19. Informatiktag NRW 2020 - Veranstaltungen


Bitte beachten Sie: Der 19. Informatiktag NRW ist aufgrund der aktuellen Coronavirus-Situation in NRW abgesagt worden!


Der jährlich stattfindende Informatiktag NRW ist ein Fortbildungstag für alle Informatiklehrenden in Nordrhein-Westfalen. Er wird ausgerichtet von der Fachgruppe »Informatische Bildung in Nordrhein-Westfalen« der Gesellschaft für Informatik e.V.
Der 19. Informatiktag findet am Montag, dem 30. März 2020, in Kooperation mit dem Arbeitsbereich Didaktik der Informatik Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universiät Bonn statt.

Twitter-Account der Fachgruppe Informatische Bildung in Nordrhein-Westfalen
Twitter-Hashtag für den 19. Informatiktag NRW am 30.03.2020

Die Anmeldung ist vom 03.02.20 bis zum 16.03.20 möglich.

Das Tagungsprogramm finden Sie unter informatiktag-nrw.de/informatiktag/informatiktag2020/.
Rückfragen richten Sie bitte an das Organisationsteam.

Alle Veranstaltungen auf einen Blick


 V 01 Informatik in der Jahrgangsstufe 5 und 6: Vorstellung bisheriger Erfahrungen 
 WS 01 Informatik, ein Kinderspiel! 
 WS 02 Programmieren selbst gemacht - mit dem Mikrocontroller in die aktive Gestaltung der digitalen Welt 
 WS 03 Informatik als Märchen – Ein Zugang zur Informatik über ein Märchen 
 WS 04 Let me break out! - Escape Games im Informatikunterricht 
 WS 05 Algorithmen mit Blockly und Jugendwettbewerb Informatik 
 WS 06 Informatik in den Stufen 5 und 6 - Simulation und Diskussion zweier exemplarischer Unterrichtsstunden zu den Themen Datenbanken und Urheberrecht 
 WS 07 If you’re not paying for it, you are the product - Privacy-Bildung und die Rolle der Informatik  
 WS 08 Hacker- & Makerspace als AG-Angebot in Schulen 
 WS 09 Finde den Fehler! Strategien und Unterrichtshilfen für das Debuggen im Unterricht 
 WS 10 Sprachsensibler Informatikunterricht  
 WS 11 Data Science mit Jupyter 
 WS 12 Das SpionCamp - Ein Stationenlernen zur Kryptologie 
 WS 13 "Mensch, Maschine!" Wer zeigt hier wem den Weg? - Eine fachübergreifende Unterrichtsreihe zu Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen 
 WS 14 Ein Ausflug in den Compilerbau – eine Unterrichtsreihe für Grund- und Leistungskurse 
 WS 15 Webdatenbanken 
 WS 16 Grafische Darstellungen für Datenstrukturen des Zentralabitur 
 WS 17 Vorstellung und Diskussion einer Unterrichtsreihe zu den (math.) Grundlagen von Künstlichen Neuronalen Netzen für die Oberstufe 
 WS 18 Haptische Objekte und der Einsatz von Elektronikelementen im Informatikunterricht der Oberstufe 
 WS 19 Einführung in die Grundlagen der objektorientierten Programmierung mit einer blockbasierten Umgebung im Webbrowser am Beispiel von SaS-Blockly 
 WS 20 Eine Einführung in JSON und NoSQL-Datenbanken 
 WS 21 Der Programmierprozess im Blick - Eine videobasierte Untersuchung der Schülerarbeit im Informatikunterricht 
 WS 22 The Things Network - das Netzwerk für Schulprojekte 
 WS 23 Zum mündigen Umgang mit persönlichen Daten 
 WS 24 Einfach machen: Open-Source-Plattform für visuelles Programmieren von Robotern und Mikrocontrollern 
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V 01:Informatik in der Jahrgangsstufe 5 und 6: Vorstellung bisheriger Erfahrungen
Vortrag
Julia Weber
Zielgruppe: Sek I

In dieser Schiene stellen verschiedene Schulen ihr Konzept für den Informatikunterricht in den Jahrgangsstufen 5 und 6 vor, das sie bisher unabhängig voneinander entwickelt haben.

Bei dieser Vortragsform handelt es sich nicht um einen Workshop!
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 50. Freie Plätze: 0.

WS 01:Informatik, ein Kinderspiel!
Workshop
Daniel Losch, Universität Wuppertal
Zielgruppe: Primarstufe/Sek I

Kinderlieder, die oft mit Bewegungsspielen einhergehen, bergen eine kaum bis gar nicht gehobene, doch nahezu unerschöpfliche Quelle an informatischen Gegenständen und Prozessen. Insbesondere im Elementar- und Primarbereich bietet sich diese Gestaltungsform an, um Informatik enaktiv und ganz ohne Informatiksysteme zu motivieren. In diesem Workshop erproben Sie selbst exemplarisch vorbereitete Kinderlieder; wir diskutieren sie nach fachdidaktischen Gesichtspunkten und Unterrichtspraktikabilität und werden schließlich auch der Entwicklung Ihrer eigener Gestaltungsideen Raum gegeben.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 14.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 18.

