Baustein 2 Regionalte am Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni 2004 1 Experiment K. Duncker Dass die...

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Baustein 2 Regionalteam Dresden Informatik Gymnasium 09. Juni 2004

Experiment K. DunckerExperiment K. DunckerExperiment K. DunckerExperiment K. Duncker

Dass die objektorientierte Denkweise

nicht nur bei Schülern sondern auch bei

Erwachsenen tief eingeprägt ist,

verdeutlicht das folgende Experiment:

Mehrere Versuchspersonen erhielten

einzeln die Aufgabe, an einer Wand in an einer Wand in

Augenhöhe nebeneinander drei Kerzen zu Augenhöhe nebeneinander drei Kerzen zu

befestigen und anzuzündenbefestigen und anzuzünden.

Hierfür stand den Probanden eine Reihe

von willkürlich auf dem Tisch verteilten

Gegenständen zur Verfügung. Unter den

meist nutzlosen Dingen befanden sich

auch einige für die Lösung brauchbare:

Heftzwecken, Streichhölzer und drei

kleine in Farbe und Größe etwas

unterschiedliche Pappschachteln von der

Form einer Streichholzschachtel.

Lösung der Aufgabe:

Mit je einer Heftzwecke werden zunächst

die Pappschachteln an der Wand

befestigt; sie dienen den Kerzen als

Standflächen. Anschließend werden die

Kerzen angezündet und mit etwas Wachs

auf den Schachteln festgeklebt.

Die Versuchspersonen mussten diese Aufgabe in zwei leicht

unterschiedlichen Ausgangssituationen lösen: Bei den Personen

der einen Gruppe waren die drei Pappschachteln mit

Versuchsmaterialien gefüllt, die erste mit den Kerzen, die zweite

mit Heftzwecken und die dritte mit Streichhölzern. Bei der zweiten

Gruppe waren die Schachteln leer, Kerzen, Heftzwecken und

Streichhölzer lagen hier auf dem Tisch verstreut.

Erstaunlicherweise wurde die Aufgabe von der zweiten Gruppe

signifikant häufiger und schneller gelöst als von der ersten.

Duncker erklärt dieses Ergebnis wie folgtDuncker erklärt dieses Ergebnis wie folgt:

Die erste Gruppe lernt die Schachteln als

Behälter für Kerzen, Heftzwecken und

Streichhölzer kennen. Diese Funktion

"Behälter“ ist anschließend so eng mit

den Schachteln verknüpft, dass die

Probanden ihr Denken kaum noch davon

lösen können und unfähig sind, die

Schachteln zu einem völlig anderen Zweck

zu nutzen, nämlich als Standfläche für die

Kerzen.

Duncker nennt dieses Phänomen funktionale Gebundenheit.

Die zweite Gruppe nimmt die Schachteln ohne die funktionale

Bindung "Behälter" wahr. Die Versuchspersonen können sie daher

völlig frei auch zu scheinbar ungewöhnlichen Zwecken (z.B. als

Standfläche) einsetzen.

Fazit Experiment K. DunckerFazit Experiment K. DunckerFazit Experiment K. DunckerFazit Experiment K. Duncker

Die Versuchspersonen denken

offenbar objektorientiert

Gegenstände werden zuerst unter dem

Gesichtspunkt in Klassen eingeteilt, welche

Operationen mit ihnen möglich sind. Eine

Schachtel gehört damit für die erste Gruppe

zur Klasse der Objekte, auf denen

Operationen wie "öffnen" und "schließen"

erlaubt sind und die einen Zustand wie "leer"

oder "gefüllt" besitzen. Diese Operationen bestimmen das Denken. Dabei übersieht

diese Gruppe im Gegensatz zur zweiten, dass Schachteln auch

als Objekte einer Oberklasse mit allgemeineren Eigenschaften

aufgefasst werden können, etwa als Objekte der Klasse

quaderförmiger, flacher Gegenstände mit Operationen wie "als

Unterlage verwenden", "stapeln" usw.

Warum ist der BegriffWarum ist der Begriff OBJEKTORIENTIERUNG OBJEKTORIENTIERUNG heute so wichtigheute so wichtig??

Software früher:

Software heute:

Warum ist der BegriffWarum ist der Begriff OBJEKTORIENTIERUNG OBJEKTORIENTIERUNG heute so wichtigheute so wichtig??

