Natur und Technik Klasse 7, Schwerpunkt Informatik

Begleitmterial zum Informatik-Unterricht (meist) sortiert nach den Kapiteln im Buch (Informatik 2, Oldenbourg-Verlag)

1: Vernetzte Informationsstrukturen - Internet

Das Internet
(zum Download der Dateien Rechtsklick auf den jeweiligen Link und z.B. "Linkziel speichern unter ..." oder etwas ähnliches auswählen)
  • Artikel zur Geschichte des Internet bei Wikipedia
  • Das Internet ist ein weltweites Netz von Rechnern, die über die Paket-orientierten Protokolle TCP/IP (TransmissionControlProtocol/InternetProtocol) verbunden sind und mit der sog. IP-Adressierung (IPv4 bzw. IPv6, eine Art Internet-Telefonnummer) eindeutig identifiziert sein müssen.
  • Einen lohnenden Film (ca. 30 Min.) von 3sat damals zum 40. Geburtstag des Internet findet man bei Youtube
  • zur URL (sog. Internetadresse) siehe 2. Seite von punktnotation.pdf
HTML
(HyperTextMarkupLanguage)
HTML ist eine Hypertext-Auszeichnungssprache, die dem Browser mitteilt, wie er bestimmte Textabschnitte darstellen soll. Dabei können auch Bilder, Animationen oder Hyperlinks (Verweise auf ein u.U. irgendwo im Internet befindliches Dokument) eingebunden werden. HTML und die davon abgeleitete XML (eXtensibleMarkupLanguage) sind sog. Klartextsprachen, d.h. sie sind für Maschinen/Computer und Menschen lesbar und rel. leicht erlernbar.
Beispiel für eine HTML-Datei: HTML-Quelltext-Ansicht

Ein seeehr umfangreiches Online-Nachschlagewerk zu HTML findet ihr bei
https://wiki.selfhtml.org/
HTML-Editoren HTML-Editoren sind Programme, mit denen man HTML-Seiten erstellen kann. Wir verwenden im Unterricht die OpenSource-Programme Geany, Notepad++ und Blue Griffon. OpenSource-Programme sind lizenzfrei und kostenlos.
Mit Notepad++ lassen sich HTML-Seiten nur im Quelltext bearbeiten, es ist nur für Windows-Betriebssysteme verfügbar unter https://notepad-plus-plus.org/
(Wenn ihr Administratorenrechte bei eurem Windows-Rechner habt, holt euch dort unter Current Version den 64-bit x64 Installer. Ohne Administratorenrechte geht es mit der Version Portable (zip), dieses ZIP-Archive muss nur in einen sinnvollen Ordner entpackt werden und dann kann mit Doppelklick auf notepad++.exe gestartet werden.)
Das kostenlose Gegenstück zu Notepad++ für MacOS X ist Brackets, zu finden unter http://brackets.io/
Blue Griffon, ein sog. WYSIWYG-Editor ist für Windows, MacOS und Linux verfügbar unter http://bluegriffon.org/ .
Hinweise zum HTML-Projekt

Da das Projekt von mehreren auf u.U. unterschiedlichen Betriebssystemen (iOS, MacOS X, Linux, Windows) bearbeitet wird und Dateien ausgetauscht werden müssen, sind bestimmte Regeln unverzichtbar:
  • Dateinamen dürfen NUR Kleinbuchstaben, aber keine Leerzeichen oder Sonderzeichen enthalten!
    (die einzigen erlaubten Sonderzeichen sind Bindestrich - , Unterstrich _ und ein einziger Punkt vor der Dateinamenerweiterung z.B. .htm bzw. .html)
  • alle Pfade, ob in Links oder beim Einbinden von Bildern innerhalb des Projekts, müssen relativ sein, nicht absolut!
    z.B. <a href="prisma.html">zurück</a> und nicht <a href="file:///Users/eva/Desktop/Physik%20Eva/Prisma%20optik%204.html">zurück</a>
    (Leerzeichen in Dateinamen oder Pfaden werden oft mit %20 maskiert, da das bei versch. Betriebssystemen aber u.U. mit unterschiedlichen Zeichensätzen geschieht, funktionieren diese Links nach dem Austausch meist nicht!)
  • alle Bilder müssen im Ordner img liegen und von dort mit einem relativen Pfad (s.o.) eingebunden sein
    z.B. <img src="img/prisma1.jpg"> und nicht
    <img src="file:///Users/eva/Desktop/Bilder%20Eva/Prisma%20optik%201.jpg">

(Ein kleiner Trick, wie man verkleinerte Vorschaubilder in einer HTML-Datei zum Link zum großen Bild und zurück macht. Laßt euch von eurem Browser den Quelltext anzeigen, funktioniert nicht auf Tablets und Smartphones!)

