Kara

Programmierumgebungen für Einsteiger und Profis

Workshop auf der GI-FIBBB - Berlin

26.02.2004
4. Tagung der GI-Fachgruppe "Informatik-Bildung in Berlin und Brandenburg"

Neben Lesen, Schreiben und Rechnen gehört heute ein Verständnis für die grundlegenden Prinzipien und Wirkungsweisen der Informationstechnologien zur Allgemeinbildung. Unser Alltag ist geprägt durch Systeme, welche Abläufe automatisieren. Das Spektrum reicht vom einfachen Fahrkartenautomaten bis hin zu komplexen Flugreservationssystemen. Allen Systemen ist gemeinsam, dass dynamische Prozesse in einer statischen Beschreibung, einem Programm, formal erfasst und so der Bearbeitung durch Computer zugänglich gemacht werden.

Ein Verständnis von Algorithmen und der Kernideen des Programmierens ist unabdingbar für ein Verständnis von Informationstechnologien. Ohne selbst einen Beweis geführt zu haben, ist ein vertieftes Verständnis des Wesens der Mathematik nicht möglich. Genauso verhält es sich in der Informatik: Wer selbst nie ein Programm entworfen und implementiert hat, wird nie über die Sicht des reinen Anwenders von Programmen hinauskommen. Im allgemeinbildenden Unterricht kann es dabei aber nicht darum gehen, die Schüler zu professionellen Programmierern einer Programmiersprache wie C oder Java auszubilden. Für die Ausbildung und insbesondere im Anfangsunterricht genügen einfache Programmiermodelle, frei vom Ballast komplexer Programmiersprachen. Genau hier setzen die Kara-Umgebungen an!

Kara basiert weitgehend auf dem Konzept endlicher Automaten, ist alltagsnah und trotzdem ein theoretisch fundiertes und mächtiges Programmiermodell. Verschiedene Programmierumgebungen (Kara, JavaKara, TuringKara, MultiKara) eröffnen spielerische Zugänge zu grundlegenden Programmierkonzepten mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden für allgemeinbildende Schulen bis hin zu Diplomstudiengängen in der Informatik. Im Workshop werden die Programmierumgebungen vorgestellt. Zudem werden Hilfen geboten, wie die Kara-Umgebungen im Unterricht einsetzbar sind. Dabei wird auf unterschiedliche Vorkenntnisse der Teilnehmer eingegangen:

Für die Sekundarstufe I eignet sich die Kara-Lernumgebung für erste Programmierschritte. Kara ist ein endlicher Automat. Man definiert auf graphischer Ebene Zustände und Übergänge ohne eine einzige Programmierzeile schreiben zu müssen.
Für den Anfangsunterricht der Informatik in der Oberstufe hat sich die JavaKara-Lernumgebung bestens bewährt. Die Schüler können schon 'richtig' in Java Programme schreiben, allerdings mit einem überschaubaren Befehlsvorrat.
Für fortgeschrittenere Informatikkurse der Oberstufe bietet die TuringKara-Lernumgebung die Möglichkeit, auf sehr einfache graphische Art Programme für eine Turing-Maschine zu schreiben.
Ebenso lassen sich in der Sekundarstufe II mit der MultiKara-Lernumgebung anspruchsvolle Problemstellungen rund um Concurrency behandeln.

Die Programmierumgebung und begleitende Unterrichtsmaterialien sind frei verfügbar auf dem Bildungsserver EducETH: http://www.educeth.ch/informatik/karatojava
Bei diesem Workshop werden die Teilnehmer nach einer Vorstellung der verschiedenen Lernumgebungen umfassend Gelegenheit bekommen, die einzelnen Lernumgebungen mit beispielhaften Aufgaben zu testen. Jeder Teilnehmer erhält eine CD mit allen nötigen Programmen, einer Installationsanleitung und einer Sammlung von Programmen und Arbeitsblättern für den sofortigen Einsatz im Unterricht.

Horst Gierhardt, Immanuel-Kant-Gymnasium Heiligenhaus, http://www.oberstufeninformatik.de

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