Inhaltlich folgt dieser Workshop meinen neuen Buch "Algorithmik für Einsteiger" (Springer 2013). Im Vordergrund stehen meine Erfahrungen mit dem Unterricht von Themen wie "Was ist ein Algorithmus?", "Beispiele von Algorithmen für den Unterricht", "Laufzeitanalysen", "Turing-Maschinen" und "Grenzen des Formalisierens". Es geht also um die Frage, wie Informatik-Unterricht so gestaltet werden kann, dass Schülerinnen und Schüler viel über das Wesen, das Entwerfen, das Beurteilen und die Möglichkeiten von Algorithmen lernen.

Leitung: Armin Barth, Kantonsschule Baden und ETH Zürich

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: 9.-12. Schuljahr

Der Informatik-Biber ist ein jährlicher internationaler online-Wettbewerb für alle Schüler ab dem 3. Schuljahr. Der Workshop gibt einen Einblick, welche Ideen und Absichten mit dem Informatik-Biber verbunden sind und wie Biber-Aufgaben entstehen. Die Anforderungen an gute Biber-Aufgaben werden an verschiedenen konkreten Beispielen erläutert und der Entstehungsprozess dieser Aufgaben wird aufgezeigt. Die Teilnehmer schlagen dann selbst Ideen und Aufgaben vor.

Leitung: Ivo Blöchliger, Universität Fribourg und Christian Datzko, Wirtschaftsgymnasium und Wirtschaftsmittelschule Basel

Sprache: Deutsch (Aufgabentexte zum Teil in Englisch)

Zielgruppe: 3.-13. Schuljahr

Voraussetzungen: Ein Laptop ist erwünscht (LibreOffice oder OpenOffice installiert). Test-Wettbewerb für eine Stufe lösen und das entsprechende Aufgabenheft mit Lösungen studieren (ältere Aufgabenhefte im Archiv)

The workshop will involve a trajectory of concrete activities that convey the main ideas of Algorithms, Computational Complexity, and Modern Cryptography. The activities do not require any electricity! The focus is on the mathematical ideas that are the basis of Computer Science.

Participants will learn:

• What is an algorithm?
• That algorithms can be sequential or parallel.
• That faster machines can't help a stupid algorithm.
• That smart and fast algorithms can be found for some problems - and for other problems, they might not be possible - but nobody knows.
• What is computational complexity?
• How computational complexity empowers modern crytography.
• That there is a lot about Computer Science that no one yet knows.

Leitung: Michael Fellows, Charles Darwin University (Australia)

Sprache: Englisch

Zielgruppe: Ages 7-17

Die Schweizer Informatikolympiade ist eine der fünf Wissenschaftsolympiaden der Schweiz und steht allen Schweizer Schülern/innen offen, die nicht älter als 20 Jahre sind. Über mehrere Runden lösen die Teilnehmer anspruchsvolle, algorithmische Aufgaben und implementieren die Lösungen in einer Programmiersprache. Die vier besten Teilnehmer qualifizieren sich für einen Internationalen Wettbewerb mit 300 Teilnehmern aus 80 Ländern.

Wir geben einen Überblick über die verschiedenen Trainingsmöglichkeiten, Wettbewerbsrunden und Aufgabentypen an der Schweizer Informatikolympiade. Wir zeigen Möglichkeiten Olympiadenaufgaben in den Unterricht zu integrieren und so theoretische Grundlagen und praktische Implementierung zu kombinieren. Im zweiten Teil des Workshops können Sie selbst Aufgaben der Olympiade lösen und wir besprechen konkrete Lösungswege.

Grundlegende C++ Kenntnisse sind für den Workshop hilfreich.

Lehrkräfte, welche die Informatikolympiade schon kennen (beispielsweise durch Teilnehmer aus frühreren Jahren) und spezifische Fragen oder andere Inputs zum Workshop haben, werden gebeten sich vorab bei uns zu melden (sandro@soi.ch, daniel@soi.ch).

Leitung: Sandro Feuz und Daniel Graf, ETH Zürich

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: 9. - 13. Schuljahr

Das Konzept "Abenteuer Informatik" zum wörtlichen Begreifen ohne Verwendung abstrakter Technologie wurde nun auf dem STIU bereits mehrfach in Vorträgen und Workshops vorgestellt. Dieses Jahr greifen wir uns im Workshop besonders Spiele (für mehrere, also nicht Affenpuzzle ;-) heraus, die in verschiedenen Altersstufen für Motivation, insbesondere aber auch Einblicke in Modellbildung und Problemlösen im Informatikunterricht sorgen. Zu jedem Spiel betrachten wir die Anknüpfungspunkte im Unterricht. Einige der Spiele, wie "Chamäleon" oder "Köpfe raten" sind bisher noch nicht veröffentlicht oder in der Ausstellung integriert.