WS 02:Programmieren selbst gemacht - mit dem Mikrocontroller in die aktive Gestaltung der digitalen Welt
Workshop
Denise Pallerberg, Wittekind-Gymnasium, Lübbecke; Stephan Vogel, Grundschulverbund zwischen Weser und Wiehen
Zielgruppe: Primarstufe/Sek I

Im heutigen Zeitalter benötigen Schülerinnen und Schüler digitale Kompetenzen, um ihr Leben nicht nur als Konsument, sondern als kreative (Mit-) Gestalter bewältigen zu können. Mit dem Calliope mini ist dies ganz einfach möglich. Der Calliope ist ein Mikrocontroller, mit dem bereits Kinder eigene spannende Programme erstellen und ausprobieren können. Ziel des Workshops ist es, Ihnen den Einstieg in die Arbeit mit dem Calliope mini zu erleichtern, so dass Sie den Mikrocontroller an Ihrer Schule einsetzen können.

Zunächst erhalten Sie eine Einführung in den Calliope mini und verschiedene Programmierumgebungen. Anschließend dürfen Sie im Rahmen von praktischen Übungen den Calliope selbst programmieren und testen. Es werden zudem Hinweise zum Einsatz des Calliope in der Schule gegeben.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 18. Freie Plätze: 1.

WS 03:Informatik als Märchen – Ein Zugang zur Informatik über ein Märchen
Workshop
Christian Seifert, Heinrich-Böll Gesamtschule Bochum
Zielgruppe: Primarstufe/Sek I

Digitalisierung im (Schul-) Unterricht befindet sich derzeit groß in der öffentlichen Diskussion wieder, doch wird dabei oft vergessen, dass die Grundlagen eines verantwortungsbewussten Umgangs mit Digitalisierung durch analoges Verständnis geprägt sind. Insbesondere für Schülerinnen und Schüler der Primar- und Sekundarstufe I bietet sich ein Zugang zu Informatik jenseits ausschweifender theoretischer Ausführungen an, der die Schülerinnen und Schüler anregt, sich mit Informatik auseinanderzusetzen.

In diesem Workshop werden ein bis zwei kurze (märchenhafte) Beispiele zu informatischen Inhalten zur Diskussion bzw. Anregung gestellt.

Teilnehmer des Workshops aus dem letzten Jahr können an diesem Problemlos teilnehmen, da es sich um weitere Episoden des »Märchenbuches« handelt.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 30. Freie Plätze: 12.

WS 04:Let me break out! - Escape Games im Informatikunterricht
Workshop
Denise Pallerberg, Wittekind-Gymnasium, Lübbecke; Daniel Hein, Städt. Ruhrtal-Gymnasium Schwerte
Zielgruppe: Primarstufe/Sek I/Sek II

„Escape Room“-Spiele erfreuen sich seit einigen Jahren an zunehmender Beliebtheit. Dabei wird eine Gruppe in einen Raum „gesperrt“ und kann diesen nur verlassen, wenn innerhalb einer bestimmten Zeit unterschiedliche Rätsel gelöst werden.

In abgewandelter Form kann die Grundidee in den Bildungsbereich übertragen werden. Die Schülerinnen und Schüler werden dabei jedoch nicht in einen Raum eingesperrt, sondern müssen in einem Szenario Wissen und Kompetenzen anwenden. Das Ziel dabei ist das Lösen verschiedener Rätsel um am Ende z.B. eine Truhe zu öffnen. Die Aufgabenstellungen können den Raum der Klasse miteinbeziehen oder sich nur auf einen Arbeitsplatz - bezüglich des Materials - beschränken. Die Auswahl an Rätseln, Methoden und Themen ist dabei vollkommen frei und kann entsprechend durch die Lehrkraft an die Lerngruppe und das Ziel der Unterrichtseinheit angepasst werden. Das spielerische Format solcher Breakout-Szenarien wirkt nicht nur aufregend und motivierend für viele Schülerinnen und Schüler, sondern fördert insbesondere die sozialen und kommunikativen Kompetenzen der Lernenden.

In diesem Workshop werden die Teilnehmenden zunächst selbst zum Exit-Spieler. In der anschließenden Nachbesprechung diskutieren sie ihre Erfahrungen und erhalten Impulse zur Umsetzung im eigenen Klassenraum.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 05:Algorithmen mit Blockly und Jugendwettbewerb Informatik
Workshop
Robert Czechowski, Bundesweite Informatikwettbewerbe; Wolfgang Pohl, Bundesweite Informatikwettbewerbe
Zielgruppe: Sek I

Blockly ist ein Werkzeug, mit dem man Umgebungen zum visuellen Programmieren (à la Scratch) erstellen kann. Die Standard-Umgebung von Blockly stellt alle algorithmischen Grundbausteine zur Verfügung, bis hin zu Variablen und Funktionen, die für den Wahlpflichtunterricht in der Mittelstufe relevant sind. Und auch der Umstieg auf eine textuelle Programmiersprache wird von Blockly unterstützt.

Wir stellen Blockly mit seiner Standardumgebung vor und zeigen, wie die Umgebung installiert, genutzt und bei Bedarf angepasst werden kann. Dabei wird die Flexibilität von Blockly betont, die es erlaubt, die Menge der zur Verfügung stehenden Programmierbausteine aufgabenspezifisch anzupassen.

