STIU 2023 – 12. Schweizer Tag für Informatikunterricht

«Erlebe die Vielfalt der Informatik - von der Theorie zur Praxis»

Liebe Kolleginnen und Kollegen, liebe Freundinnen und Freunde der Informatik

Der 12. Schweizer Tag für Informatikunterricht (STIU 2023) fand am 21. Juni 2023 von 12:00 bis 18:15 Uhr an der ETH Zürich statt.

Der STIU 2023 wird zum ersten Mal unter meiner Regie organisiert. Ich durfte von Juraj Hromkovič eine Veranstaltung übernehmen, die mit ihren Inhalten und dem fachdidaktischen Renommee der Referentinnen und Referenten dazu beigetragen hat, allgemeinbildenden, wissenschaftlich fundierten Informatikunterricht in allen Stufen der Schweizer Schule zu etablieren. Das Erfolgsrezept des STIU bleibt auch im Jahr 2023 unverändert: Die Teilnehmerinnen und die Teilnehmer haben die Gelegenheit, zwei Workshop-Runden mit zwölf spannenden Themen zu besuchen. Unsere Referentinnen und Referenten sind Professorinnen, Professoren, Dozierende, Forscherinnen, Forscher und Lehrpersonen aus dem In- und Ausland. Am STIU bieten sie Workshops für Lehrpersonen der Volks- und Maturitätsschulen an: Von der ersten Klasse bis zur Matura möchten wir auch dieses Jahr allen Lehrpersonen die Gelegenheit geben, sich fachlich und fachdidaktisch anregen zu lassen.

Vor einem Jahr durften wir ausserdem die Begeisterung der Kinder miterleben, die sich am damals ersten Informatikbiber-Finale der Schweizer Geschichte mit beeindruckendem Erfolg mit hart zu knackenden Informatik-Rätseln befasst haben. Die leuchtenden Augen der Finalistinnen und Finalisten und die stolzen Gesichter der Familien und der Lehrpersonen haben sich in unser Gedächtnis eingeprägt. Die Ankündigung, dass im Rahmen des STIU 2023 zum zweiten Mal ein Informatikbiber-Finale ausgetragen wird, wird sicher niemanden überraschen. 

Am Informatikbiber-Finale 2023 werden ca. 100 Kinder in fünf verschiedenen Alterskategorien teilnehmen. Wie vor einem Jahr führen wir zunächst die Finalrunde des Wettbewerbs durch und bieten anschliessend Workshops für die Kinder an. Für die Begleitpersonen haben wir Vorträge organisiert. Sie dürfen sich selbstverständlich gerne auch für die STIU-Workshops registrieren. Für die Kinder und Jugendlichen aus der Suisse Romande findet die Finalrunde wie vor einem Jahr bei unseren Kolleginnen und Kollegen an der HEP Vaud in Lausanne statt.

Zum Abschluss unserer Veranstaltung treffen wir uns alle in Anwesenheit des Rektors der ETH Zürich, Prof. Dr. Günther Dissertori, um die Siegerinnen und Sieger des Informatikbiber-Finales zu ehren und die Auszeichnungen für die Förderung des Informatikunterrichts und des MINT-Unterrichts zu verleihen.

Wir würden uns sehr freuen, Sie am STIU 2023 und am Informatikbiber-Finale 2023 persönlich begrüssen zu dürfen. Eine Anmeldung ist bis zum 12. Juni 2023 möglich und die Teilnahme ist selbsverständlich kostenlos.

