Unterrichtsmaterialien zum Thema "Programmiersprache"

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AJAX III: Clientseitige Funktionen

Unterrichtseinheit

Der dritte und letzte Teil der Unterrichtsreihe befasst sich mit den clientseitigen Funktionen der Webanwendung. Diese Funktionen dienen dazu, Zustandsveränderungen des serverseitigen Modells auf die grafische Benutzeroberfläche abzubilden.Der dritte Teil der Unterrichtssequenz hat das Ziel, die clientseitigen Kommunikationskomponenten der Webanwendung (JavaScipt-Skripte) zu implementieren und zu einer funktionsfähigen AJAX-Webanwendung zu integrieren. Dabei handelt es sich um eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die die Lernenden mit vielen vermutlich neuen Aspekten der Sprache JavaScript konfrontiert. Architekturprinzip der Webanwendung Tic Tac Toe Jeder serverseitigen Komponente, die in Form eines PHP-Skripts vorliegt, wird genau ein clientseitiger Partner in Form eines JavaScript-Skripts gegenübergestellt. Diese beiden Teilkomponenten kommunizieren via XMLHttpRequest miteinander, wenn eine Benutzeraktion dies erfordert. Die Integration der Komponenten erfolgt clientseitig mithilfe globaler Variablen. Eine Möglichkeit dies zu tun zeigt die Demoanwendung. Funktionsweise Wenn die Lernenden schließlich die grundsätzliche Funktionsweise der Client-Server-Kommunikation via XMLHttpRequest sowie eine mögliche Form der Umsetzung verstehen, kann die konkrete Implementierung der Komponenten und deren Integration in Angriff genommen werden. Dies soll von den Schülerinnen und Schülern selbstständig mithilfe der zur Verfügung gestellten Informationsquellen durchgeführt werden. Didaktische Reduktion Der Code zur Erzeugung des XMLHttpRequest-Objekts sowie die Methoden für die programmatische Benutzung dieses Objekts innerhalb der clientseitigen Kommunikationskomponenten werden den Lernenden in Form des ContentLoader-Objekts (Datei: contentloader.js) bereitgestellt. Dieses Objekt muss von den clientseitigen Komponenten erzeugt und seine Methoden auf geeignete Art und Weise aufgerufen werden. Als konkretes Beispiel dafür wird die Register-Komponente zur Registrierung neuer Benutzer ebenfalls vorgegeben (Datei: register.js). Ablauf der Unterrichtseinheit Das AJAX-Kommunikationsmodell In dieser Unterrichtsstunde erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Prinzipien der Client-Server-Kommunikation mit dem XMLHttpRequest-Objekt. Implementierung der clientseitigen Komponenten In der letzten Stunde der dreiteiligen Unterrichtssequenz setzen die Schülerinnen und Schüler die AJAX-Webanwendung für das Spiel "Tic Tac Toe" komplett um. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen JavaScript-Objekte mit geeigneten Event Handlern entwickeln, die mit den serverseitigen Komponenten via XMLHttpRequest kommunizieren. die Komponenten clientseitig zu einer funktionierenden Anwendung integrieren. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Informationen in deutsch- und englischsprachigen Internetforen und -tutorien beschaffen, auswerten und für die Entwicklungsarbeit benutzen. englischsprachige Fachtexte übersetzen und verstehen. zur Verfügung gestellte JavaScript-Bibliotheken integrieren und benutzen. Thema AJAX III: Clientseitige Funktionen Autor Dr. Ralf Seliger Fach Web-Programmierung, Informationstechnik, Informatik Zielgruppe Informationstechnische Assistentinnen und Assistenten (Oberstufe) Zeitraum etwa 16 Unterrichtsstunden Medien Computer, Internet Technische Voraussetzungen Rechnerraum mit Internetzugang und Beamer Fachliche Lernvoraussetzungen Die Lernenden sollen über praktische Kenntnisse in der prozeduralen Programmierung verfügen. Planung Verlaufsplan AJAX III Begriffsdefinitionen und Unterschiede Anhand der Übersetzung des englischen Originaltextes, mit dem der Begriff AJAX von Jesse James Garrett im Jahr 2005 geprägt wurde, sollen sich die Schülerinnen und Schüler die Prinzipien der Client-Server-Kommunikation mit dem XMLHttpRequest-Objekt erarbeiten. Darüber hinaus erläutert der Autor sehr anschaulich die Unterschiede zur herkömmlichen Client-Server-Kommunikation. Registrierung neuer Benutzer Die Komponente Register registriert neue Benutzer in der Datenbank des Servers, wenn der gewünschte Benutzername noch nicht vergeben ist. Diese Komponente wird den Lernenden vorgegeben, damit sie sich anhand einer Codeanalyse die grundsätzliche Funktionsweise und das Zusammenwirken der client- und serverseitigen Kommunikationskomponenten erschließen können. Umsetzung Gegenstand der folgenden Aufgabenstellungen ist die schrittweise Implementierung der clientseitigen Kommunikationskomponenten und ihre Integration zu der vollständigen Webanwendung Tic Tac Toe. Auf den Aufgabenblättern bekommen die Lernenden jeweils Hinweise, mit welchen JavaScript-Sprachelementen das Problem auf jeden Fall lösbar ist. Zur konkreten Umsetzung werden jedoch noch Recherchen auf den einschlägigen Webseiten erforderlich sein. Am einfachsten dürfte die Implementierung der Spiellogik mithilfe einiger globaler Variablen sein (siehe Demoanwendung). Clientseitige Validierung der Formulardaten Es ist nur sinnvoll, Daten zum Server zu übertragen, nachdem diese plausibilisert worden sind. So ist zu überprüfen, ob tatsächlich ein Benutzername und ein Kennwort in das Loginformular eingetragen wurden. In Bezug auf das Registrierungsformular ist zusätzlich zu überprüfen, ob das Kennwort und seine Wiederholung identisch sind. Die clientseitigen Kommunikationskomponenten werden zweckmäßigerweise in der folgenden Reihenfolge implementiert. Die Polling-Komponente ist dabei laufend um zusätzliche Funktionalitäten zu ergänzen. Register (vorgegeben) Login Poller Offer (Poller ergänzen) Accept (Poller ergänzen) Move (Poller ergänzen) ResetGame

