Die Lernumgebung „Interaktive Erkundung des Dijkstra-Algorithmus“ ermöglicht einen handlungsorientierten Zugang zur Bestimmung von kürzesten Wegen in Graphen und unterstützt die Entwicklung eines grundlegenden Verständnisses für graphbasierte Algorithmen.

In der Anwendung können Lernende mit verschiedenen gewichteten Graphen arbeiten, indem sie Kantengewichte und Distanzen zwischen Knoten schrittweise analysieren und anpassen. Dabei wird sichtbar, wie sich die jeweils aktuellen Knotengewichte im Verlauf der Berechnung verändern und wie daraus ein kürzester Weg vom Start- zum Zielknoten entsteht.

Der zugrunde liegende Dijkstra-Algorithmus wird nicht explizit erklärt, sondern durch wiederholtes Durchlaufen der Anwendung erschlossen. Dadurch werden Lernende dazu angeregt, die zugrunde liegende algorithmische Strategie eigenständig zu rekonstruieren und zu formulieren.

Die interaktive Arbeitsweise unterstützt insbesondere das Verständnis für zentrale Prinzipien der Algorithmik, wie die schrittweise Verbesserung von Lösungen und die Verarbeitung von Informationen in graphbasierten Strukturen.

Die Materialien knüpfen an zentrale Kompetenzbereiche der informatischen Bildung an, insbesondere im Bereich von Algorithmen und Problemlösen. Ausführliche Bezüge zum Hessischen Kerncurriculum finden sich in der ausführlichen Beschreibung (ⓘ).

Zielgruppe

Das Material eignet sich insbesondere für den Einsatz in der Sekundarstufe II. Es richtet sich primär an Lehrkräfte, die Graphalgorithmen und die Berechnung kürzester Wege anschaulich und entdeckend vermitteln möchten.

Lizenzierung

Die Materialien stehen unter einer Creative-Commons-Lizenz (CC BY-NC-SA) zur Verfügung und können für nicht-kommerzielle Zwecke unter Namensnennung weiterverwendet werden.

Bezüge zu den Hessischen Kerncurricula

• Algorithmen und Programmierung: Analyse und Entwicklung von Strategien zur Bestimmung kürzester Wege
• Problemlösen und Strukturieren: Modellierung von Problemen mithilfe von Graphen und systematische Lösungsentwicklung
• Modellieren und Implementieren: Darstellung von Netzwerken und Gewichtungen als Grundlage algorithmischer Verfahren
• Reflexion informatischer Prozesse: Bewertung und Vergleich von Lösungsstrategien in komplexen Strukturen

• Informatik

• Schüler/innen
• Lehrkräfte

• Sekundarstufe II

• Informatik
• Graph
• Algorithm
• Algorithmisches_Denken
• Dijkstra
• Sekundarstufe_II
• Interaktive_Lernumgebung
• Kürzeste_Wege