Objektorientierung in der Schule
Objektorientierung in der Schule im Allgemeinen und UML in der Schule im Besonderen.
Die Objektorientierung ist in der Welt der Informatik nicht mehr
wegzudenken. Daher ist es nur naheliegend, dass auch in modernen
Bildungsplänen für die Schule die Objektorientierung einen entsprechenden
Stellenwert hat. Die zu erreichenden Ziele sind im Regelfall verkürzt etwa
wie folgt formulierbar:
Vor dem Programmieren in einer realen Programmiersprache muss zunächst die Beschäftigung mit der objektorientierten Denkweise stehen. Viele Beispiele aus der Fachliteratur sind für die Schule nur bedingt geeignet, weiter unten wird ein sehr anschauliches Modell präsentiert, die "objektorientierte Hundedressur", das durch seine besondere Anschaulichkeit den Blick für das Wesentliche freihalten soll.
Der Mensch ist meist ein "Augentier", d.h. Visualisierungen helfen oft sehr, Sachverhalte verständlich und merkbar festzuhalten. Dies nutzt u.a. auch die UML (Unified Modeling Language) mit ihren verschiedenen Diagrammtypen wie Klassendiagramm, Sequenzdiagramm, Aktivitätsdiagramm, Zustandsdiagramm, usw.. Es bietet sich daher an, bei der Einführung in die OO wo immer sinnvoll und möglich Visualisierungen in Form von Diagrammen zu verwenden und hierbei auf die standardisierte UML zurückzugreifen. Die Diagramme können natürlich mit Kreide an die Tafel skizziert werden, wesentlich sinnvoller ist es aber, sie gleich am Rechner mit geeigneten Programmen zu erstellen, Links dazu siehe weiter unten.
Im nächsten Schritt erzeugen diese UML-Tools aus den Diagrammen Quellcode, der nach einem Compilerlauf direkt lauffähig ist. Dies zeigt einen großen Vorteil dieser Herangehensweise an die OO: Beim Einstieg erfolgt nicht gleichzeitig die Beschäftigung mit der objektorientierten Denkweise und der Syntax einer objektorientierten Programmiersprache, sondern die Konzentration kann ganz auf die OO gelegt werden - das Produzieren eines lauffähigen Programmes ist sozusagen "Nebensache", das erledigen UML-Tool und Compiler. Nach und nach, wenn OO zur Selbstverständlichkeit geworden ist, kann in Schritten weiter in konkrete objektorientierte Programmiersprache eingestiegen werden.
Als ein weiteres Beispiel zeigt die doppelt verkettete Liste, dass mit UML auch komplexere Dinge modellierbar sind, hier ein typisches Beispiel aus dem Bereich der Datenstrukturen. Auch hier liegt der Schwerpunkt auf der objektorientierten Modellierung und Programmierung und nicht auf optischen Dingen wie Fenstern und Menüs. Diese verdecken heute allzu oft im Unterricht den Blick auf das Wesentliche und viel zu viel Programmcode und viel zu viel Zeit werden für diese äußerlichen Nebensächlichkeiten verwendet anstatt für die wirklichen informatischen Inhalte, wobei natürlich auch grafische Oberflächen mit UML modelliert werden können.
Zum Schluss noch einige weiterführende Links:
Andreas Rittershofer
andreas@rittershofer.de
- Umgang mit der objektorientierten Denkweise (dazu gehört natürlich auch der richtige Umgang mit den Fachbegriffen)
- Erstellen von Programmen in einer objektorientierten Programmiersprache (wobei diese sinnvollerweise im Bildungsplan nicht vorgeschrieben wird)
Vor dem Programmieren in einer realen Programmiersprache muss zunächst die Beschäftigung mit der objektorientierten Denkweise stehen. Viele Beispiele aus der Fachliteratur sind für die Schule nur bedingt geeignet, weiter unten wird ein sehr anschauliches Modell präsentiert, die "objektorientierte Hundedressur", das durch seine besondere Anschaulichkeit den Blick für das Wesentliche freihalten soll.
Der Mensch ist meist ein "Augentier", d.h. Visualisierungen helfen oft sehr, Sachverhalte verständlich und merkbar festzuhalten. Dies nutzt u.a. auch die UML (Unified Modeling Language) mit ihren verschiedenen Diagrammtypen wie Klassendiagramm, Sequenzdiagramm, Aktivitätsdiagramm, Zustandsdiagramm, usw.. Es bietet sich daher an, bei der Einführung in die OO wo immer sinnvoll und möglich Visualisierungen in Form von Diagrammen zu verwenden und hierbei auf die standardisierte UML zurückzugreifen. Die Diagramme können natürlich mit Kreide an die Tafel skizziert werden, wesentlich sinnvoller ist es aber, sie gleich am Rechner mit geeigneten Programmen zu erstellen, Links dazu siehe weiter unten.
Im nächsten Schritt erzeugen diese UML-Tools aus den Diagrammen Quellcode, der nach einem Compilerlauf direkt lauffähig ist. Dies zeigt einen großen Vorteil dieser Herangehensweise an die OO: Beim Einstieg erfolgt nicht gleichzeitig die Beschäftigung mit der objektorientierten Denkweise und der Syntax einer objektorientierten Programmiersprache, sondern die Konzentration kann ganz auf die OO gelegt werden - das Produzieren eines lauffähigen Programmes ist sozusagen "Nebensache", das erledigen UML-Tool und Compiler. Nach und nach, wenn OO zur Selbstverständlichkeit geworden ist, kann in Schritten weiter in konkrete objektorientierte Programmiersprache eingestiegen werden.
Als ein weiteres Beispiel zeigt die doppelt verkettete Liste, dass mit UML auch komplexere Dinge modellierbar sind, hier ein typisches Beispiel aus dem Bereich der Datenstrukturen. Auch hier liegt der Schwerpunkt auf der objektorientierten Modellierung und Programmierung und nicht auf optischen Dingen wie Fenstern und Menüs. Diese verdecken heute allzu oft im Unterricht den Blick auf das Wesentliche und viel zu viel Programmcode und viel zu viel Zeit werden für diese äußerlichen Nebensächlichkeiten verwendet anstatt für die wirklichen informatischen Inhalte, wobei natürlich auch grafische Oberflächen mit UML modelliert werden können.
Zum Schluss noch einige weiterführende Links:
- Deutsche UML-Mailingliste (betrieben vom Autor)
- UML/Java in der Schule - Diskussionsforum (betrieben vom Autor)
- Objektorientierte Hundedressur als Beispiel für einen Einstieg
- Doppelt verkettete Liste mit UML und Java
- E-Learning-Umgebung zu UML und Java (Informatik und dann UML/Java) (betrieben vom Autor)
- UML-Tool Fujaba (Java-Programm,
läuft daher auf jedem Betriebssystem, für das es eine Java-Runtime gibt)
(freie Software unter der GNU LGPL)
- UML-Tool ArgoUML (Java-Programm,
läuft daher auf jedem Betriebssystem, für das es eine Java-Runtime gibt)
(Open Source unter der BSD Open Source License)
Andreas Rittershofer
andreas@rittershofer.de
