Lego-Roboter Programmierung: Lass den Roboter durch einen Hindernis-Parcours fahren! Wer ist schneller? Wie lasse ich einen Roboter automatisch einparken? Top Themen “im Kleinformat”, wenn man an die aktuellen Entwicklungen mit autonom fahrenden Autos wie denen von Google denkt!
Seit 2013 gibt es außerdem wieder eine Lego-Roboter-Gruppe bei uns am BG BRG Gmunden. Bei Interesse Teilnahme an der First Lego League (Dezember/Jänner). Die vier Mädchen des Teams 2015/16 gewannen die Teamwertung in OÖ!
Bei Interesse Fortführung im Rahmen eines weiteren Wettbewerbs (aktuell Jän./Feb. 2016 in Vorbereitung!) in Zusammenarbeit mit dem WPG Physik; oder einfach nur so zum Spaß einen Parcours für den Roboter programmieren
Programmieren: Wir erlernen gemeinsam eine Programmiersprache wie z.B. PHP oder C#. Das “Programmieren können” ist Grundlage für fast alle informatischen Teilbereiche. Meist erfolgt das Programmieren in einigen gemeinsamen Lerneinheiten, gefolgt von einem Projekt. Aktuell haben die Schüler des WPG Informatik 6. Klasse gemeinsam das Projekt “eyeMash” für den Safer Internet Month 2016 erarbeitet. Dabei lernt man unter anderem…
- …wann ein eigenes Programm schreiben überhaupt Sinn macht (und wo nicht),
- …Begriffe wie client- und serverseitige Applikationen verstehen,
- …die Unterschiede zwischen prozedurealem und objektorientiertem Programmieren,
- …was ein Lifecycle einer Software bedeutet und wie man beim Programmieren bereits vorausschauend darauf achtet,
- …wie man Programmcode professionalisiert,
- …und noch vieles mehr.
Softwareengineering: Unter Softwareengineering versteht man (1) das Designen, Entwerfen von Software, (2) die Herstellung der Software, sprich das Modellieren und Programmieren, sowie (3) den Betrieb, die Wartung der Software. Wie schaut die Software optisch aus? Wie navigiert man schlüssig durch die Software? Mit welchen Daten arbeitet die Software? Wie spielen die einzelnen Komponenten einer Software zusammen? In einem Softwareentwicklungsteam lautet die entsprechende Rolle “Software Architect”. Und der ist üblicherweise auch nicht grad schlecht bezahlt, weil sehr verantwortungsvoll!
Webserver selbst gebastelt: Grundlage von Web-Applikationen, wie sie heutzutage Stand der Technik sind, bilden hoch skalierte und stabil laufende Webserver. Jede/r WPG-Teilnehmer/in wird selbst einen eigenen Webserver aufbauen: angefangen von der Installation über die Konfiguration bis hin zu Sicherheitsaspekten für den Betrieb eines Webservers. Je nach Interesse gehen wir in diesem Zusammenhang auch auf moderne Webserver-Architekturen wie NodeJS ein und versuchen uns im Programmieren von Echtzeit-Anwendungen bzw. Websockets – ein kleiner Live-Chat ist in einer Stunde fertig!
Web-Security: Angriffsszenarien: Wie arbeiten Hacker? Wie funktioniert ein Hackerangriff? Welche Arten von Hackerangriffen gibt es? Wie kann man sich als Webseitenbetreiber vor Hackerangriffen schützen? In diesem Kapitel lernen wir verschiedene Hacker-Methoden verstehen und wenden sie in geschützten Umgebungen teilweise an. Du wirst sehen: Hacken will echt gelernt sein! Das kann schnell sehr tricky werden! Am anderen Ende der Leitung werden wir uns mit Schutzmaßnahmen vor verschiedenen Hacker-Angriffen beschäftigen.
Netzwerktechnologie: Eines der Top-Themen der heutigen Zeit in der Informatik! Alle Welt ist so sehr vernetzt wie nie zuvor – und es wird immer mehr! Schlagwort Social Networks, jederfrau und -man(n) bekannt. Aber ist dir auch “Industrie 4.0” bekannt? _Das_ Thema schlechthin bei allen Wirtschaftsgipfeln derzeit, die Industrie rüstet sich auf volle Vernetzung. Maschinen, die untereinander kommunizieren, Daten und Informationen über das zu produzierende Werkstück austauschen.
