Einsatzszenarien von Mobiltelefonen im Informatikunterricht

Mittlerweile habe ich meinen Abschluss als Master of Education an der Universität Wuppertal erlangt und möchte an dieser Stelle meine Masterarbeit mit dem Titel Einsatzszenarien von Mobiltelefonen im Informatikunterricht veröffentlichen.

Details sind im Biblionetz unter folgender URL zu finden: http://beat.doebe.li/bibliothek/b03852.html.
Um auch hier einen Eindruck von den Inhalten der Arbeit zu gewinnen, hier die Zusammenfassung:

Mobiltelefone werden immer leistungsfähiger, sind vielseitig nutzbar und können heutzutage durchaus als allgegenwärtig bezeichnet werden. Mit einer Generation von Schülerinnen und Schülern, die mit einer solchen modernen Form eines Schweizer Taschenmessers in der Hosentasche aufwachsen, verändern sich auch die Bedingungen unter denen Informatikunterricht gestaltet wird.

In dieser Arbeit wird gezeigt, auf welche Art und Weise Mobiltelefone nicht nur als Anschauungsobjekt, sondern als gleichwertiger Ersatz für Computer im Informatikunterricht Gewinn bringend genutzt werden können. Aufbauend auf den Erfahrungen des Pilotkurses von Humbert, der seit 2007 an der Willy-Brandt-Gesamtschule in Bergkamen Mobiltelefone als einziges Informatiksystem im Unterricht verwendet, werden Materialien vorgestellt, die Lehrerinnen und Lehrer bei der Unterrichtskonzeption unterstützen sollen. Zielgruppe der vorgestellten Unterrichtsreihe ist ein Informatikkurs einer 11. Jahrgangsstufe innerhalb der dreijährigen gymnasialen Oberstufe. Ziel ist dabei nicht der alleinige Austausch von Computern gegen Mobiltelefone, sondern die Entwicklung eines didaktischen Gesamtkonzept, das zu großen Teilen als unabhängig von einem konkreten Informatiksystem bezeichnet werden kann. Unter Berücksichtigung der Einschränkung auf ein Schuljahr kann bei dem Vergleich mit dem Lehrplan Informatik und den Vorgaben zum Zentralabitur in Nordrhein-Westfalen eine deutliche Passung festgestellt werden.

Um die vermuteten Vorteile der mobilen Informatiksysteme und die Nutzbarkeit der Unterrichtsmaterialien näher zu erforschen und zu belegen, sind zum Schuljahresbeginn 2009/2010 zwei weitere Informatikkurse der 11. Jahrgangsstufe mit Mobiltelefonen ausgestattet worden. Der Einsatz der Geräte in Zusammenhang mit den vorbereiteten Materialien wurde und wird noch in projektbegleitenden Gesprächen diskutiert, erste Ergebnisse für noch zu leistende Entwicklungsarbeiten dargestellt.

Die Arbeit selbst ist in der deutschen Sprache verfasst, um jedoch auch anderssprachigen Personen einen Eindruck zu vermitteln, wurde die obige Zusammenfassung ins Englische übersetzt:

Mobile phones become more and more efficient, are multi-purpose usable and virtually omnipresent today. Together with a generation of pupils, which has grown up with such a modern form of the Swiss penknife in the pocket, the conditions under which informatics classes are designed change as well.

This paper shows how mobile phones cannot only be used as illustration, but as an equivalent alternative to computers in informatics education. Based on the experiences of the pilot scheme by Humbert, who has used mobile phones as the single informatics system in class on the Willy-Brandt comprehensive school in Bergkamen since 2007, materials are introduced which shall support teachers in the conception of their classes. The target group of the presented series of lessons is an informatics course of a grade 11. The general aim is not simply to exchange computers for mobile phones, but the development of a didactical overall concept, which can be characterized as largely independent from a specific informatics system. Comparing the curriculum for informatics and the guidelines for the “Zentralabitur” in North Rhine-Westphalia, taking the limitation on only one school year into account as well, a noticeable consistency can be detected.

In order to investigate and verify the assumed advantages of the mobile informatics systems and the usability of the teaching materials, two more informatics classes of grade 11 have been equipped with mobile phones for the start of the school year 2009/10. The use of mobile phones in connection with the prepared materials has been, and still is discussed in project accompanying conversations; additionally first results are presented for development works still to be performed.

Zu den Materialien, die für die Masterarbeit entstanden sind, gehört zum einen die Arbeit selbst, eine Materialsammlung und ein Poster als Sequenzüberblick. Die LaTeX-Quellen für das Poster müssen vor der Veröffentlichung noch überarbeitet werden, worum ich mich beizeiten kümmern werde.