Diese Möglichkeit macht sich auch der Jugendwettbewerb Informatik (JwInf) zu Nutze, der in den ersten beiden Runden als Online-Format auf Basis von Blockly realisiert ist. In den kompakten algorithmischen Aufgaben des JwInf kommen sogar kontextspezifische Bausteine zum Einsatz. Wir stellen den Wettbewerb kurz vor und präsentieren die Wettbewerbsplattform mit ihrem „Programmierkurs“ für Einsteiger und Beispielaufgaben zum Üben. Dabei werden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Workshops den Umgang mit der Plattform und den Übungsaufgaben aktiv ausprobieren. So kann jede(r) letztlich selbst einschätzen, in wie weit der JwInf sowohl Material für Unterrichtseinheiten zum Thema „Algorithmik“ in der Mittelstufe bereitstellen als auch eine Möglichkeit für die SchülerInnen bieten kann, ihre im Unterricht erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in einer Wettbewerbssituation zu erproben.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 4.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 9.

WS 06:Informatik in den Stufen 5 und 6 - Simulation und Diskussion zweier exemplarischer Unterrichtsstunden zu den Themen Datenbanken und Urheberrecht
Workshop
Nils van den Boom, Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasium Bonn; Maximilian Beck; Karina Bialkowski; Dr Mareike Mink; Matthias Rehbein; Jan Schulz; Mark Weber
Zielgruppe: Sek I

Mit dem Schuljahr 2020/2021 wird das Pflichtfach Informatik in den Stufen 5 und 6 eingeführt. Momentan läuft zudem ein Modellversuch im Rheinland zu Informatikunterricht in der Erprobungsstufe. In diesem Zusammenhang hat das Fachseminar Informatik am ZfsL Bonn zwei Unterrichtsstunden entwickelt, die in den Stufen 5 und 6 eingesetzt werden können. In der ersten Stunde sollen die Schülerinnen und Schüler anhand versteckter Hinweise einen „Täter“ in der Schuldatenbank suchen. Dabei bekomm sie einen Einblick in die Arbeit mit einem Tabellenkalkulationsprogramm und in den Aufbau von Datenbanken. In der zweiten Stunde nutzen die Schülerinnen und Schüler einen Forumsbeitrag aus dem Internet zur Programmierung einer Aufgabe mit XLogo. Dies wird zum Anlass genommen mit den Schülerinnen und Schüler über das Urheberrecht – auch bei Software – zu sprechen.

Im Workshop werden beide Stunden mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern durchgeführt und im Anschluss über Vorzüge und Verbesserungsmöglichkeiten gesprochen. Ebenfalls soll diskutiert werden wie ein verpflichtender Informatikunterricht in den Stufen 5 und 6 aussehen kann.

Voraussetzungen: Jeder Teilnehmer sollte ein digitales Endgerät mit einer Tabellenkalkulationssoftware mitbringen.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 07:If you’re not paying for it, you are the product - Privacy-Bildung und die Rolle der Informatik
Workshop
Gebhard Dettmar, Behörde für Schule und Berufsbildung Hamburg; Bettina Berendt, KU Leuven
Zielgruppe: Sek I/Sek II

Alle reden von Datenschutz und Privacy, aber wie kommen wir eigentlich dorthin? Welche Akteure agieren hier in welcher Weise, einer wie gearteten Interessenlage, mit welchen technischen Mitteln (GAFAM/FAANG & Cambridge Analytica, Regierungen/NSA, Schulen/Universitäten)?

Dieser Vortrag mit anschließendem Workshop beleuchtet die Rolle der Informatik innerhalb der Privacy-Bildung. Vorgestellt wird eine Kooperation von Schule und Universität, sc. SPION, in deren Rahmen eine Unterrichtsreihe entwickelt wurde, die die Auswirkungen von Datenauswertung der sog. “Data Leeches”, i.e. GAFAM/FAANG, auf eine staatliche Ordnung behandelt, in deren Zentrum das Recht auf freie Persönlichkeitsentfaltung steht. Schwerpunkte sind Data Mining und Selektion (Krankenversicherung/Kreditrahmen, Assessment, Big Data in der Bildung) und, damit verknüpft, Psychometrie zu Facebook-Likes (“Big 5 Personal Traits” plus IQ). Im Bereich Data Mining wird anhand von Daten aus Facebooks Graph API die Assoziationsregelentdeckung via Apriori-Algorithmus vorgestellt. Die hierbei ermittelten Ergebnisse führen zu den Folgen bzgl. Privatsphäre und deren Rolle innerhalb der Demokratie, damit verbundenen staatlichen Rechtsgarantien und deren Konsequenzen für Datenschutzgarantien in privatrechtlichen Vereinbarungen, z.B. Nutzungsbedingungen.

Der aktuelle Stand des Unternehmens findet sich hier: https://people.cs.kuleuven.be/~bettina.berendt/Privacybildung/
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 30. Freie Plätze: 11.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 30. Freie Plätze: 14.

WS 08:Hacker- & Makerspace als AG-Angebot in Schulen
Workshop
Henning Ainödhofer, St. Michael Gymnasium Ahlen
Zielgruppe: Sek I/Sek II

Ganz im Stile der Hacker- & Makerspaces, die in den letzten Jahren in vielen größeren Städten aufgebaut wurden, so soll auch unser Angebot sich an kreative Forscherinnen und Forscher, sowie ideenreiche Entwicklerinnen und Entwickler richten, die einfach Spaß am Forschen, Entdecken und Tüfteln haben. Zu diesem Zweck wird eine funktionale Infrastruktur mit einfachen Mitteln in einem größeren Klassenraum der Schule aufgebaut. Idealerweise könnte ein vorhandener Medienraum genutzt werden.