Leitung: Jens Gallenbacher, TU Darmstadt (DE)

Zielgruppe: 4. - 13. Schuljahr

Greenfoot ist eine interaktive Programmierumgebung, entworfen von den Entwicklern von BlueJ, die es erlaubt, objektorientiertes Programmieren in Java in einem sehr fesselnden und motivierenden Rahmen einzuführen. Greenfoot bietet einen interaktiveren grafischen Ansatz als bisherige Systeme für die Lehre von Java. Zahlreiche verschiedene Szenarien wie Simulationen und Spiele können mit wenig Aufwand in kurzer Zeit erstellt und im Internet veröffentlicht werden. Während der grafische/spielerische Kontext der Motivation der Schüler dient, ist Greenfoot gleichzeitig so ausgelegt, dass wichtige grundlegende Programmierkonzepte visualisiert und gelernt werden. Die Programmiersprache ist Java, und gelernte Inhalte können unmittelbar in andere Programmierumgebungen übertragen werden.

Greenfoot sollte für alle von Interesse sein, die in der Lehre objektorientierter Programmierung arbeiten, besonders in Anfängerkursen. Der Workshop wird von dem Leiter des Greenfoot-Teams präsentiert, und umfasst technische als auch pädagogische Inhalte zur Programmierlehre. Der Workshop ist praktisch ausgerichtet und umfasst alles, was Teilnehmer wissen müssen, um Greenfoot unmittelbar im Unterricht einzusetzen. Greenfoot ist frei verfügbar.

Bitte bereiten Sie Ihren Laptop wie folgt vor:

• Installieren Sie Java
• Installieren Sie Greenfoot
• Speichern Sie die Datei "turtle.zip". Dieses ist das Szenario, mit dem wir arbeiten werden. "Extrahieren" Sie die Datei (unzip).

Das ist alles – Sie sind bereit für unseren Workshop.

Leitung: Michael Kölling, University of Kent, Canterbury (England)

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: 8.-13. Schuljahr

Voraussetzungen: Ein Laptop ist erwünscht. Software: Java und Greenfoot (verfügbar unter www.greenfoot.org) müssen installiert sein.

Programmieren hat Verwandtschaften mit Mathematik und kann in verschiedener Hinsicht einen Beitrag zur mathematischen Förderung leisten. Durch den engen Zusammenhang zwischen Sprache, Arithmetik und Geometrie können die Schülerinnen und Schüler nachhaltige mathematische Einsichten gewinnen. Es werden entsprechende, erprobte Aufgabenstellungen vorgestellt, ausprobiert und diskutiert. Diese können ab dem 3. Schuljahr verwendet werden, sind jedoch auch für Sekundarschülerinnen und -schüler interessant und herausfordernd. Die Referenten haben die im Workshop vorgestellten Aufgaben im 6. Schuljahr eingesetzt.

Ein Artikel zum Thema des Workshops ist in BILDUNG SCHWEIZ 11a / 2011 erschienen.

Leitung: Bernhard Matter, Pädagogische Hochschule Graubünden und Pascal Lütscher, Primarschule Domat/Ems, Pädagogische Hochschule Graubünden

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: 4.-9. Schuljahr

Voraussetzungen: Ein Laptop ist erwünscht. Software: XLogo

Mathematica ist eine sehr leistungsfähige Software, die durchaus hochschul- und industrietauglich ist. Die klaren Konzepte und breiten Möglichkeiten machen Mathematica aber auch für den Mittelschulunterricht sehr attraktiv.

Der Workshop zeigt den Einsatz von Mathematica anhand zahlreicher Beispiele, aber auch als nützliche Arbeitsumgebung mit vielfältigen Funktionen, und als Programmierumgebung für unterschiedliche Paradigmen. Thematisiert werden Rekursion, Such- und Sortieralgorithmen, abstrakte Datentypen, Bäume und Graphen, sowie Stackmaschinen und Turingmaschinen.

Insbesondere wird auch gezeigt, mit welcher Komplexität die Studierenden konfrontiert werden, um die obigen Konzepte zu erfassen. Diese reicht vom selbständigen Programmieren “from scratch” bis zum geeigneten Anwenden komplexer Funktionen. Letztere können von Lehrpersonen mit relativ geringem Aufwand zur Verfügung gestellt werden.

Leitung: Stefan Niggli, Kantonsschule Baden

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Letztes Jahr vor der Matura

Voraussetzungen: Ein Laptop darf mitgebracht werden, muss aber nicht.