Auf diesem Wege möchte ich mich besonders bei meinem Gutachter Ludger Humbert bedanken, durch den ich überhaupt erst mit diesem hochinteressanten Themengebiet in Berührung gekommen bin.

GPGMail-Plugin für Snow Leopard

Das Upgrade auf Mac OS X 10.6 klappte zwar ziemlich gut (Spotlight hat ein wenig herumgesponnen, das Löschen und Neuaufbauen des Index hat jedoch geholfen), etwas hat mich jedoch sehr gestört: Das GPGMail-Plugin für das Apple eigene Mail-Programm funktionierte nicht mehr.

Nach ca. einem Monat Thunderbird-Nutzung, die mich nicht so richtig überzeugt hat (das AppleMail-Programm ist einfach nett ins System integriert) habe ich nun hier Version 1.2.3 des GPGMail-Plugins gefunden. Den ein oder anderen Kommentar zu Programmabstürzen kann ich (noch?) nicht bestätigen, womit ich nun Thunderbird nun wieder aus dem Dock geschmissen habe und nur noch für Notfälle als Backup aufbewahre.

Danke Lukas Pitschl!!

Mobiltelefone auf der INFOS 2009 in Berlin

Im Rahmen des Master of Education stand die Durchführung eines Forschungsprojektes in der Prüfungsordnung. Dies ermöglichte es mir, in das Thema der Nutzung von Mobiltelefonen im Informatikunterricht etwas direkter einzusteigen. Eine erste Version meines Forschungsberichtes kommentierte mein Betreuer Herr Humbert: “Hab’s kurz überflogen, hört sich gut an, reichen Sie es doch mal zur Infos2009 als Beitrag ein.” Naja, so ca. drei bis vier Tage hatte ich bis zur Deadline noch Zeit, mein mühselig zusammengestellten Text auf ungefähr die Hälfte zu kürzen.
So schlecht schien ich nicht gearbeitet zu haben, denn bis auf kleine Änderungswünsche wurde mein Beitrag von den Gutachtern der Konferenz akzeptiert.
Die Infos2009 ist nun vorbei, ich möchte an dieser Stelle

Im Rahmen des Master of Education stand die Durchführung eines Forschungsprojektes in der Prüfungsordnung. Dies ermöglichte es mir, in das Thema der Nutzung von Mobiltelefonen im Informatikunterricht etwas direkter einzusteigen. Eine erste Version meines Forschungsberichtes kommentierte mein Betreuer Herr Humbert: “Hab’s kurz überflogen, hört sich gut an, reichen Sie es doch mal zur Infos2009 als Beitrag ein.” Naja, so ca. drei bis vier Tage hatte ich bis zur Deadline noch Zeit, mein mühselig zusammengestellten Text auf ungefähr die Hälfte zu kürzen.

So schlecht schien ich nicht gearbeitet zu haben, denn bis auf kleine Änderungswünsche wurde mein Beitrag von den Gutachtern der Konferenz akzeptiert.

Die Infos2009 ist nun vorbei und möchte an dieser Stelle die von mir erstellten Materialien zum Weiterlesen veröffentlichen. Dazu wird einmal der komplette Forschungsbericht, wie ich ihn an der Universität Wuppertal als Studienleistung verfasst habe, ebenfalls aber auch die Kurzfassung für die INFOS und die Präsentationsfolien zum Download angeboten.

Zur Zitation des Forschungsberichtes in den Lecture Notes in Informatics kann der entsprechende BibTeX-Record verwendet werden.

Stifte, Mäuse und Vektorgrafiken — Version 2.3beta

Sooo, lange Zeit liegen die Quellen für Version 2.3 bereits auf meinem Rechner. Nur leider komme und komme ich nicht dazu, die abschließenden Arbeiten zur Dokumentation und wichtigen Testläufen sowohl auf S60 als auch auf Desktopsystemen durchzuführen. Bevor also die Arbeiten komplett brachliegen, will ich hier zumindest den aktuellen Stand zum Download anbieten. Eventuell findet sich jemand, der unter den Bedingungen der Creative Commons Lizenz by-nc-sa hieran weiterarbeiten möchte.

Meine letzten Demonstrationen liefen fehlerfrei, daher denke ich, dass es beim Einsatz keine Probleme geben sollte, jedoch habe ich nicht ausführlich getestet und die Dokumentation entspricht nicht meinen Vorstellungen von einem guten Produkt (auch wenn es im Vergleich zu manch anderen Quelltexten, die mir vor die Augen gekommen sind, gar nicht so schlecht aussieht). Daher habe ich zu meinem eigenen Schutz :-) mal das Wort “beta” hinter die Version geschrieben.

