Informatik 4: Unterrichtswerk für die Sekundarstufe 2

P. Hubwieser, P. Löffler, P. Schwaiger, M. Spohrer, M. Steinert, S. Voß,  F. Winhard:
Informatik 4 - Rekursive Datenstrukturen, Softwaretechnik.

Schülerbuch für die 11. Jahrgangsstufe

Ernst Klett Verlag, Stuttgart (Bestellung hier), ISBN: 978-3-12-731868-5 (identisch mit 3-12-731868-5), Preis: 19,95 EUR

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In Bayern zugelassen unter ZN 176/09-G.

Handlungs- und problemorientierter Unterricht
In diesem Buch beginnt jede Lerneinheit mit einer einführenden Aufgabe, die den Schülerinnen und Schülern einen problemorientierten Einstieg in die jeweilige Thematik erlaubt. So wird ihr Interesse geweckt und eine ausreichende Motivation zur eingehenden Beschäftigung mit der jeweiligen Thematik erzeugt.

Strukturierter Aufbau
Die Lerneinheiten enthalten eine kurze und prägnante Formulierung des jeweiligen Lernstoffes. Begriffe und Zusammenhänge werden schülergerecht hergeleitet, in Merkkästen zusammengefasst, an Beispielen konkretisiert und mit entsprechenden Aufgaben gesichert, geübt und vertieft.

Selbstkontrolle
Am Ende der Kapitel I, II und III werden im Training interessante Aufgaben gestellt, welche die Themen des jeweiligen Kapitels integriert und vernetzt behandeln. Diese Aufgaben bieten die Möglichkeit zu selbstkontrolliertem Üben, da die Lösungen am Ende des Buches angegeben sind.

Projektarbeit
Das zentrale Thema von Kapitel IV ist die Planung und Durchführung von Projekten. In Kapitel V geht es dann speziell um Softwareprojekte. Bei der Bearbeitung dieser Themen sollte natürlich auch im Unterricht möglichst projektartig gearbeitet werden. Es bietet sich an, zunächst ein kleineres Projekt durchzuführen, bei dem das Erlernen der Begriffe und Vorgehensweisen zur Projektarbeit und zur Softwaretechnik im Vordergrund steht. Darauf könnte ein größeres Softwareprojekt folgen, das von den Schülerinnen und Schülern selbstständig geplant, geleitet und durchgeführt wird. In Kapitel IV finden sich auf den Seiten 133 ff viele Vorschläge für solche Projekte. In den Lerneinheiten folgen auf die Lehrtexte jeweils Vorschläge zur Projektarbeit, anhand derer man das schrittweise weiter bearbeiten kann. Kleinere Aufgaben im Stil der Kapitel I, II und III sind im Rahmen der Projektarbeit nur an wenigen Stellen sinnvoll. Sie werden daher in den Kapiteln IV und V nur noch sehr sparsam eingesetzt. Aus diesem Grunde gibt es in den Kapiteln IV und V auch keine Trainingsaufgaben, wie dies sonst üblich ist.

Inhalt:
Beim Entwurf und der Implementierung von objektorientierten Softwaresystemen haben Sie die zentralen Konzepte und Techniken der objektorientierten Modellierung und Programmierung kennengelernt. In diesem Buch werden Sie zusätzlich Folgendes lernen: 
Für viele Anwendungen sind statische Datentypen, bei denen der Umfang der Datenelemente schon bei der Programmierung festgelegt werden muss, schlecht oder gar nicht geeignet. Am Beispiel von Warteschlangen lernen Sie zunächst den einfachsten dynamischen Datentyp kennen. Hier begegnen Sie erstmals der Rekursion auf Datentypen, die dann auch zur Rekursion auf Funktionen führt. Am Beispiel des Kompositums begegnen Sie einem Entwurfsmuster, mit dem man Listen sehr elegant implementieren kann. Binärbäume eröffnen Ihnen anschließend die Welt der baumartigen Datenstrukturen, die man für die Darstellung hierarchischer Informationsstrukturen, wie z. B. Stammbäume oder Klassenhierarchien, benötigt.
Diagramme, die aus Knoten und Kanten bestehen, stellen aus mathematischer Sicht Graphen dar. Viele Aufgabenstellungen kann man mithilfe solcher Diagramme sehr einfach darstellen. Dies gilt für Landkarten mit Städten und Straßenverbindungen, für die innere Organisation von Firmen, für Klassendiagramme ebenso wie für Fertigungsabläufe in Fabrikhallen. Mit der Fähigkeit, solche Graphen darzustellen und abzusuchen, lernen Sie daher eine Lösungsmöglichkeit für viele komplexe Probleme des Alltags kennen.
Die Projektarbeit stellt heute in vielen Firmen die vorherrschende Organisationsform dar. Sie erfahren daher in diesem Buch, wie man Projekte plant und vorbereitet sowie durchführt und auswertet. In Softwareprojekten spielt neben dem Vorgehensmodell das Zusammenspiel verschiedener Analyse- oder Entwurfsmodelle eine zentrale Rolle. Auch die Auswahl und effiziente Umsetzung von bekannten Softwaremustern kann entscheidend zum Erfolg beitragen.