Du glaubst, das ist ferne Zukunftsmusik? Ohhh nein 🙂 Schon mal etwas von “intelligenten Verkehrsservices” gehört? Schon man Googles Navigation versucht? Woher weiß diese App besser als jedes Navigationsgerät, wo der Verkehr gerade gut läfut, stockt, wo Stau’s sind etc? Woher weiß das Navi, welche Route dich am schnellsten ans Ziel bringt, und auch noch die aktuelle Verkehrssituation berücksichtigt? Woher weiß die Navi-App, dass sie dich von deiner optimalen Route umleiten muss, weil einige Kilometer vor dir ein Unfall passiert ist? Wieso rufen moderne Autos automatisch und ohne dein Zutun den Notruf, wenn sie in einen Unfall verwickelt sind? Alles Vernetzung…
Schon etwas von “autonom fahrenden Autos” gehört? Google (und auch andere) forscht seit Jahren intensiv an selbstständig fahrenden Autos. Autos, bei denen der/die Fahrer/in nicht mehr lenken muss, kein Gas- und Bremspedal braucht etc. Diese Bestrebungen gibt es schon seit vielen Jahren, ein erster Schritt in diese Richtung ist das Automatik-Getriebe, bei dem man nicht mehr händisch die Gänge schalten muss. Ein weiterer Schritt: die Einparkhilfe. Man fährt bei einer Parklücke vorbei, drückt einen Knopf, und das Auto parkt selbstständig ein. Noch eins weiter: Gerade aktuell der Fahrspurassistent (der erkennt, wenn man unabsichtlich die Fahrspur wechselt) oder auch der Abstandsassistent (und bei erkanntem Hindernis automatisch abbremst).
Es gäbe noch sehr, sehr viele weitere Beispiele, zum Beispiel auch ganz einfach unser Schulnetzwerk am BG BRG Gmunden. Während im Netzwerk zuhause vier, fünf, vielleicht zehn Geräte im WLAN hängen, sind es bei uns in der Schule gut 250 Geräte. Alle wollen mit Daten versorgt werden – wie funktioniert das, dass jede/r bei jedem Arbeitsplatz immer sein/ihr Privatverzeichnis mitgeliefert bekommt, egal, auf welchem PC man sich anmeldet? Woher weiß ein Computer, wo er bei einer Google-Suche suchen muss, wohin er diese Anfrage schicken muss, und wie kommt die Antwort wieder genau auf deinen PC zurück? Lauter Fragen – und im WPG gibt’s (natürlich :-)) die Antwort darauf: Netzwerktopologien, praktische Umsetzung und Aufbau eines Netzwerks, wichtige Netzwerkprotokolle (DNS, ARP, DHCP) verstehen, notwendige Serverdienste kennenlernen, und vielleicht einmal eine LAN-Party schmeißen…
Und selbstverständlich ist Sicherheit im Netzwerk ein wichtiges Thema. Gerade im “Internet of Things (IoT)”, wo jedes Babyphon, jede Überwachungskamera und auch bald jeder Kühlschrank, jeder Ofen und jedes Bügeleisen im Internet hängen wird, wird Sicherheit ein immer wichtigerer Faktor. Ganz aktuell übrigens dieser Beitrag auf fm4.orf.at vom 02.02.2016.
Automaten: Graphentheorie. Ein scheinbar recht trockenes Thema findet Anwendung im Projektmanagement und beim Design von Ampelschaltungen bei Kreuzungen! Nach der mathematischen Theorie über Graphen, Knoten, Kanten und diversen Verwandtschaftsbeziehungen zwischen diesen wird das Thema erstaunlich praxisnah: Wie kann eine Kreuzung so Ampel-gesteuert werden, dass der Verkehr optimal fließen kann? Mithilfe der Graphentheorie lässt sich dieses Problem für jede belieblige Kreuzung überraschend einfach lösen!
Kryptologie: Ver- und Entschlüsselungstechniken. Durch Edward Snowden so aktuell wie noch nie: Alle Welt will plötzlich verschlüsselt sein! Und manchen ist’s komplett wurscht. Was ist der richtige Weg? In diesem Teil betrachten wir zuerst einmal die Entwicklung der Verschlüsselungstechniken. Warum waren Cäsar bei seinen Kriegen so erfolgreich? Nur wegen seiner Streitkräfte? Wie hat Cäsars Nachrichtendienst funktioniert? Was hat ein Quadrat mit genialer Verschlüsselung zu tun? Was hat Euklid (ja, der historische Mathematiker) mit deiner Bankomat- oder SIM-Karte vom Handy zu tun? All diese Fragen – und noch viel mehr – werden wir klären! Und dabei wirst du feststellen, dass du im Laufe deiner Schulbahn schon schwierigere mathematische Probleme gelöst hast… Außerdem wirst du sehen, dass es gar nicht schwer ist, einen Strichcode selber zu zeichnen – auch das gehört zur Verschlüsselung.
