Mannschaftswettbewerb Informatik

der Spezialschulen

2000

 

 

Sie sind Angestellter eines Softwareunternehmens. Die Firmenleitung hat den Bildungsmarkt als neues Zielgebiet weiterer Entwicklungen entdeckt und als Arbeitsfeld abgesteckt. Die Analyse der Abteilung Marktforschung derzeitig vorhandener Produkte ergab ein erschreckendes Bild. Die Produkte im Bereich der Lern- und Lehrsoftware seien nicht nur überholt, sondern würden in erster Linie den Ansprüchen und Erwartungen des  Clientels Schüler nicht gerecht werden. Insbesondere träfe dies auf die Naturwissenschaften und die Mathematik zu. Im Brainstorm-Managment wurde darauf hin eine Idee entwickelt, die eine Unterstützung für Schüler im Unterricht und auch zu Hause bildet. Das Fachgebiet Mathematik soll damit ein wenig seiner „Verstaubung“ enthoben  werden.

Ihr Team hat die Aufgabe, die ersten wegweisenden Schritte zu vollziehen, indem Sie den Baustein

 


                        „Descript Constrution Set 1.0“

 

entwerfen und programmieren.

 

Anforderungen: Das Programm soll nach der Eingabe eines Konstruktionsbeschreibungstextes für eine geometrische Grundkonstruktion „mit Zirkel und Lineal“ versuchen, die Konstruktion schrittweise mit Erläuterungen vorzuführen. Der Lerneffekt ergibt sich aus dem Dialog mit dem Computer, der bei seiner Textinterpretation, auf Fehler verweist oder bei unklaren Formulierungen nachfragt. Jede erfolgreiche Konstruktion wird im Wissensspeicher des DCS abgelegt und steht damit den nachfolgenden komplexeren Konstruktionen wieder zur Verfügung. So könnte z.B. die Konstruktion der Mittelsenkrechten einer Strecke eine Grundoperation für die Konstruktion des Umkreises eines Dreiecks bilden.

 

1.       Als Project-Manager sollten Sie zunächst versuchen das Problem grundlegend zu analysieren und das Ergebnis in ansprechender Form aufzuarbeiten, so dass das Projektteam eingewiesen werden kann. In Ihre Planung der Aufgabenverteilung müssten, um die entsprechenden Spezialisten anzusprechen, Hinweise über die Art der Module, Datenmodelle und theoretischen Grundlagen der Informatik einfließen. Machen Sie entsprechende Anmerkungen und benennen Sie verschiedene Arbeitsgruppen (z.B. Arbeitsgruppe 1: Design der Oberfläche, erfordert Grundkenntnisse in der OOP und der Windows-API; Oberfläche menügesteuert, mausbedienbar; besteht aus.....). Formulieren Sie abschließend ein konkret realisierbares Modul für ihren STP, der sich sofort an die von Ihnen gestellte Aufgabe begibt und vor Feierabend dieses Modul programmiert. Das fertige Modul wird Bestandteil ihrer Projektpräsentation vor der Firmenleitung werden.

2.       Als STP (Special Task Programmer) haben Sie von ihrem PM eine Aufgabe erhalten, die Sie schnellst möglich programmieren sollten. Achten Sie in jedem Falle auf eine gute Dokumentation, da Ihnen, falls Sie nicht fertig werden sollten, nur noch der CRB aus der Spätschicht helfen kann.

3.       Der CRB (Creative Round Builder) hat stets die Aufgabe die Projektentwurfsphase abzurunden. Kurz vor Feierabend hatte Sie der STP noch gebeten auf seine Arbeit einen Blick zu werfen und das Modul lauffähig zu machen. Der eigentliche Schwerpunkt ihrer Arbeit liegt jedoch in der Abrundung der vom PM erarbeiteten Analysen und Entwürfe (z.B. Festlegung des Umfanges der Ausgangswissensbasis des DCS). Hierbei steht es Ihnen im besonderen frei, weitere eigene Ideen zu entwickeln, die auch über den Projektrahmen hinausgehen und Bestandteil der mathematischen Lernsoftware Ihrer Firma werden könnten. Fertigen Sie auf jeden Fall eine solche NextSteps-Tafel an!

 

Viel Spass bei der Arbeit !

Beispiele

 

Nachfolgend sind einige Konstruktionsbeschreibungen aufgeführt. Beispiel 1 sollte das DCS problemlos ausführen können. Im Beispiel 2 sind einige Nachfragen an den Nutzer erforderlich (z.B. Welcher Punkt ist mit Schnittpunkt gemeint?), und im Beispiel 3 kann der Computer nach entsprechenden Vorschlägen (z.B. Sollte ich nicht lieber erst die Strecke zeichnen?) die Konstruktion durchführen.

 

Beispiel 1

 

Spiegelung eines Dreiecks

 

Gegeben ist das Dreieck A(1,3), B(4,2) und C(1,8) sowie die Gerade s (B,90°).

Es ist das Bild des Dreiecks ABC nach der Spiegelung an der Geraden s gesucht.

Eingabe: „Konstruiere Dreieck ABC ([1, 3], [4, 2], [1, 8]). Zeichne die Gerade s([4,2], 90°). Zeichne jeweils durch die Eckpunkte A,B,C die Senkrechte zu s. Der Schnittpunkt der Spiegelgeraden s mit der Senkrechten durch A wird mit A0 benannt. Wir tragen die Strecke AA0 von A0 aus auf der Senkrechten zu s ab und erhalten A’ . Ebenso verfahren wir mit B und C und erhalten B’ und C’. Wir verbinden die Punkte A’B’C’ und erhalten das gesuchte Spiegeldreieck“

 

Beispiel 2

 

Dreieckskonstruktion

 

Es ist ein Dreieck zu konstruieren, dessen Seite AB eine Länge von 4cm und dessen Winkel a eine Größe von 30° haben soll. Die Länge der Seite c beträgt 6cm.

Eingabe: „Zeichne die Strecke AB ([1,1], [1, 5]). Bezeichne die Endpunkte mit A und B. Trage einen Winkel von 30° an und auf dem neuen Schenkel die Länge 6 Einheiten ab. Zeichne die Strecke BC.“

 

Beispiel 3

 

Dreieckskonstruktion

 

Es soll ein Dreieck ABC konstruiert werden, bei dem die Seite a eine Länge von 3 cm und Seite b eine Länge von 4 cm habe. Der Winkel g beträgt 52°.

 

Eingabe: „Zeichne Gerade a. Lege C fest. Trage den Winkel 52° im Punkt C an. Der neue Schenkel heisst b. Trage auf dem Schenkel a von C aus 3 cm an. Der Endpunkt wird mit B bezeichnet. Verbinde A und B. Trage auf dem Schenkel b die 4 cm ab.“

 

Anbei bemerkt!

 

Klein Fritzchen hat mit der Rechtschreibung einige Probleme:

Konstruiere Dreieck ABC ([1, 3], [4, 2], [1, 8]). Zeichne die Kerade s([4,2], 90°). Zeichne jeweils durch die Eggpunkte A,B,C die Sengreschte zu s. Der Schnitttpunkt der Spiegelgeraden s mit der Sengreschten durch A wird mit A0 benannt. Wir tragen die Schtrecke AA0 von A0 aus auf der Sengreschten zu s ab und erhalten A’ . Ebenso verfaaren wir mit B und C und erhalten B’ und C’. Wir verbinden die Punkte A’B’C’ und erhalten das gesuchte Spiegeldreieck“

Wie sollte ihm geholfen werden?