Software früher: ABLAUFORIENTIERTABLAUFORIENTIERT• prozedural – imperativ prozedural – imperativ

• Programmierer legt Ablauf genau festProgrammierer legt Ablauf genau fest

• Oberfläche musste eigens codiert werdenOberfläche musste eigens codiert werden

• Textorientierte BenutzerschnittstelleTextorientierte Benutzerschnittstelle

Software heute: OBJEKTORIENTIERTOBJEKTORIENTIERT• Grafische BenutzeroberflächenGrafische Benutzeroberflächen

• Mausbedienung Mausbedienung Ereignisorientierung Ereignisorientierung

• Ablauf vom Benutzer abhängigAblauf vom Benutzer abhängig (Parallelität möglich)(Parallelität möglich)

• Code verteilt sich auf ObjekteCode verteilt sich auf Objekte (Form, Buttons...)(Form, Buttons...)

• KapselungKapselung (nur zugelassene Methoden für Objekt)(nur zugelassene Methoden für Objekt)

Beziehungen (zw. Daten und Objekten)

Ereignisse / Events

Methoden / Operationen

Beziehungen (zw. Gegenständen und Personen)

Ereignisse

Handlungen

Eigenschaften Attribute

Objekte Gegenstände/Personen

Reale Welt

Vergleich mit realer WeltVergleich mit realer WeltVergleich mit realer WeltVergleich mit realer Welt

Die objektorientierte Sichtweise der Dinge entspricht sehr

unserer Erfahrungswelt und insbesondere der unserer

Schüler. Deshalb wird ihr vor allem seit den 90er Jahren

auf vielen Gebieten der Vorzug gegeben.

Informationstechnik

Beispiel: Objektorientierte SichtweiseBeispiel: Objektorientierte SichtweiseBeispiel: Objektorientierte SichtweiseBeispiel: Objektorientierte Sichtweise

Ein Objekt (Exemplar, Instanz) ist ein individuelles

Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen. Es besitzt

eine Objektidentität.

Objekt (Instanz aus der Klasse PKW)

PorschePorscheEigenschaft (Attribut) Attributwert: Farbe:Farbe: goldgold

Klasse: PKW

INSTANZ(Exemplar)

Klassen und InstanzenKlassen und InstanzenKlassen und InstanzenKlassen und Instanzen

Eine Klasse beschreibt ein Objekt.

Vergleichbar mit einer Schablone oder einem

Muster.

Objektklassen in VB

Werkzeugleiste

Beispiel:Jeder Schalter, der über die Werkzeugleiste in das Programm eingebaut wird, ist somit eine INSTANZ der KLASSE der CommandButtons.Alle Instanzen / Objekte verfügen über die gleiche Menge von Attributen und Methoden und reagieren auf bestimmte Ereignisse, das Aussehen kann jedoch völlig unterschiedlich sein.

Schreibweise als ObjektdiagrammSchreibweise als ObjektdiagrammSchreibweise als ObjektdiagrammSchreibweise als Objektdiagramm

Name: PorscheFarbe: goldSchiebedach: falschLeistung: 340 PS

beschleunigen(5 m/s²)tanken(70 l)

Attribute

Objektname

Methoden

Schreibweise in PunktnotationSchreibweise in PunktnotationSchreibweise in PunktnotationSchreibweise in Punktnotation

Porsche[PKW].Gaspedal_treten = wahr Ereignis

Porsche[PKW].Farbe = gold

Porsche[PKW].Beschleunigen(5m/s²)

Attribut

Methode

Objekt/Attribut/Methode/EreignisObjekt/Attribut/Methode/EreignisObjekt/Attribut/Methode/EreignisObjekt/Attribut/Methode/Ereignis

Ein Objekt ist ein abgeschlossener Speicherbereich mit einer genau definierten Ein Objekt ist ein abgeschlossener Speicherbereich mit einer genau definierten Datenstruktur (den Eigenschaften) und fest umrissenen Aufgaben. Die Datenstruktur (den Eigenschaften) und fest umrissenen Aufgaben. Die Kommunikation mit einem Objekt erfolgt über Nachrichten. Jedes Objekt weiß, Kommunikation mit einem Objekt erfolgt über Nachrichten. Jedes Objekt weiß, auf welche Nachrichten es mit welchen Methoden zu reagieren hat.auf welche Nachrichten es mit welchen Methoden zu reagieren hat.

Attribute(Eigenschaften)

Ereignisse(Aktion von außen)

Methoden(Operationen)

Objekte in der TextverarbeitungObjekte in der Textverarbeitung Objekte in der TextverarbeitungObjekte in der Textverarbeitung

AttributAusrichtungAusrichtung

Attributswertlinkslinks

ObjektAbsatzAbsatz

Objekte in der TextverarbeitungObjekte in der Textverarbeitung Objekte in der TextverarbeitungObjekte in der Textverarbeitung

Objekt

Attribut

Attributswert

Methoden in der TextverarbeitungMethoden in der Textverarbeitung Methoden in der TextverarbeitungMethoden in der Textverarbeitung

Methode: NeuesDokument()

Was passiert eigentlich intern, wenn auf das nebenstehende Icon geklickt wird?

