Informatik-Schülerlabor
Allgemeine Informationen
Hier finden Sie alle Informationen über das Informatik-Schüler*innenlabor der Universität Duisburg-Essen. In unseren Workshops ermöglichen wir Gruppen mit bis zu 30 Lernende verschiedenste Facetten und Anwendungen der Informatik zu entdecken. Unser Angebot wird ständig ergänzt und richtet sich an alle Altersklassen und Schulformen der Sekundarstufen I und II. Viele Module sind so konzipiert, dass diese auch ohne spezielle Vorkenntnisse besucht werden können. Andere lassen sich in den Informatikunterricht der Oberstufe integrieren. Das Angebot ist selbstverständlich kostenlos. Lediglich die Anfahrt muss von Ihnen organisiert und ggf. finanziert werden.
HINWEIS: Das Angebot richtet sich ausschließlich an Gruppen. Wir bieten keine Workshops für Einzelpersonen an. Schauen Sie sich gerne das Schüler*innen-Angebot der Uni oder das Programm der Junior-Uni Essen an.
Anmeldung
Workshops sind immer im Zeitraum von Montag bis Freitag buchbar. Wir haben Platz für bis zu 30 Lernende pro Gruppe.
Wenn Sie eine Aktivität buchen möchten, nutzen Sie bitte unser Kontaktformular. Für eine schnelle Abwicklung sind folgende Informationen notwendig:
Name, Schule, Klassenstufe, Teilnehmendenzahl, Workshop-Titel, Wunschtermin, Alternativtermin(e)
Wir melden uns dann zeitnah bei Ihnen!
App Inventor
Wer wollte nicht schon immer mal eine eigene App entwickeln? Genau das soll in diesem Modul geschehen. Hier werden kleine Spiele für ein Android-Smartphone mit Hilfe des MIT App-Inventors programmiert. Dabei werden die nötigen Grundlagen zur Programmierung der eigenen Apps erlernt. Es stehen 4 Spiele zur Auswahl. Wer ein eigenes Smartphone mitbringt, kann die entwickelten Apps live testen. Dafür wird die App "MIT App Inventor" aus dem Apple oder Android App Store benötigt. Alternativ stehen auf den Laptops Emulatoren bereit, die ein Smartphone simulieren.
| Schulstufe: | Mittelstufe |
| Dauer: | 5 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Grundlegende Englischkenntnisse & Umgang mit Anwendungsprogrammen |
| Themenbereich: | Einführung in die Programmierung, Algorithmen, Iteration, Logisches Denken, grafische Oberflächen, Grundverständnis der Besonderheiten von mobilen Applikationen, Sensorik |
| Einbindung in den Unterricht: | Das Modul bietet die Möglichkeit eine vollständige Unterrichtsreihe zur prozeduralen Programmierung auf Basis des App Inventor aufzubauen, die sich später auf andere höhere Programmiersprachen übertragen lässt. |
| Inhaltsbeschreibung: | In diesem Modul werden mit Hilfe des MIT App Inventors in Zweierteams Smartphone-Apps erstellt, die live auf eigenen Smartphones getestet werden können (dazu ist die App "MIT App Inventor" aus dem Apple oder Android App Store nötig.) |
Anmerkung: Dieses Modul wurde vom Schüler*innenlabor der RWTH-Aachen konzipiert.
Beats & Bits
Saftige Hip-Hop-Beats oder lieber sanfte Klaviermusik? Musikgeschmäcker sind verschieden. In diesem Workshop wird eigene Musik durch Coding kreiert. Dafür wird das Musikprogramm Sonic Pi benutzt, um gleichzeitig Grundlagen der Programmierung zu erlernen.
| Schulstufe: | Alle (Empfehlung: Sekundarstufe 1) |
| Dauer: | ca. 5 Stunden |
| Vorkenntnisse: | keine |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung – Schleifen, Prozeduren, Threads (Nebenläufigkeit) |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg, Vertiefung der Programmierung |
| Inhaltsbeschreibung: | Anhand des Lieds „We will Rock you“ von Queen, werden mit Sonic Pi erste Töne erzeugt und gezielt Noten gespielen. Danach stehen mehrere Stationen zur Auswahl mit unterschiedlichen Schwerpunkten: Klavier spielen, Hip-Hop-Beats mixen oder MIDI Gitarre spielen. In der letzten Arbeitsphase wird dann selbst kreativ eigene Musik entwickelt. |
Der lebende Roboter
In diesem Workshop wird ein eigener, virtueller Roboter programmiert. Dabei sammeln werden nicht nur erste Erfahrungen in der Programmierung gesammelt, sondern auch die biologische Frage, ab wann etwas lebt, aufgeworfen.
