Warum Informatik?

Umgang mit Information

Teamarbeit

 

Informatik in der Unterstufe

Informatik in der 9. Klasse

Informatik in der 10. Klasse

Informatik in der Oberstufe

 

 

 

Warum Informatik?

 

Durch die schnelle Entwicklung der Informationstechnologie  und die weltweite Vernetzung steht heute jedem der Zugang zu einer gewaltigen Menge von Daten offen. Gleichzeitig kommen überall im beruflichen und privaten Leben, in Wissenschaft und Wirtschaft komplexe Systeme zur Informationsverarbeitung zum Einsatz. Ihre Leistungsfähigkeit und der Ausbau ihrer Möglichkeiten bestimmen oft die Weiterentwicklung in Wirtschaft, Technik und modernen Wissenschaften.

Die wesentliche Aufgabe des Informatikunterrichts am Gymnasium ist es daher, den Schülern ein systematisches, zeitbeständiges und über bloße Bedienerfertigkeiten hinausgehendes Basiswissen über die Funktionsweise, die innere Struktur sowie die Möglichkeiten und Grenzen informationstechnischer Systeme zu vermitteln. Dadurch wird ihnen deren sinnvolle, kompetente und verantwortungsbewusste Nutzung und Beurteilung ermöglicht. Als zukünftige Entscheidungsträger müssen die Gymnasiasten mit den Denkweisen vertraut gemacht werden, die den Informations- und Kommunikationstechniken zugrunde liegen, um deren prinzipielle Chancen und Risiken richtig einschätzen zu können.

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Umgang mit Information

 

Im Informatikunterricht lernen die Schüler grundlegende Konzepte von Informations- und Kommunikationssystemen kennen, die sich durch Allgemeingültigkeit auszeichnen und auch in Zukunft nicht an Bedeutung verlieren werden. Dazu gehören Kenntnisse über die Methoden der Aufbereitung, Speicherung, Weiterverarbeitung und Übertragung von Information, die eine Interpretation und adäquate Beurteilung von Daten etwa in Bezug auf Zuverlässigkeit, Vollständigkeit oder Sicherheit ermöglichen.

Information ist der zentrale Begriff im Informatikunterricht. Daraus resultieren Themen wie die Darstellung, Verarbeitung, Übersendung und Interpretation von Informationen.

Bei der Darstellung von Informationen wie auch bei der Analyse von Informationssystemen spielt die Modellierung, bei der Ausschnitte der Wirklichkeit zielgerichtet vereinfacht und strukturiert dargestellt werden, eine wesentliche Rolle. Die Lernenden erkennen, dass die Erstellung eines Modells den wichtigsten Arbeitsschritt zwischen der Problemerfassung und der Umsetzung auf einem Softwaresystem darstellt und für das Verständnis informatischer Abläufe entscheidend ist. An vielfältigen praktischen Beispielen sehen sie, dass bei der Vereinfachung der betrachteten Zusammenhänge einerseits die für den jeweiligen Zweck wesentlichen Aspekte erhalten bleiben müssen, andererseits unwesentliche Gesichtspunkte nicht mehr in Erscheinung treten dürfen.

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Teamarbeit

 

Bei der Beschäftigung mit zunehmend komplexeren, umfangreichen Aufgabenstellungen erfahren die Schüler, dass für deren Lösung Partner- und Teamarbeit oft von entscheidendem Vorteil sind und dass dabei die Zuverlässigkeit des Einzelnen gefordert ist. Außerdem wird die Bereitschaft der Jugendlichen gestärkt, Verantwortung zu übernehmen und die eigenen Ansichten und Ideen vor anderen zu vertreten.

 

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Informatik in der Unterstufe

 

Im Schwerpunkt Informatik des Fachs Natur und Technik wird eine gemeinsame Basis aus Wissen und Fähigkeiten unter Einbeziehung unterschiedlichster Vorkenntnisse hergestellt, die die Schüler aus dem privaten und schulischen Bereich bereits mitbringen. Die Kinder beschäftigen sich mit altersgemäßen Aufgabenstellungen aus ihrer Erfahrungswelt. Sie gestalten Graphik-, Text- und Multimediadokumente, strukturieren Information, ordnen sie und beschäftigen sich mit Hypertextstrukturen sowie mit elektronischer Post. Zudem erhalten die Schüler erste Einblicke in die automatische Informationsverarbeitung. Die Analyse der bearbeiteten Dokumente zeigt ihnen, dass diese jeweils aus bestimmten Objekten mit charakteristischen Eigenschaften bestehen. Mit dieser Sichtweise können die Kinder unabhängig von der jeweils verwendeten Software eine Vielzahl von Phänomenen im Zusammenhang mit Informatiksystemen verstehen. Das Vorgehen ist altersgemäß spielerisch und handlungsorientiert, aber trotzdem genau und systematisch. Es wird der Grundstein für den Aufbau angemessener Modelle und für die Verwendung einer klaren, effizienten Fachsprache in späteren Jahrgangsstufen gelegt.