Download als ZIP-Datei hier, enthalten sind die Quellen für Desktopsysteme (einfach an eine Stelle im Python-Pfad — sys.path — kopieren) und Mobiltelefone auf Symbian S60 Basis (dafür habe ich mit ensymble eine SIS-Datei erstellt).

Viel Spaß beim Ausprobieren, ich würde mich über Feedback freuen!

Informatische Bildung mit Mobiltelefonen — Lehrerfortbildung am 8. August 2009

An der Universität Wuppertal wird am Samstag, 8. August 2009, von 10 bis 16 Uhr eine Lehrerfortbildung stattfinden.

Auf einem Infoblatt sind alle notwendigen Details festgehalten. Um Anmeldung wird gebeten spätestens 1. August 2009 unter der E-Mail-Adresse m.heming@uni-wuppertal.de.  Bei Interesse an der Durchführung des Unterrichts mit Mobiltelefonen an Ihrer Schule, bitte umgehend bei mir melden, es steht ein Klassensatz entsprechender Geräte zum Verleih zur Verfügung.

Beschreibung aus dem Infoblatt:

Die technischen Möglichkeiten im Umgang mit Informatiksystemen ändern sich fortwährend. Um der Allgegenwärtigkeit von Informatiksystemen in der Realität und vor allem in der Lebenswirklichkeit von Schülerinnen und Schülern gerecht zu werden, müssen immer wieder neue gesellschaftliche Anknüpfungspunkte für den Informatikunterricht gefunden werden.

Daher betrachtet diese Fortbildungsmaßnahme den im ersten Moment ungewöhnlichen Ansatz, den Computer im Informatikunterricht gänzlich außer Acht zu lassen und ihn gegen Mobiltelefone auszutauschen. Anhand vorliegender Unterrichtsvorschläge ist das Ziel, den Informatikunterricht einer elften Klasse für das kommende Schuljahr 2009/2010 nur mit Mobiltelefonen zu gestalten.

Für die Umsetzung von Programmieraufgaben sind Mobiltelefone mit Symbian S60 Betriebssystem erforderlich. Über die Fortbildung für Lehrkräfte hinaus wird ein Satz von Mobiltelefonen für die Umsetzung im 11. Jahrgang mit einer Lerngruppe im Regelunterricht zur Verfügung gestellt. Der Einsatz der Geräte im Unterricht wird wissenschaftlich begleitet, um die Erkenntnisse eines Pilotprojektes an der Willy-Brandt-Gesamtschule Bergkamen zu ergänzen. Es sollen so die theoretischen Überlegungen zu den geänderten Möglichkeiten durch die konkrete Nutzung der Mobiltelefone zur Gestaltung des Unterrichts auf eine breitere empirische Basis gestellt werden.

Übergang von Grundschule in Sekundarstufe

Im Rahmen einer Hausarbeit zu einem Seminar habe ich die Schulgesetze der deutschen Bundesländer untersucht und die unterschiedlichen Übergangsmöglichkeiten mit ihren Einschränkungen sowohl in tabellarischer Form als auch in Plakatform dargestellt.

Im folgenden stelle ich die Ergebnisse unter der Creative Commons Lizenz by-nc-sa der Öffentlichkeit zur Verfügung. Um eine Weiterarbeit im Rahmen der Lizenz zu vereinfachen, habe ich das verwendete Rohmaterial ebenfalls hinzugefügt. Weiterhin habe ich die genutzten Gesetzestexte in der zum Zeitpunkt der Erstellung der Hausarbeit aktuellen Version ebenfalls bereitgestellt, diese dienen jedoch nur Dokumentationszwecken.

  • Ergebnis – Plakat, Tabelle und zusätzliche Hinweise inklusive Verweis zu den verwendeten Gesetzestexten.
  • Rohmaterial – Enthält alle zum Nachbau und zur Weiterverarbeitung notwendigen Daten, bei Fragen zu den verwendeten Programmen einfach eine E-Mail schreiben.
  • Kopie der verwendeten Gesetzestexte – ca. 12 MB, zu Dokumentationszwecken

Stifte, Mäuse und Vektorgrafiken Version 2.2

Sooo, habe endlich ein paar Testläufe durchgeführt und die gröbsten Fehler beseitigt.
Nähere Infos zu dem Paket hier. Download der neuen Version hier.
Update: Fehlerhafte Datei hochgeladen, nun korrigiert.

