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Beats Biblionetz - Bücher

Theory of Computation as a Vehicle for Teaching Fundamental Concepts of Computer Science

Thesis 15035, ETH Zürich, D-INFK, May 2003
Buchcover
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iconZusammenfassungen

Raimond ReichertIn der heutigen Informationsgesellschaft sind Kenntnisse der Grundlagen von Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT) eine Schlüsselqualifikation und müssen Teil der Allgemeinbildung werden. Zentrale Themen der Informatik sind die Konzepte der Formalisierung sowie des Programmierens. Das Unterrichten dieser Konzepte als Teil der Allgemeinbildung ist eine anspruchsvolle Herausforderung. Existierende Ansätze sind typischerweise zeitaufwendig, obwohl Zeit in Schulen eine knappe Resource ist. Es gibt einen Bedarf für intuitive, benutzerfreundliche, qualitativ hochstehende Lernumgebungen als Unterst ützung für das Lehren und Lernen der Grundlagen von ICT im Rahmen der zur Verfügung stehenden Zeit.
Unser Ansatz verwendet die theoretische Informatik als Mittel zum Zweck, um ausgewählte Grundlagen der Informatik zu unterrichten. Die Hauptbeiträge dieser Dissertation sind die Kara-Lernumgebungen, die in diesem Text beschrieben sind. Ein Ziel der Umgebungen ist es, den Benutzern zu ermöglichen, innerhalb einer Stunde ihr erstes Programm erfolgreich schreiben können. Die Umgebungen basieren auf endlichen Automaten und umfassen:
  1. Eine Einführung in die Programmierung, die sich an Leute ohne Programmiererfahrung richtet (die Kara-Umgebung).
  2. Eine Einführung in die theoretische Informatik anhand von zweidimensionalen Turing Maschinen für Studierende, die sich mit der Theorie der Berechenbarkeit auseinander setzen (die TuringKara-Umgebung).
  3. Einen Ansatz zum Unterrichten grundlegender Konzepte der nebenläufigen Programmierung in einer anschaulichen Art undWeise, der auf verschiedenen Stufen eingesetzt werden kann (MultiKara).
  4. Einen reibungslosen übergang zum Programmieren mit Java für Leute, die mit Java oder ähnlichen Sprachen nicht vertraut sind (JavaKara).
Die grosse Verbreitung der Kara-Umgebungen an vielen Schulen auf unterschiedlichen Stufen und das sehr positive Feedback von Lehrenden und Lernenden haben uns überzeugt, dass der Theorie-basierte Ansatz von Kara erfolgreich ist und dass es sich lohnt, diesen Ansatz weiter zu verfolgen.
Von Raimond Reichert in der Dissertation Theory of Computation as a Vehicle for Teaching Fundamental Concepts of Computer Science (2003)

iconKapitel Unter den anklickbaren Kapiteln finden Sie Informationen über einzelne Teile des gewählten Werks.

  • 1. ICT: A Challenge for the Information Society
  • 2. Theory of Computation as a Vehicle for Teaching Programming
  • 3. Kara - Introduction to Programming for Beginners
  • 4. TuringKara - Two-Domensional Turing Machines
  • 5. MultiKara - Introduction to Concurrent Programming
  • 6. JavaKara
  • 7. Experience and Evaluation

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Personen
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Kent Beck, Mordechai Ben-Ari, Joseph Bergin, B. S. Bloom, Dietrich Boles, Benedict du Boulay, Valentin Braitenberg, Rodney Brooks, Jerome S. Bruner, Peter Brusilovsky, Eduardo Calabrese, D. E. Comer, Allen Cypher, Peter Denning, A. K. Dewdney, Edsger W. Dijkstra, Erich Gamma, David Gries, Mark Guzdial, Werner Hartmann, Richard Helm, Jozef Hvorecky, Ralph Johnson, Ken Kahn, Anatoly Kouchnirenko, Bertrand Meyer, Philip Miller, John Monk, Michael C. Mulder, Jürg Nievergelt, Tim O'Shea, Seymour Papert, Richard E. Pattis, Jef Raskin, Raimond Reichert, Jim Roberts, David Canfield Smith, Elliot Soloway, Jim Spohrer, Mark Stehlik, Allen Tucker, Alan Turing, A. Joe Turner, John Vlissides, Niklaus Wirth, Paul R. Young

Fragen
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Welche Ausbildung wird in der Informationsgesellschaft benötigt?