Mit lieben Grüssen im Namen des ABZ-Teams

Dennis Komm

Programm

  • Registrierung 12:00‑13:00

    Gipfeli und Äpfel zur Begrüssung
    ETH-Hauptgebäude Foyer E Nord

  • Workshops (1. Runde) 13:00‑14:30

    Parallel: Finale des «Informatikbiber»-Wettbewerb
    Parallel: Programm für Begleitpersonen

  • Workshops (2. Runde) 15:00‑16:30

    Parallel: Workshops für Finalistinnen und Finalisten des «Informatikbiber»-Wettbewerbs
    Parallel: Programm für Begleitpersonen

  • Begrüssung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer 17:00‑17:15

    Prof. Dr. Günther Dissertori, Rektor der ETH Zürich
    Prof. Dr. Dennis Komm
    HG F1

  • Verleihung der MINT-Preise des Rektors und der ABZ-Ehrungen 17:15‑17:45

    Prof. Dr. Günther Dissertori, Rektor der ETH Zürich
    Prof. Dr. Dennis Komm
    HG F1

  • Informatikbiber-Finale 2022/23 17:45‑18:15

    Siegerinnen- und Siegerehrungen
    HG F1

STIU-Workshops

Dieses Jahr stehen Ihnen zwölf Workshops von ausgewiesenen Informatikerinnen und Informatikern zur Auswahl.

am Beispiel «Formale Sprachen und endliche Automaten»

Die Stärke von flexiblen Konzepten wie «Flipped Classroom» oder «eduScrum» liegt darin, der Heterogenität der Schülerinnen und Schülern bezüglich ihres Vorwissens und ihren Bedürfnissen gerecht zu werden, damit sie die Lernziele motiviert, lückenlos und nachhaltig erreichen können. Dies ist vor allem in Grundlagenfächern wichtig, die eine Basis für darauf aufbauende Fächer und Anwendungen bilden.

Im Unterricht mit «Flipped eduScrum» findet die Kompetenzaneignung mit geeignetem Unterrichtsmaterial in einer asynchronen Lernphase statt. Der Unterricht (synchrone Lernphase) kann für eine Standortbestimmung, vertiefende Diskussionen und Aufgaben genutzt werden. Das didaktische Element der sozialen Eingebundenheit kommt zur Motivationsförderung auch ins Spiel: Die Lehrperson gibt die Lerninhalte und die Lernziele vor. Wie diese erreicht werden, entscheiden die Lernteams in Eigenregie.

Im Workshop wird die Unterrichtsmethode anhand eines Einstiegs in «Formale Sprachen und endliche Automaten» vorgestellt.

Leitung: Dr. Lucia Di Caro, Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW)

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen ab der Sekundarstufe II

«Unplugged»-Gruppenaktivitäen zur Lösung algorithmischer Probleme

In diesem Workshop werden algorithmische «unplugged»-Gruppenaktivitäten vorgestellt, die im Rahmen des Informatics eduLAB der TU Wien entwickelt und schon vielfach mit Schulklassen erprobt wurden. Einige dieser Aktivitäten werden wir in Gruppen praktisch durchführen und somit die notwendigen Denkweisen zur Lösung der entsprechenden Problemstellungen selbst erfahren.

Es ist ein «practice-first»-Ansatz mit einer sehr geringen Eintrittsschwelle. Wir werden den methodischen Ansatz und den informatischen Gehalt diskutieren und praktische Erfahrungen in der Durchführung weitergeben.

Leitung: Prof. Dr. Gerald Futschek, TU Wien, Informatics eduLAB; Martina Landman, TU Wien, Informatics eduLAB

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen für Zyklus 2 und Zyklus 3

Nicht nur beim Programmieren, sondern auch in vielen Spielen spielen Strategie und Systematik eine Rolle. So überrascht es nicht, dass für zahlreiche kombinatorische Spiele von Schach bis Go Algorithmen existieren, die menschlichen Mitspielerinnen und Mitspielern hartnäckige automatisierte Gegner bieten und dem Menschen nicht selten klar überlegen sind.

In diesem Workshop wird zunächst eine historische Übersicht gegeben über die frühen Versionen automatisierter Spiele, wonach wir uns anschliessend vertieft mit einem konkreten Spiel (Nim) befassen und auf dessen Basis eine didaktische Aufarbeitung der zugrundeliegenden Kombinatorik erarbeiten.

