BIN305: Informatisches Denken und Konzepte - Capstone

Lernpfad Informatisches Denken und Konzepte

BIN305: Informatisches Denken und Konzepte - Capstone

Kurzporträt BIN305: Informatisches Denken und Konzepte - Capstone
Worum geht es? Das Capstone-Modul verbindet formale informatische Inhalte mit wissenschaftlichem Arbeiten. Die Studierenden erschließen ausgewählte Fachtexte, rekonstruieren Argumentationen und bereiten zentrale Aussagen fachlich nachvollziehbar auf. Dabei üben sie Recherche, Quellenarbeit, Präsentation, Peer-Review und präzise wissenschaftliche Kommunikation.
Wofür braucht man es? Die Kompetenzen helfen dabei, anspruchsvolle informatische Texte und Argumentationen selbstständig zu verstehen und für eigene Arbeiten nutzbar zu machen. Sie sind besonders wichtig für Seminararbeiten, Projektberichte, Abschlussarbeiten und fachliche Diskussionen. Zugleich stärken sie den Umgang mit formalen Begründungen aus dem gesamten Lernpfad.
Wieso ist es interessant? Das Modul macht sichtbar, wie wissenschaftliche Informatik argumentiert und wie aus verdichteten Fachtexten nachvollziehbare Erklärungen entstehen. Studierende wählen Themen mit Bezug zu theoretischen und konzeptionellen Informatikfeldern und arbeiten diese eigenständig auf. Dadurch entsteht ein Abschlussformat, das formales Denken mit verständlicher Vermittlung verbindet.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Michael Gref

Lehrperson(en)
  • Prof. Dr. Michael Gref
  • Prof. Dr. Christoph Dalitz
Verwendbarkeit

Bachelor Informatik

Fächergruppe

Informatik

Modultyp
Pflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

Sommersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

- V | - Ü | 3 P | 1 SL

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Computational Thinking and Concepts - Capstone

Empfohlene Voraussetzungen
  • BIN301: Logik, Diskrete Strukturen und Lineare Algebra: Aussagenlogik, Prädikatenlogik, Beweise, Argumentation.
  • BIN302: Algorithmen und Datenstrukturen: Algorithmen, Datenstrukturen, Komplexitätsanalyse.
  • BIN303: Theoretische Informatik: formale Sprachen, Automaten, Berechenbarkeit, Entscheidbarkeit.
  • BIN304: Verteilte und parallele Programmierung: Nebenläufigkeit, Parallelität, Verteilung.
Zugehörige Lehrveranstaltungsteile
  • BIN305a: Formale Argumentationen in der Informatik: 3 ECTS, 2 P
  • BIN305b: Wissenschaftliches Arbeiten in der Informatik: 2 ECTS, 1 P | 1 SL
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Mit erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, formale informatische Argumentationen aus wissenschaftlichen Fachtexten selbstständig zu erschließen, fachlich begründet zu rekonstruieren und unter Anwendung grundlegender wissenschaftlicher Arbeitsweisen adressatengerecht zu vermitteln.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • eine wissenschaftsnahe informatische Fragestellung und geeignete Fachtexte auswählen, analysieren und eingrenzen (BIN305a),
  • zentrale Begriffe, Voraussetzungen, Aussagen, Beweisideen und Argumentationsstrukturen fachlich erschließen und einordnen (BIN305a),
  • verdichtete oder ausgelassene Argumentationsschritte rekonstruieren sowie durch Beispiele, Gegenbeispiele, formale Darstellungen oder kleine Demonstratoren prüfen und veranschaulichen (BIN305a),
  • wissenschaftliche Quellen recherchieren, hinsichtlich ihrer Eignung bewerten und unter Beachtung wissenschaftlicher Standards verwenden (BIN305b, angewendet in BIN305a),
  • ihre fachlichen Ergebnisse kompakt, quellenbasiert und adressatengerecht dokumentieren und präsentieren (BIN305a und BIN305b),
  • Rückmeldungen im Peer-Review und in Fachgesprächen geben, aufnehmen und zur Überarbeitung sowie fachlichen Vertretung ihrer Ergebnisse nutzen (BIN305a und BIN305b).
WOZU

Die Studierenden nutzen diese Kompetenzen, um theoretisch geprägte informatische Fragestellungen selbstständig, methodisch fundiert und für andere nachvollziehbar bearbeiten zu können.