Begriffe
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Algorithmusalgorithm, Alice.org, Allgemeinbildunggeneral education, Church-Turing-These, computer literacycomputer literacy, Fundamentale Ideen, Fundamentale Ideen der Informatik, ICTICT, Informatik-Unterricht (Fachinformatik)Computer Science Education, Interaktivitätinteractivity, Java, Kara, Konstruktionismusconstructionism, Lernsoftware, LOGO (Programmiersprache)LOGO (programming language), Programmierenprogramming, Programmiersprachenprogramming languages, Roboterrobot, Taxonomien von Bloom, Theorietheory, Turing-Maschineturing machine, UsabilityUsability, Visualisierungvisualization
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Bücher
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1956  Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 5, 8, 8, 15, 5, 3, 6, 3, 3, 3, 5, 129020122587
1960The Process of Education (Jerome S. Bruner) 6, 12, 10, 9, 6, 2, 3, 2, 5, 5, 3, 106815102249
1972  Systematisches Programmieren (Niklaus Wirth) 4, 2, 2, 3, 4, 2, 1, 3, 1, 1, 1, 6121063360
1981Karel the Robot (Richard E. Pattis) 6, 4, 4, 4, 2, 2, 1, 2, 3, 3, 1, 71937355
1982    Mindstorms (Seymour Papert) 8, 62, 20, 32, 17, 26, 26, 26, 15, 15, 6, 1421245144849
1984Vehicles (Valentin Braitenberg) 13, 16, 5, 4, 2, 6, 5, 3, 1, 1, 17, 923291047
1988   Studying the Novice Programmer (Elliot Soloway, Jim Spohrer) 5, 8, 3, 4, 3, 2, 1, 3, 1, 1, 2, 61613686
1989The Turing Omnibus (A. K. Dewdney) 8000
1990  Principles of Concurrent and Distributed Programming (Mordechai Ben-Ari) 7, 4, 4, 1, 2, 1, 1, 3, 1, 1, 1, 4164292
1995    Design Patterns (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 3, 4, 4, 8, 4, 3, 1, 3, 3, 3, 3, 8431383855
1996Karel++ (Joseph Bergin, Mark Stehlik, Jim Roberts, Richard E. Pattis) 2, 4, 3, 2, 3, 2, 2, 4, 3, 3, 2, 4754294
1997Object-oriented software construction 2nd Ed. (Bertrand Meyer) 4, 4, 2, 4, 3, 1, 1, 2, 2, 2, 1, 4744730
1999    extreme Programming explained (Kent Beck) 6, 7, 10, 5, 5, 5, 3, 2, 4, 4, 4, 617156947
1999   Programmieren spielend gelernt (Dietrich Boles) 7, 4, 3, 2, 3, 2, 4, 5, 2, 2, 3, 61256595
2000  The Humane Interface (Jef Raskin) 8, 3, 6, 3, 4, 3, 2, 1, 3, 3, 3, 710107778
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Texte
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1936On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (Alan Turing) 6, 1, 10, 8, 5, 5, 4, 3, 1, 2, 2, 736372220
1981   The black box inside the glass box (Benedict du Boulay, Tim O'Shea, John Monk) 4, 2, 2, 5, 3, 3, 2, 3, 4, 4, 1, 412134287
1989   On the cruelty of really teaching computing science (Edsger W. Dijkstra) 2, 2, 3, 4, 1, 3, 3, 4, 4, 2, 1, 716971869
1989    Computing as a Discipline (Peter Denning, D. E. Comer, David Gries, Michael C. Mulder, Allen Tucker, A. Joe Turner, Paul R. Young) 6, 1, 2, 3, 5, 3, 3, 2, 3, 3, 3, 41654104
1991    Intelligence without representation (Rodney Brooks) 2, 2, 4, 3, 4, 3, 1, 2, 1, 1, 2, 512125783
1994    KidSim (David Canfield Smith, Allen Cypher, Jim Spohrer) 4, 2, 4, 3, 3, 2, 2, 3, 1, 1, 1, 41134205
1995    ToonTalk (Ken Kahn) 5600
1995    Welchen Wert haben theoretische Grundlagen für die Berufspraxis? (Jürg Nievergelt) 4, 5, 6, 3, 3, 2, 3, 1, 1, 1, 2, 71587471
1997    Mini-languages (Peter Brusilovsky, Eduardo Calabrese, Jozef Hvorecky, Anatoly Kouchnirenko, Philip Miller) 2, 4, 4, 5, 4, 3, 2, 4, 2, 2, 2, 612126351
1999     Roboter programmieren - ein Kinderspiel (Jürg Nievergelt) 12, 2, 4, 2, 3, 2, 1, 2, 2, 2, 5, 7102572615
2000    Ein spielerischer Einstieg in die Programmierung mit Java (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 4, 8, 4, 2, 3, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 811681311
2001    Programming in schools - why, and how? (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 1, 8, 4, 5, 5, 3, 2, 5, 2, 2, 1, 94219839
2001    Kara, finite state machines, and the case for programming as part of general education (Werner Hartmann, Jürg Nievergelt, Raimond Reichert) 1, 10, 6, 5, 5, 2, 3, 4, 3, 3, 2, 55155535
2002    Teaching the Nintendo Generation to Program (Mark Guzdial, Elliot Soloway) 10, 4, 6, 3, 3, 4, 2, 2, 4, 4, 4, 319531210
2002    Informatik und Bildung zwischen Wandel und Beständigkeit (Werner Hartmann, Jürg Nievergelt) 68, 174, 91, 108, 49, 78, 14, 37, 22, 22, 34, 191757193388

iconDiese Doktorarbeit erwähnt nicht... Eine statistisch erstelle Liste von nicht erwähnten (oder zumindest nicht erfassten) Begriffen, die aufgrund der erwähnten Begriffe eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, erwähnt zu werden.

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icon4 Erwähnungen Dies ist eine nach Erscheinungsjahr geordnete Liste aller im Biblionetz vorhandenen Werke, die das ausgewählte Thema behandeln.

iconCo-zitierte Bücher

Buchcover

Exorciser

Automatic Generation and Interactive Grading of Structured Exercises in the Theory of Computation

(Vincent Tscherter) (2004)     

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Beat ( 06.07.2003), Werner

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iconBeat und Diese Doktorarbeit

Beat war Co-Leiter des ICT-Kompetenzzentrums TOP während er Diese Doktorarbeit ins Biblionetz aufgenommen hat. Die bisher letzte Bearbeitung erfolgte während seiner Zeit am Institut für Medien und Schule. Beat besitzt ein physisches und ein digitales Exemplar. Eine digitale Version ist auf dem Internet verfügbar (s.o.). Es gibt bisher nur wenige Objekte im Biblionetz, die dieses Werk zitieren.

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