| Schulstufe: | Erprobungsstufe |
| Dauer: | 90 Minuten |
| Vorkenntnisse: | Keine |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung |
| Einbindung in den Unterricht: | Der Einstieg in die Programmierung über diese Lerneinheit kann in jedem anderen Programmierkontext genutzt werden. Das Wissen über die Kontrollstrukturen Schleife und Bedingung kann in neuartigen Programmierkontexten genutzt und erweitert werden. |
| Inhaltsbeschreibung: | Der fächerübergreifende Zugang zur Programmierung soll auch biologisch Interessierte motivieren. Der graphische Ansatz von Scratch ist ansprechend für viele und soll so einen motivierenden Einstieg in die Programmierung bieten. Ziel des Projekts ist es somit die Grundlagen der Programmierung, hauptsächlich die Kontrollstrukturen der Schleife und der Bedingung, in einem, für möglichst viele Schüler*innen, motivierenden Umfeld zu vermitteln. Somit eignet sich die Lerneinheit als Einstieg in die Programmierung, da kein Vorwissen im Bereich der Programmierung nötig ist. |
Anmerkung: Dieses Modul entstand im Rahmen des Master-Seminars "Schüler*innenlabor Informatik".
Informatik Enlightened
Dieses Modul bringt Erleuchtung. An unterschiedlichen Stationen wird deutlich, wie man mit Hilfe des Lichtes besser einparken, Geschwindigkeiten messen, Informationen übertragen und aus Solarzellen das Maximum rausholen kann. In diesem Workshop werden die verschiedenen Möglichkeiten, Licht zu nutzen, durch die Programmierung von Arduino-Microcontrollern praktisch erfahrbar.
| Schulstufe: | Mittelstufe / Oberstufe |
| Dauer: | 5 Stunden / 3 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Keine / erste Programmierkenntnisse in einer textuellen Programmiersprache (Bsp.: Variablendeklaration, if-Anweisungen) |
| Themenbereich: | Grundlagen der Programmierung – Kontrollstrukturen, Variablenkonzepte; Grundlagen der elektrischen Schaltungen – geschlossene Stromkreise, einfache Komponenten (Widerstände, LEDs), einfache Schaltungen |
| Einbindung in den Unterricht: | Für die Mittelstufe kann dieses Modul als Einführung in die textbasierte Programmierung genutzt werden. Die Kurzfassung des Moduls „Informatik Enlightened“ ist für Lernende geeignet, die bereits erste Erfahrungen in der Programmierung mit textbasierten Programmiersprachen sammelten. Daher ist es sinnvoll dieses Modul in Grund- oder Leistungskurse zu integrieren, um die Programmierkenntnisse zu vertiefen. |
| Inhaltsbeschreibung: | Über verschiedene Stationen werden Funktionen des Microcontrollers "Arduino" anhand der Szenarien "Sonnenblume", "Einparkhilfe", "Geschwindigkeitsmessung" und "Farbthermometer" erlernt. |
Anmerkung: Dieses Modul wurde vom Schüler*innenlabor der RWTH-Aachen konzipiert.
SQL mit sozialen NetzwerkenInstaHub
In diesem Workshop wird ein (fiktives) soziales Netzwerks mit Hilfe von SQL verwaltet. InstaHub ist ein soziales Netzwerk, welches speziell für didaktische Zwecke geschaffen wurde und einen Blick „hinter die Kulisse“ erlaubt.
