Einstieg Codierungen
In der ersten Doppelstunde beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit drei Arten der Codierung in einer Gruppenarbeit genauer: Morsecode, Blindenschrift und QR-Code.
Sie decodieren selbst, suchen gezielt nach Informationen im Internet, präsentieren ihre Ergebnisse und codieren eine Nachricht für die anderen Gruppen.
Morsecode
Das Morse-Alphabet wurde von Samuel Morse (nur Ziffern, 1833) und Alfred Lewis Vail (auch Buchstaben, 1838) entwickelt. Dabei wurden die Zeichen mit Hilfe eines von Morse gebauten elektromagnetischen Schreibtelegrafen übertragen.1
Das Morse-Alphabet wird mit den Zeichen { . , - } (Punkt, Strich oder kurzes und langes Signal) codiert. Dabei benötigt man noch einen Abstand zwischen den Zeichen, weil die Codierung nicht der sogenannten Fano-Bedingung genügt, die besagt, dass keine Codefolge für ein Zeichen den Anfang einer Codefolge für ein anderes Zeichen bildet.
Häufige Buchstaben werden mit einer kurzen Codefolge, seltenere mit einer längeren codiert.2
Die Schülerinnen und Schüler bekommen zwei unterschiedliche Tabellen. Eine sortiert nach dem deutschen Alphabet für die Codierung und eine andere für die Decodierung. Diese ist in Baumstruktur geordnet nach den Zeichen, die nacheinander im Morsecode folgen. So lassen sich sowohl Buchstaben einfach codieren, als auch Morsezeichen schnell wieder in Buchstaben umwandeln.
Eine geeignete Codierungshilfe findet man im Internet: https://gc.de/gc/morse
Blindenschrift
Die Blindenschrift oder Braille-Schrift wurde 1825 von Louis Braille entwickelt und ist noch heute das am weitesten verbreitete System von Blindenschrift.
Jeder Buchstaben des Alphabets wird auf einem 2x3-Punktefeld codiert. Dabei lässt sich diese Codierung ertasten, da die sechs Punkte entweder spürbar erhöht sind oder eben nicht.
Eine Codierungshilfe findet man auf der Homepage der Christoffel-Blinden-Mission: https://www.cbm.de/aktiv-werden/interaktiv/blindenschrift-uebersetzer-411587.html
Diese Codierung bietet eine Möglichkeit, die Leitperspektive BTV (Bildung für Toleranz und Akzeptanz von Vielfalt) in den Unterricht zu integrieren.
Damit auch die Schülerinnen und Schüler mit ihrem Tastsinn arbeiten können, bietet es sich an, die Nachricht mit 1x1-Legosteinen auf einer Grundplatte zu legen.
QR-Code
Der QR-Code (Quick Response) ist ein zweidimensionaler Code, der von der Firma Denso Wave im Jahr 1994 entwickelt wurde.3
Er besteht aus einer quadratischen Matrix aus schwarzen und weißen Pixeln, die codierte Daten binär darstellen. Drei der Ecken sind besonders markiert, um die Orientierung festzulegen. Die Daten sind durch einen fehlerkorrigierenden Code geschützt, dadurch wird ein Verlust von bis zu 30% des Codes toleriert. Dies erreicht man dadurch, dass im QR-Code ausreichend zusätzliche redundante Pixel eingefügt sind, um die fehlerhaften/fehlenden Pixel rekonstruieren zu können.
Die Schülerinnen und Schüler bekommen nur eine grobe Ahnung davon, wie ein QR-Code Daten codiert. Die konkrete Umsetzung übersteigt das Niveau bei weitem.4
Eigene QR-Codes kann man sich kostenlos auf der folgenden Internetseite erstellen lassen: http://goqr.me/de/
1 Wikipedia: siehe Seite „Morsezeichen“, URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Morsezeichen#Geschichte, (Abgerufen: 07.01.2017)
2 Horn u.a., Lehr- u. Übungsbuch Informatik, Bd. 1, Leipzig, 2001, 2. Aufl., S. 26
3 Wikipedia: siehe Seite „QR-Code“, URL: https://de.wikipedia.org/wiki/QR-Code, (Abgerufen: 07.01.2017)
4 Eine ausführliche Anleitung findet man unter: https://blauerbildschirm.wordpress.com/2012/03/05/wie-ein-qr-code-codiert-wird-turtorial-qr-code-encoding-tutorial/, (Aufruf: 07.01.2017)
Hintergrund zum Unterrichtsgang: Herunterladen [odt][562 KB]
Hintergrund zum Unterrichtsgang: Herunterladen [pdf][305 KB]
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