Leitung: Jun.-Prof. Dr. Jacqueline Staub, Universität Trier

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen für Zyklus 3 und Gymnasium

Bitte mitbringen: Laptop

Die SuS schreiben Programme, die auf der ISS ausgeführt werden

Die AstroPi-Challenge bietet Schülerinnen und Schülern ab der 4. Klasse die Möglichkeit, Programme auf einem Raspberry-Pi-Computer (Astro-Pi) auf der Internationalen Raumstation ISS laufen zu lassen.

Im Workshop stellen wir die Challenge vor und zeigen Beispiele, wie man diese in den Unterricht integrieren kann. Die Schülerinnen und Schüler können so über das Weltraum-Thema fürs Programmieren motiviert werden.
Die Teilnehmenden des Workshops schreiben unter Anleitung selbst ein kurzes Programm für den Astro-Pi (Programmierspache Python) und testen dieses, sei es mit einem echten Astro-Pi oder mit dem (webbasierten) Emulator. Erfolgserlebnisse sind garantiert!

Leitung: Dr. Magdalena Herová, Hochschule Luzern; Heinz Hofer, ehemals PH Bern und ETH Zürich

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen für Zyklus 2 und Zyklus 3

Bitte mitbringen: Laptop, Python-Vorkenntnisse sind nicht notwendig

Programmiere mit Logo und Python den neuen Roboter xBot

Die Robotik bietet nicht nur riesiges Potenzial zur Förderung des algorithmischen Denkens, sondern auch zur Entfaltung der eigenen Kreativität und Phantasie — dafür steht das «A» (Art) in «STEAM». Durch den ganz neu entwickelten Bildungs-Roboter «xBot» in der Schweiz (Kooperation der PHBern und Technischen Fachschule Bern) erlernen die Schülerinnen und Schüler der Zyklen 1 bis 3 nicht nur das Programmieren mit der freien und weit verbreiteten Programmierumgebung xLogo, sondern erleben Anwendungen im gesamten STEAM-Bereich.

Im Workshop haben Sie die Möglichkeit, selbst mit dem xBot zu experimentieren und Aufgaben, welche sich für Ihre Zielstufe eignen, auszuprobieren und zu lösen.

Leitung: Urs Wildeisen, PHBern; Tanja Taminé, PH Bern; Céline Rauber, PHBern

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen für Zyklus 1-3 (Primarschule, Sekundarschule)

Bitte mitnehmen: Laptop (die verwendete Software läuft im Browser auf allen Betriebssystemen).

Teaching computational thinking using music, and teaching music using computational thinking

Computational thinking (CT) applies to subjects outside computer science, and music is no exception. CT ideas such as decomposition, patterns, abstraction, and algorithms can all be exercised in a meaningful way while at the same time engaging students with key concepts from music.

This workshop will present ideas for having students exercise concepts from music while at the same time developing skills relating to CT, including «unplugged» activities and programming in Scratch. The focus will be on primary school level.

The session will assume an interest in music, but not necessarily specialist knowledge of music theory — you’ll get to explore that via computational thinking!

For those who attended the workshop on CT and music education at the STIU 2017, some content overlaps with this, but the focus will be adjusted to suit the attendees.

Leitung: Judith Bell

Sprache: English

Zielgruppe: Lehrpersonen der Primarschule

Bitte mitringen: Laptop or Tablet. The session will assume an interest in music, but not necessarily specialist knowledge of music theory.

Hands-on activities for students that help them understand the magic of digital technology

Digital devices sometimes seem to be magic, but we can get so used to them that they blend into everyday life, and become hidden as part of our analogue world.

In this workshop we will explore common objects and experiences that can be explored to reveal the almost-magical computer science concepts behind them. Much of this will be «unplugged»-activites that can be done without using a computer at all. But we’ll also look at how these can be connected to programming — the skill that enables students to bring magical ideas to life.

