Post on 06-Apr-2015
Lernen der Programmiersprache Java
Didaktik der InformatikSS 04
Tim Schweisgut
Was ist Java Eine objektorientierte Programmiersprache Bekannteste Komponente: „Applets“
Applets werden innerhalb des Browsers ausgeführt.
Mit Virtual Machine (VM) kann man auch eigenständige Programme schreiben (auch mit „moderner“ Windows-Oberfläche)
Leicht Threads (nebenläufige Aktivitäten) schreiben.
Leicht auf Datenbanken zuzugreifen.
Wie funktioniert Java I Benötigt Quelldatei mit Quelltext Erstellbar mit Editor aber einfacher mit IDE,
da diese auch Debugger und Kompiler bietet Kompiler übersetzt Quelltext in Bytecode Bytecode wird von JVM in Maschinenbefehle
umgesetzt Jeder Rechner mit JVM kann, unabhängig von
OS, Programm ohne kompilieren ausführen
Wie funktioniert Java II
Die JVM gibt es für alle gängigen OS (Windows, Linux, Unix, Solaris,…)
Sofern Bytecode Sicherheitsbedingungen erfüllt, kann ein Browser ihn auch ausführen
Was benötigt man zum Programmieren mit Java?
Das Standard Development Kit (SDK) von Sun (Standardkompiler)
Eventuell IDE, damit das Programmieren leichter fällt
Die Geschichte von Java 1991 von James Gosling im Green-Projekt
entwickelt Ursprünglich sollte es eine Sprache für
Haushalts- und Industriegeräte sein Sollte eigentlich Oak heißen, dann aber
Kaffeesorte gewählt 1995 Alpha-Release 1997 Version 1.1 des JDK … 2002 Version 1.4 des JDK
(Geschwindigkeit)
Einordnung in den Lehrplan Informatik leistet eigenständigen Beitrag
im mathematisch naturwissenschaftlichen Aufgabenfeld
Methoden und Werkzeuge der Informatik werden in vielen Bereichen verwendet
11.2 Grundlagen der Programmierung 12.1 objektorientierte Modellierung UML In Projekten erarbeiten und wenn
möglich auf HTML ausarbeiten
Objektorientierte Programmierung I
Vorteile der OOP: Schutz der Daten: Methoden
„bewachen“ Daten Verständlichkeit: Datentypen selbst
definieren (Schüler, Schule,…)Diese werden als Klassen eingeführtEin Objekt entspricht dann diesem Gegenstand
OOP II / Objekte Objekt unterteilt in
Datenelemente und die zugehörigen Funktionen (Methoden)
rechteck
Attribute:
Methoden:
10
10
1010
draw()
scale(…)
move(…)
x
y
width height
andere Objekte
Beispiel für ein Objekt:
OOP III Übersicht bei großen Systemen: In
OOP werden Klassen und Pakete als größere Einheiten eingeführt.Pakete KlassenMethoden/Daten
Wiederverwendbarkeit von Quellcode: Quellcode kann vererbt werden. Eine Vaterklasse gibt alle Methoden und Datenfelder an Unterklassen weiter
OOP IV Leicht grafikorientierte
Benutzeroberflächen zu proogrammieren
Nachteil: Man muss teilweise hohes Maß an Abstraktion aufbringen. Man kann die Schüler allerdings mit leichten Beispielen heranführen
Grundlagen in der 11 mit JavaKara I JavaKara entwickelt an der ETH Zürich Mit Java programmierbarer Marienkäfer Bietet spielerischen Zugang zur Java-
Programmierung Alle wichtigen Grundlagen (Schleifen,
Rekursion,…) lassen sich leicht mit JavaKara verdeutlichen und realisieren
Grundlagen in der 11 mit JavaKara II
JavaKara hat European Academic Software Award 2002 gewonnen
Download zusammen mit Unterrichtsmaterialien kostenlos bei ETH Zürich:
http://www.educeth.ch/informatik/programmieren.html
Wie funktioniert JavaKara?
JavaKara im Unterricht I Schüler schreiben Java-Klasse, was
Kara machen soll (z.B. bis zu einem Baum gehen)
Ergebnis kann mit JavaKara kontrolliert werden
Zuerst Aufbau des Programms erklären
Relativ schnell erstes Arbeitsblatt möglich
JavaKara im Unterricht II / erstes Arbeitsblatt
Erstes Arbeitsblatt:Aufgabe: Kara steht vor einem Blatt, welches vor einem Baum liegt. Kara soll auf das Blatt gehen, es aufnehmen, um den Baum herumgehen, sich wieder in Ausgangsrichtung drehen, das Blatt ablegen, einen Schritt nach vorne machen und sich umdrehen.
JavaKara im Unterricht III
Anleitung zur Lösung der Aufgabe angeben
Erklärung zu Lösung (Quelltext) geben
Erklärung zu Kara‘s Fähigkeiten geben
Erklärung zur Programmierumgebung geben
JavaKara im Unterricht IV
In folgenden Stunden mit solchen Blättern weiterarbeiten und so alle wichtigen Themen erklären
JavaKara ist Freeware, also können die Schüler jeweils Hausaufgaben zur Vertiefung und Festigung bekommen
JavaKara im Unterricht VRekursion
Kara soll aus dem Labyrinth findend
Helfe Kara ohne Verwendung einer Schleife
Fazit JavaKara bietet einfachen spielerischen
Zugang zur Programmierung mit Java Die Grundlagen können in der 12 dann
erweitert werden, am besten ebenfalls mit Java (siehe Vorteile)
Java hat eine einfache Möglichkeit Ausnahmen abzufangen
Grafikorientierte Oberfläche und Ausnahmebehandlung motivieren Schüler, da die Programme professioneller wirken
Quellen Dr. Claudia Leopold, Informatik III Skript, WS 03/04
JLU
Joachim Goll, Java als erste Programmiersprache, Teubner Verlag
http://www.educeth.ch/informatik/programmieren.html
Meine Ausarbeitung:http://www.timschweisgut.de