 

Verwendete Software:

 

6. Klasse:

 

    • Paint (Informationsdarstellung in Pixelgrafiken)

    • Microsoft WORD (Informationsdarstellung in Vektorgrafiken)

    • OpenOffice Writer

    • ObjektDraw (Informationsdarstellung in Vektorgrafiken)

    • Microsoft WORD (Informationsdarstellung in Texten)

    • OpenOffice Writer

    • Microsoft PowerPoint (Informationsdarstellung in Multimedia-Dokumenten)

    • OpenOffice Impress

7. Klasse:

    • KompoZer (Darstellung von Informationen auf Internetseiten)

    • Robot Karol (Einstieg in die Algorithmik)

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Informatik in der 9. Klasse

 

Am naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasium werden in der Mittelstufe die im Anfangsunterricht eingeführten Grundlagen aufgegriffen, vertieft und ergänzt. In der Jahrgangsstufe 9 gewinnen die Schüler mit der funktionalen Modellierung einen ersten Zugang zur Formalisierung und Strukturierung von größeren, als Ganzes kaum überschaubaren Prozessen. Statische Datenmodellierung hilft ihnen bei der Verwaltung sehr großer, komplexer Datenmengen. Bereits in dieser Jahrgangsstufe gewinnen außerdem Fragestellungen an Bedeutung, die gesellschaftlich relevante Aspekte wie die Wechselwirkungen zwischen Informatiksystemen, Individuum und Gesellschaft betreffen.

 

Verwendete Software:

 

  • Microsoft Excel (Funktionale Modellierung)

  • OpenOffice Calc

  • Xampp (Datenbankmanagementsystem)

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Informatik in der 10. Klasse

 

Mit der objektorientierten Modellierung werden in Jahrgangsstufe 10 die verschiedenen Modellierungstechniken verbunden. Bei der Beschreibung und Strukturierung von Abläufen lernen die Schüler Grundprinzipien von Automaten, Algorithmen und Programmen aus objektorientierter Sicht kennen. Sie untersuchen systematisch die Kommunikation bzw. Interaktion zwischen Objekten und verwenden Generalisierung sowie Spezialisierung als Konzepte zur Beschreibung von Verwandtschaftsbeziehungen. Die Jugendlichen erkennen, dass sich die Vorgehensweise und die Grundideen der objektorientierten Modellierung auch auf viele Situationen des Alltags gewinnbringend anwenden lassen.

 

Verwendete Software:

 

  • BlueJ (Entwicklungsumgebung für objektorientierte Sprache)

  • Java7   (als Beispiel für eine objektorientierte Sprache)

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Informatik in der Oberstufe

 

Aufbauend auf dem vorausgegangenen Informatikunterricht eignen sich die Schüler in den Jahrgangsstufen 11 und 12 weiterführende Konzepte und Methoden der Informatik an. Den Schwerpunkt bildet zunächst die Untersuchung dynamischer Informationsstrukturen. Dabei lernen die Jugendlichen das für größere Softwaresysteme unverzichtbare Prinzip der Rekursion kennen. Bei der Planung und arbeitsteiligen Durchführung eines größeren Softwareprojekts wenden sie Konzepte der praktischen Softwareentwicklung an. Hierbei erwerben sie auch auf den Alltag übertragbare Kenntnisse über die Organisation und Synchronisation von Abläufen. Ein fundiertes Verständnis für die prinzipielle Funktionsweise eines Rechners gewinnen die Schüler durch die genauere Beschäftigung mit dem Vorgang der Kommunikation mit der Maschine. Überlegungen zu den Grenzen der maschinellen Berechenbarkeit unterstützen sie bei der realistischen Einschätzung der tatsächlichen Möglichkeiten der Informationstechnologie, wie sie für ein selbstbestimmtes Leben und Arbeiten in unserer Informationsgesellschaft notwendig ist. Für interessierte Jugendliche bietet sich die Möglichkeit, Informatik auch als Seminar zu wählen.

 

Verwendete Software:

 

  • BlueJ (Entwicklungsumgebung für objektorientierte Sprache)

  • AtoCC (Simulation von endlichen erkennenden Automaten)

  • Structorizer (Erstellung von Struktogrammen)

  • MiniMaschine  (Simulation von Assembler-Programmen)

 

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