Update: Ich kann mich eines gewissen Stolzes nicht verwehren, dass ich an dieser Stelle SuM mit PyObjVG für PyS60 veröffentlichen kann. Ich freue mich über Rückmeldungen, die es mir ermöglichen, das Paket nicht nur auf dem mir vorliegenden Nokia 5500 zu testen.

Stifte und Mäuse — PyObjVG — Version 2.1

Aus der Versionsgeschichte von PyObjVG.py:
Version 2.1 vom 22. Januar 2009:

  • Zeichenroutinen hinzugefuegt. Das Zeichenobjekt, welches
    als Parameter uebergeben werden muss, muss die jeweiligen
    in der Dokumentation der Funktion angegebenen Methoden
    unterstuetzen.
  • Klasse Farbe: gibSUMFarbe weggelassen, dafuer den Zugriff
    auf die RGB-Werte ueber __getitem__ ergmoeglicht.
    Damit kann eine Farbe ebenfalls als 3-Tupel (wie in Stifte
    und Maeuse) interpretiert werden.
  • BUGFIX: Gruppe sendet bei aktivierten Signalen ebenfalls,
    wenn ein weiteres Objekt zur Gruppe hinzugefuegt wurde.
  • Zusaetzliche import-Anweisung zur Nutzung von
    xml.etree.cElementTree, falls vorhanden.

Passend dazu ist der Grafikzeichner des Stifte und Mäuse Paketes aktualisiert worden.
Version 2.1 vom 22. Januar 2009:

  • Es findet keine Objekterkennung mehr statt, statt dessen
    wird im Grafikzeichner eine abstrahierte Zeichenschnittstelle
    dargeboten, ueber die sich die Objekte sich selbst zeichnen.
    Damit ist die Integration von extern hergestellten
    Klassen vereinfacht. Diese muessen nur eine einzige Methode
    “zeichne(…)” zur Verfuegung stellen und koennen dann
    auf die vom Grafikzeichner abstrahierte Schnittstelle zugreifen.
  • Automatikmodus wird jetzt ueberall klein geschrieben,
    z.B. in der Methode gibAutomatikmodusStatus.
    Die Methode “setzeAutomatikModus” heisst jetzt “setzeAutomatikmodusStatus”.

Download: Stifte und Mäuse Bibliothek Version 2.1

Iterative Verfahren mit dünnbesetzten Matrizen

Im Rahmen eines Seminarvortrages habe ich einen Artikel zu iterativen Verfahren auf dünnbesetzten Matrizen ausgearbeitet. Die Einleitung sei hier zitiert:

Im Rahmen des Seminars Schwachbesetzte Systeme soll die vorliegende Arbeit einen groben
Überblick über verschiedene iterative Methoden zur Lösung linearer Gleichungssysteme
bieten. Dabei wird zwischen stationären und nicht stationären Verfahrensweisen unter-
schieden. Als Beispiel für stationäre Verfahren werden das Jacobi- und Gauss-Seidel-
Verfahren vorgestellt, ohne jedoch auf Details zum Konvergenznachweis einzugehen.
Um den Bezug zu Sparse-Matrizen herzustellen, wurde der Algorithmus des Jacobi-
Verfahren in zwei verschiedenen Codevarianten in Matlab implementiert. Je nach Schreib-
weise werden matlabintern verschiedenen Methoden verwendet, die eine starke Optimie-
rung bei der Rechnung mit dünn besetzten Matrizen ermöglichen.
Als Beispiel für ein nicht stationäres Verfahren wird das Verfahren der konjugierten
Gradienten (CG) näher erläutert. Die Verfahren Steepest Decent und Conjugate Directi-
ons werden dabei erklärt, um ein besonders intuitives Verständnis des CG-Verfahrens zu
ermöglichen (Shewchuk (1994)). Anhand des Implementierungsbeispiels soll o????ensichtlich
werden, dass eine Optimierung für Sparse-Matrizen nicht notwendig ist, da diese implizit
durch Anwendung von Matrix-Vektor-Multiplikationen realisiert wird.
Auf verschiedene andere Verfahren, die keine speziellen Vorbedingungen wie das CG-
Verfahren benötigen, wird nur im Rahmen einer zitierten Aufzählung mit minimaler
Beschreibung eingegangen.

Die Vortragsunterlagen inklusive Artikel und LaTeX-Quelltexte können hier heruntergeladen werden. Die m-Files von Matlab, die die angesprochenen Verfahren implementieren, stehen hier zum Download.