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer werden zunächst über verschiedene Projektangebote in unterschiedlichen Schwierigkeitsstufen an die Themen herangeführt. Dabei steht das selbstständige Arbeiten im Vordergrund. So werden erste Projekte durchgeführt und die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erfahren so technische Grenzen und den Stand der eigenen Fähigkeiten kennen. Außerdem erweitern Sie ihr persönliches Portfolio um Fähigkeiten und Kompetenzen, die im normalen Schulalltag so nicht erlernt werden können. Handwerkliches Geschick, Projektplanung und Durchführung, Durchhaltevermögen, uvm..

Idealerweise werden über die Projektdurchführung eigene Projektideen entstehen, die dann auch selbstständig realisiert werden können.

Solch ein Hacker - & Makerspace lässt sich auf alle Schulformen und Niveaustufen anpassen, da bereits sehr viel didaktisches Material zur Verfügung steht. Eine nötige Finanzierung der Baumaterialien, didaktischen Werkzeuge, Einrichtungsgegenstände und Werkzeuge ist entweder über Fördervereine oder aber über den Hacker - & Makerspace selbst zu generieren (bspw. Recycling alter Platinen und Smartphones).

Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 25. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 25. Freie Plätze: 0.

WS 09:Finde den Fehler! Strategien und Unterrichtshilfen für das Debuggen im Unterricht
Workshop
Tilman Michaeli, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Zielgruppe: Sek I/Sek II

Das Finden und Beheben von Fehlern stellt für Programmieranfänger eine große Hürde dar, die auch im Informatikunterricht oftmals zu Frustration und gar zu Abneigung führen kann. Mitunter wird dies auch zu einer großen Herausforderung für die unterrichtende Lehrkraft, die von Schüler-PC zu Schüler-PC eilt und versucht, allen Schülerinnen und Schülern möglichst gerecht zu werden.

In diesem Workshop werden Ansätze und Materialien vorgestellt, die den Schülerinnen und Schülern relevante Kompetenzen für einen selbstständigen und zielgerichteten Umgang mit Fehlern vermitteln. Dazu gehören eine systematische Vorgehensweise statt trial-and-error sowie unterschiedliche Debuggingstrategien. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer probieren die verschiedene Aktivitäten anhand unterrichtspraktischer Beispiele aus und nehmen damit konkrete Materialien, Ideen und Anregungen für den eigenen Unterricht mit nach Hause.

Voraussetzungen: Es liegen Programmierkenntnisse in einer objektorientierten Programmiersprache, vorzugsweise Java vor. Außerdem benötigt jeder Teilnehmer einen eigenen Laptop mit installiertem JDK.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 10:Sprachsensibler Informatikunterricht
Workshop
Dr. Sandra Drumm, Universität Paderborn; Dr. Markus Kuhn, ZfsL Essen; Christian Opitz, ZfsL Gelsenkirchen
Zielgruppe: Sek I/Sek II

Strategien, Methoden und Materialien zur sprachsensiblen Gestaltung des Informatikunterrichts werden vorgestellt. Die Ideen und Ergebnisse stammen aus einem Arbeitskreis in NRW, der sich aus Informatikmoderatoren und -Fachleitern sowie Frau Dr. Drumm als sprachwissenschaflticher Expertin zusammensetzt. Ansatzpunkte sind Leseverstehen, Schreiben und sprachlicher Ausdruck der Schülerinnen und Schüler.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 11:Data Science mit Jupyter
Workshop
Prof. Dr. Carsten Schulte, Universität Paderborn, Didaktik der Informatik; Sören Spadmann, Universität Paderborn, Didaktik der Informatik
Zielgruppe: Sek I/Sek II

In dem Workshop werden Materialien aus einem Projektkurs zum Thema "Data Science und Big Data" vorgestellt.

Im Rahmen dieses Projektkurses haben die Schülerinnen und Schüler sich mit Daten über die Parkplatzbelegungen in Paderborn beschäftigt. Die Materialien können jedoch auch für andere Data Science Projekte adaptiert werden.

Als Werkzeug dient die Jupyter Umgebung. In dieser können die Schülerinnen und Schüler die Daten mit Hilfe der Programmiersprache Python manipulieren und visualisieren und dabei ihr Vorgehen dokumentieren. Die Umgebung bietet viele Möglichkeiten mit den Daten zu interagieren und lädt zum Explorieren ein.

Die Schülerinnen und Schüler lernen wie man mit Hilfe der Programmiersprache Python eine Datenauswertung vornimmt. Sie lernen Methoden aus dem Bereich der Data Science und des Maschinellen Lernens kennen. Sie lernen unterschiedliche statistische Kennziffern und Darstellungsformen kennen.

