Didaktik der Informatik

Lernfeld Automaten und Sprachen

Die Materialien ohne Lösungen sind frei zugänglich. Die Materialpakete inklusive Lösungen sind passwortgeschützt, da sie nur für Lehrer*innen gedacht sind. Bei Interesse senden Sie uns bitte eine E-Mail unter Angabe Ihres Namens und Ihrer Schule.

Automaten und formale Sprachen

Die Materialien zum Thema Automaten und formale Sprachen richten sich an Schüler*innen in der Qualifikationsphase. Die Materialien können sowohl in Kursen auf grundlegendem als auch auf erhöhtem Anforderungsniveau eingesetzt werden. Die Grafik zeigt, welche Themen das Materialpaket umfasst und wie diese aufeinander aufbauen.
Material Automaten Zusammenhang
Bitte beachten Sie vor dem Einsatz der Materialien im Unterricht die Anmerkungen in den didaktischen Hinweisen.

Implementierung endlicher Automaten

Die Implementierung endlicher Automaten bietet eine schöne Gelegenheit, das theoretische Modell der endlichen Automaten praktisch zu nutzen und eine Verknüpfung zum Lernfeld Algorithmen und Datenstrukturen herzustellen. Neben Ideen zur Implementierung von Akzeptoren regulärer Sprachen aus dem Alltag befindet sich im Materialpaket zudem ein Beispiel für ein größeres Projekt der gesamten Lerngruppe, in dem gemeinsam eine eigene Turtle-Programmierumgebung entwickelt wird.

Mealy-Automaten

Die Materialien geben den Schüler*innen die Möglichkeit sich das Modell der Mealy-Automaten aufbauend auf ihren Erfahrungen im Umgang mit dem Automatenmodell der deterministischen endlichen Automaten zu erarbeiten.
Der Entwurf und die Implementierung von Mealy-Automaten werden in unterschiedlichen Kontexten vertieft und gefestigt. Die Kontexte reichen von technischen Geräten aus der Lebenswelt über Codierungsverfahren bis hin zu Operationen auf der Ebene der Binärzahlen. Der Schwerpunkt liegt auf der Verwendung von Mealy-Automaten als Modellierungswerkzeug.

Systematische Entwicklung von Schaltwerken mithilfe von Mealy-Automaten

Bei diesen Materialien handelt es sich um in Niedersachsen über den Kern hinausgehende Ergänzungen. Sie richten sich an interessierte Schülerinnen und Schüler der Qualifikationsphase, die beispielsweise in einem Wahlpflichtfach in der Sekundarstufe 1 oder in anderen Zusammenhängen Schaltnetze kennengelernt haben. Technische Systeme mit mehreren Zuständen können gut mithilfe von Mealy-Automaten modelliert werden. Mithilfe der Materialien wird eine Möglichkeit erarbeitet, wie aus Mealy-Automaten systematisch zugehörige technische Schaltungen entwickelt werden können.