Inhalte

Veranstaltungsteil BIN305a: Formale Argumentationen in der Informatik

  • Bearbeitung eines ausgewählten wissenschaftlichen Fachtextes oder Textauszugs
  • Analyse von Problemstellung, Begriffen, Voraussetzungen und zentralen Aussagen
  • Rekonstruktion und Kommentierung von Beweisideen, Argumentationsketten und formalen Zwischenschritten
  • Entwicklung von Beispielen, Gegenbeispielen, Visualisierungen, formalen Darstellungen oder kleinen Demonstratoren
  • Erstellung kompakter fachlicher Artefakte
  • Präsentation, fachliche Diskussion und Überarbeitung der Ergebnisse

Mögliche Themenfelder sind insbesondere Logik und Beweise, Algorithmenanalyse, Datenstrukturen, Komplexität, formale Sprachen, Automaten und Grammatiken, Berechenbarkeit, Entscheidbarkeit, Korrektheit, Verifikation sowie nebenläufiges, paralleles und verteiltes Rechnen. Die konkreten Themen und wissenschaftlichen Texte werden passend zur Durchführung festgelegt.

Veranstaltungsteil BIN305b: Wissenschaftliches Arbeiten in der Informatik

  • Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens
  • Erkenntnistheorien und wissenschaftliche Methoden
  • Publikationsformen sowie Lesen und Erschließen wissenschaftlicher Fachtexte
  • Recherche, Auswahl und Bewertung wissenschaftlicher Quellen
  • Statistische Signifikanz und Reproduzierbarkeitsfragen
  • Strukturierung und kompakte Darstellung formal-informatischer Argumentationen
  • Zitieren, Quellenarbeit, wissenschaftliche Redlichkeit und fachsprachliche Präzision
  • Präsentation, Peer-Review, Feedback und Überarbeitung
  • Transfer wissenschaftlicher Arbeitsweisen auf die Aufgabenstellungen aus BIN305a
Prüfungsvorleistung

Testat im Veranstaltungsteil BIN305b: Wissenschaftliches Arbeiten in der Informatik: aktive Teilnahme, gezeigt beispielsweise durch erfolgreiche Bearbeitung begleitender Aufgaben zur Literaturrecherche, Quellenarbeit, wissenschaftlichen Darstellung, Präsentation und zum Peer-Review.

Prüfungsleistung

Studien- oder Projektarbeit. Das Prüfungskonzept ist als Portfolio mit Präsentation und Fachgespräch in BIN305a: Formale Argumentationen in der Informatik ausgestaltet.

Mögliche Prüfungsartefakte sind die Aufarbeitung eines Fachtexts, die Rekonstruktion zentraler Argumentations- oder Beweisschritte sowie geeignete Beispiele, Visualisierungen, Materialien oder Demonstratoren. Die individuelle Leistung wird im Fachgespräch überprüft; die konkrete Ausgestaltung wird zu Beginn der Veranstaltung bekanntgegeben.

Literatur
  • Michael Sipser: Introduction to the Theory of Computation. 3. Auflage, Cengage Learning, 2014.
  • Thomas H. Cormen; Charles E. Leiserson; Ronald L. Rivest; Clifford Stein: Algorithmen: Eine Einführung. 4. Auflage, Oldenbourg Verlag, 2013.
  • Manuel René Theisen: Wissenschaftliches Arbeiten. 18. Auflage, Vahlen, 2021.
  • Helga Esselborn-Krumbiegel: Richtig wissenschaftlich schreiben. 6. Auflage, Brill Schöningh, 2022.
  • Norbert Franck: Handbuch Wissenschaftliches Arbeiten. 3. Auflage, UTB, 2017.