Vorausetzungen: Kenntnisse der Programmiersprache Python sind nicht zwingend erforderlich. Um das Mitbringen eines Laptops wird gebeten.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 12:Das SpionCamp - Ein Stationenlernen zur Kryptologie
Workshop
Denise Schmitz
Zielgruppe: Sek I/Sek II

An der Bergischen Universität Wuppertal wurden Lernstationen zur Kryptologie erstellt. Diese wurden 2019 komplett überarbeitet, wobei vier neue Stationen entstanden. Die frei verfügbaren Materialien können als Lernstationen oder auch in anderen Unterrichtskontexten eingesetzt werden. Das SpionCamp ist darauf ausgelegt, ohne Informatiksysteme bearbeitet zu werden.

Das Entdecken verschiedener Verschlüsselungsverfahren steht an den Lernstationen im Vordergrund. Die Schülerinnen und Schüler werden in die Rolle eines Angreifers versetzt und entwickeln Möglichkeiten zum »Knacken« der Verfahren. Von den frühen Verschlüsselungsverfahren, die lediglich einen sicheren Umgang mit Alphabeten erfordern, bis hin zu modernen Verfahren, die in höherem Maße mathematische Grundlagen verwenden, bieten die Stationen verschiedene Schwierigkeitsstufen.

Im Workshop wird das SpionCamp vorgestellt. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer dürfen die Stationen ausprobieren sowie ihren Einsatz diskutieren.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 13:"Mensch, Maschine!" Wer zeigt hier wem den Weg? - Eine fachübergreifende Unterrichtsreihe zu Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen
Vortrag
Simone Opel, Universität Paderborn
Zielgruppe: Sek I/Sek II/Berufskolleg

Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen sind inzwischen in der öffentlichen Diskussion angekommen, und auch in der Bildung finden sich immer wieder einzelne Ansätze, das Thema in die Schulen zu bringen. Während viele Unterrichtseinheiten eher von der technischen Seite ausgehen und auf den Informatik- oder Mathematikunterricht zugeschnitten sind, wird in diesem Workshop ein fachübergreifend einsetzbares Konzeptvorgestellt, das die technischen Hintergründe als Anlass nimmt, über ethische und gesellschaftliche Themen zu diskutieren - und dies auch außerhalb der Informatik.

Das präsentierte Material wurde von uns für die Jugendaktion des Wissenschaftsjahres KI 2019 entwickelt und steht weiterhin als Downloadmaterial zur Verfügung, so dass es auch in Zukunft eingesetzt werden kann. Herzlich willkommen sind auch Lehrkräfte, die das Material bestellt hatten und schon im Unterricht eingesetzt haben und bereit sind, ihre Erfahrungen zu teilen.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 14:Ein Ausflug in den Compilerbau – eine Unterrichtsreihe für Grund- und Leistungskurse
Workshop
Rolf Faßbender, Städtisches Gymnasium Rheinbach
Zielgruppe: Sek II

In der Unterrichtsreihe haben wir zunächst ein einfaches Rechenmaschinenmodell entwickelt: Eine Stackmaschine, d.i. ein Kellerspeicher, welcher die beiden oberen Zahlen addieren, subtrahieren, multiplizieren oder dividieren kann und das Ergebnis auf sich selbst speichert. Die Stackmaschine kann einfache Mikroprogramme ausführen, diese schreiben wir in der Sprache SC – StackmaschinenCode.

Anschließend haben wir einen Compiler entwickelt, welcher arithmetische Terme in Stackmaschinencode übersetzt, so dass diese von der Stackmaschine ausgewertet bzw. berechnet werden können.

In einem kurz gehaltenen Vortrag werden Compiler mit seinen Einzelbestandteilen, die Sprache der arithmetischen Terme, die Bezüge des Themas Compilerbau zu den Vorgaben zum Zentralabitur NRW sowie zum Lehrplan NRW vorgestellt.
Besonderes Gewicht wird hierbei auf die Sprache der arithmetischen Terme und die verschiedenen Möglichkeiten der Implementation eines Parsers gelegt. Der rekursive Abstieg, der Shunting-Yard-Algorithmus und weitere werden vorgestellt.
Anschließend wird ein fertiges Compilerbau-Projekt präsentiert, welches am Ende der Unterrichtsreihe durch Schülerinnen und Schüler entstanden war. Nach einem kurzen Überblick über die Arbeitsblätter und Materialien für Schüler, wird den teilnehmenden Gelegenheit gegeben, von verschiedenen Stufen des Compilerbau-Projektes aus zu starten und sich anhand der Arbeitsblätter und Materialien selbstständig der Implementation zu widmen. Dabei können sowohl verschiedene Wege des Parsens, als auch die Schritte des Lexens oder des Übersetzens programmiert werden. Natürlich kann auch die Stackmaschine implementiert werden.

Abschließend möchte ich gerne mit allen teilnehmenden in einem Reflexionsgespräch die Potenziale und Probleme der vorgestellten Unterrichtsreihe erörtern. Alle Teilnehmenden dürfen die von mir erstellten Materialien mitnehmen und in ihrem Unterricht einsetzen.

Voraussetzungen: Die Teilnehmenden sollten sich mit der Implementation endlicher Automaten und mit Kellerautomaten grundlegend auskennen. Alle Teilnehmenden sollten einen Laptop mit installierten JDK und BlueJ mitbringen. Ein USB-Stick ist sinnvoll.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 1.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 7.

WS 15:Webdatenbanken
Workshop
Dr. Arno Pasternak, TU Dortmund
Zielgruppe: Sek II

Lebenswirklichkeit ist ein häufig genanntes Kriterium für guten Unterricht. Da kann die Informatik oft mit dienen.

