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UV 7.2 Jetzt wird es bunt - Graphiken und Bilder mit dem Computer
Leitfragen:
- Wie kann man mit einem Computer Graphiken erstellen?
- Kann man Bilder verändern?
- Wie kommen Photos in den Computer?
- Wie speichert der Computer ein Bild?
Ausschärfung der Inhaltsschwerpunkte:
- Vektorgraphik vs. Pixelgraphik
- Punkt, Strecke, Streckenzug, Freihandlinie, Vieleck, Ellipse als Objekt in Vektorgraphiken
- Attributwerte Farbe, Länge, Koordinate, Linienstärke, Randfarbe, Flächenfarbe, Füllmuster ...
- Methoden Löschen, Kopieren, Verschieben, Spiegeln, Drehen, Färben, Skalieren zur Bearbeitung von Vektorgraphiken
- Dateiformate von Vektorgraphiken (svg)
- Digitalisierung von Graustufengraphiken als Bitmap von Hand
- Scannen von Bildern als Digitalisierung analoger Information, Auflösung
- Kompression, Bildqualität
- Bildbearbeitung für Veröffentlichung in Textdokumenten, Internet ...
- Werkzeuge eines Graphikprogramms
- Einbetten von Graphikobjekten in andere Programme
- Dateiformate (speziell bmp, gif, jpg, png)
Vorhabenbezogene Konkretisierung:
In diesem Unterrichtsvorhaben erlernen die Schülerinnen und Schüler Methoden zur Graphik-Erstellung und zur Bildbearbeitung. Da professionelle Programme in diesem Bereich sehr kostspielig sind, hat sich die Fachkonferenz darauf verständigt, im Unterricht die freien Programme Inkscape als Vektor-Graphikprogramm und GIMP als Bild-Bearbeitungsprogramm einzusetzen. Damit wird auch gewährleistet, dass die Schülerinnen und Schüler an ihrem heimischen Arbeitsplatz die gleiche Software verwenden können.
Das Unterrichtsvorhaben gliedert sich in sechs Unterrichtsbausteine:
- In einer kurzen Einführungsphase sammeln die Schülerinnen und Schüler Illustrationen, die ihrer Meinung nach von Computern erstellt sind oder zumindest mit Hilfe von Computern erstellt werden können. Einige haben vermutlich auch schon die in Textverarbeitungen verfügbaren Cliparts eingesetzt und können diese präsentieren. Dadurch wird zum einen das Verständnis dafür geschärft, was eine Graphik ist und zum anderen die Motivation für selbst erstellte Graphiken angesprochen.
- An einfachen Aufgabenstellungen (Zeichne Kreise, Zeichne Strecken / Streckenzüge, Schreibe einen Text ... ) arbeiten sich die Schülerinnen und Schüler in das Graphik-Programm Inkscape ein. Sie lernen, dass die einzelnen Bestandteile einer Vektorgraphik Objekte sind, die Attribute wie Randfarbe, Füllfarbe, Linienstärke ... haben und mit Methoden wie Vergrößern, Verkleinern, Umfärben, Verschieben, Kopieren ... bearbeitet werden können.
- Die Graphikerstellung macht deutlich, dass Bilder aus Handys und Digitalkameras mit einer Vektorgraphik-Software nicht zu bearbeiten sind und legt die Verwendung einer anderen Software nahe. In GIMP können solche Bilder geöffnet und bearbeitet werden. Die Schülerinnen und Schüler lernen, die Werkzeuge der Bildbearbeitung auf vorgegebene Bilder anzuwenden. Dabei werden einige wesentliche Werkzeuge erläutert und verwendet. Bedingt durch die große Zahl der Bildmanipulationsmöglichkeiten kann hier natürlich keine Vollständigkeit angestrebt werden. Es bietet sich aber die Möglichkeit zur inneren Differenzierung, indem Schülerinnen und Schüler „eigene“ Werkzeuge entdecken und deren Anwendung im Unterricht vorstellen. Ein wesentlicher Gesichtspunkt sollte hier auf dem Verständnis des RGB-Farbmodells liegen. Hilfreich ist hier z.B. der Test von Farbabstufungen mit gleichen Farbwerten für R, G und B, die alle Verfügbaren Schattierungen der Farbe Grau ergeben. Daran schließt sich die Überlegung an, welche Daten in der Datei für eine Bitmap-Graphik gespeichert werden. An dieser Stelle bietet sich auch evtl. eine Zusammenarbeit mit dem Physikunterricht an, wo die additive / subtraktive Farbmischung zeitgleich im Unterricht besprochen werden könnte.
