Media education and/or informatics education?

Die Herausforderungen der durch Digitalisierung, Vernetzung und automatisierte Informationsverarbeitung geprägten Welt werden breit diskutiert, und es werden Strategien entwickelt, wie das deutsche Bildungssystem, insbesondere das schulische, diesbezüglich weiterentwickelt werden muss. In diesem Zusammenhang wird die Rolle digitaler Medienbildung besonders betont, informatische Bildung dagegen bislang vernachlässigt. Dieser Diskussionsbeitrag gibt Einblick in die Argumentationslage. (DIPF/Orig.)The challenges of digitalization, networking, and automated information processing are widely discussed, and strategies are being developed on how the German education system, in particular the school system, needs to be further developed. In this context, the role of digital media education is particularly emphasized, but the role of Informatics education has so far been neglected. This article gives insight into the current discussion. (DIPF/Orig.

Kritische Entgegnung auf die Studie «Zur Relevanz informatischer Bildung in der Schule für den Erwerb computer- bzw. informationsbezogener Kompetenzen»

Dieser Beitrag nimmt Bezug auf den Artikel «Zur Relevanz informatischer Bildung in der Schule für den Erwerb computer- und informationsbezogener Kompetenzen als Teilaspekt von Medienbildung», der an gleicher Stelle in einem früheren Heft erschien. Basierend auf Sekundäranalysen der ICILS 2013-Daten wird darin geschlussfolgert, es gebe einen Zusammenhang zwischen der Belegung von Informatikunterricht in der Schule und geringeren computer- bzw. informationsbezogenen Kompetenzen. Der vorliegende Beitrag legt dar, warum diese und andere Schlussfolgerungen basierend auf dem zur Verfügung stehenden Datenmaterial und der von den Autorinnen gewählten Auswertungsmethodik wissenschaftlich nicht haltbar sind

IHMCIF: An Extension of the PDBx/mmCIF Data Standard for Integrative Structure Determination Methods

IHMCIF (github.com/ihmwg/IHMCIF) is a data information framework that supports archiving and disseminating macromolecular structures determined by integrative or hybrid modeling (IHM), and making them Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable (FAIR). IHMCIF is an extension of the Protein Data Bank Exchange/macromolecular Crystallographic Information Framework (PDBx/mmCIF) that serves as the framework for the Protein Data Bank (PDB) to archive experimentally determined atomic structures of biological macromolecules and their complexes with one another and small molecule ligands (e.g., enzyme cofactors and drugs). IHMCIF serves as the foundational data standard for the PDB-Dev prototype system, developed for archiving and disseminating integrative structures. It utilizes a flexible data representation to describe integrative structures that span multiple spatiotemporal scales and structural states with definitions for restraints from a variety of experimental methods contributing to integrative structural biology. The IHMCIF extension was created with the benefit of considerable community input and recommendations gathered by the Worldwide Protein Data Bank (wwPDB) Task Force for Integrative or Hybrid Methods (wwpdb.org/task/hybrid). Herein, we describe the development of IHMCIF to support evolving methodologies and ongoing advancements in integrative structural biology. Ultimately, IHMCIF will facilitate the unification of PDB-Dev data and tools with the PDB archive so that integrative structures can be archived and disseminated through PDB

Federating structural models and data:Outcomes from a workshop on archiving integrative structures

Structures of biomolecular systems are increasingly computed by integrative modeling. In this approach, a structural model is constructed by combining information from multiple sources, including varied experimental methods and prior models. In 2019, a Workshop was held as a Biophysical Society Satellite Meeting to assess progress and discuss further requirements for archiving integrative structures. The primary goal of the Workshop was to build consensus for addressing the challenges involved in creating common data standards, building methods for federated data exchange, and developing mechanisms for validating integrative structures. The summary of the Workshop and the recommendations that emerged are presented here

New computer technology: special issue «Cloud technologies in education»

