Humboldt-Universität zu Berlin - Digitale Medien – Projekte und Plattformen

TIM-Tutor. Theoretische Informatik mit Mathematica

TIM-Tutor - Theoretische Informatik mit Mathematica - ist eine Sammlung interaktiver Online-Materialien zum Üben von Begriffen und Algorithmen der Theoretischen Informatik. Dazu gehören das interaktive Online-Skript der Mengenlehre, in dem neu eingeführte Begriffe sofort ausprobiert werden können, sowie weitere das Spielinteresse der Studenten ansprechende interaktive Module wie Anzahlaufgaben mit Venn-Diagrammen, Minesweeper mit Logik, Optimale Normalformen für eine Digitalanzeige, Determinanten-TicTacToe und Turmiten-Turingmaschinen auf einem zweidimensionalen Band.

Klaus-Peter Neuendorf

neuendorf@informatik.hu-berlin.de http://www.xenex.de/tim

Frank Hambach | hambach@informatik.hu-berlin.de | Tino Naphtali | naphtali@informatik.hu-berlin.de | Hans Schemmel | Egmar Rödel | roedel@informatik.hu-berlin.de

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Lernplattformen im Internet werden in Zukunft eine wachsende Rolle bei
der Realisierung lebenslangen und selbstgesteuerten Lernens in allen
Bereichen der Bildung und Weiterbildung von Jugendlichen und
Erwachsenen spielen. Das Projekt TIM-Tutor soll einen ersten Schritt in
diese Richtung durch die Realisierung von interaktiven multimedialen
Lernangeboten auf dem Gebiet der Theoretischen Informatik im WWW
realisieren.
TIM-Tutor ist eine Sammlung von Online-Materialien, welche die
Studenten mittels interaktiver Webseiten (entwickelt in Javascript und
Mathematica) befähigt, Begriffe, Modelle und Algorithmen aus den
Lehrveranstaltungen zur Einführung in die Theoretische Informatik
auszuprobieren.
Damit wird den Studenten eine neue experimentelle Welt für das Studium
von allereinfachsten bis hochkomplexen Beispielen einschließlich
multimedialer Visualisierungen eröffnet. Durch die Beispiele im
Material wird gezeigt, wie klassische Übungsaufgaben einfach mit
Mathematica-Unterstützung gelöst werden können. Dabei werden für das
Verständnis der Implementierungsdetails lediglich einige elementaren
Grundkentnisse von Mathematica vorausgesetzt, wie man sie sich z.B.
durch das innerhalb der Mathematica-Hilfe angebotene Tutorial aneignen
kann.
Die im Kurs verwendeten Begriffe und Definitionen der Theoretischen
Informatik sind alle an das ausgezeichnete Vorlesungsskript zur
Vorlesung "Logische Grundlagen der Informatik" angelehnt, welche bis
zum Jahr 2002 von Prof. Peter H. Starke am Institut für Informatik der
Humboldt-Universität zu Berlin gelesen wurde.
Das interaktive Online-Skript der Mengenlehre ermöglicht schnelle
Visualisierungen von Beispielen im Rahmen von Lehrveranstaltungen, in
denen Mengen, Relationen und Abbildungen, sowie Operationen und
Eigenschaften eine Rolle spielen. Studierende können es zum
Experimentieren verwenden oder ihr Wissen in Online-Tests überprüfen
lassen.
Ein pädagogischer Grundsatz lautet: "spielend lernt es sich leichter".
Aus diesem Grund haben wir versucht, die manchmal trockenen
theoretischen Grundlagen durch praktische Anwendungen bzw.
Interpretationen innerhalb von Spielen den Studenten näher zu bringen.
Dazu gehören das Spielinteresse der Studenten ansprechende interaktive
Module wie Anzahlaufgaben mit Venn-Diagrammen, Minesweeper mit Logik,
Optimale Normalformen für eine Digitalanzeige, Determinanten-TicTacToe
und Turmiten - Turingmaschinen auf einem zweidimensionalen Band. Im
weiteren Verlauf des Projekts sollen zum einen die Kombination von
Skript-Präsentation und Mathematica gestützten Online-Tests und zum
anderen die tutorielle dialog-gesteuerte Betreuung der Studenten weiter
ausgebaut werden.