- In der anschließenden Phase bietet sich die Möglichkeit, rückblickend die Anwendung von Vektor- und Pixelgraphiken zu reflektieren. Am Beispiel der Zeichnung einer Strecke kann verdeutlicht werden, welche Informationen eine Vektorgraphik und eine Pixelgraphik jeweils speichern muss und welche Konsequenzen sich daraus ergeben.
- Welche Graphiken oder Bilder darf ich bei Facebook oder Youtube veröffentlichen? In der Regel machen sich Schülerinnen und Schüler keine Gedanken über die Fragen des Datenschutzes. In der folgenden Unterrichtsphase wird über Verletzung des Datenschutzes und die möglichen Konsequenzen diskutiert, um eine Sensibilisierung für diesen Aspekt zu erreichen.
- Den Abschluss bildet eine Projektarbeit, bei deren Themenfindung die Schülerinnen und Schüler einbezogen werden. Vor Beginn sollte eine verbindliche Form der Dokumentation vereinbart werden.
Die in diesem Unterrichtsvorhaben ausgewählten Unterrichtsinhalte sind sehr umfassend und deren Erarbeitung benötigt einen genügend großen Zeitrahmen. Weiterhin ist die Bearbeitung von Graphiken und Bildern zwar für die Schülerinnen und Schüler sehr motivierend, kann aber auch bei zu großem zeitlichen Umfang die Anfangsmotivation überfordern. Die Fachkonferenz hat sich daher darauf verständigt, dass Teile des Unterrichtsvorhabens auch in andere Unterrichtsvorhaben (Texterstellung, Erstellung von Präsentationen, Internetseiten) verlagert werden können. Dabei sollte nur darauf geachtet werden, dass keiner der Aspekte aus diesem Unterrichtsvorhaben unbeachtet bleibt.
Zeitbedarf: 15 Std.
Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens:
Unterrichtssequenzen
Einstieg- Wo findet man Cliparts bzw. Illustrationen?
Zu entwickelnde (inhaltsfeldbezogene konkretisierte) Kompetenzen
/
Vorhabenbezogene Absprachen / Beispiele, Medien, Materialien
- Beispiel: Die Schülerinnen und Schüler kennen Cliparts aus Textverarbeitungsprogrammen.
- Die Schülerinnen und Schüler sammeln Prospekte und Flyer, die mit Schriftzügen und Graphiken ausgestattet sind.
Unterrichtssequenzen
Vektorgraphiken nach Vorgaben erstellen
- Zeichnen von Punkten, Strecken, Streckenzügen, Freihandlinien, Vielecken, Kreisen, Ellipsen, Texten als Objekte in Vektorgraphiken
- Bestimmung der Attributwerte Farbe, Länge, Koordinate, Linienstärke, Randfarbe, Flächenfarbe, Füllmuster
- Anwendung der Methoden Löschen Kopieren, Verschieben, Spiegeln, Drehen, Färben, Skalieren der Vektor-Graphik-Objekte
- Dateiformate für Vektorgraphiken
Zu entwickelnde (inhaltsfeldbezogene konkretisierte) Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- verarbeiten Daten mithilfe von Informatiksystemen (IF1, MI),
- führen Operationen auf Daten sachgerecht aus (IF1, A),
- erfassen, organisieren und strukturieren verschiedenartige Daten und verarbeiten sie mit Hilfe geeigneter Werkzeuge (IF1, DI),
- verwalten Dateien zielgerichtet mithilfe geeigneter Datei- und Verzeichnisoperationen (IF4, MI),
- ordnen gängigen Dateiendungen Dateitypen und passende Anwendungen zu (IF4, A).
Vorhabenbezogene Absprachen / Beispiele, Medien, Materialien
Graphik-Programme:
- Inkscape
- GIMP
- LibreOffice-Draw
Unterrichtssequenzen
Arbeit mit Pixelbildern
- Digitalisierung von Graustufenbildern als Bitmap von Hand
- Scannen von Bildern als Digitalisierung analoger Information
- Arbeit mit digitalen Kamerabildern
- Werkzeuge eines Bildbearbeitungsprogramms (Ebenen, Verschieben, Graphikobjekt, Textobjekt, Zuschneiden, Größe ändern ...)
