informatik methode visualisierung

1. VISUALISIERUNGEN...
MACHEN
UNSICHTBARES
SICHTBAR

2. PROBLEM
●
"Informatik ist geprägt von Unsichtbarem. Nur
wenige Inhalte lassen sich ohne Hilfsmittel direkt
beobachten und untersuchen."
●
Hardware --> ja
●
Internetprotokolle --> nein!

3. Warum gibt es dieses Problem?
●
Digitaltechnik basiert auf den Zuständen 0 und 1
●
●
-->
Bits lassen sich nicht beobachten
●
-->
Informationen in Bits lassen sich nicht
leicht "lesen"

4. Warum gibt es dieses Problem?
●
Dynamische Vorgänge
●
-->
nicht direkt einsehbar
●
-->
zu schnell

5. Lösungsansatz
●
●
Symbole und Abläufe werden durch
Visualisierungen sichtbar
z.B.:
schematische Darstellungen (TCP/IP)
Entity-Relationship-Diagramme

6. 2 Techniken
●
●
Sichtbarmachen des aktuellen Zustands einer
Rechnerkomponente (Nullen und Einsen werden zu
größeren Infomrationeeinheiten zusammengefasst)
Simulation (Modell, mit dem man experimentieren
kann)

7. 3 Quellen für Visualisierungen
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Standardwerkzeuge
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●
●
Taskmanger von Windows
Anzeige des Quelltexts einer Webseite
Bestehendes suchen
●
Suche im Internet oder Unterrichtsportalen

8. 3 Quellen für Visualisierungen
●
Selber entwickeln
●
Großer Aufwand!
●
Wenn langfistige Nutzung mehrerer Lehrer absehbar

9. Lösung
●
"Die unsichtbaren Informationen und Vorgänge im
Computer können mit geeigneten Hilfsmitteln
sichtbar gemacht werden. Mit Visualisierungswerkzeugen lassen sich
●
●
Sachverhalte konkret beobachten und
das Laufzeitverhalten eines Vorgangs anhand einer
Simulation genauer untersuchen.

10. Beispiel 1: Netzverkehr beobachten
●
Werkzeug: Ethereal
●
Zweck: Visualisierung von Netzwerkverkehr
●
●
Funktion des Werkzeugs: Protokolldaten
interpretieren und anzeigen
Ziel für die Schülerinnen und Schüler:
Theorie im realen Umfeld beobachten und
untersuchen

11. Beispiel 1: Netzverkehr beobachten
●
●
Vorteil für die Schülerinnen und Schüler:
keine Syntaxkenntnis der Datenpakete nötig
--> Konzentration auf Laufzeitverhalten
Vorteil für den Lehrer:
Netzwerkverkehr vor dem Unterricht produzieren
und aufzeichnen
--> Ausgangslage wohldefiniert

12. Beispiel 1: Netzverkehr beobachten

13. Beispiel 2: Peer-to-Peer-Protokoll
Peer-to-Peer-Protokoll simulieren
●
Funktion des Werkzeugs:
Studierende können
●
verschiedene Netztopologien einrichten
●
das Protokoll simulieren
●
Austausch von Protokollpaketen beobachten

14. Beispiel 2: Peer-to-Peer-Protokoll
●
Ziel:
●
●
Wissen aus der Theorie nachvollziehen, überprüfen und
repetieren
Oder: entdeckendes Lernen

15. Beispiel 3: Standardwerkzeuge
... für Visualisierungen nutzen
●
●
●
Werkzeug: Windows-Gerätemanager
Zweck: Komponenten des Computers erklären (zeigt
auch Komponenten, die man beim Aufschrauben
nicht sieht)
Nachteil: zeigt keine Zusammenhänge

16. Beispiel 3: Standardwerkzeuge

17. Beispiel 3: Standardwerkzeuge
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●
●
Werkzeug: z.B. Vmstat (Linux-/Unixähnliche
Betriebssysteme)
Zweck: um aktuelle Belastung des Computers
anzuzeigen
Ziel: auf verschiedene Werte und damit auf das
Systemverhalten eingehen

18. Beispiel 3: Standardwerkzeuge

19. Beispiel 4: Sortieralgorithmen
●
Zweck: dynamische Abläufe während der
Ausführung des Algorithmus verstehen

20. Quelle
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Werner Hartmann, Michael Näf, Raimond Reichert:
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"Informatikunterricht planen und durchführen"