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Ausgabe 21 vom 1. Oktober 2007 (als PDF):

22. September 2007 – Astrid Grabowsky und Dr. Constanze Pumplün

INFOS 2007 – Workshop »Algorithmen in spielerischer Form« (Grabowsky, Pumplün)

Die folgende zusammenfassende Darstellung stellt die subjektive Sicht zweier Besucherinnen vor. Sie dient primär dazu, im Fachseminarzusammenhang eine Diskussion zu ermöglichen.

Prof. Dr. Fothe: Workshop Algorithmen in spielerischer Form

Zunächst wurden fünf verschiedene Rollenspiele vorgestellt, die alle im Umfeld des für die Schülerinnen und Schuler sicherlich motivierenden Themas »Mobiltelefon« angesiedelt waren. Ein weiteres im Informatikunterricht gut zu verwendendes Rollenspiel zum Themenkomplex »Binärbäume« folgte.

Die in Rollenspielen dargestellten Algorithmen waren:

Rollenspiele zu Mobiltelefonen

Anstatt lange Vorreden zu schwingen, rief Herr Fothe uns Teilnehmer gleich zur Mitarbeit auf. Um die Komprimierung von Daten bei Mobiltelefonen im Rollenspiel zu erproben, wurde jeder Teilnehmer und jede Teilnehmerin zu einem Bit, das entweder die 0 oder die 1 enthielt. Schön war, dass so gleich alle Teilnehmenden einbezogen wurden, was bei den folgenden Rollenspielen nicht immer möglich war. Im Zuge der Komprimierung und Dekomprimierung wurden von Teilnehmerseite gleich Fragen laut, unter welchen Bedingungen sich eine solche Komprimierung denn lohne. So wurde deutlich, dass meist nicht viele Impulse von Lehrerseite nötig sind, da die Schülerinnen und Schüler meist selbst relevante Fragen aufwerfen.

Bei der Simulation der Verschlüsselung von Daten bei Mobiltelefonen wurden nicht mehr alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer für das Rollenspiel benötigt. Hier bietet sich im Unterricht die Verwendung in einer Gruppenarbeit an.

Beim Sortieren nach dem Minimumprinzip waren nicht – wie sonst oft in der Schule zu finden – Zahlen zu sortieren, sondern Namen, wie sie beispielsweise in den Telefonbüchern der Mobiltelefone zu finden sein könnten. Dies ist für Schülerinnen und Schüler oft gar nicht so leicht; es sollten also nicht zu dicht beieinander liegende Namen ausgewählt werden (lieber »Beate« und »Daniel« als »Christian« und »Christine«).

Bei der Untersuchung, ob sich ein Mobiltelefon innerhalb einer gegebenen Zelle befindet, untersucht man die Lagebeziehung von Punkt und Polygon. Hierbei wurde das Polygon dargestellt durch viele Teilnehmer, die durch eine Kordel verbunden waren und jeweils eine Ecke des Polygons symbolisierten. Um das Polygon spannend zu gestalten, ist viel Platz sicherlich hilfreich. Das Mobiltelefon war durch ein Gummiband mit einem Punkt außerhalb des Polygons verbunden. Durch die Anschauung wird den Schülerinnen und Schülern schnell klar, dass durch das Überschreiten der Kordel immer ein Wechsel von innen nach außen oder von außen nach innen stattfindet, dass sich also bei einer geraden Anzahl von Schnittpunkten das Mobiltelefon außerhalb der Zelle und bei einer ungeraden Anzahl von Schnittpunkten innerhalb der Zelle befindet.

Im letzten Rollenspiel zum Themenbereich »Mobiltelefon« ging es darum, eine Menge von Mobiltelefonen durch eine konvexe Hülle zu umschreiben. Das Bilden der konvexen Hülle einer Punktwolke scheint für die Sekundarstufe I auf Grund seiner höheren Komplexität eher weniger geeignet, aber in der Sekundarstufe II ist dieses Rollenspiel sicherlich auch gut einzusetzen.

»Ich bin die Wurzel!«

Das letzte Rollenspiel befasste sich mit der Bildung eines binären Baumes minimaler Tiefe. Jeder neu hinzugefügte Knoten rief als erstes aus: »Ich bin die Wurzel!« So wurde die Rekursivität des Algorithmus deutlich. War ein Teilbaum fertig mit der Bildung seiner Unterteilbäume, so rief er seinem übergeordneten Knoten zu: »Fertig!« Einige Teilbäume waren allerdings vergesslich und wussten nach der Bildung des ersten Unterteilbaumes nicht mehr, wie viele Knoten denn nun ihr anderer Unterteilbaum haben musste. Es kam auch zu Ausrufen: »Ich bin die Wurzel«, wo eigentlich ein »Fertig!« hingehört hätte – die Aufgabe erwies sich also auch für gestandene Informatiklehrer als nichttrivial. Man musste schon genau aufpassen, um keine Fehler zu machen! Aber genau das kann man den Schülerinnen und Schülern an dieser Stelle neben den fachlichen Inhalten auch vermitteln.

Fazit

Festzuhalten bleibt, dass dieser Workshop auch ein echter Workshop war – alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer wurden in das Tun mit einbezogen. Wir hatten viel Spaß, und wir haben auch viele anregende Ideen für unseren eigenen Unterricht mitgenommen. Was will man mehr von einem Workshop?

Wer jetzt auf den Geschmack gekommen ist, kann den Beitrag von Prof. Fothe nachlesen unter Algorithmen in spielerischer Form . Hier sind auch alle nötigen Details zur Umsetzung der Rollenspiele zu finden, damit man sie direkt im Unterricht einsetzen kann.

Die hier veröffentlichten Inhalte stellen keine Meinungsäußerungen der Studienseminare Hamm Arnsberg dar.
© Redaktion If Fase