1. Was ist ein Modell? (M.Thomas)
1.1. Mathematik: Modelltheorie: Untersuchung der relativen Widerspruchsfreiheit von Axiomensystemen oder Beweis der Unabhängigkeit von Axiomen.
1.2. Natur-& Sozialwissenschaften: Interpretation der Realität, Denkmodell für zukünftige Denkprozesse. Veranschaulicht eher abstrakte Denkprozesse z.B. Automaten
1.3. Abbildung oder Nachbildung von Originalen: Materielle Modelle. Veranschaulichung der Wahrnehmung eines reellen Vorbildes.
2. Warum Modellierung im IU ?
2.1. Modellierung ist ein Kulturgut
2.2. Modellierung von Modellen nimmt einen zentralen Stellenwert für den Menschen im Sinne von Unterstützung zur Erschließung der Umwelt ein
2.3. Sie erfüllt die fundamentalen Ideen der Informatik
2.3.1. Horizontalkriterium (Ideen, die in unterschiedlichen Bereichen anwendbar sind)
2.3.2. Vertikalkriterium (Ideen, die auf unterschiedlichen Niveaus zugänglich sind)
2.3.3. Zeitkriterium (längerfristige Relevanz)
2.3.4. Sinnkriterium (Lebenswelt)
2.4. Sie dient dem Erkenntnisgewinn in Bezug auf Informatiksysteme
2.5. Analyse und strukturierte Zerlegung von Probleme/Systemen ist eine zentrale Tätigkeit in der Informatik
2.6. Fördert Abstraktionsfähigkeit, Kreativität, ggf. Teamwork wenn Teilprobleme arbeitsteilig gelöst werden.
3. Literatur
3.1. Schubert/Schwill: Didaktik der Informatik, Kap. 6
3.2. Marco Thomas, Modelle der Informatik, (div. Texte ca 2002)
3.3. Hubwieser: Didaktik der Informatik, Kap. 4.4, S. 85ff
4. Modellierungsprozess
4.1. pädagogisches Schema (Roth)
4.1.1. Motivation
4.1.2. Schwierigkeit
4.1.3. Lösung
4.1.4. Tun und Ausführen
4.1.5. Üben und Behalten
4.1.6. Transfer und Integration des Gelernten
4.2. Beispiele
4.2.1. Modellierung von Abläufen mit Algorithmen
4.2.2. Zustandsorientierte Modellierung
4.2.3. Datenmodellierung
4.2.4. Objektorientierte Modellierung
4.2.5. Funktionale Modellierung (Datenflussdiagramm)
4.3. informatischer Modellierungszyklus
4.3.1. Problemstellung / Systemvorstellung
4.3.2. Analyse
4.3.3. Entwurf
4.3.4. Implementierung
4.3.5. Überprüfung
5. Programmierung und Modellierung
5.1. Programmierung als dringender Teil der Modellierung
5.2. Programmiersprache sollte dem Ziel und den Fähigkeiten angemessen sein - Modellierung ist wichtiger! (Diskussion "Welche Programmierkompetenz braucht ein Schüler")
5.3. Textuelle vs graphische Programmierung
5.4. Modellierungswerkzeuge
5.4.1. Zustandsbasierte Modellierung
5.4.1.1. Automaten-Kara
5.4.1.2. AtoCC
5.4.1.3. Jflap
5.4.2. Objektorientierte Modellierung
5.4.2.1. Scratch/BYOB
5.4.2.2. Java-Kara
5.4.2.3. Greenfoot
5.4.2.4. Entwicklungsumgebungen (Java-Editor etc.)
5.4.2.5. UML
5.4.3. Darstellung von Algorithmen
5.4.3.1. StruktEd/Structorizer (eher veraltet)
5.4.3.2. Scratch/BYOB
5.4.3.3. Entwicklungsumgebungen LegoMindstorms, Fischertechnik
5.4.3.4. Javaeditor - Struktogramme
5.4.4. Technische Informatik
5.4.4.1. Digitalsimulator
5.4.4.2. Arduinos
5.4.4.3. echte Steckbretter
5.4.4.4. OSI-Schichtenmodell
5.4.4.5. Filus
5.4.4.6. Johnny-Simulator
6. Modelle
6.1. Wie unterscheidet sich ein Modell vom realen System?
6.1.1. Weglassen von Originalattributen
6.1.2. Einführen von Modellattributen
6.1.3. Bedeutungsänderung von Attributen
6.2. Modelltypen
6.2.1. Ikonische Modelle
6.2.1.1. sichtbare Ähnlichkeit zu Original (Pictogramme)
6.2.1.1.1. Bäume
6.2.1.1.2. Graphen
6.2.1.1.3. Struktogramme
6.2.2. Symbolische Modelle
6.2.2.1. Repräsentation eines Modells durch Zeichen (Symbole)
6.2.2.1.1. Programme
6.2.2.1.2. Grammatiken
6.2.3. Enaktive Modelle
6.2.3.1. werden selber aktiv und wirken auf ihre Umwelt ein
6.2.3.1.1. Roboter
6.2.3.1.2. Technische Modelle