The materials of the special issue are devoted to the use of cloud technologies in open education, the formation and development of a cloud-oriented learning environment, the use of cloud-based learning support systems, cloud technologies for learning mathematics, physics and informatics. For scientists, employees of educational management bodies, teachers and students of higher educational institutions and colleges, teachers and graduate students, for all those who are interested in history, modern approaches to research and trends in the development of cloud technologies in education.Материалы спецвыпуска посвящены вопросам использования облачных технологий в открытом образовании, формирования и развития облачно ориентированной учебной среды, использованию облачно ориентированных систем поддержки обучения, средствам облачных технологий обучения математике, физике и информатике. Для научных работников, работников органов управления образованием, преподавателей и студентов высших учебных заведений и колледжей, учителей и аспирантов, для всех тех, кого интересуют история, современные подходы к исследованию и тенденции развития облачных технологий в образовании.Матеріали спецвипуску присвячені питанням використання хмарних технологій у відкритій освіті, формування та розвитку хмаро орієнтованого навчального середовища, використанню хмаро орієнтованих систем підтримки навчання, засобам хмарних технологій навчання математики, фізик та інформатики. Для науковців, працівників органів управління освітою, викладачів та студентів вищих навчальних закладів та коледжів, вчителів та аспірантів, для всіх тих, кого цікавлять історія, сучасні підходи до дослідження та тенденції розвитку хмарних технологій в освіті

Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II

In Deutschland befindet sich die informatische Bildung in der Sekundarstufe in einem konzeptionellen Wandel von starker Betonung der prozeduralen Programmierung hin zum objektorientierten Modellieren (OOM). Obwohl von Informatikdidaktikern empfohlen, betont und bereits in einigen Curricula der Bundesländer verankert, hat dieser Wandel die Mehrzahl der Schulen noch nicht erreicht. Ein scheinbarer Wandel fand statt von prozeduraler hin zur objektorientierten Programmierung. Als eine wesentliche Ursache für die noch seltene Berücksichtigung von OOM in der Schulpraxis wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit, ausgehend von einer Literaturanalyse des fachdidaktischen Standes zum OOM, ein Mangel an verfügbaren Unterrichts- und Übungsbeispielen, unterrichtsgeeigneten Informatiksystemen zur Förderung der Aneignung von Fachkonzepten, Strukturierungshinweisen für den Unterricht und damit verbundenen Einsatzkonzepten identifiziert. Eine ähnliche Ausgangslage zeigt sich in anderen, wichtigen Themenfeldern des Informatikunterrichts (z.B. Wirkprinzipien von Informatiksystemen), die einerseits empfohlen werden, für die andererseits aber noch zu wenige Lehr-Lern-Materialien existieren bzw. zugänglich sind. Mit den Zielen, einerseits den identifizierten Bedarf beim OOM nachhaltig zu decken und andererseits auch in anderen Bereichen der informatischen Bildung zu einer Bereicherung der Lehr-Lern-Prozesse beizutragen, wurde ein als didaktisches System bezeichneter Verbund, bestehend aus traditionellen und neuen Komponenten des Lehr-Lern-Prozesses, konzipiert. Gestaltungsleitend war hierbei der zuvor dargelegte Bedarf. Begründet und exemplarisch erprobt wurde, wie die vorgeschlagenen Systemkomponenten Aufgabenklassen, Explorationsmodule und Wissensstrukturen zu einer Bereicherung traditioneller Lehr-Lern-Prozesse beitragen können, durch Anwendung in, als Gestaltungsmittel für und durch Förderung der fachdidaktischen Kommunikation und Diskussion zu Lehr-Lern-Prozessen. Bei Aufgabenklassen handelt es sich um abstrakte Aufgabenrahmen, die aus einem zu diesem Zweck entwickelten, Auswahl-, Abstraktions- und Strukturierungsprozess, hervorgingen, der auf über 320 Übungsaufgaben in fachwissenschaftlichen Lehrbüchern zum OOM angewandt wurde. Damit verbunden wurde eine Methodik zur Gestaltung von Aufgaben zum OOM zur Erfüllung vielfältiger fachdidaktischer Funktionen entwickelt, um diesen Prozess speziell für mit OOM wenig erfahrene Lehrende zu erleichtern. Lernenden geben Aufgabenklassen Orientierung, indem sie abstrakte Aufgabenrahmen mit im Unterricht erarbeiteten Lösungsstrategien verbinden. Die Bewältigung von Problemen mit ähnlichen Aufgaben wird damit vereinfacht. Bei Explorationsmodulen handelt es sich um softwarebasierte Lernangebote zur Anregung der Exploration von fachlichen Zusammenhängen in „Blended Learning“-Szenarios. Lernenden wird damit ein neuer, handlungsorientierter Zugang zu Fachkonzepten eröffnet, indem sie mit Repräsentationen von Fachkonzepten unter Verwendung systematischer Explorationsstrategien interagieren, anstatt ausschließlich zu programmieren. Dadurch schärfen sie nicht nur ihre Fach-, Methoden- und Sozial-, sondern auch ihre Lernkompetenz. Wissensstrukturen dienen als grafische Repräsentationen von fachlichen Erarbeitungsstrukturen unter Verwendung von Und-Oder-Graphen der Veranschaulichung von Vorkenntnisstrukturen zwischen Fachkonzepten für Akteure in Lehr-Lern-Prozessen. Sie erleichtern die fachdidaktische Analyse bzw. Diskussion von Lehr-Lern- Prozessen sowie die Kontrolle des erreichten Bildungsstands für Lehrende und Lernende. Die Vorgehensweise bei der Entwicklung der Komponenten des didaktischen Systems wurde ausführlich dokumentiert und abstrahiert. Dadurch ist ein Leitfaden gegeben, mit dem weitere didaktische Systeme für andere Themenbereiche oder andere Zielgruppen gestaltet werden können. Gezeigt wurde weiterhin, wie eine exemplarische Erprobung durch Integration in den Informatikunterricht der Sek. II sowie in die Informatiklehreraus- und -weiterbildung erfolgen kann. Involviert in diesen Prozess waren über 100 Lernende im Informatikunterricht der Sek. II und in Studienwerbeveranstaltungen, 10 Lehramtsstudierende in der Informatiklehrerausbildung sowie über 200 Lehrende in Veranstaltungen zur Informatiklehrerfortbildung.In Germany a conceptual change from strong emphasis of procedural programming to objectoriented modelling (OOM) is on the way within the field of secondary Informatics education. Though recommended and emphasized by Informatics didactists and already embodied in some of Germany’s federal Informatics curricula, the change has not yet reached the majority of schools. A seeming change was carried out from procedural to object-oriented programming. As part of the thesis at hand, based on a literature analysis of the status of didactics concerning OOM, a lack of available teaching and exercise examples, class suitable Informatics systems supporting the acquisition of Informatics concepts, advice for class structuring and associated concepts of use were identified as essential reasons for the still rare consideration of OOM in school practice. A similar situation is evident in other important subject areas of secondary Informatics education (e.g. principles of Informatics systems), which, on the one hand, are recommended, for which, however, on the other hand, there are still too few teaching and learning materials existent respectively accessible. With the aim of, on the one hand, covering the identified need regarding OOM lastingly, while, on the other hand, contributing to the learning and teaching processes of other areas of Informatics education as well, a compound referred to as didactic system, consisting of both traditional and new components of the learning and teaching process, was designed. In this context the deciding motive regarding the design was the need mentioned above. It was founded and proven exemplarily, how the proposed system components exercise classes, exploration modules, and knowledge structures could contribute to the enrichment of traditional learning and teaching processes through the use in, as means of creation of as well as through the support of communication concerning didactics and the discussion of learning and teaching processes. Exercise classes are abstract exercise templates, which have been derived from a choosing-, abstraction- and structuring process, especially developed for this purpose, which was applied to more than 320 exercises from scientific textbooks on OOM. In this context a methodology for creating exercises on OOM to perform a multitude of didactic functions was developed in order to facilitate this process particularly for teachers with little experience with OOM. Exercise classes give learners orientation in combining abstract exercise templates with solution strategies worked out in class. Mastering problems with similar exercises is this way simplified. Exploration modules are software-based learning offers, which are to motivate exploration of Informatics concepts in “blended learning”-scenarios. This way a new, learning-by-doing-oriented approach to Informatics concepts is opened up to learners, having them interact with representations of such concepts, while using systematic exploration strategies, instead of exclusively programming. In doing so they do not only sharpen up their professional-, method-, and social competence, but also their learning competence. As graphic representation of professional acquisition structures using and-or-graphs, knowledge networks serve as an illustration of pre-knowledge relationships between concepts of a subject for actors in learning and teaching processes, facilitate the didactic analysis respective discussion of learning and teaching processes as well as the checking of the educational level reached for teachers and students. The approach to the development of the components of the didactic system was documented and abstracted at full length. Thus, a guideline is given, according to which more didactic systems regarding other subject areas or other target groups may be designed. Furthermore, it was shown, how an exemplary trial may take place by the means of integration into secondary Informatics education as well as into Informatics teacher education and in-service teacher training. More than 100 learners in secondary Informatics education and in university promotion events, ten student teachers of Informatics as well as more than 200 teachers participating in Informatics teacher trainings were involved in this process