Leitung: Prof. Dr. Tim Bell, University of Canterbury

Sprache: Englisch

Zielgruppe: Lehrpersonen der Volksschule (Primar- und Sekundarschule)

Szenarien für die Diskussion von Reaktionen in Lehrsituationen

«Critical incidents» (Flanagan, 1954) sind praktisch relevante Berufsfeldsituationen, in denen die handelnden Personen basierend auf dem Kontext einer Situation und ihrer Berufserfahrung Entscheidungen treffen müssen. Diese Entscheidungen können dann entweder im Rahmen einer Ausbildungssituation oder einer Selbstreflexion genutzt werden, um das Handeln kritisch zu hinterfragen.

In diesem Workshop werden «critical incidents» vorgestellt, die im Rahmen einer Studie gemeinsam mit deutschen Fachleiterinnen und Fachleitern / Ausbildungslehrpersonen aus der Schulpraxis deutscher Sekundarschulen abgeleitet wurden. Diese Situationen sollen dann gemeinsam mit den Teilnehmenden des Workshops auf ihre Passung in den eigenen Unterrichtsalltag untersucht werden. Im Anschluss werden die Situationen und mögliche Handlungsalternativen in Kleingruppen erarbeitet und im Plenum vorgestellt.

Leitung: Prof. Dr. Jan Vahrenhold, Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen der Maturitätsschule

Bitte mitbringen: Interesse an Selbstreflektion und/oder Tätigkeit in der Lehrpersonenausbildung/kollegialen Beratung

Programming a robot by developing computational thinking, a pedagogical approach to make concepts visible

Computational thinking as an object of instruction is struggling to be integrated into teaching practice. Abstract concepts are difficult to mobilise and to teach.

Beyond the definition(s) of computational thinking, the workshop aims at discovering an approach that calls upon the knowledge and skills that develop computational thinking. The workshop will be based on programming the Thymio robot for children 8-12 years old.

Leitung: Frédérique Chessel Lazzarotto; Grégory Liégeois; Prof. Dr. Francesco Mondada, EPFL Lausanne

Sprache: English

Zielgruppe: Lehrpersonen für Zyklen 2 oder 3 (Alter 8 bis 14 Jahre) und Gymnasiallehrpersonen

Bitte mitbringen: A laptop with the latest version of the VPL software is required (https://www.thymio.org/fr/telecharger-thymio-suite-redirection/)

Ein KI-Kurs und -Wettbewerb für Jugendliche in der Schweiz

Im Sommer 2023 startet der Schweizer KI-Wettbewerb in die zweite Runde. Wir blicken zurück auf die erste Durchführung im Winter 2022/23 und präsentieren ausgewählte Projekte, die im Rahmen des Wettbewerbs realisiert wurden.

Die Teilnehmenden erfahren, wie der Wettbewerb abläuft, was Jugendliche zur Teilnahme motiviert, und welche Unterstützung das ETH AI Center für teilnehmende Schülerinnen und Schüler und deren Lehrpersonen anbietet.

Leitung: Lisa Wagner, ETH AI Center, Projektleiterin Schweizer KI-Wettbewerb

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen der Informatik, insbesonsdere jene, die Maturaarbeiten in Informatik betreuen

Quadrologik war ursprünglich als Stecksystem aktiver Bauelemente konzipiert. Bedingt durch die Corona-Engpässe wurde es umgestaltet und besteht aus Quadern, die in der einfachen Form mit Hilfe eines Bastelbogens aus Pappe selbst gebaut werden können und in der Version für Lehrpersonen aus Holz sind.

In diesem Workshop erarbeiten wir, wie man damit der Funktionsweise eines Computers auf die Spur kommt und gleichzeitig noch zur für die Informatik so wichtigen Modularisierung motiviert wird.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jens Gallenbacher, Johannes Gutenberg Universität Mainz

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Lehrpersonen an der weiterführenden Schule, interessierte Lehrpersonen auch der Primarschule

Kreativer Einstieg in die faszinierende Welt des Programmierens
 
Dieser Workshop zeigt, wie man in kurzer Zeit beeindruckende visuelle Effekte, Animationen, Spiele und Sensorik-Anwendungen programmiert. Wir werden sehen, wie einfach es ist, Programme zu verändern und sie sich zu eigen zu machen. Hierzu nutzen wir die «Oxocard Science».
 