Virtualisierung: Was ist ein viruteller Computer? In unserem BG BRG Gmunden gibt’s mehrere virtuelle Computer, die die IT-Vorgänge steuern! Gibt’s einen virtuellen Computer wirklich?, oder gibt’s den nicht? Geister? Spuk? Hokuspokus? Ohhhh nein… 🙂 Wir werden uns die Funktionsweise virtualisierter Computer/Server und sogar virtualisierter Netzwerke ansehen, Vorteile und Nachteile besprechen und wozu man sie überhaupt braucht. Außerdem: Wie funktioniert unser Schulnetzwerk mit hunderten Computern und Notebooks so reibungslos? Warum treten an manchen Stellen Schwierigkeiten auf?
Graphikmanipulation/Desktoppublishing
Videographie und Filmschnitt: Diese beiden Themen können bei Interesse mit praktischen Projekten behandelt werden, aber wer sich (fast) ausschließlich für diese Themen interessiert, sollte das WPG Medieninformatik wählen. Auch das nächste Thema wird im WPG MINF behandelt, aber auch im WPG Inf.
HTML5, CSS3 und Javascript: Wie erstellt man Webseiten heute? Welche Technologien werden das Web heute und morgen bestimmen? Wie funktioniert das Internet überhaupt? Wie interaktiv muss Web 2.0 sein? Gibt’s das Web 3.0 bereits? Weil Industrie 4.0 ist zur Zeit in aller Munde… Wir werden das Webseiten-Programmieren mit den Technologien HTML5, CSS3 und Javascript erlernen. Bei Interesse wenden wir uns außerdem Frameworks und CMS zu – wie setzt man in einer Stunde eine moderne Webseite mit WordPress auf? Was macht eine aktive, präsente und repräsentative (Firmen-)Webseite aus? Außerdem schneiden wir Themen wie SEO (Search Engine Optimization) an. Wie bekomme ich meine Website bei Google nach ganz oben?
Algorithmen: Sortieralgorithmen, Suchbäume, Backpack-Problem,…
Hardware: von-Neumann Architektur, von-Neumann Zyklus: Wie funktioniert ein Prozessor?
Datenbanken intern: Design, Normalisierung, Keys, SQL-Standard als zentrales Sprachelement lernen und verstehen, Installation und Arbeiten mit MySQL/PostgreSQL
Grundlagen der theoretischen Informatik: Zahlensysteme, Boolsche Algebra, Schaltalgebra
Datenschutz & Urheberrecht: Üblicherweise beschäftigen wir uns mit diesem Thema im Rahmen des “Safer Internet Month”, der jährlich im bzw. rund um den Monat Februar stattfindet. Das können größere Aktionen mit längerer Dauer (wie z.B. “Let it grow slow”, “Couch Surfing” und QR-Codes zum Thema Internetsicherheit wie vom WPG 7. Klasse 2013 sein; oder Projekte wie “eyeMash” 2016, einem Gemeinschaftsprojekt aller WPG Gruppen).
Geoservices: Funktionsweise von GPS, Positionsbestimmung durch Triangulierung, Geoservices und Datenbanken aus informatischer Sicht, sportliche Anwendung GeoCaching
Ein Projekt eines WPGs hieß “römischer Springer” – dabei wurden in Gmunden zwei GeoCaches erstellt und ausgelegt.
Informatik-Challenges: In der Informatik gibt es viele Wettbewerbe, an denen auf Wunsch teilgenommen werden kann. Für sehr gute Programmierer/innen eignet sich z.B. die Catalysts Coding Contest; die Teilnahme an der Informatik-Olympiade steht allen C/C++ oder Pascal-Programmierer/innen offen; wer sich intensiv mit Security/Hacking auseinandersetzt, ist mit der “Austrian Cyber Security Challenge” gut bedient; und für alle gibt’s den “Biber der Informatik”, der mit lustigen Aufgaben jährlich die Breite der Informatik aufzeigt. Im Schuljahr 2015/16 wurden bei letzterem zwei Schüler aus dem WPG der 6. Klasse Landes- und Bundessieger!
jederzeit: Erarbeitung topaktueller Entwicklungen in der IT aus aktuellem Anlass oder auf Wunsch