Inhaltsverzeichnis
Konkretisierung EF-V
Modellierung und Implementierung von Klassen- und Objektbeziehungen anhand von grafischen Spielen und Simulationen
Leitfragen
Wie werden realistische Systeme anforderungsspezifisch reduziert, als Entwurf modelliert und implementiert? Wie kommunizieren Objekte und wie wird dieses dargestellt und realisiert?
Vorhabenbezogene Konkretisierung
Das Unterrichtsvorhaben hat die Entwicklung von Objekt- und Klassenbeziehungen zum Schwer-punkt. Dazu werden, ausgehend von der Realität, über Objektidentifizierung und Entwurf bis hin zur Implementation kleine Softwareprodukte in Teilen oder ganzheitlich erstellt.
Zuerst identifizieren die Schülerinnen und Schüler Objekte und stellen diese dar. Aus diesen Objekten werden Klassen und ihre Beziehungen in Entwurfsdiagrammen erstellt.
Nach diesem ersten Modellierungsschritt werden über Klassendokumentationen und der Darstellung von Objektkommunikationen anhand von Sequenzdiagrammen Implementationsdiagramme entwickelt. Danach werden die Implementationsdiagramme unter Berücksichtigung der Klassendokumentationen in Javaklassen programmiert. In einem letzten Schritt wird das Konzept der Vererbung sowie seiner Vorteile erarbeitet.
Schließlich sind die Schülerinnen und Schüler in der Lage, eigene kleine Softwareprojekte zu entwickeln. Ausgehend von der Dekonstruktion und Erweiterung eines Spiels wird ein weiteres Projekt von Grund auf modelliert und implementiert. Dabei können arbeitsteilige Vorgehensweisen zum Einsatz kommen.
Zeitbedarf
18 Stunden
Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens
Unterrichtssequenzen | zu entwickelnde Kompetenzen | Beispiele, Medien, Materialien |
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1. Umsetzung von Anforderungen in Entwurfsdiagramme (a) Aus Anforderungsbeschreibun-gen werden Objekte mit ihren Eigenschaften identifiziert (b) Gleichartige Objekte werden in Klassen (Entwurf) zusammengefasst und um Datentypen und Methoden erweitert | Die Schülerinnen und Schüler
| Beispiel: Kapitel 6.1 bis 6.3 |
2. Implementationsdiagramme als erster Schritt der Programmierung (a) Erweiterung des Entwurfsdiagramms um Konstruktoren und get- und set-Methoden (b) Festelegung von Datentypen in Java, sowie von Rückgaben und Parametern (c) Entwicklung von Klassendokumentationen (d) Erstellung von Sequenzdiagrammen als Vorbereitung für die Programmierung | Beispiel: Kapitel 6.4 bis 6.5 |
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3. Programmierung anhand der Dokumentation und des Implementations- und Sequenzdiagrammes (a) Klassen werden in Java-Quellcode umgesetzt (b) Das Geheimnisprinzip wird umgesetzt (c) Einzelne Klassen und das Gesamtsystem werden anhand der Anforderungen und Dokumentationen auf ihre Korrektheit überprüft | Beispiel: Kapitel 6.4 bis 6.5 |
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4. Vererbungsbeziehungen (a) Das Grundprinzip der Vererbung wird erarbeitet (b) Die Vorteile der Vererbungsbeziehungen (c) Vererbung wird implementiert | Beispiel: Kapitel 6.5 |
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5. Softwareprojekt (a) Analyse und Dekonstruktion eines Spiels (Modelle, Quelltexte) (b) Erweiterung des Spiels um weitere Funktionalitäten (c) Modellierung eines Spiels aufgrund einer Anforderungsbeschreibung (d) (arbeitsteilige) Implementation des Spiels | Beispiel: Space Shooter Ein einfacher Weltraum-Shooter wird anhand eines Leitprogrammes erstellt und um eigene Funktionalität erweitert. |