- Bilder in unterschiedlichen Auflösungen
- Einfluss der Kompression auf die Bildqualität
- Vergleich zur Bildqualität bei Vergrößerung/Verkleinerung bei Vektorgraphiken
- RGB-Farbmodell, subtraktive/additive Farbmischung
- Bildbearbeitung für die Veröffentlichung in Textdokumenten und Internet
- Einbetten von Graphikobjekten in andere Programme
- Dateiformate für Pixelgraphikprogramme (speziell bmp, gif, jpg, png)
Zu entwickelnde (inhaltsfeldbezogene konkretisierte) Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- erläutern, wie Daten in geeigneter Weise codiert werden, um sie mit dem Computer zu verarbeiten (IF1, A),
- beschreiben die Digitalisierung analoger Größen an Beispielen (IF1, MI),
- identifizieren und erläutern in ausgewählten Anwendungen Datentypen, Attribute und Attributwerte von Objekten und dokumentieren sie unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen (IF1, ADI)
- führen Operationen auf Daten sachgerecht aus (A),
Vorhabenbezogene Absprachen / Beispiele, Medien, Materialien
Bildbearbeitungs-Programme:
- GIMP
- Adobe Photoshop
- Corel Paint Shop Pro
- IrfanView
Hinweis:
Die Digitalisierung von Graustufenbildern wird z.B. in http://www.oberstufeninformatik.de/theorie/Formale_Sprachen.pdf beschrieben.
Unterrichtssequenzen
Vergleich von Vektorgraphiken und Pixelbildern- Darstellungsmöglichkeiten für Vektorgraphiken vs. Pixelbilder
- Vergrößerung/Verkleinerung von Vektorgraphiken vs. Bitmap-Bildern, Einfluss auf die Bildqualität
- Speicherbedarf für Vektorgraphiken vs. Bitmap-Bildern
Zu entwickelnde (inhaltsfeldbezogene konkretisierte) Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- erstellen Pixel- und Vektorgraphiken und begründen ihre Entscheidung für den verwendeten Graphiktyp (IF1, MI).
Vorhabenbezogene Absprachen / Beispiele, Medien, Materialien
/
Unterrichtssequenzen
Datenschutz- Rechtliche Rahmenbedingungen bei der Veröffentlichung nicht selbst erstellter Graphiken/Bilder
- Veröffentlichung von Bildern mit Personen (Rechte erkennbarer Personen, Verfremdungseffekte durch Bildbearbeitung)
Zu entwickelnde (inhaltsfeldbezogene konkretisierte) Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- erläutern an Hand von Fallbeispielen das Recht auf informationelle Selbstbestimmung (IF5, A),
- erläutern Gefahren beim Umgang mit eigenen und fremden Daten (IF5, A),
- benennen Beispiele für die Verletzung von Persönlichkeitsrechten, (IF5, KK),
- beachten Umgangsformen und Persönlichkeitsrechte bei elektronischer Kommunikation (IF5, KK),
- benennen grundlegende Aspekte des Urheberrechts und erläutern an Fallbeispielen Verletzungen (IF5, A),
- stellen die Veränderungen des eigenen Handelns durch Informatiksysteme in Schule und Freizeit dar (IF5, KK),
- beschreiben Möglichkeiten der Manipulation digitaler Daten und beurteilen das damit verbundenen Gefährdungspotential (IF5, A).
Vorhabenbezogene Absprachen / Beispiele, Medien, Materialien
Themenbeispiele:
- Fotographien von einzelnen Personen
- Verwendung von eingescannten Bildern / Bildern aus dem Internet
Unterrichtssequenzen
Abschlussprojekt:- Arbeitsteilige Planung und Durchführung einer Photo-Ausstellung „Meine Schule ist lebendig“ incl. BIldbearbeitung und Erstellung eines Flyers
Zu entwickelnde (inhaltsfeldbezogene konkretisierte) Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler
- recherchieren, kommunizieren und tauschen Daten mithilfe von Netzen aus (IF4, KK),
- erstellen ein Medienprodukt (IF4, MI).
Vorhabenbezogene Absprachen / Beispiele, Medien, Materialien
Themenbeispiele:
- Unser letztes Sportfest
- Theateraufführung an unserer Schule
Lernzielkontrolle: Photo-Ausstellung im schulöffentlichen Raum