Experiment K. Duncker Dass die objektorientierte Denkweise nicht nur bei Schülern sondern auch bei Erwachsenen tief eingeprägt ist, verdeutlicht das folgende Experiment: 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.

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.

Experiment K. Duncker 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.

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.

Warum ist der Begriff OBJEKTORIENTIERUNG heute so wichtig? Software früher: Software heute:

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

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 Reale Welt  Objekte  Gegenstände/Personen  Attribute  Eigenschaften  Methoden / Operationen  Handlungen  Ereignisse / Events  Ereignisse  Beziehungen (zw. Daten und Objekten)  Beziehungen (zw. Gegenständen und Personen)

Beispiel: Objektorientierte Sichtweise Ein Objekt (Exemplar, Instanz) ist ein individuelles Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen. Es besitzt eine Objektidentität. Klasse: PKW INSTANZ (Exemplar) Objekt (Instanz aus der Klasse PKW)  Porsche Eigenschaft (Attribut) Attributwert:  Farbe: gold

Klassen und Instanzen Objektklassen in VB Beispiel: Eine Klasse beschreibt ein Objekt. Vergleichbar mit einer Schablone oder einem Muster. 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. Werkzeugleiste

Schreibweise als Objektdiagramm Objektname Name: Porsche Farbe: gold Schiebedach: falsch Leistung: 340 PS Attribute beschleunigen(5 m/s²) tanken(70 l) Methoden

Schreibweise in Punktnotation Ereignis Porsche[PKW].Gaspedal_treten = wahr Porsche[PKW].Farbe = gold Attribut Porsche[PKW].Beschleunigen(5m/s²) Methode

Objekt/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)

Objekte in der Textverarbeitung Attribut Ausrichtung Attributswert links Objekt Absatz

Objekte in der Textverarbeitung Attribut Attributswert

Methoden in der Textverarbeitung Was passiert eigentlich intern, wenn auf das nebenstehende Icon geklickt wird? Methode: NeuesDokument() 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

Methoden in der Textverarbeitung Was passiert, wenn auf das nebenstehende Icon geklickt wird? Methode: DokumentSpeichern() Der Mausklick löst die Methode „Dokumentspeichern“ aus, die als Parameter den Pfad und Dateinamen benötigt. In VBA-Code: ThisDocument.SaveAs („C:\TEXTE\Info_OOP.DOC“)

Klassen/Objekte/Attribute/Methoden in der Textverarbeitung (Beispiele) Klasse (Objekte) Attribute/Eigenschaften Methoden/Operationen ZEICHEN Schriftart Schriftschnitt Farbe Unterstreichung .... Markieren() Kopieren() Einfügen() setzeSchriftart() ... ABSATZ Ausrichtung Einzug_links, Einzug_rechts Abstand_davor, Abstand_nach Zeilenabstand Tabstopps Rahmen ... setzeAusrichtung(zentriert) setzeEinzug_links(1,2 cm) setzeZeilenabstand(12 pt) ... SEITE Papierformat Seitenrand_oben, Seitenrand_rechts Kopfzeile, Fußzeile Spaltenzahl... setzePapierformat(A4) setzeSeitenrand_rechts(2 cm) Drucken() Seitenansicht()

Die Klasse Zeichen Die Klasse Zeichen Klasse: ZEICHEN Objekt: ein konkretes Zeichen z.B. A, x, 1 oder @ 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() ....

Objektorientierung in anderen Anwendungen Objekt Rechteck Attribute Füllung Rahmenlinie etc. ...

Prinzipien im Informatikunterricht 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

Explizites Vorkommen im Lehrplan Informatik Didaktische Grundsätze S. 17 Kl. 7 Ziele S. 20 Kl. 7 LB 2 S. 21 Kl. 8 Ziele S. 23 Kl. 8 LB 1 S. 23 Kl. 9 und 10 Ziele S. 26 Kl. 11 und 12 LB 8C S. 31 Kl. 11 und 12 LB 8D S. 32 Quellen: Lehrplan Informatik Gymnasium Sachsen 2004 http://www.friedrich-informatik.de/download/IT/RLFB7/Objektorientierung_Crashkurs.ppt

Arbeitsauftrag 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.