  • Informationstechnik
  • Sekundarstufe II

Die zählergesteuerte Schleife

Unterrichtseinheit

Eine so genannte Schleife in VBA zu programmieren, wird mithilfe dieser Materialien auch den Schülerinnen und Schülern gelingen, die im Informatikunterricht die Anschaulichkeit vermissen.Der fachliche Schwerpunkt der Unterrichtsstunde liegt auf dem strukturellen Aufbau und der Anwendung der zählergesteuerten Schleife als eine mögliche Wiederholungsstruktur in VBA (Visual Basic for Applications). Die Schleife wird anhand eines Beispielunternehmens, des Frisörsalons von Claude Ch., erarbeitet. Im Fallbeispiel möchte Claude zum Firmenjubiläum Prämien-Gutscheine an seine Kunden abgeben, deren Betrag für jedes ?Treuejahr? der Kunden um die Anzahl der ?Treuejahre? erhöht wird.Wiederholungsstrukturen zählen zu den elementaren Bestandteilen der Programmierung. Die Schülerinnen und Schüler bilden zum einen Fähigkeiten der Programmierung aus, die für ein späteres Berufsleben (nicht nur direkt im IT-Bereich, sondern auch als "normaler" Anwender) einen Vorteil darstellen. Zum anderen erleichtert das Verständnis von Wiederholungsstrukturen den Schülerinnen und Schülern die Durchdringung komplexer Prozesse, wie zum Beispiel schwieriger Algorithmen und schult ihr Abstraktionsvermögen. So sind Wiederholungsstrukturen besonders exemplarisch für Anwendungsbereiche, in denen Iteration eine Rolle spielt, wie beispielsweise die Berechnung von Zinseszinsen oder Reihenentwicklung im Zeitverlauf. Daran wird insbesondere die Beziehung der Thematik zur Mathematik und Wirtschaftswissenschaft deutlich. Ablauf des Unterrichts und Einsatz der Materialien Die Struktur der Schleife wird anhand eines Struktogramms erarbeitet, dies erleichtert die Ableitung und das Verständnis des entsprechenden Codes. Außerdem ist es geeignet um das Prinzip der Wiederholung von Anweisungen zu veranschaulichen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Systematik der Treueprämienberechnung des Ausgangsfalles. erläutern das Variablenkonzept und wenden es an. erarbeiten das Prinzip der Wiederholungsstruktur einer zählergesteuerten Schleife indem sie ein Struktogramm im Hinblick auf das Fallbeispiel zusammen fügen. erlernen den Code der zählergesteuerten Schleife, indem sie diesen auf Basis des Struktogramms ermitteln. üben die Umsetzung des Codes einer zählergesteuerten Schleife, indem sie diesen in ein bereits bekanntes Beispiel integrieren. verbessern ihre Fähigkeiten der Problemlösung, indem sie die Systematik der Treueprämienberechnung analysieren und in der Programmierung umsetzen. Thema Wiederholungsstrukturen in VBA: Die zählergesteuerte Schleife, erarbeitet am Beispiel eines Treueprämienmodells für einen Frisörsalon Autor Andreas Jakobs Fach Informatik Zielgruppe Grundkurs der Sekundarstufe II, hier: Höhere Berufsfachschule mit gymnasialer Oberstufe Lernfeld Wiederholungen im Programm steuern Technische Voraussetzungen Ein Computer mit MS Excel pro Person Planung Zählergesteuerte Schleife Einstieg Zu Beginn der Stunde erhalten die Schülerinnen und Schüler per Beamer einen Flyer als PowerPoint-Folie vorgeführt: Erarbeitung I Zur Veranschaulichung der Prämienvergabe wird für jedes "Treuejahr" die entsprechende Anzahl Euro auf einem Plakat angebracht. Dieses ist mit einer visualisierten Pappbox (Aufschrift "Prämie") versehen. Erarbeitung II Die Schülerinnen und Schüler entwickeln das Struktogramm, indem sie per Drag & Drop die Bausteine des Struktogramms auf einer PPT-Folie zusammensetzen; das Informationsblatt unterstützt sie dabei. Die Sicherung der individuellen Arbeitsergebnisse erfolgt durch Speicherung der Dateien auf den persönlichen Schülerlaufwerken, diese können in der nachfolgenden Stunde ausgedruckt werden. Außerdem kopieren die Schülerinnen und Schüler sich regelmäßig ihre Dateien. Erarbeitung III Nun leiten die Schülerinnen und Schüler den Code auf Basis des entwickelten Programms ab. Didaktische Reserve Eine Zusatzaufgabe als didaktische Reserve dient dazu, dass leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler, wenn sie mit der Bearbeitung frühzeitig fertig sind, sich nicht unterfordert fühlen. Diese Aufgabe ist für die gesamte Lerngruppe Hausaufgabe und wird in der nächsten Sitzung besprochen. Anwendung Die Schülerinnen und Schüler ändern schließlich die bisherige Prozedur "Frisör_Prämie" entsprechend des neu entwickelten Codes für die zählergesteuerte Schleife. Präsentation Schließlich präsentieren die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse.