| Schulstufe: | Oberstufe |
| Dauer: | 3 - 4 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Datenbanken/SQL (erweiterte Grundkenntnisse) |
| Themenbereich: | Datenbanken; Informatik, Mensch und Gesellschaft |
| Einbindung in den Unterricht: | Der Workshop bietet in erster Linie einen möglichen Kompetenzzuwachs im Bereich SQL (und Datenbanken). Darüber hinaus lassen sich auch Anknüpfungspunkte zu den Themen „Umgang mit Social-Media“ und „Überwachungskapitalismus“ herstellen. Des Weiteren wird durch die Erstellung einer eigenen, visuellen Werbekampagne auch die kreative Erstellung von Medien gefördert. |
| Inhaltsbeschreibung: | Mit SQL-Befehlen werden Fotos, Hashtags und Likes analysiert. Im Anschluss erfahren die Lernenden, wie Daten gesammelt werden (tracking) und wie diese Daten für kommerzielle Werbezwecke genutzt werden können. Abschließend bekommen sie selbst die Möglichkeit, eine eigene, fiktive Werbekampagne zu entwickeln. |
Frank goes KI
In diesem Workshop lernen die Schüler*innen, wie eine Künstliche Intelligenz aussehen kann. Dafür verwenden sie eine Form des maschinellen Lernens kennen, was ein Teilbereich der Künstlichen Intelligenz ist. Zunächst spielen sie ein kleines Spiel, ähnlich eines Levels in Super Mario. Im Anschluss soll eine einfache Künstliche Intelligenz die Kontrolle der Spielfigur Frank übernehmen. Die Künstliche Intelligenz wird anschließend so programmiert, dass Frank am Ende ohne Hilfe das Spiel und die unterschiedlichen Level meistern kann. Eine Schwerpunktsetzung auf Q-Learning oder neuronale Netzwerke ist möglich.
| Schulstufe: | Mittelstufe |
| Dauer: | ca. 3 Stunden |
| Vorkenntnisse: | Sehr gute Kenntnisse in der Programmierung mit Scratch sind zwingend notwendig, da der Workshop keine explizite Einführung in die Programmierumgebung vorsieht. Weiterhin sind Vorkenntnisse in Konzepten wie Kontrollstrukturen (if-Anweisung und Schleifen) oder Variablen sehr hilfreich. |
| Themenbereich: | Grundlagen der künstlichen Intelligenz. |
| Einbindung in den Unterricht: | Eine Anbindung an den Unterricht bietet sich im Anschluss an die Programmierung mit Scratch an. Beispielsweise wird zunächst ein Super Mario ähnliches Spiel entwickelt, um sich mit der Programmierumgebung und ersten Konzepten auseinanderzusetzen. Daran kann dieser Workshop angeschlossen werden. |
| Inhaltsbeschreibung: | Durch die Programmierung von zwei Algorithmen des maschinellen Lernens soll ein grundlegendes mentales Modell künstlicher Intelligenz konstruiert werden. Die Lernenden sollen einen Einblick in die Blackbox KI erhalten, was KI bzw. maschinelles Lernen bedeutet und wie es funktionieren kann. |
Anmerkung: Dieses Modul entstand im Rahmen des Master-Seminars "Schüler*innenlabor Informatik".
Netzwerken mit Filius
Als Gründer eines neuen Start-Ups, gilt es das Unternehmen stetig auszubauen. Mit der Größe des Unternehmens steigen zwangläufig auch die Anforderungen an die Netzwerkinfrastruktur. In diesem Workshop wird der Aufbau und die Weiterentwicklung eines Unternehmensnetzwerks mit der Lernsoftware Filius kennengelernt und ausprobiert.
| Schulstufe: | Sek. II |
| Dauer: | ca. 4 Stunden (je nach Leistungsstärke evtl. auch kürzer) |
| Vorkenntnisse: | Keine |
| Themenbereich: | Kommunikation in Netzwerken – Adressierung, Routing, Client-Server-Struktur |
| Einbindung in den Unterricht: | Einstieg in die Kommunikation in Netzwerken |
| Inhaltsbeschreibung: |
Die Schüler*innen lernen in zwei Arbeitsphasen „Start-Up“ und „Expansion“ die Grundlagen der Kommunikation in Netzwerken kennen, indem sie die Netzwerkinfrastruktur eines neu gegründeten Unternehmens in Filius umsetzen. In der letzten Arbeitsphase, der „Fusion“, richten die Lernenden ein reales lokales Netzwerk ein und verbinden anschließend ihre Unternehmensnetzwerke untereinander. Falls am Ende noch genügend Zeit vorhanden ist, kann im Routingspiel neues Wissen dazu genutzt werden das Internet als ein Netzwerk aus Routern zu entdecken. |