Datenbanken und noch mehr Webdatenbanken sind nun wirklich tägliche Lebenswirklichkeit von (fast) allen Menschen, die im Internet (täglich) unterwegs sind. Daher eignet sich dieses Thema als ein Kontext, der immer wieder den gesamten Unterricht der Sek II durchziehen kann.

Ganz grob lassen sich folgende Einheiten dem Kontext zuordnen:
- Datenbanken
- Aufbau von Netzen
- HTML
- Programmieren im Netz
- Webdatenbanken
- Sicherheit in Netzen
- Auswirkung von Informatik(-anwendungen) auf Mensch und Gesellschaft

Wie dieses praktisch durchgeführt werden kann, soll in diesem Vortrag gezeigt werden. Dabei ist Ziel, dass alle Tätigkeiten auch von den Schülerinnen und Schülern selbst praktiziert werden können, sodass im Prinzip keine Vorabinstallation seitens des Lehrers bzw. der Schulnetzadminstration vonnöten sind.

Voraussetzungen: Die Teilnehmer sollen einen Laptop dabei haben.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 24. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 24. Freie Plätze: 0.

WS 16:Grafische Darstellungen für Datenstrukturen des Zentralabitur
Workshop
Andreas Kaibel, Siebengebirgsgymnasium Bad Honnef; Gregor Bermel, Siebengebirgsgymnasium Bad Honnef; Timo Hohlweck, Helmholtz-Gymnasium Bonn; Manuel Grifka, Deutsche Schule Lissabon
Zielgruppe: Sek II

Beim Umgang mit den Datenstrukturen des Zentralabitur (Stack, Queue, List, BinaryTree, BinarySearchTree, Graph) ergibt sich für die Schüler immer das Problem, dass sie nicht “sehen” können, wie sich der Inhalt der Datenstruktur verändert, mit der sie gerade hantieren.

Natürlich ist es immer möglich, eine Ausgabe-Methode zu programmieren, die den Inhalt der Datenstruktur ausgibt. Aber zum einen ist das für viele Schüler mühsam und bremst sie bei der Lösung der ursprünglichen Aufgabe. Zum anderen können sie die dynamische Entwicklung der Datenstruktur im Ablauf der Methode nicht “sehen”, z.B. wenn man die Elemente eines Stacks auf einen Hilfsstack und wieder zurück schichtet.

Um diese Problematik grundsätzlich anzugehen, haben wir für Stack, Queue, List, BinaryTree, BinarySearchTree und Graph Java-Klassen entwickelt, die genau die Funktionalität der Klassen des Zentralabitur haben, aber zusätzlich eine grafische Darstellung für den Inhalt der jeweiligen Datenstruktur bieten, z.B. ListWithViewer oder GraphWithViewer. Diese Klassen können in ihrer Geschwindigkeit reguliert werden, so dass man den Ablauf von Methoden “sehen” kann. Außerdem erben die Klassen von den Klassen des Zentralabiturs, so dass sie in beliebigen Zusammenhängen anstelle der Klassen des Zentralabitur eingesetzt werden können. Die Funktionsweise dieser Klassen wird beispielhaft unter https://youtu.be/PHNe2JGXySU dargestellt.

Im Workshop werden wir exemplarisch aufzeigen, wie sich diese grafischen Darstellungsklassen für die Einführung der Programmierung mit der Datenstruktur Queue verwenden lassen; das lässt sich dann intuitiv auf alle anderen Datenstrukturen übertragen. Außerdem stellen wir vor, wie sich aus Szenarien, z.B. aus Zentralabitur-Aufgaben, mithilfe dieser Darstellungsklassen sehr zügig Java-Projekte entwickeln lassen, in denen die Schüler dann selber programmieren können. Der zeitlich größte Teil des Workshops (mind. 60 Minuten) ist aber dafür vorgesehen, praktische Erfahrungen mit diesen Darstellungsklassen zu sammeln. Hier können die vier Leiter des Workshops Unterstützung bieten.

Voraussetzungen: Die Teilnehmer des Workshops sollten ein eigenes Notebook mitbringen, auf dem BlueJ und/oder Eclipse installiert sind. Die notwendigen Dateien werden im Workshop bereit gestellt. Sie können vorab auch schon von folgender Seite heruntergeladen werden: http://sibiwiki.de/wiki/index.php?title=Projekt_java_Q1Q2
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 25. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 25. Freie Plätze: 0.

WS 17:Vorstellung und Diskussion einer Unterrichtsreihe zu den (math.) Grundlagen von Künstlichen Neuronalen Netzen für die Oberstufe
Workshop
Nils van den Boom, Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasium Bonn; Knut Leiß
Zielgruppe: Sek II

Immer mehr wird künstliche Intelligenz auch im Alltag vieler Menschen sichtbar. Um so wichtiger ist es, auch im Informatikunterricht über dieses Thema zu sprechen. Wir haben den Versuch gestartet, eine Unterrichtsreihe zu Künstlichen Neuronalen Netzen für die Oberstufe zu entwickeln. Dabei soll es hier wirklich um die Grundlagen gehen und die Schülerinnen und Schüler sollen am Ende der Reihe in der Lage sein, ein einfaches Neuronales Netz ohne weitere Hilfsbibliotheken zu implementieren.