  • Wirtschaftsinformatik
  • Sekundarstufe II

Auswahl- und Kontrollstrukturen in Delphi

Unterrichtseinheit

Im hier vorgestellten Unterrichtsmodell schulen Schülerinnen und Schüler ihre Analysekompetenz, indem sie ein Beispielprogramm als Anwender und Entwickler analysieren sowie neue Programmstrukturen erkennen.In der Rolle professioneller Programmierer der InfoTec GmbH erarbeiten sich Schülerinnen und Schüler die Programmsyntax von Auswahl- und Kontrollstrukturen in der Entwicklungsumgebung von Delphi. Die zu erstellenden Anwendungen helfen bei der Lösung betriebswirtschaftlicher Aufgaben. Die Unterrichtseinheit zeichnet sich durch Problemstellungen aus, auf deren Basis die benötigten Komponenten und die Programmsyntax selbstständig zu erarbeiten und anzuwenden sind. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie Auswahl- und Kontrollstrukturen in der Entwicklungsumgebung von Delphi codiert werden. Die Lernenden erarbeiten die Programmsyntax zur Abbildung von ein- und zweiseitigen Auswahlstrukturen. Sie analysieren ein Beispielprojekt, in dem die If-Then-Else-Anweisung verwendet wird. Vom Beispiel ausgehend erstellen die Teams eine Anweisung, was bei Verwendung der Programmsyntax generell zu beachten ist. Dabei werden Schlüsselbegriffe markiert und Anwendungsregeln festgehalten.In der betrieblichen Handlungssituation der Info Tec GmbH wird die Trennung der Fachinhalte als arbeitsteiliges Vorgehen abgebildet. Die Programmierer greifen auf Vorarbeiten des Junior-Entwicklungsteams zurück. Dann entwickeln sie im Team Programme, über die sie mit anderen Teams kritisch diskutieren. Im weiteren Unterrichtsverlauf arbeiten die Lernenden an Problemstellungen, die mithilfe der If-Then-Else-Programmsyntax zu lösen sind. Unterrichtsablauf und Einsatz der Materialien Der Schwierigkeitsgrad der Aufgaben ist abgestuft, um Frustrationen vorzubeugen und den unterschiedlichen Leistungsmöglichkeiten der Lernenden Rechnung zu tragen. Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre kognitive Kompetenz, indem sie auf Basis einer betrieblichen Anwendung und unter Verwendung von Informationen den Programmcode für Auswahl- oder Kontrollstrukturen in Delphi erarbeiten. schulen ihre Analysekompetenz, indem sie ein Beispielprogramm als Anwender und Entwickler analysieren, neue Programmstrukturen erkennen und isolieren. entwickeln ihre Abstraktionskompetenz, weil sie ausgehend von einem Beispiel eine allgemein verwendbare Anweisung erarbeiten. trainieren ihre Problemlösungskompetenz, denn sie sind gefordert, die erworbenen Kenntnisse zielgerichtet zur Lösung betrieblicher Aufgabenstellungen einzusetzen. erweitern ihre Anwendungskompetenz, indem sie für betriebliche Vorhaben Projekte in einer objektorientierten Entwicklungsumgebung realisieren und dabei den Umgang mit Komponenten, Eigenschaften, Ereignissen und der Codierung von Quellcodes üben. Thema Programmier-Engpass in der Info Tec GmbH: Die Programmsyntax zur Abbildung von Auswahl- und Kontrollstrukturen in Delphi Autor Christoph Dolzanski Fach Datenverarbeitung, Lernbereich: Algorithmen und Datenstrukturen, elementare Kontrollstrukturen (Verzweigung und Auswahl) codieren Zielgruppe Wirtschaftsgymnasium Jahrgangsstufe 12, Höhere Berufsfachschule Datenverarbeitung, Berufsschule Zeitrahmen 6-8 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen