Lernen der Programmiersprache Java

Didaktik der InformatikSS 04

Tim Schweisgut

Was ist Java Eine objektorientierte Programmiersprache Bekannteste Komponente: „Applets“

Applets werden innerhalb des Browsers ausgeführt.

Mit Virtual Machine (VM) kann man auch eigenständige Programme schreiben (auch mit „moderner“ Windows-Oberfläche)

Leicht Threads (nebenläufige Aktivitäten) schreiben.

Leicht auf Datenbanken zuzugreifen.

Wie funktioniert Java I Benötigt Quelldatei mit Quelltext Erstellbar mit Editor aber einfacher mit IDE,

da diese auch Debugger und Kompiler bietet Kompiler übersetzt Quelltext in Bytecode Bytecode wird von JVM in Maschinenbefehle

umgesetzt Jeder Rechner mit JVM kann, unabhängig von

OS, Programm ohne kompilieren ausführen

Wie funktioniert Java II

Die JVM gibt es für alle gängigen OS (Windows, Linux, Unix, Solaris,…)

Sofern Bytecode Sicherheitsbedingungen erfüllt, kann ein Browser ihn auch ausführen

Was benötigt man zum Programmieren mit Java?

Das Standard Development Kit (SDK) von Sun (Standardkompiler)

Eventuell IDE, damit das Programmieren leichter fällt

Die Geschichte von Java 1991 von James Gosling im Green-Projekt

entwickelt Ursprünglich sollte es eine Sprache für

Haushalts- und Industriegeräte sein Sollte eigentlich Oak heißen, dann aber

Kaffeesorte gewählt 1995 Alpha-Release 1997 Version 1.1 des JDK … 2002 Version 1.4 des JDK

(Geschwindigkeit)

Einordnung in den Lehrplan Informatik leistet eigenständigen Beitrag

im mathematisch naturwissenschaftlichen Aufgabenfeld

Methoden und Werkzeuge der Informatik werden in vielen Bereichen verwendet

11.2 Grundlagen der Programmierung 12.1 objektorientierte Modellierung UML In Projekten erarbeiten und wenn

möglich auf HTML ausarbeiten

Objektorientierte Programmierung I

Vorteile der OOP: Schutz der Daten: Methoden

„bewachen“ Daten Verständlichkeit: Datentypen selbst

definieren (Schüler, Schule,…)Diese werden als Klassen eingeführtEin Objekt entspricht dann diesem Gegenstand

OOP II / Objekte Objekt unterteilt in

Datenelemente und die zugehörigen Funktionen (Methoden)

rechteck

Attribute:

Methoden:

10

10

1010

draw()

scale(…)

move(…)

x

y

width height

andere Objekte

Beispiel für ein Objekt:

OOP III Übersicht bei großen Systemen: In

OOP werden Klassen und Pakete als größere Einheiten eingeführt.Pakete KlassenMethoden/Daten

Wiederverwendbarkeit von Quellcode: Quellcode kann vererbt werden. Eine Vaterklasse gibt alle Methoden und Datenfelder an Unterklassen weiter

OOP IV Leicht grafikorientierte

Benutzeroberflächen zu proogrammieren

Nachteil: Man muss teilweise hohes Maß an Abstraktion aufbringen. Man kann die Schüler allerdings mit leichten Beispielen heranführen

Grundlagen in der 11 mit JavaKara I JavaKara entwickelt an der ETH Zürich Mit Java programmierbarer Marienkäfer Bietet spielerischen Zugang zur Java-

Programmierung Alle wichtigen Grundlagen (Schleifen,

Rekursion,…) lassen sich leicht mit JavaKara verdeutlichen und realisieren

Grundlagen in der 11 mit JavaKara II

JavaKara hat European Academic Software Award 2002 gewonnen

Download zusammen mit Unterrichtsmaterialien kostenlos bei ETH Zürich:

http://www.educeth.ch/informatik/programmieren.html

Wie funktioniert JavaKara?

JavaKara im Unterricht I Schüler schreiben Java-Klasse, was

Kara machen soll (z.B. bis zu einem Baum gehen)

Ergebnis kann mit JavaKara kontrolliert werden

Zuerst Aufbau des Programms erklären

Relativ schnell erstes Arbeitsblatt möglich

JavaKara im Unterricht II / erstes Arbeitsblatt

Erstes Arbeitsblatt:Aufgabe: Kara steht vor einem Blatt, welches vor einem Baum liegt. Kara soll auf das Blatt gehen, es aufnehmen, um den Baum herumgehen, sich wieder in Ausgangsrichtung drehen, das Blatt ablegen, einen Schritt nach vorne machen und sich umdrehen.

JavaKara im Unterricht III

Anleitung zur Lösung der Aufgabe angeben

Erklärung zu Lösung (Quelltext) geben

Erklärung zu Kara‘s Fähigkeiten geben

Erklärung zur Programmierumgebung geben

JavaKara im Unterricht IV

In folgenden Stunden mit solchen Blättern weiterarbeiten und so alle wichtigen Themen erklären

JavaKara ist Freeware, also können die Schüler jeweils Hausaufgaben zur Vertiefung und Festigung bekommen

JavaKara im Unterricht VRekursion

Kara soll aus dem Labyrinth findend

Helfe Kara ohne Verwendung einer Schleife

Fazit JavaKara bietet einfachen spielerischen

Zugang zur Programmierung mit Java Die Grundlagen können in der 12 dann

erweitert werden, am besten ebenfalls mit Java (siehe Vorteile)

Java hat eine einfache Möglichkeit Ausnahmen abzufangen

Grafikorientierte Oberfläche und Ausnahmebehandlung motivieren Schüler, da die Programme professioneller wirken

Quellen Dr. Claudia Leopold, Informatik III Skript, WS 03/04

JLU

Joachim Goll, Java als erste Programmiersprache, Teubner Verlag

http://www.educeth.ch/informatik/programmieren.html

Meine Ausarbeitung:http://www.timschweisgut.de