Wir starten etwas unkonventionell: Wir beginnen mit anspruchsvolleren Programmen, die wir vielleicht nicht sofort im Detail durchschauen. Schritt für Schritt werden wir die Programme an der einen oder anderen Stelle manipulieren, um ein besseres Verständnis für ihre Funktionsweisen zu bekommen. Wir experimentieren bis sich uns die Geheimnisse der Programme offenbaren.
 
Die Teilnehmenden erhalten je eine Ausgabe des Lehrmittels Informatikmagie (https://www.hep-verlag.ch/informatikmagie), sowie eine Oxocard Science (https://www.oxocard.ch/science/) zur Verfügung gestellt.
 
Leitung: Thomas Garaio, OXON, Bern
 
Sprache: Deutsch
 
Zielgruppe: Informatikfachlehrpersonen der Sekundarstufe II, Begabtenförderung
 
Bitte mitbringen: Computer mit modernem Browser

Biber-Workshops

Des Weiteren stehen den Teilnehmenden des Informatikbiber-Finales spezielle Workshops zur Verfügung. Für ihre Begleitpersonen gibt es ausserdem ein Begleitprogramm von Eljakim Schrijvers (zu «computational thinking» von 13:00 bis 14:00) und Jens Gallenbacher (zu «Abenteuer Informatik» von 15:15 bis 16:30).

Imperative Programmierung mit Python

Du wolltest schon immer ein Raumschiff fliegen und im Weltall auf Missionen gehen? Dann ist dieser Workshop genau richtig für dich.

Mithilfe der Programmiersprache Python lernst du, wie du ein Raumschiff – die «ESS Argo» – steuern kannst. Dabei begibst du dich auf Missionen, in denen du Asteroiden ausweichen, Power-ups einsammeln und dich gegen feindliche Drohnen wehren musst. Egal, ob du schon erste Erfahrung in der Programmiersprache Python gesammelt oder bisher nur blockbasiert programmiert hast, in diesem Workshop lernst du alles, was du brauchst, um deine Weltraummissionen erfolgreich zu bestehen.

Leitung: Dirk Schmerenbeck, Universität Trier

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 8

Gemeinsamkeiten und Unterschiede

Der Känguru-Wettbewerb wird kurz vorgestellt – Geschichte, Art der Aufgaben (Kategorien Ecolier und Benjamin für diese Altersgruppe), Entwicklung etc. Gemeinsamkeiten und Unterschiede werden an einfachen Beispielen illustriert. Im Laufe des Workshops führen wir eine kleine unterhaltsame Version des Wettbewerbs auf freiwilliger Basis durch.

Leitung: Dima Nikolenkov, ETH Zürich und Universität Zürich

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Klassen 3 bis 6

Musik, Lichterspiel und autonomes Fahren

In diesem Kurs lernen die Schülerinnen und Schüler die kleinen Taschencomputer Micro:bit und Calliope kennen, mit denen man eigene Lieder komponieren, bunte Lichterspiele und kreative Muster erzeugen und interaktive Spiele erfinden kann. Durch die fahrbaren Untersätze Macqueen und Calli:bot werden diese Taschencomputer zu autonomen Fahrzeugen. Mit Robotik im Hosensack machen wir den Schülerinnen und Schüler die Ideen der Informatik (be-)greifbar.