Das Beispiel Optik (öffnet sich in einem neuen Tab), um Code zu recyclen
Lasst euch per Rechtsklick von eurem Browser auch den Quelltext anzeigen!

Vor der Schulschließung wegen der Corona-Krise gab es folgende Kriterien für das kleine HTML-Projekt zu Themen der Optik, das (typischerweise) in 3er-Gruppen erarbeitet werden soll:
  1. Das Projekt wird im HTML-Ordner eines der Gruppenmitglieder angelegt und bearbeitet. In diesem HTML-Ordner wird ein Unterordner "img" angelegt, in dem alle benötigten Bilder abgelegt werden.
  2. Jedes HTML-Projekt muss aus mindestens 2 miteinander verlinkten HTML-Dateien bestehen. Die letzte Seite muss die Quellen-Angaben als Links zu den konkreten Wikipedia-Seiten und -Bildern enthalten!
  3. Als Recherche-Quelle ist ausschließlich de.wikipedia.org erlaubt! Es darf keine Suchmaschine verwendet werden!
  4. Als Anwendungsprogramme darf als Dateimanager nur der Windows-Explorer, als Browser die vorgegebene Version des Firefox und als HTML-Editoren Geany, Notepad++ und Blue Griffon verwendet werden.

Mögliche Themen sind:

  • Sammellinse
  • Zerstreungslinse
  • Prisma (Antonia H., Filippa, Mia)
  • Mikroskop (Florin, Nicolas, Noël)
  • Galilei-Fernrohr (Georg, Julian, Luka)
  • Kepler-Fernrohr (Deniz, Nastasia, Shivali)
  • Spiegel-Teleskop
  • Prismenfernglas (Antonia P., Leni)
  • Hubble-Teleskop (Ben, Ferdinand, Sinan)

Für die Zeit der Schulschließung wegen der Corona-Krise kann dies natürlich nicht mehr uneingeschränkt gelten. V.a. der Punkt 4. gilt natürlich nur in der Schule beim Präsenzunterricht. Ihr habt sicher weiterhin die Möglichkeit, euch in der Gruppe auszutauschen und abzusprechen. So lernt man sehr viel zur Organisation von verteilter Gruppen- und Projektarbeit. Bestimmt eine/n Gruppen-Koordinator/in, bei der/dem alles zusammenläuft (in einigen Gruppen sowieso längst geschehen). Führt ein kleines, ganz einfaches Protokoll, wer welche Aufgaben hat und bis wann sie erledigt sein müssen. Dieses Protokoll schickt ihr mir immer wieder mal per Mail.
Am besten legt jede/r (wie im Klassenordner in der Schule, innerhalb des Informatik-Ordners) auf dem eigenen Rechner einen Ordner an mit dem gekürzten Benutzernamen des Gruppen-Koordinators, darin den HTML-Ordner und darin den img-Ordner.
Als HTML-Editor empfehle ich weiterhin Blue Griffon, weil das OpenSource-Programm für MacOS X, Windows und Linux kostenlos verfügbar ist.
Wer noch Fragen hat, meldet sich bei mir! Frisch ans Werk! Ihr schafft das!

Schaut euch mal ein eingereichtes Projekt vom letzten Jahr hier an!
Lasst euch in dem Projekt per Rechtsklick von eurem Browser auch den Quelltext anzeigen,
um zu sehen, wie es andere Gruppen gelöst haben.

Verweise und Verweisziele (Hyperlinks) Um mit einem einzigen Mausklick von einem Dokument zu einem anderen Dokument wechseln zu können, benötigt man Objekte der Klassen VERWEISZIEL und VERWEIS.
Mit dem Verweisziel wird die Stelle festgelegt, zu der gewechselt werden soll. Der Verweis zielt auf diese Stelle.
Zwischen Verweis und Verweisziel besteht die Beziehung "zielt auf".
Hyperstrukturen Dokumente, die über Verweise miteinander verbunden sind, bilden eine Hyperstruktur.
WWW Das WorldWideWeb wurde 1989 von Tim Berners Lee, einem britischen Informatiker am europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Grenoble, vorgeschlagen und entwickelt. Es ist eine Hyperstruktur von Dokumenten im Internet, die über das Protokoll http (HyperTextTransferProtocol) vernetzt sind und (meist) in HTML abgefasst sind. Das WWW ist ein Internet-Dienst, heute wohl der wichtigste.

