Schulinterner Lehrplan Informatik Sek I Stand: Version 0.2 vom

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1 Inhalt Schulinterner Lehrplan des Theodor-Heuss-Gymnasiums für das Fach Informatik in der Sekundarstufe I 1 Einleitung Didaktisch-methodische Vereinbarungen Lern- und Arbeitsmittel Fächerübergreifende Kooperation Außerschulische Partner und Lernorte Grundsätze zur Leistungsbewertung Schriftliche Leistungsüberprüfung Mündliche Beteiligung am Unterricht Schriftliche Beteiligung am Unterricht Referate Individuelle Förderung Unterrichtsinhalte und Kompetenzen Stufe Von der Tabellenkalkulation zur Datenbank Internet und HTML / CSS Einführung in die Programmierung Stufe Weiterführende Konzepte der Programmierung Mess-, Steuer- und Regelungstechnik Digitale Schaltungen Ausblick auf weitere Fragestellungen und Gebiete der Informatik / 9

2 1 Einleitung Dieser Lehrplan berücksichtigt neben dem offiziellen Lehrplan von außerdem einen Entwurf zu möglichen Kernlehrplänen für die Sekundarstufe 1, der von der Gesellschaft für Informatik e.v (GI) 2 ausgearbeitet wurde. Dieser enthält neben der bisherigen Lernzielorientierung auch eine Kompetenzorientierung, aufgeteilt nach inhalts- und prozessbezogenen Kompetenzen (siehe Abbildung 1). Die Schwerpunkte des Kompetenzerwerbs werden für jedes Unterrichtsvorhaben gesondert ausgewiesen. Abbildung 1: Inhalts- und Prozessbezogene Kompetenzen der GI 2 Didaktisch-methodische Vereinbarungen Eine Orientierung an Problemen, die aus der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler erwachsen, sorgen für eine Herausbildung von Problemlösestrategien und bilden eine Grundlage für selbstständige Lern- und Arbeitstechniken. Darüber hinaus bieten die Informatik zahlreiche Möglichkeiten durch Arbeitsteilung, Projekt- und Gruppenarbeiten kooperative Lernformen anzuwenden. Der Computer dient im Informatikunterricht als Werkzeug und ist folglich nur als ein solches einzusetzen, was eine Benutzung und Thematisierung des Computers als Selbstzweck ausschließt. Ausnahme bildet hier sicherlich die Technische Informatik, die grundlegende Arbeitsweisen des Computers thematisiert. In allen aufgeführten Bereichen gilt es die Konzepte der Informatik im Blick zu behalten und von einer reinen anwendungsbezogenen Schulung abzusehen, getrau dem Motto: Konzeptwissen statt Produktwissen. 1 Richtlinien und Lehrpläne für das Gymnasium - Sekundarstufe I - in Nordrhein Westfalen - Informatik, Frechen, 4/ Beilage zu LOG IN, 28. Jg. (2008), Heft Nr. 150/151; 2 / 9

3 2.1 Lern- und Arbeitsmittel Ein Lehrbuch oder sonstige, von Schulbuchverlagen angebotene, fertige Unterrichtsmaterialien für den Kurs existieren bisher nicht. Den Schülerinnen und Schülern werden deshalb vom Fachlehrer erstellte bzw. aus den vorhandenen Schulbüchern entnommene, geeignete Unterrichtsmaterialien zur Verfügung gestellt. Um Benachteiligungen oder unnötige finanzielle Belastungen von Schülerinnen und Schülern durch den Kauf kommerzieller Softwareprodukte zu vermeiden, sollte nach Möglichkeit auf den Einsatz solcher Software verzichtet und passende freie, möglichst plattformübergreifende (für alle gängigen Betriebssysteme verfügbare) Softwareprodukte genutzt werden. Die Schullizenzen für weitere Programme (z.b. Logo) beinhalten die Nutzung durch die Schüler für Unterrichtszwecke auch am heimischen PC. Im folgenden finden sich Vorschläge für die im Informatikunterricht eingesetzten, freien Softwareprodukte: Dokumentation, Präsentation, Gestaltung, Tabellenkalkulation, Datenbanken: LibreOffice-Suite: Graphische Programmierumgebung: Scratch: Werkzeuge für Auszeichnungssprachen HTML/CSS: Bluefish: Mozilla Firefox: Planung und Simulation digitaler Schaltungen: Logisim: Imperative Programmierung: Java-Kara: Fächerübergreifende Kooperation Bei der Erstellung von eigenen Internetseiten in der Stufe 8 sollen von den Schülern gewählte Themen aus anderen Fächern aufgegriffen und dargestellt werden. Im Themenfeld der Tabellenkalkulation werden die Inhalte aus der Mathematik (Zins und Zinseszins, Tilgunsplan) aus der Stufe 7 wiederholend aufgegriffen. 2.3 Außerschulische Partner und Lernorte Eine Führung durch die Historische EDV-Sammlung der VHS Düsseldorf vermittelt einen plastischen Eindruck der EDV-Geschichte. Der Workshop Bäckerei der Zukunft 3, angeboten vom zdi-zentrum DU.MINT Duisburg in Zusammenarbeit mit der ITQ GmbH kann optional angefragt werden, um die in der Jahrgangsstufe 9 erworbenen Kenntnisse im Bereich der Steuer- und Regelungstechnik mit Fischer-Technik auf ein anderes Robotersystem (LEGO- Mindstorms) zu übertragen und somit zu vertiefen / 9