In letzter Zeit wird in der Schweiz von verschiedenen Seiten gefordert, die Grundkonzepte des Programmierens in obligatorischen Schulen und in höheren Mittelschulen für alle Schülerinnen und Schüler obligatorisch zu vermitteln und dafür sogar ein eigenes Schulfach Informatik einzuführen. Dabei sollen allgemeingültige Informatikkonzepte im Vordergrund stehen, die allerdings konkret mittels einer für den Unterricht geeigneten Programmiersprache vermittelt werden. Die drei Referenten schlagen ein Unterrichtskonzept auf der Basis von Python vor und entwickeln mit Unterstützung des SVIA Unterrichtsmaterialien und ein Online-Lehrmittel unter Verwendung der speziell für den Unterricht erstellten Programmierumgebung TigerJython.

Im Workshop wird in praktischen Übungen in die Programmiersprache Python eingeführt und es werden die Unterrichtsmaterialen vorgestellt, die folgende Themen umfassen: Turtlegrafik, Multimedia (Bilder und Sound), Simulationen (in mehreren Schulfächern), Spielprogrammierung, Internet (Web-Suche und HTML) , Datenbanken, Effizienz von Algorithmen, Robotik. Die Unterrichtsmaterialien werden über http://www.tigerjython.com erreichbar sein und später wahrscheinlich auch auf Französisch und Englisch übersetzt.

Es sollen am Workshop auch die bereits vorliegenden Unterrichtserfahrungen der Referenten und Teilnehmer mit Python/Jython diskutiert und im Hinblick auf einen zukünftigen Informatikunterricht hinterfragt werden. Es werden keine Programmierkenntnisse vorausgesetzt.

Weitere aktuelle Information zum Kurs auf http://www.tigerjython.com/stiu2014

Leitung: Jarka Arnold, PHBern, Tobias Kohn, Kantonsschule Zürich Oberland und Aegidius Plüss, ehem. Universität Bern

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Alle Stufen

Voraussetzungen: Ein Laptop ist erwünscht, aber keine Bedingung für die Teilnahme.

Das Ziel des äusserst erfolgreichen Scalable Game Design Projektes ist Informatik und insbesondere das sogenannte “Computational Thinking” in Schulen schon sehr früh zu fördern. Die Strategie beinhaltet das Studenten wichtige “Computational Thinking” Konzepte im Kontext von Spielprogrammierung erlernen und dann anwenden indem sie wissenschaftliche Simulationen bauen. In den letzen 20 Jahren sind unsere MINT Werkzeuge, Lehrpläne, und Evaluationen von der US National Science Foundation mit über $15 Mio Forschungsgeldern unterstützt worden. Mit über 10’000 Schülern ist das Scalable Game Design Projekt in der USA die zur Zeit grösste Studie von “Computer Science Education” in Elementar- and Mittelschulen. Die Schüler sind zwischen 6 - 13 Jahre alt. Ein Studienresultat zeigt dass Lehrer auch ohne Programmierungserfahrung “Computational Thinking” unterrichten können und dass die meisten Scalable Game Design Schüler, inklusive Mädchen, weitermachen wollen, nicht nur mit Spielprogrammierung aber auch mit der Kreation von MINT Simulationen. Die Scalable Game Design Strategie ist in unterschiedlichsten Kontexten inklusive in schwierigen innerstädtischen Schulen, in ländlichen Schulen und in Indianer Reservaten getestet worden. Pilot Projekte in Brasilien und Deutschland zeigen enormes internationales Potential. Der nächster Schritt ist diese Konzepte, mit Hilfe der Hasler Stiftung, in die Schweizer Schulen zu bringen und Informatikausbildung basieren auf Spielprogrammierung ein Bestanteil des Lehrplan 21 werden zu lassen.

Teilnehmer an diesem Workshop erfahren mit welcher Pädagogik man auch die jüngsten Schüler, insbesondere Mädchen, ohne jegliche Informatikkenntnisse durch kreative Prozesse fasziniert für die Informatik, und wie man “Computational Thinking” nicht nur unterrichtet aber auch auswertet. Jeder Teilnehmer kreiert ein einfaches 3D Frogger Spiel mit AgentCubes und baut eine einfache MINT Simulation. Programmierkenntnisse oder 3D Kenntnisse sind nicht notwendig für diesen Workshop. Lehrer aller Stufen sind willkommen. Wir diskutieren Forschungsresultate aus den USA, und die Integration von Scalable Game Design in den Schweizer Lehrplan 21.

Leitung: Alexander Repenning, University of Colorado (USA), Pädagogische Hochschule Nordwestschweiz

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Ab 1. Schuljahr

Voraussetzungen: Ein Laptop ist wünschenswert. Auf dem Laptop sollen Sie AgentCubes installieren (Mac und PC) oder AgentCubes Online (HTML5/ WebGL in desktop and mobile browsers inklusive Google Chroomebook) zu testen. Lesen Sie auch diesen Artikel und werfen Sie einen Blick auf diese Videos die Lehrer and Schulleiter zeigen.