Java mit Miniwelten Lernen

Miniwelten sind ein effizienter Weg, um die Programmierung zu erlernen.

Für einen Crash-Kurs an der Fachhochschule Aarau habe ich einen Kurs entwickelt, der auch fur andere interessant sein könnte.

Skript

Der Skript enthält einen Lerntext mit Merkpunkten, Übungen, Fallstudien, Repetitionsaufgaben. Der Skript wurde bisher bei der Fachhochschule Aarau (5tägiger Kurs Internetprogrammierung und Multimedia) und in der Lehrlingsausbildung zum Applikationsentwickler eingesetzt. Die Erfahrung zeigt, dass der Ansatz mit den Hamstern sehr gut ankommt. Jedoch lassen sich überrissene Lernziele auch so nicht problemlos erreichen. Für dieneingen, denen es in meinem Skript zu schnell geht, hat der Autor der Hamsterwelt mehrere Bücher mit zahlreichen Übungsbeispielen veröffentlicht.

Anschauen, Ausprobieren ob das Lernen so schneller geht und mehr Spass macht ist gratis. Für den Einsatz im Unterricht oder das intensive Selbstudium ist die Nutzung kostenpflichtig. Der Skript steht als pdf-Versionen zur Verfügung.

Übungen

Übungen zum Skript, soweit diese erstellt worden sind. Die Übungen sind gezippt. Der gezippte Ordner kann in der Hamsterwelt in den Ordner Programme kopiert werden. Die Übungen zu Kapitel 2 sind jetzt bereit gestellt. Ebenso bin ich daran die Übungen systematisch durchzunummerieren. Dies ist bis Thema 9 bereits erfolgt.

Übungen zum Kapitel 2 bis 4 (teilweise, Themen 2 bis 15) überarbeitet und ergänzt.Thema2bis15.zip
Übungen zum Kapitel 4 Malen mit Hamstern (alte Version für ab Thema 16).Kapitel4.zip
Übungen zum Kapitel 5 Programme erstellen.Kapitel5.zip

Programme

Das Hamstermodel

Mit dem Hamstermodell lassen sich die Konzepte der strukturierten und imperativen Programmierung erarbeiten. Die Möglichkeiten des Hamsters ersehen Sie aus folgendem Klassendiagramm

Die Klasse Hamster	Die Utility Klasse Territorium

Weitere Miniwelten

Für das Erlernen sind noch folgende Miniwelten (microworlds) interessant:

Der Käfer Kara der ETH Zürich. Er führt mit einer eigenen simpel einfachen deklarativen Programmiersprache in die Problematik der Zustandsmaschinen (state machines) ein. Dies ist eine gute Einführung zu Zustandsdiagrammen.
Anschaulich auch die Entdeckungsmoglichkeiten für parallel laufende Prozesse. Den Download von Kara finden Sie hier.
Meine eigene Miniwelt können Sie auch down loaden. Sie soll vor allem den Nachrichtenaustausch zwischen Objekten und die Instantiierung von Objekten veranschaulichen. Die zip-Datei enthält die Programmdatei Roboworld14.jar und die Datei scenarios.mws. Beide müssen sich im gleichen Ordner befinden. Die Szenarios veranschaulichen verschiedene Entwurfsmuster (design pattern) wie Template, Strategie, MVC, Observer, etc.. Im Gegensatz zur Hamsterwelt steht aber nur eine sehr kleine Auswahl des Java-Codes zur Verfügung.
Bergins Miniwelt JKarel Robot war bis vor kurzem die einzige, die auch den Zugriff auf Dateien und die Freigabe von Netzwerkressourcen vollständig erlaubt. Die Roboterwelt wird zusammen mit einem beliebigen Editor, z. B. Eclipse (Ideal fur Fortgeschrittene) oder BlueJ (sensationell anschaulicher Editor) eingesetzt. Die Downloadadresse der Miniwelt ist http://csis.pace.edu/~bergin/KarelJava2ed/karelexperimental.html. Die Installation ist nicht ganz einfach, da noch das Java Archiv KarelJRobot.jar in den Klassenpfad einzubinden ist. Beachten Sie dazu Thema 6, Java Projekte realisieren in Skript Teil B (pdf).

Hintergrundinformationen

Meine Diplomarbeit zum Thema Miniwelten und objektorientierte Programmierung gibt auf Englisch lernpsychologische Überlegungen und die Lehrerfahrung wieder, die fur die Verwendung von Miniwelten sprechen: Roboworld, Overcoming the Problem of Cognitive Load in Object-Oriented Programming by Microworlds, Word-Dokument, 7 MB, gezippt auf 750 kB, pdf-document, 1.3 MB. Die Diplomarbeit wurde eingereicht und akzeptiert für den Abschluss des Nachdiplomstudiums in Lehr- und Lerntechnologie an der Universität Genf ( Information et inscription au diplôme Staf Tecfa).