Entwickelt wurde Computer Science Field Guide and der University of Canterbury in Christchurch in Neuseeland. Die Idee hinter der Sammlung war, das gesamte Unterrichtsmaterial für den Einführungskurs ins Programmieren als interaktives Textbuch online abzulegen und zugänglich zu machen. So ist ein gesamter Kurs entstanden mit 17 Kapiteln entstanden. Leider sind alle noch auf Englisch, so dass die kompletten Unterrichtseinheiten für den Unterricht bei uns nur bedingt tauglich sind. Allerdings gibt es ein Projekt, den ganzen Inhalt auch auf Deutsch, Spanisch und Polnisch zu übersetzen.
Der gesamte Inhalt des Kurses, der von „Algorithms“ über „Data Representations“, „Compression“ bis hin zu „Formal Languages“ und „Big Data“ geht, ist komplett frei verfügbar. Auf GitHub lassen sich alle Inhalte herunterladen.
Interaktive Beispiele haben es in sich
Für den Unterricht auf Deutsch – zumal auf Gymnasialstufe, wo alle SuS bereits über Grundkenntnisse in Englisch verfügen – sind vor allem die interaktiven Beispiele interessant. Für jedes Kapitel gibt es mehrere Visualisierung, bei denen die Lernenden selbst etwas tun können und so Inhalte entdecken, Zusammenhänge aufdecken und Gelerntes anwenden können. Insgesamt gibt es unter https://csfieldguide.org.nz/en/interactives/ 76 solcher Beispiele.
Beispiel: Sortieren
Dieses Interaktive Applet ermöglicht es Lernenden, sich selbst einen Sortier-Algorithmus zu überlegen und auf seine Tauglichkeit zu testen. Da die Symbole keinerlei Auskunft darüber geben, welches grösser oder kleiner ist, bleibt als einzige Möglichkeit nur, die Symbole auf geschickte Weise zu vergleichen – jeweils eines mit einem anderen.
Beispiel: Farben mischen
Mit diesem sehr einfach gehaltenen Farbmixer lassen sich sämtliche 16 Mio. Farben darstellen, die gewöhnlich einem Computer zur Verfügung stehen.
Beispiel: Binärsystem
Mit diesem Applet wird es sehr einfach zu verstehen, wie das Binärsystem funktioniert. Die Zahl 45 wird sofort als 101101 erkannt. Jede Aufgedeckte Karte entspricht einer 1 jede umgedrehte einer 0.
Beispiel: JPEG Kompression
Mit diesem interaktiven Applet lässt sich selbst ausprobieren, was es für das Bild bedeutet, wenn einzelne Koeffizienten der diskreten Cosinustransformation auf 0 gesetzt werden und so keinen extra Speicherplatz mehr benötigen. Man kann die Kompression von „Hand“ vornehmen.
Beispiel: RSA
Ein sehr einfach gehaltenes Applet, mit dem man Texte, die mit RSA verschlüsselt sind dechiffrieren kann. Für die Generierung der verschlüsselten Botschaft und des Schlüssels stehen zwei andere Applets zu Verfügung:
Damit lässt sich der ganze Vorgang von der Schlüsselerzeugung über die Verschlüsselung bis hin zur Entschlüsselung völlig transparent nachvollziehen.
Ausprobieren!
Unter den 76 Beispielen gibt es nur wenige, die nicht überzeugen. Wer also das nächste Mal auf der Suche nach einer guten Visualisierung für den Informatik-Unterricht ist, sollte sich unbedingt etwas Zeit nehmen und die Beispiele auf dieser ausgezeichneten Sammlung ansehen.