PC, Beamer, MS-Word, Delphi-Entwicklungsumgebung, Struktogrammeditor (z. B. Strukted32 ), ggf. Internet-Zugang für Recherchen Planung Verlaufsplan Delphi In der Info Tec GmbH kommt es aufgrund von Ausfällen einiger Mitarbeiter zu einem Engass im Entwicklungsbereich. Ein überforderter Leiter (Lehrer) bittet das Junior-Programmierteam (Schülerinnen und Schüler) um Mitwirkung bei der Programmierung betrieblicher Vorhaben. Als Hilfestellung bietet er ein Beispielprogramm des Entwicklungsbereichs an, an dem sich die Nachwuchskräfte orientieren können. Weiterhin verweist er auf Vorarbeiten des Junior-Entwicklungsteams. Danach schließt sich die Auftragsübergabe an. Die einzelnen Teams erhalten den Analyseauftrag sowie das zu bearbeitende Beispielprojekt (Ordner Bsp). Systemanalytischer Zugang Jetzt kommt der systemanalytische Zugang zur Programmierung zum Tragen. Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Programm. Sie isolieren die neue Programmsyntax und bereiten diese unter Verwendung von MS-Word so auf, dass eine Vorlage für die Programmentwicklung entsteht. Im Sinne der Methode des computergestützten Unterrichts dient der PC als universelles Werkzeug. Die Schülerinnen und Schüler können Lösungen erarbeiten, die Arbeitsergebnisse in medialer Form speichern, austauschen und in der Folgephase präsentieren. Um die Routine bei der Arbeit mit den Medien zu fördern, sollte im Unterricht jede Chance genutzt werden, praktisch am PC zu arbeiten. Präsentations- und Reflexionsphase Die Programmsyntax wird vorgestellt und deren Verwendungsregeln thematisiert. Durch Präsentation verschiedener Lösungen kann die allgemeine Vorgabe im Plenum weiter verfeinert und beim Einsatz der IT-Systeme direkt in das eigene Handlungsprodukt integriert werden. Die Lernenden können ihre Erfahrungen austauschen und über ihr Vorgehen bei der Analyse ins Gespräch kommen. Handlungsinstruktion, Suchen und Erproben einer eigenen Lösung Im Anschluss an diese Unterrichtsphase steht wiederum eine Auftragsübergabe. Jetzt beginnt die Phase, in der es gilt, die neue Anweisung zur Lösung betrieblicher Probleme einzusetzen. In diesem Teil des Unterrichts kommt der lern- und programmierumgebungsbezogene Zugang zum Tragen. Binnendifferenzierung Die Teams wählen Arbeitsaufträge mit angemessenem Schwierigkeitsgrad und erstellen mittels Delphi Projekte, bei denen die neu erlernte Programmsyntax zur Anwendung gelangt. Den Teams bleibt es dabei vorbehalten, bestehende Programmteile oder Programmzeilen aus dem Beispielprojekt für ihre Arbeiten zu verwenden. Die Komplexitätsstufe der Entwicklungsaufträge ist farblich markiert. Weiß entspricht der höchsten Schwierigkeitsstufe. Es empfiehlt sich, farbiges Papier zum Ausdruck zu nutzen. Braun, W., Einführung in die visuelle Projektentwicklung mit Delphi, Windows 95 im Einsatz, Aufbau von Informationssystemen, Softwaredesign, 1. Aufl., Darmstadt: Winklers 1997. Kaier, E., Programmierung mit Delphi, 1. Aufl., Darmstadt: Winklers 1997. Landwehr, N., Neue Wege der Wissensvermittlung, ein praxisorientiertes Handbuch für Lehrpersonen in schulischer und beruflicher Aus- und Fortbildung, Aarau: Sauerländer. Schubert, S. Schwill, A., Didaktik der Informatik, Heidelberg u.a.: Spektrum Akademischer Verlag, 2004.

  • Wirtschaftsinformatik
  • Sekundarstufe II