterschiedlich sein.

10 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Schreibweise als Objektdiagramm Name: Porsche Farbe: gold Schiebedach: falsch Leistung: 340 PS beschleunigen(5 m/s²) tanken(70 l) Attribute Objektname Methoden

11 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Schreibweise in Punktnotation Porsche[PKW].Gaspedal_treten = wahr Ereignis Porsche[PKW].Farbe = gold Porsche[PKW].Beschleunigen(5m/s²) Attribut Methode

12 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Objekt/Attribut/Methode/EreignisObjekt/Attribut/Methode/Ereignis Ein Objekt ist ein abgeschlossener Speicherbereich mit einer genau definierten Datenstruktur (den Eigenschaften) und fest umrissenen Aufgaben. Die Kommunikation mit einem Objekt erfolgt über Nachrichten. Jedes Objekt weiß, auf welche Nachrichten es mit welchen Methoden zu reagieren hat. Attribute (Eigenschaften) Ereignisse (Aktion von außen) Methoden (Operationen)

13 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Objekte in der Textverarbeitung AttributAusrichtung Attributswertlinks Absatz Objekt Absatz

14 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Objekte in der Textverarbeitung Objekt Attribut Attributswert

15 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Methoden in der Textverarbeitung Methode: NeuesDokument() Was passiert eigentlich intern, wenn auf das nebenstehende Icon geklickt wird? Der Mausklick löst die Methode NeuesDokument aus, und es wird eine neue Instanz von der Klasse Dokument im Fenster der Applikation (hier: Word) geöffnet. In VBA-Code: Documents.Add Dokumentype:=wdNewBlancDocument

16 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Methoden in der Textverarbeitung Methode: DokumentSpeichern() Was passiert, wenn auf das nebenstehende Icon geklickt wird? Der Mausklick löst die MethodeDokumentspeichern aus, die als Parameter den Pfad und Dateinamen benötigt. In VBA-Code: ThisDocument.SaveAs (C:\TEXTE\Info_OOP.DOC)

17 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Klassen/Objekte/Attribute/Methoden in der Textverarbeitung (Beispiele) Klasse (Objekte) Attribute/EigenschaftenMethoden/OperationenZEICHENSchriftart Schriftschnitt Farbe Unterstreichung.... Markieren() Kopieren() Einfügen() setzeSchriftart()... ABSATZAusrichtung Einzug_links, Einzug_rechts Abstand_davor, Abstand_nach Zeilenabstand Tabstopps Rahmen... Markieren() Kopieren() Einfügen() setzeAusrichtung(zentriert) setzeEinzug_links(1,2 cm) setzeZeilenabstand(12 pt)... SEITEPapierformat Seitenrand_oben, Seitenrand_rechts Kopfzeile, Fußzeile Spaltenzahl... setzePapierformat(A4) setzeSeitenrand_rechts(2 cm) Drucken() Seitenansicht()

18 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Die Klasse Zeichen Klasse:ZEICHENObjekt:ein konkretes Zeichen z.B. A, x, 1 Attribute/ Eigenschaften Schriftart Schriftschnitt /-stil Größe Farbe Unterstreichung Position... Arial, Times New Roman, Symbol,... normal, kursiv, fett, unterstrichen,... 12pt, 18pt,... rot, grün, blau,... ohne, einfach, doppelt,... normal, hochgestellt, tiefgestellt,... Methoden/Operationen erstelle() kopiere() füge_ein() setze_Schriftart() setze_Position() setze_Farbe() setze_Größe() setze_Stil() lösche()....

19 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Objektorientierung in anderen Anwendungen AttributeFüllungRahmenlinie etc.... Rechteck Objekt Rechteck

20 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Problemorientierung als Ansatz für Problemlöseprozesse aufbauend auf Aufgabenstellungen aus der Erfahrungswelt der Schüler und deren Betrachtung im Zusammenhang von Modellierung - Strukturierung - Implementierung – Interpretation Objektorientierung als grundlegender Ansatz für Modellbildung und als didaktisches Hilfsmittel zum Verständnis verschiedenster Anwendungen Handlungsorientierung, insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz und der Nutzung von Informatiksystemen sowie den damit verbundenen Organisationsformen Projektorientierung als integraler Bestandteil des Unterrichts siehe LP S. 17/18 Prinzipien im Informatikunterricht

21 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Quellen: Lehrplan Informatik Gymnasium Sachsen informatik.de/download/IT/RLFB7/Objektorientierung_Crashkurs.ppt Didaktische GrundsätzeS. 17 Kl. 7 ZieleS. 20 Kl. 7 LB 2S. 21 Kl. 8 ZieleS. 23 Kl. 8 LB 1S. 23 Kl. 9 und 10 ZieleS. 26 Kl. 11 und 12 LB 8C S. 31 Kl. 11 und 12 LB 8DS. 32 Explizites Vorkommen im Lehrplan Informatik

22 Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni Erarbeiten Sie eine Übersicht (Klassen, Instanzen, Attribute, Methoden) für die Objektorientierung in weiteren Applikationen. –Tabellenkalkulation –Vektorgrafik –Pixelgrafik –Datenbanken (mit Blick auf ERM) –HTML –.... Was man hört, vergisst man. Was man sieht, daran kann man sich erinnern. Nur was man selbst tut, kann man verstehen.ArbeitsauftragArbeitsauftrag


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