Im Workshop würden wir die Grundzüge der Reihe vorstellen, mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern einzelne Elemente ausprobieren und dadurch einen fachlichen Überblick über Neuronale Netze geben. Insbesondere werden wir mit den Kolleginnen und Kollegen darüber diskutieren, inwiefern die teilweise recht herausfordernden Inhalte in der Schule überhaupt umgesetzt werden können. Die Erkenntnisse aus der Diskussion werden wir in die endgültige Konzeption der Unterrichtsreihe einfließen lassen.

Voraussetzungen: Jeder TN sollte ein digitales Endgerät mit installiertem Java mitbringen.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 18:Haptische Objekte und der Einsatz von Elektronikelementen im Informatikunterricht der Oberstufe
Workshop
Johannes Pieper
Zielgruppe: Sek II

Die Objekte im Informatikunterricht existieren in der Regel nur in der virtuellen Welt des Computers. Warum sollte man nicht auch reale Objekte mit in das Programm einbinden und deren Zustände/Attributwerte beeinflussen bzw. abfragen?

In seiner Masterarbeit beschreibt Heiner Stroick die Möglichkeit Objekte wie LEDs, Schalter und andere Sensoren am Raspberry Pi in einer Unterrichtsreihe zur Modellierung und Objektorientierten Programmierung in der Einführungsphase zu nutzen. Dieses lässt sich auch in der Qulifikationsphase zu MVC und Netzwerken fortführen.

Im Workshop werden die Möglichkeiten des Einsatzes vorgestellt und auch an kleinen Beispielen erprobt. Außerdem wird verdeutlicht, welche praktischen Vorarbeiten getätigt werden müssen, damit diese Bereicherung für die Schülerinnen und Schüler im Unterricht umgesetzt werden kann.

Der Workshop richtet sich an Personen, die bereit sind auch den Lötkolben zu benutzen und elektrische Schaltungen zu bauen.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 15. Freie Plätze: 0.

WS 19:Einführung in die Grundlagen der objektorientierten Programmierung mit einer blockbasierten Umgebung im Webbrowser am Beispiel von SaS-Blockly
Workshop
Christian Opitz, ZfsL Gelsenkirchen; Klaus Dingemann, vormals Bezirksregierung Münster
Zielgruppe: Sek II

Viele Schulen nutzen in der Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe die Java-Grafikbibliothek „Shapes and Sprites “(SaS) zur Einführung in die objektorientierte Modellierung und Programmierung mit Java. Schülerinnen und Schüler, die aus der Sekundarstufe I eine visuelle Programmiersprache - wie z.B. Scratch - kennen, haben oft Schwierigkeiten mit der Syntax von Java. Um diesen Übergang abzufedern, wurde die browserbasierte Umgebung „SAS-Blockly“ entwickelt. SaS-Blockly ermöglicht die Entwicklung von blockbasierten SaS-Programmen unter Verwendung von Objekten der SaS-Klassen „Rectangle“ und „Circle“ und deren Attribute und Methoden sowie der üblichen Kontrollstrukturen und der Implementation eigener Methoden.

In diesem Workshop lernen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer das frei verfügbare Tool SaS-Blockly kennen und anwenden. Darüber hinaus berichten die Moderatoren über erste unterrichtliche Erfahrungen in der Einführungsphase.

Voraussetzungen: Um das Mitbringen eines Laptops wird gebeten.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 25. Freie Plätze: 6.

WS 20:Eine Einführung in JSON und NoSQL-Datenbanken
Workshop
Dr. Oliver Heidbüchel, Burgau-Gymnasium Düren
Zielgruppe: Sek II

In Zeiten von Big Data stoßen relationale Datenbanken an ihre Grenzen. Eine Lösung sind sogenannte NoSQL-Datenbanken, wobei "No" für "Not-only" steht. Hier muss es kein festes Datenschema geben und Daten werden denormalisiert. Ein bekannter Vertreter der NoSQL-Datenbanken ist die Dokumentendatenbank MongDB. Dabei werden Daten in Form von Dokumenten verarbeitet, die in der JavaScript Object Notation (JSON) vorliegen. Diese kompakte und leicht lesbare Notation wird an vielen Stellen zum Austausch von Daten genutzt.

Bei dieser Veranstaltung wird eine praxisorientierte Einführung in JSON und MongoDB gegeben und Möglichkeiten der Behandlung in der Schule werden kurz diskutiert.

Voraussetzungen: Eine Laptop mit einer aktuellen Version von MongoDB ist mitzubringen.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 15.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 8.

WS 21:Der Programmierprozess im Blick - Eine videobasierte Untersuchung der Schülerarbeit im Informatikunterricht
Workshop
Martin Weinert, TU Dortmund
Zielgruppe: Sek II

Ein wichtiger Teil des Informatikunterrichtes ist die praktische Arbeit am Computer. Dabei hat besonders das Programmieren hohen Stellenwert. Ein häufig vorkommendes Problem, dem Lehrkräfte während der Arbeitsphasen gegenüber stehen, ist, dass sie nur selten längere zusammenhängende Teile der Schülerarbeit beobachten können. Häufig können sie bei einem Lernenden nur kurz verweilen, bevor sie ihre Aufmerksamkeit auf etwas anderes richten müssen.