Type of contribution: paper Suggested conference theme: Didactics of Informatics Exploration of Object-Oriented Models in Informatics Education

Abstract: The authors introduce the exploration of object-oriented basic concepts as a new approach to object-oriented modelling (OOM). While other subjects have a long tradition in learning by discovery with suitable learning aids (e.g. experimenting installations of the scientific subjects), Informatics at first has to define and to develop such learning aids. Therefore software development environments have been analysed and understanding promoting as well as understanding hindering functions have been identified. In detail the understanding promoting functions “support of the syntactic correctness of a model“, “promotion of the logical correctness of a model “ and “visualization of abstract concepts with change of the observation perspective “ and the understanding hindering function “error avoidance by ban of action “ as well as the fact, that the fundamental ideas of OOM are presupposed, were found. By these findings, design criteria of the Didactics of Informatics for so-called exploration modules, learning aids for the exploration of object-oriented basic concepts, are derived. These are the criteria “basic concepts on different abstraction levels “ and “synchronization, transformation and evaluation of diagrams“. Finally the role of exploration modules as a lesson medium is discussed and the application of the exploration by learners is worked out. Especially the change between different views of an object-oriented model to ensure completeness and consistency is stressed

Didactic system for object-oriented modelling. The seventh World Conference on

education Abstract: The authors introduce a didactic system for object-oriented modelling (OOM) as a new and flexible learning concept for informatics education and outline a development methodology which is in evaluation. With the aim to improve the quality and individualization of lessons the following components of a didactic system have been identified so far: and-or-graphs for the representation of the knowledge structures within the subjects of OOM, classes of new exercises, which allow to apply and consolidate different modelling techniques and interactive visualization modules for selected contents in order to support the initial contact with the contents and to illustrate underlying principles. 1

Learning Environments

Abstract: We introduce “exploration modules (EMs) ” as new aids for learning objectoriented modelling in learner-centred Informatics education. The learners ’ activities, when using EMs are described. It is shown and discussed in detail, in how far EMs can help learners at the solution of complex problems, e.g. modelling a library system. Moreover a phase concept for the inclusion of our overall conception for learning and teaching OOM for beginners, called “Didactic System for OOM”, in the teacher education is introduced, which has successfully been tested at the University of Dortmund

Analysis, specification and verification requirements for control systems cloud training platforms

Digital control systems are now an essential and critical part of Cloud Training Platforms. Numerous methods, tools and standards have been developed to ensure that such systems will comply with their requirements. However, the development of such requirements often does not receive the same level of attention. Indeed, in the case of highly reliable, mission-critical or safety-related control systems, operating experience shows that problems due to inadequate requirements tend to outnumber those due to incorrect design and implementation. This paper proposes an approach to the analysis, specification and verification of Sliding Mode control systems requirements for Bus Cloud Triple H-Avatar