Reguläre Ausdrücke gehören zu den Themen, die beim ersten Blick in den neuen Lehrplan abstrakt wirken und werden möglicherweise nicht mit den Begriffen „Alltagstauglichkeit“ oder „Lebenswelt“ assoziiert.
Allerdings lassen sich bei einigem Nachdenken doch viele Bereiche finden, in denen wir im Alltag mit regulären Ausdrücken zumindest in Berührung kommen.
Ob beim Filtern von E-Mails, Validieren von Passwörtern oder Suchen und Ersetzen in Texten: Fast jede moderne Software nutzt reguläre Ausdrücke mindestens im Hintergrund.
Das kostenlose Online-Tool FLACI bietet (unter anderem) eine hervorragende Möglichkeit, reguläre Sprachen und reguläre Ausdrücke im Unterricht sichtbar, verständlich und interaktiv aufzubereiten. Besonders die Seite https://flaci.com/regexp ermöglicht es Lernenden, die Funktionsweise von Mustern direkt nachzuvollziehen, während automatisch Diagramme erzeugt werden und sogar schon erste Alltagsbeispiele angebracht werden.
Im Blogeintrag möchte ich erst einige kurze Bemerkungen zu der Software FLACI machen, Ihnen dann ein paar Beispiele präsentieren, um bei Neueinstieg in die Software schnell hineinzukommen und am Ende des Blogs ein Arbeitsblatt zur Verfügung zu stellen, das im Unterricht als Ergebnissicherung für den Hefter genutzt werden kann.
Was kann man mit FLACI machen?
FLACI macht reguläre Ausdrücke ohne großen Aufwand für die Lehrkraft greifbar. Statt (ausschließlich) abstrakter Theorie sehen Lernende sofort in einer vorhandenen Testumgebung, welche Auswirkungen auf Ausgaben ihre Eingaben haben. Die Plattform bietet dabei drei besonders praktische Funktionen:
1. Muster eingeben und Ergebnisse sofort sehen
Schüler schreiben einen regulären Ausdruck und FLACI zeigt unmittelbar passende und unpassende Zeichenketten.
2. Eigene Alltagsbeispiele können getestet werden
Ob Instagram-Hashtag, Benutzername am Schulrechner, E-Mail oder mit eigenen Regeln: FLACI prüft sofort, ob das Muster passt und bietet dadurch auch eine schöne Umgebung für „Trial and Error“ Versuche.
3. Die Theorie kommt nicht zu kurz
Zunächst stellt FLACI immer erst neue Begriffe und Funktionen vor, bevor sie anschließend direkt an einem Praxisbeispiel verwendet werden können.
Beispiele
Das folgende Beispiel ist direkt von FLACI entnommen und zeigt, wie dort Symbolik und Begriff eingeführt werden:
Für ein weiteres Beispiel könnte die Aufgabenstellung lauten:
Erstellen Sie einen regulären Ausdruck, der überprüft, dass zunächst ein Hashtag gesetzt wird, anschließend ein Großbuchstabe folgt und dann noch 3 mal entweder ein Kleinbuchstabe oder eine Zahl folgen. Beispiele: #U2bi; #Kabc; #T123
Lösung:
Der reguläre Ausdruck muss also:
- Mit # beginnen
- Dann muss ein belieber Großbuchstabe erfolgen, also aus der Liste [A-Z]
- Nun müssen noch drei mal entweder ein Kleinbuchstabe erfolgen, also [a-z] oder eine Zahl, also [0-9]
Der Reguläre Ausdruck kann also folgendermaßen aussehen:
#[A-Z]([a-z]|[0-9])([a-z]|[0-9])([a-z]|[0-9])
und könnte in FLACI als solcher im Experimentierbereich eingegeben werden:
Das entstehende Syntaxdiagramm eignet sich dabei der Erfahrung nach auch hervorragend, nochmal die Funktionsweise der regulären Ausdrücke an Beispielen schrittweise zu erklären.
Im gleichen Bereich gibt es dann noch die Möglichkeit, verschiedene Ausdrücke „testen“ zu lassen.
Gibt man als Beispiele #A7ba; #i34k; T737 und #Zk3a ein, so werden der erste und der letzte reguläre Ausdruck als korrekt/erkannt dargestellt:
Dieses Beispiel war für Anschauungszwecke selbstverständlich sehr konstruiert, aber es ist leicht vorstellbar, dass man so schnell zu dem Abprüfen von zum Beispiel Flugnummern oder wie im von FLACI vorgegebenen Beispiel von Mailadressen kommt.
FLACI bietet weiterhin die Möglichkeit, reguläre Ausdrücke in endliche Automaten umzuwandeln (und umgekehrt). Dies funktioniert zwar nicht immer mit guten Lösungen, bietet aber in der Oberstufe definitiv einen guten Anknüpfungspunkt an die Inhalte der Klassenstufe 10.
Arbeitsblatt mit Lösung für den Hefter
Im Folgenden stelle ich Ihnen noch meine zugehörigen Arbeitsblätter zur Verfügung, deren Inhalt in schriftlicher Form und nur minimal abgewandelt die Inhalte von FLACI aufbereitet und als Ergebnissicherung für den Unterricht dienen kann.
Die Lösungen wurden nach bestem Wissen erstellt; eine absolute Gewähr für deren Korrektheit kann jedoch nicht gegeben werden.
Viel Spaß mit den regulären Ausdrücken im Unterricht!
Fachberater Informatik 