4 2.4 Grundsätze zur Leistungsbewertung Schriftliche Leistungsüberprüfung Es werden in jedem Schuljahr zwei Klassenarbeiten (45 Minuten) geschrieben. Das Projektergebnis und deren Entstehung, das im Rahmen einer der Unterrichtseinheiten im 8. Jg. und 9. Jg. von den Schülerinnen und Schüler erstellt wird, zählt als eine Klausurleistung Mündliche Beteiligung am Unterricht Alle Mitglieder eines Teams müssen in der Lage sein, die Ergebnisse aus Teamarbeitsphasen hinsichtlich der verwendeten Datenstrukturen und Algorithmen kommentierend darzustellen. beteiligen sich während des Arbeitens im Plenum am Unterrichtsgespräch mit weiterführenden Beiträgen mit Fragen und Antworten, die erkennen lassen, dass sie dem Gang des Unterrichts folgen. Die Schülerinnen und Schüler stellen bei mündlichen Leistungsüberprüfungen Unterrichtsergebnisse in wiederholenden Schülervorträgen angemessen dar und wenden sie an Schriftliche Beteiligung am Unterricht führen ein ordentliches Heft bzw. eine ordentliche Mappe, in dem bzw. in der sie gegliedert und mit Datum versehen Stundeneinträge, Arbeitsmaterialien mit zugehörigen Lösungen und Hausaufgabenlösungen sammeln. Sie archivieren (auch digital) sowohl die Ergebnisse eigenständiger Arbeit als auch die Ergebnisse ihrer Teamarbeit in einer Form, dass der Lernfortschritt überprüfbar dokumentiert wird Referate übernehmen nach Vereinbarung mit der Lehrkraft Referate: Sie halten dabei die vorgegebenen Vorbereitungs- und Vortragszeiten ein. Sie halten zu ihrem Thema einen sprachlich und inhaltlich angemessenen und für ihre Mitschülerinnen und Mitschüler verständlichen Vortrag. Sie nutzen während ihres Vortrags die jeweils sinnvollen Medien (Board/Beamer). Sie stellen ihren Mitschülerinnen und Mitschülern und der Lehrkraft eine schriftliche Zusammenfassung ihres Vortrags zur Verfügung. 4 / 9

5 2.5 Individuelle Förderung Die individuelle Förderung definiert sich im Informatikunterricht vor allem durch ihre eingesetzten Arbeitsformen, die individuelle Förderung begünstigen. Dabei ist vor allem das projektartige Arbeiten zu nennen, das die Lehrkraft in die Rolle des Lernbegleiters und Beraters stellt. Dies wird besonders in den obligatorischen Projektarbeiten pro Schuljahr akzentuiert. Auch der Computer bietet durch detaillierte Fehlermeldungen oder simuliertes Verhalten eine individuelle Rückmeldung zu dem, was der Lernende gerade bearbeitet, so dass auch der Computer ein Stück weit als Werkzeug zur individuellen Förderung anzusehen werden muss. Auf Grund äußerst heterogener Lerngruppen, was in Informatik eher den Regelfall als eine Ausnahme darstellt, wird bei Aufgabenstellungen immer darauf geachtet, unterschiedliche Grade der Komplexität zur Lösung dieser Aufgabe bereitzustellen. In Fällen, in denen die Aufgabenstellung eine angemessene Abstufung nicht zulässt, werden starke Schülerinnen und Schüler als Tutoren für schwächere eingesetzt, so dass individuelle Förderung nicht alleine eine Aufgabe der Lehrkraft ist und durchaus auch durch Schülerinnen und Schüler mitgestaltet werden kann. Aus der Jahrgangsstufe 9 des Informatikkurses erwachsen zudem engagierte Schülergruppen, welche für die jeweils neuen 5er Jahrgänge Kurse zum Thema Einführung in die Arbeit mit dem Computer durchführen, um die für alle Fächer grundlegenden Kompetenzen im Umgang mit dem Computer zu vermitteln. 5 / 9