Der Mausklick löst die Methode „NeuesDokument“ aus, und es wird eine neue Instanz von der Klasse Dokument im Fenster der Applikation (hier: Word) geöffnet.

In VBA-Code:Documents.Add Dokumentype:=wdNewBlancDocument

Methoden in der TextverarbeitungMethoden in der Textverarbeitung Methoden in der TextverarbeitungMethoden in der Textverarbeitung

Methode: DokumentSpeichern()

Was passiert, wenn auf das nebenstehende Icon geklickt wird?

Der Mausklick löst die Methode „Dokumentspeichern“ aus, die als Parameter den Pfad und Dateinamen benötigt.

In VBA-Code:ThisDocument.SaveAs („C:\TEXTE\Info_OOP.DOC“)

Klassen/Objekte/Attribute/Methoden in der Klassen/Objekte/Attribute/Methoden in der Textverarbeitung (Beispiele)Textverarbeitung (Beispiele)

Klasse (Objekte)

Attribute/Eigenschaften

Methoden/Operationen

ZEICHENZEICHEN SchriftartSchriftschnittFarbeUnterstreichung ....

Markieren()Kopieren()Einfügen()setzeSchriftart() ...

ABSATZABSATZ AusrichtungEinzug_links, Einzug_rechtsAbstand_davor, Abstand_nachZeilenabstandTabstoppsRahmen ...

Markieren()Kopieren()Einfügen()setzeAusrichtung(zentriert)setzeEinzug_links(1,2 cm)setzeZeilenabstand(12 pt) ...

SEITESEITE PapierformatSeitenrand_oben, Seitenrand_rechtsKopfzeile, FußzeileSpaltenzahl...

setzePapierformat(A4)setzeSeitenrand_rechts(2 cm)Drucken()Seitenansicht()

Die Klasse ZeichenDie Klasse Zeichen

Klasse: ZEICHEN Objekt: ein konkretes Zeichen

z.B. A, x, 1 oder @

Attribute/Eigenschaften

SchriftartSchriftschnitt /-stilGrößeFarbeUnterstreichungPosition...

Arial, Times New Roman, Symbol, ...normal, kursiv, fett, unterstrichen, ... 12pt, 18pt, ...rot, grün, blau, ... ohne, einfach, doppelt, ...normal, hochgestellt, tiefgestellt, ...

Methoden/Operationen

erstelle()kopiere()füge_ein()setze_Schriftart()setze_Position()

setze_Farbe()setze_Größe()setze_Stil()lösche()....

Objektorientierung in anderen Objektorientierung in anderen AnwendungenAnwendungen

AttributeFüllungFüllung

RahmenlinieRahmenlinieetc. ...etc. ...

ObjektRechteckRechteck

• Problemorientierung als Ansatz für Problemlöseprozesse aufbauend auf Aufgabenstellungen aus der Erfahrungswelt der Schüler und deren Betrachtung im Zusammenhang von Modellierung - Strukturierung - Implementierung – Interpretation

• Objektorientierung als grundlegender Ansatz für Modellbildung und als didaktisches Hilfsmittel zum Verständnis verschiedenster Anwendungen

• Handlungsorientierung, insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz und der Nutzung von Informatiksystemen sowie den damit verbundenen Organisationsformen

• Projektorientierung als integraler Bestandteil des Unterrichts

siehe LP S. 17/18

Prinzipien im InformatikunterrichtPrinzipien im InformatikunterrichtPrinzipien im InformatikunterrichtPrinzipien im Informatikunterricht

Quellen:Lehrplan Informatik Gymnasium Sachsen 2004http://www.friedrich-informatik.de/download/IT/RLFB7/Objektorientierung_Crashkurs.ppt

• Didaktische Grundsätze S. 17

• Kl. 7 Ziele S. 20

• Kl. 7 LB 2 S. 21

• Kl. 8 Ziele S. 23

• Kl. 8 LB 1 S. 23

• Kl. 9 und 10 Ziele S. 26

• Kl. 11 und 12 LB 8C S. 31

• Kl. 11 und 12 LB 8D S. 32

Explizites Vorkommen im Lehrplan Informatik

• Erarbeiten Sie eine Übersicht (Klassen, Instanzen, Attribute, Methoden) für die Objektorientierung in weiteren Applikationen.– Tabellenkalkulation– Vektorgrafik– Pixelgrafik– Datenbanken (mit Blick auf ERM)– HTML– ....

Was man hört, vergisst man.Was man sieht, daran kann man sich erinnern.Nur was man selbst tut, kann man verstehen.

ArbeitsauftragArbeitsauftragArbeitsauftragArbeitsauftrag