Assoziationen in UML-Klassendiagrammen

Unterrichtseinheit

Die Unified Modeling Language (UML) ist eine standardisierte Sprache zur Modellierung von Software und anderen Systemen. Als Modellelement bestimmt eine Assoziation das Verhältnis von Klassen. Die folgende Unterrichtseinheit vermittelt anhand solcher Assoziationen wichtige statische Elemente zur Software- und Datenbankentwicklung.

Informationstechnik
Sekundarstufe II
variabel
Ablaufplan, Arbeitsblatt
1 Arbeitsmaterial

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Bei der Entwicklung komplexer Software wird eine gute Planung notwendig und so ist es inzwischen zum Standard geworden, objektorientierte Programme und Datenbanken in UML zu planen und zu dokumentieren. Binäre Assoziationen dienen in UML-Klassendiagrammen der Abbildung von Interaktionen zwischen Klassen: Welche Klasse muss also welche Instanzen von anderen Klassen enthalten? Die Unterrichtsstunde veranschaulicht dies am konkreten Beispiel des Auftrags eines Mainboardherstellers zur Abbildung seiner Kundenbeziehungen .

Unterrichtsablauf

Inhalt

Sozial- / Aktionsform

Einstieg

Der Auftrag des Mainboardherstellers GIGABYTE zur Erstellung eines Klassendiagramms in UML (Version 2.0) wird vorgestellt.

Schüler/Schülerin liest das Auftragsschreiben vor.
Problematisierung

Wie können Beziehungen in UML-Klassendiagrammen dargestellt werden?

Die Lernenden formulieren das Problem, die Lehrkraft notiert und hinterfragt.
Erarbeitung

Assoziationen in UML-Klassendiagrammen und „Objecteering“ mit:

- Multiplizität

- Assoziationsname

- Sichtbarkeit

- Einschränkung

- Leserichtung

- Rolle

- Eigenschaft

- Navigierbarkeit

Gruppenpuzzle – Phasen 1 und 2: Die Stammgruppen entsenden ihre Experten. Die Schüler erarbeiten in Expertengruppen ihre Teilaufgaben.(arbeitsteilige Gruppenarbeit)
Informationsaustausch

UML-Notationen und „Objecteering“-Eingaben für Assoziationen mit Multiplizität, Leserichtung, Assoziationsname, Rolle, Sichtbarkeit, Eigenschaft, Einschränkung und Navigierbarkeit

Gruppenpuzzle – Phase 3: Die Schüler vermitteln ihren Stammgruppenmitgliedern die Expertenergebnisse.
Sicherung

UML-Klassendiagramm mit Assoziationen für den Mainboardhersteller; „Objecteering“-Darstellung

Die Lehrkraft skizziert den Lösungsvordruck. Die Schüler erweitern die Gesamtansicht. Die Lehrkraft hinterfragt die Schülerbeiträge.
Übung

UML-Klassendiagramm mit Assoziationen für einen Kundenauftrag

Hausaufgabe über die Lernplattform lo-net oder Moodle: Die Schüler üben in Einzelarbeit

Didaktisch-methodischer Kommentar

In der Unterrichtsstunde werden durch die Assoziationen wichtige statische Elemente zur Software- und Datenbankentwicklung vermittelt. Im Anschluss bieten sich die Behandlung der Generalisierung, der Aggregation und der Komposition an. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten sich in die Darstellung von Assoziationen in Expertengruppen ein. In Stammgruppen werden die Informationen aus den Expertengruppen weitergegeben. Unterschiedliche Leistungsstände werden in den Gruppen kompensiert. Die Darstellung der Leserichtung, der Eigenschaft und der Einschränkung ist in "Objecteering" nicht direkt umsetzbar. Die Navigierbarkeit ist auch in UML nicht eindeutig umsetzbar. Diese offenen Probleme sind bewusst eingeplant, um Diskussionen anzuregen. Problematisch ist die Arbeitsteilung in den Expertengruppen: Auf dem Arbeitsauftrag wird daher der bewusste Informationsaustausch gefordert, damit jede Expertin in der Stammgruppe allen anderen Gruppenmitgliedern die Ergebnisse vermitteln kann. In jeder Stammgruppe wird nur je ein PC verwendet, um die Aufmerksamkeit zu kanalisieren. Obgleich die Darstellung der Assoziationen in "Objecteering" vom UML-Standard abweicht, wird die Anwendung genutzt, um einen Praxisbezug herzustellen und Detailfragen zu diskutieren.

Unterrichtsablauf und Einsatz der Materialien
Der Ablauf der Unterrichtsstunde und die Einbindung der Materialien werden hier von der Problemstellung bis zur Anknüpfungsmöglichkeit der Folgestunde erläutert.

Download

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler

können eine Assoziation mit Leserichtung, Rolle, Sichtbarkeit, Eigenschaft, Einschränkung und Navigierbarkeit in einem UML-Klassendiagramm (Version 2.0) darstellen und erläutern.
vertiefen die Schreibweise und Darstellung einer Assoziation mit Assoziationsnamen und Multiplizität in einem UML-Klassendiagramm (Version 2.0).
können in "Objecteering" eine Assoziation mit Assoziationsnamen, Multiplizität, Rolle und Sichtbarkeit umsetzen.

Zusatzinformationen

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

Titel	Assoziationen in UML-Klassendiagrammen - Auftrag eines Mainboardherstellers zur Abbildung seiner Kundenbeziehungen (Gruppenpuzzle)
Autor	Alexander Biehounek
Fächer	Mathematik, Technische Informatik
Zielgruppe	Technisch orientierte Bildungsgänge
Zeitumfang	1 Unterrichtsstunde
Technische Voraussetzungen	Lehrerrechner mit Beamer, ein Computer pro 2-3 Schülerinnen und Schüler, mindestens Word 2000, Acrobat Reader (kostenloser Download), Objecteering, Lernplattform (z. B. lo-net², Moodle)
Planung	Assoziationen in UML-Klassendiagrammen