Leitung: Dr. Elizabeta Cavar, ETH Zürich; Alexandra Maximova, ETH Zürich und PH Graubünden; Dr. Andreas Steingötter, PH Graubünden

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 9

Das Bessere ist des Guten Feind

Bei vielen (Informatik-)Problemen ist es gar nicht so schwierig, einen Lösungs-Algorithmus anzugeben. Wunderbar, Problem gelöst — oder etwa nicht? Ob Suchen, Sortieren oder Optimieren: An verschiedenen Beispielen lernen wir, dass es in der Informatik nicht nur darum geht, dass ein Problem gelöst wird — sondern es besonders wichtig ist, wie gut es gelöst wird.

Leitung: Dr. Wolfgang Pohl, Bundesweite Informatikwettbewerbe (BWINF, Deutschland)

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Klassen 8 bis 10

Diesmal löst du die Informatikbiber-Aufgaben nicht am Computer, sondern wirst selber zum Biber. Wir lösen verschiedene Aufgaben mit Geheimschriften und entschlüsseln Codes. Kannst du sogar deine eigene Geheimschrift entwickeln? Du löst selbstständig weitere spannende Aufgaben und brauchst nicht nur deine grauen Zellen, sondern auch deine Hände und Füsse, um dem Biber zu helfen, sein Ziel zu erreichen.

Leitung: Susanne Datzko-Thut, Informatikbiber; Dr. Nora Anna Escherle, Informatikbiber

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Klassen 3 bis 6

Wie packe ich meinen Rucksack am besten? Und wie kann das der Computer für mich erledigen?

Programmieren ist olympisch? Ja, genau! Jedes Jahr rätseln Jugendliche aus der ganzen Welt um die Wette und lösen knifflige Problemstellungen mithilfe von Algorithmen. Dabei ist Freude am logischen Denken gefragt – alles andere bringen wir dir Schritt für Schritt bei.

In diesem Workshop schauen wir uns eine Aufgabe dieser Olympiade an, in der es darum geht, einen Rucksack möglichst optimal mit Proviant zu bepacken. Wir lösen diese Aufgabe gemeinsam – zuerst an der Wandtafel und dann am Computer.

Egal ob du schon etwas programmieren kannst oder nicht, wir zeigen dir, was es alles dazu braucht, damit ein Algorithmus die beste Rucksackbepackung für dich berechnen kann.

Leitung: Dr. Timon Gehr und Dr. Daniel Wolleb

Sprache: Deutsch

Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Klassen 9 bis 13

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer werden gebeten, einen Laptop mitzunehmen.
In den kommenden Tagen werden sie von den Referenten weitere Informationen zur benötigten Programmierumgebung erhalten.

Workshop-Leitende

Unsere Referentinnen und Referenten sind Professorinnen, Professoren, Dozierende, Forscherinnen, Forscher und Lehrpersonen aus dem In- und Ausland.

Anmeldung

  • Mittwoch, 8. Juni 2022, 12:00 bis 18:15 Datum
  • ETH Zürich Ort

    Hauptgebäude (HG)
    Rämistrasse 101
    8092 Zürich
    Informationen zur Anreise »

  • STIU 2022, Informatik-Biber-Finale Anmeldung

    Die Teilnahme ist kostenlos. Bitte melden Sie sich an und geben Sie Ihre Präferenzen für die Workshops ein.
    Anmeldeschluss ist der 31. Mai 2022

  • Informationstechnologie und Ausbildung Sekretariat


    Angélica Herrera
    CAB F15.1
    Universitätstrasse 6
    8092 Zürich
    Telefon: +41 44 632 21 26
    E-Mail: abz@inf.ethz.ch

Medienbegleitung: Foto-, Film- und Tonaufnahmen

Der STIU und das Informatikbiber-Finale werden möglicherweise von Medien begleitet. In allen Räumen können Fotografinnen und Fotografen und möglicherweise auch Journalistinnen und Journalisten anwesend sein, die Foto-, Film- und Tonaufnahmen machen. Diese Aufnahmen werden von den entsprechenden Medien und von der ETH Zürich im Rahmen der Berichterstattung über das Informatikbiber-Finale und den STIU verwendet.