Im Workshop wollen wir genau diesem Problem begegnen und uns intensiv mit der Arbeit einzelner Lernender beschäftigen. Dazu werden wir mit Videos arbeiten, die zeigen, wie Schülerinnen und Schüler im realen Unterricht Programmieraufgaben bearbeiten. Diese Videos werden wir analysieren, interpretieren und ihre Bedeutung für den Informatikunterricht diskutieren.

Voraussetzungen: Um mit den Videos arbeiten zu können, sollte ein Computer mitgebracht werden, der das Abspielen von Videos in einem Webbrowser erlaubt.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 13.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 4.

WS 22:The Things Network - das Netzwerk für Schulprojekte
Workshop
Ernst Schulz, Berufskolleg Ostvest
Zielgruppe: Sek II/Berufskolleg

Anhand von Feinstaubsensoren soll gezeigt werden, wie IoT-Komponenten über ein LoRaWAN ans Internet angebunden werden können. LoRaWAN ergänzt hierbei vorhandene Funknetzte wie WLAN, LTE oder GSM. LoRaWAN steht hierbei für Low Power Wide Area Network und erfüllt dabei die wichtigsten Anforderungen des IoT – Internet of things (Internet der Dinge) – wie sichere bidirektionale Kommunikation, Lokalisierung und Mobilität von Dienstleistungen.

Das The Things Network (TTN) ist eine Initiative zur Errichtung eines energiesparenden Weitbereichs-Netzwerks für das Internet der Dinge auf Basis von LoRaWAN.

In dem Workshop wird praxisnah gezeigt, wie mit einem ESP32-Mikrocontroller und der Arduino-IDE Sensordaten über LoRaWAN an eine digitale Kartenanwendung übergeben werden. Schulprojekte profitieren hierbei von der örtlichen Unabhängigkeit der Sensoren, es gibt keine Restriktionen durch das Schulnetz (Firewall) und es kann die weit verbreitete Arduino-IDE verwendet werden.

Voraussetzungen: Jeder Teilnehmer soll, wenn möglich, bitte einen Laptop incl. Arduino-IDE mitbringen.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 12.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 4.

WS 23:Zum mündigen Umgang mit persönlichen Daten
Workshop
Dr. Felix Boes, Universität Bonn, IT-Security
Zielgruppe: Sek I/Sek II

Die schöne neue digitale Welt bietet stetig neue Dienste an, die uns das Leben versüßen: Mit Google Maps komme ich schneller ans Ziel; für viele Zeitungsartikel muss ich kein Geld bezahlen; und das Angebot von Youtube, Instgram und TikTok ist reichhaltiger als das von PayTV.

Bei fast jedem Internetdienst besitz man als Nutzer eine digitale Identität. Das kann ein wohlbekanntes Nutzerkonto mit Emailadresse, Pseudonym und Passwort sein, allerdings reicht die Einwilligung in die Datenschutzerklärung einer Webseite schon aus, um eine neue, auf den Dienst zugeschnittene digitale Identität zu erhalten. Über die digitale Identität wird der Dienstanbieter mit persönlichen Daten bezahlt.
Der Wert von persönlichen Daten ist immens (wie der Facebook–Cambridge Analytica-Skandal eindrucksvoll gezeigt hat).

Um den SuS einen mündigen Umgang mit ihren persönlichen Daten zu ermöglichen, bietet dieser Workshop sowohl einen Überblick als auch begreifbare Beispiele zu folgenden Themen an: digitalen Identitäten, persönlichen Daten, Usertracking, Identitätsdiebstahl, Datenschutz, Passwortsicherheit
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 20. Freie Plätze: 0.

WS 24:Einfach machen: Open-Source-Plattform für visuelles Programmieren von Robotern und Mikrocontrollern
Workshop
Beate Jost, IAIS Fraunhofer; Thorsten Leimbach, IAIS Fraunhofer
Zielgruppe: Primarstufe/Sek I/Sek II

Spielerisch, spannend, schnell programmiert! Die Roberta®-Initiative des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS entwickelt die Open-Source-Programmierplattform „Open Roberta® Lab“ für Roboter und Mikrocontroller. Dazu bietet Roberta Lehrkräften mit Schulungen und Materialien umfassende Unterstützung zur Einbindung in den Unterricht. Open Roberta gibt Nutzer*innen weltweit die Möglichkeit, spannende Systeme – vom Mikrocontroller Arduino über den humanoiden NAO bis hin zu LEGO MINDSTORMS-Robotern – per drag and drop zu programmieren. Allein 2019 nutzten rund eine halbe Million Menschen aus mehr als 100 Ländern Open Roberta. Auf lab.open-roberta.org programmieren sie ihre Hardware mit der visuellen Programmiersprache NEPO®, die den intuitiven Einstieg ermöglicht. Dank Quellcode-Editor bietet das „Lab“ auch den Übergang zum Programmieren in textbasierten Programmiersprachen an. Workshop-Teilnehmende lernen Open Roberta anhand des Mikrocontrollers Calliope mini hands-on kennen und ergründen die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten im Unterricht.
Veranstaltungsblock: Vormittag
Beginn: 11:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 15. Freie Plätze: 0.
Veranstaltungsblock: Nachmittag
Beginn: 14:30 Uhr, Dauer ca. 90 Minuten
Maximale Teilnehmerzahl: 15. Freie Plätze: 0.
Rückfragen bitte an das Organisationsteam