2: Austausch von Informationen - Internet

Informationsbeschaffung (Internet-Recherche)
 

Um im Internet Dokumente zu einem bestimmten Thema zu finden, kann man eine Anfrage an eine Suchmaschine stellen. Als Ergebnis bekommt man eine Liste mit Verweisen (Links), die zu Dokumenten führen, die möglicherweise relevant sein könnten. Je geschickter die Suchanfrage gestellt ist, desto besser passen in der Regel die Treffer. Die gefundenen Inhalte sollte man allerdings einer kritischen Prüfung unterziehen, bevor man sie als glaubwürdig einstuft.

indexbasierte Suchmaschine Meta-Suchmaschine föderierte Suchmaschine
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Suchmaschine
Kommunikation (E-Mail)
 
Elektronische Kommunikation kann auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen:
E-Mail-Systeme sind in erster Linie für den Versand einzelner Nachrichten an einzelne Empfänger gedacht. Es können einzelne Dateien als Anhang mitgeschickt werden.
Soziale Netzwerke bieten eine Plattform zur Veröffentlichung von persönlichen Informationen.
Instant Messenger unterstützen vorwiegend eine elektronischeKommunikation innerhalb abgegrenzter Personenkreise.

Hier findet ihr den zweiten Teil des Hefteintrags als PDF-Datei (ca. 20,6 kB)

Risiken
 
 

3: Beschreibung von Abläufen - Algorithmen

Robot Karol

Bild von Robot Karol

Karol Programmierumgebung Robot Karol ist eine Programmierumgebung mit einer Programmiersprache, die für Schülerinnen und Schüler zum Erlernen des Programmierens und zur Einführung in die Algorithmik gedacht ist. Robot Karol folgt der Tradition der "Mini-Languages". Dies sind Programmiersprachen, die bewusst über einen kleinen, übersichtlichen Sprachumfang verfügen, um den Einstieg in die Algorithmik zu erleichtern.
Robot Karol 3 ist als Java-Projekt auf allen Rechnern/Betriebssystemen lauffähig, die eine Java-Laufzeitumgebung bereitstellen. Informationen und Download-Links findet man auf dem Mebis-Server des Bayerischen Kultusministeriums.
Für Windows gibt es dort ein Installationsprogramm (in einem ZIP-Archiv). Für andere Betriebssysteme (MacOS X, Linux) muss nur ein ZIP-Archiv in einen sinnvoll benannten Ordner (z.B. RobotKarol3) entpackt werden, u.U. müssen die .jar Dateien noch als ausführbar markiert werden.
Dann kann es los gehen!
Übungen und Aufgaben zu Robot Karol findet man auch in unserem Informatik-Buch ab Seite 58 oder im Internet unter https://de.serlo.org/informatik/werkzeuge-methoden/robot-karol/einf%C3%BChrung-robot-karol/%C3%9Cbersicht

Scratch

Scratch-Logo

Programmierumgebung Scratch Scratch ist eine erstmals 2007 veröffentlichte bildungsorientierte visuelle Programmiersprache für Kinder und Jugendliche inklusive ihrer Entwicklungsumgebung und der eng verknüpften Online-Community-Plattform.
Scratch wird unter der Leitung des US-amerikanischen Professors für Lernforschung Mitchel Resnick von einem kleinen Forschungsteam, der Lifelong Kindergarten Group, am MIT Media Lab entwickelt und größtenteils von der National Science Foundation und freiwilligen Spenden finanziert.
Scratch ist so konzipiert, dass bereits junge Kinder und Erwachsene ohne Computerkenntnisse mit Scratch motivierende Programmiererfahrungen machen können. Da es auf einer nahezu rein grafisch gehaltenen Oberfläche basiert, werden potentielle Frustfaktoren wie viel Tipparbeit, komplizierte Sprachsyntax und diesbezügliche Fehler ausgeschlossen.
Scratch läuft in den meisten gängigen Webbrowsern auf PCs, Laptops und Tablets. Du kannst Scratch-Projekte auf Handys ansehen, aber keine Projekte auf Handys erstellen oder bearbeiten.

Unterstützte Browser:
Desktop-PC
  1. Chrome (63+)
  2. Edge (15+)
  3. Firefox (57+)
  4. Safari (11+)
  5. Internet Explorer wird NICHT unterstützt.

Tablet
  1. Mobile Chrome (63+)
  2. Mobile Safari (11+)
Auf https://scratch.mit.edu/ einer Website des MIT (Massachussets Institute of Technology) kann es sofort gehen!

Grundwissen

Punktnotation punktnotation.pdf
Dokumente - Dateien - speichern Pfadangaben in versch. Betriebssystemen
Sinnvolle Windows-Explorer Einstellungen vornehmen
(wird demnächst überarbeitet, da der Windows-Explorer bei Win8 bzw. Win10 deutlich anders aussieht)
winexplorer.html (öffnet sich in einem neuen Fenster)
Stand: 2021-11-18 Kopieren, Verbreiten und/oder Modifizieren dieser Materialien ist unter den Bedingungen der GNU Free Documentation License, Version 1.2 oder einer späteren Version, veröffentlicht von der Free Software Foundation, erlaubt. Eine (inoffizielle) Übersetzung der GFDL finden Sie hier

Copyleft 2021 by R. Fischer, Nymphenburger Schulen