6 3 Unterrichtsinhalte und Kompetenzen 3.1 Stufe Von der Tabellenkalkulation zur Datenbank Informationen und Daten Strukturieren und Vernetzen, Darstellen und Interpretieren Rechnen mit Tabellenblättern relative und absolute Zellbezüge E-V-A-Prinzip Arbeiten mit Formeln Datentypen in einer Tabellenkalkulation Funktionen (Argumente und Verkettung/Verschachtelung) Erstellen und Auswerten von Diagrammen Bedingte Terme und logische Funktionen Welcher Handyvertrag ist der günstigste für mich? Wie können wir eine Kursarbeit auswerten? Wie behalte ich den Überblick über Ein- und Ausgaben? Wie viele Zinsen müsste ich für einen Kredit bezahlen? Wie können Botschaften ver- und entschlüsselt werden? verknüpfen Daten und werten diese mit Hilfe von Funktionen aus. erzeugen durch die Übertragung von Formeln systematisch aufgebaute, wiederverwendbare Rechenblätter zu verschiedenen Themen. 6 / 9

7 3.1.3 Internet und HTML / CSS Informationen und Daten Strukturieren und Vernetzen, Darstellen und Interpretieren Informatik, Mensch & Gesellschaft - Auf Chancen und Risiken reagieren Ablauf beim Aufruf einer Internetseite Funktionsweise von Suchmaschinen Gesellschaftliche Aspekte (Urheberrecht, Cybermobbing, Überwachung, Datenschutz, Wieviel privates gehört ins Netz?) Unterschied zwischen Textseite und Internetseite Grundlegende HTML Befehle Gestaltung mit CSS Rollenspiel zur Funktionsweise des Internets ( Internetspiel) Bewertung von Internetquellen Grundlayout einer HTML-Seite abwandeln und auf ein eigenes Thema übertragen Verlinkung der Schülerseiten untereinander und Verwendung einer globalen Formatvorlage kennen den Aufbau einer Internetseite und erstellen HTML- Seiten nach w3c- Standards. trennen Inhalte und Darstellung und nutzen Stylesheets für das Layout. stellen Abläufe (z.b.: Aufruf einer Internetseite) in Sequenzdiagrammen dar schätzen Chancen, aber auch die Risiken und Gefahren des Internets ein Einführung in die Programmierung Variante I: Erst Scratch, dann Java-Kara Variante II: Erst Logo, dann Scratch Algorithmen Modellieren und Implementieren, Kommunizieren und Kooperieren Kontrollstrukturen (Verzweigung, Schleifen) Zahlenspeicherung in Variablen Top-Down und Bottom-Up- Verfahren Programmabläufe in Flussdiagrammen modellieren Programmcode durch Schleifen verkürzen und Verzweigungen steuern modellieren Problemstellungen in einem Flussdiagramm entwerfen, implementieren und beurteilen Algorithmen 7 / 9

8 3.2 Stufe Weiterführende Konzepte der Programmierung Algorithmen Modellieren und Implementieren, Kommunizieren und Kooperieren Wiederholung & Vertiefung der Kontrollstrukturen Umgang mit Variablen Rekursive Algorithmen Programmierprojekte mit Dokumentation der Arbeitsergebnisse entwerfen, implementieren und beurteilen Algorithmen Kommunizieren und Kooperieren in Projektgruppen 8 / 9

9 3.2.2 Mess-, Steuer- und Regelungstechnik Algorithmen Modellieren und Implementieren, Kommunizieren und Kooperieren Flussdiagramme Kontrollstrukturen (Verzweigung, Schleifen) Haupt- und Unterprogramme Steuerung einer Ampelanlage (Crossroads) Messen und Steuern technischer Abläufe mit Fischer-Technik (Tunnelroboter, Schweißroboter...) modellieren Problemstellungen in einem Flussdiagramm entwerfen, implementieren und beurteilen Algorithmen Digitale Schaltungen Informatiksysteme - Strukturieren und Vernetzen, Darstellen und Interpretieren Analoge und digitale Datenverarbeitung Rechnen in verschiedenen Stellenwertsystemen (2er, 10er, 16er) Logische Verknüpfungen Wahrheitstabellen Schaltterme und Normalformen (KNF, DNF) Speicherglieder (FlipFlops) Addier- und Zählwerke Lösen einfacher Alltagsprobleme durch logische Verknüpfungen Untersuchen von binärer Datenverarbeitung in Alltagstechnik (CD, DVD) Wie zählt und rechnet ein Computer? Was steckt alles in einem Computer? - Aufbau und Funktionsweise eines Computers Wie sahen die ersten Computer aus? - Exkursion ins Düsseldorfer Computermuseum beschreiben Unterschiede analoger und digitaler Datenverarbeitung simulieren Abläufe digitaler Schaltungen stellen Anwendungsprobleme in digitalen Schaltungen dar beurteilen unterschiedliche Lösungen hinsichtlich ihrer Effizienz Ausblick auf weitere Fragestellungen und Gebiete der Informatik Informationen und Daten Strukturieren und Vernetzen, Darstellen und Interpretieren Informatik, Mensch & Gesellschaft - Auf Chancen und Risiken reagieren Weitere Fragestellungen und Gebiete der Informatik (z.b. künstliche Intelligenz, Vernetzung etc.) werden in Referaten behandelt. 9 / 9