Clara-Schumann-Gymnasium Bonn. Informatik: Schulcurriculum Sek. I (G8/9)

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1 Clara-Schumann-Gymnasium Bonn Informatik: Schulcurriculum Sek. I (G8/9) Bezug: Lehrplan vom Stand: 21. August

2 1 Allgemeines Anzahl der Wochenstunden 4 Anzahl der Kursarbeiten 2 Lehrbuch Zur Zeit kein Lehrbuch, z. T. thematische Orientierung an [2]. 1.1 Aufgaben und Ziele des Informatikunterrichts, Rolle des Computers im Unterricht Im Lehrplan 1 werden die verschiedenen Rollen des Menschen in informations- und kommunikationstechnologischen Prozessen herausgestellt 2 : Menschen planen und konstruieren Systeme. Für die Systementwicklung werden bestimmte Fähigkeiten und Fertigkeiten erforderlich, von denen solche mit hohem Allgemeinheitsgrad für den Informatikunterricht von Bedeutung sind. Menschen wenden solche Systeme an. Menschen werden davon betroffen, dass andere diese Systeme anwenden. Beispiel: Negative Aspekte, wenn personenbezogene Daten nicht sachgerecht oder in rechtlich unzulässiger Weise ausgewertet, verknüpft oder weitergeleitet werden. Es wird daher betont, dass der Informatikunterricht die Aufgabe hat, bei den SuS ein grundlegendes Verständnis für die verschiedenen Rollen des Menschen als Planende, Konstruierende, als Anwendende, als Betroffene und Kontrollierende zu entwickeln und für die damit verbundenen Vorgehensweisen, Methoden, Bedingungen, Anforderungen, Zusammenhänge und Normen zu entwickeln 3. Dabei wird der Computer als Werkzeug zur Informationsverarbeitung exemplarisch in den Blick genommen 4. Mit dem Computer können unabhängig von konkreten Anwendungen folgende unterschiedliche allgemeine Werkzeugfunktionen ausgeübt werden 5 : Das Erfassen, Speichern und Verwalten von Informationen in Form von Daten. Das automatische Verarbeiten von Informationen nach vorgegebenen Programmen in unterschiedlicher Form. Das Strukturieren, Aufbereiten und Darstellen von gespeicherten Informationen. Das Übermitteln von Informationen in vernetzten Systemen. 1 [1] 2 vgl. ebd., S.32 3 [1], S.32 4 vgl. ebd., S vgl. ebd., S. 33 2

3 Der Informatikunterricht hat die Aufgabe, den SuS einen Eindruck von den vielfältigen Werkzeugfunktionen zu vermitteln. 6 Die Ziele des Informatikunterrichts sind 7 : Die SuS sollen im Informatikunterricht wichtige Anwendungen der Informations-und Kommunikationstechnologien kennen lernen. Indem sie Zusammenhänge analysieren, parallel dazu Strukturen und Methoden der Informatik vertiefen, entwickeln sie ein fundiertes Verständnis dieser Anwendungen über ein erstes Kennenlernen hinaus. Die SuS sollen die Bedeutung der Modellbildung im Zusammenhang mit informationsund kommunikationstechnischen Prozessen erfahren. Dazu gehört die Modellbildung als Reduktion der Realwelt, um sie verstehbar, berechenbar und somit vorhersagbar zu machen. Hierbei ist ein Interpretieren und kritisches Hinterfragen der Ergebnisse der Modellbildung unverzichtbar. Die SuS sollen grundlegende Methoden zur Analyse und algorithmischen Lösung von Problemen kennen lernen und anwenden. Dieses Ziel legitimiert sich aus der besonderen Stellung der Algorithmik und aus der Absicht, den Erfahrungsbereich der SuS auf das Verständnis der Funktionsweise und Erstellung von Softwaresystemen auszuweiten. Die SuS sollen die technischen Grundlagen der Funktionsweise von Datenverarbeitungsanlagen kennen und verstehen lernen. Es ist außerdem eine Zusammenarbeit mit anderen Fächern erwünscht 8. 6 vgl. ebd., S vlg. ebd., S.34 8 ebd., S.36 3

4 2 Inhalte 2.1 Bereiche In [1] werden die folgenden sechs Bereiche aufgeführt, die im Informatikunterricht der Sek. I erschlossen werden müssen 9. Da ein konkretes Unterrichtsbeispiel im allgemeinen mehrere Bereiche beinhaltet, lassen sich alle Bereiche in den vier Halbjahren der Jahrgangsstufen 9 und 10 behandeln. 1. Methoden der Softwareentwicklung 2. Anwendersysteme 3. Informations- und Kommunikationssysteme 4. Arbeitsweise von Computersystemen 5. Messen, Steuern, Regeln bei technischen Prozessen 6. Simulation 2.2 Fachliche Inhalte In Lehrplan 10 wird folgende Reihenfolge für den alten G9 -Zweig vorgeschlagen: Schulhalbjahr 9.1: Schulhalbjahr 9.2: Schulhalbjahr 10.1: Schulhalbjahr 10.2: Umgang mit Software Funktionsweise von Software Funktionsweise von Hardware, Prozessdatenverarbeitung Softwareprojekte Die Reihenfolge ist allerdings nicht verpflichtend. Lediglich das Halbjahresthema Umgang mit Software muss im 9. Schuljahr und das Halbjahresthema Softwareprojekte muss im 10. Schuljahr liegen. Am Clara-Schumann-Gymnasium werden folgende Inhalte sowohl im G8-Zweig als auch im G9-Zweig in den beiden Jahren vermittelt: Umgang mit Software Textverarbeitung und Präsentationssoftware werden immer wieder in den beiden Jahren eingesetzt, um Unterrichtsinhalte zu visualisieren und zu erarbeiten. Tabellenkalkulation Datenbank Funktionsweise von Software 9 vgl. [1], S. 37 ff. 10 [1], S.41 ff. 4

5 Internetbasierte Anwendungen und Internet-Recherche Kryptographie und Internet-Sicherheit Methoden der Softwareentwicklung Funktionsweise von Hardware, Prozessdatenverarbeitung Arbeitsweise von Computersystemen Messen, Steuern und Regeln bei technischen Prozessen Informations- und Kommunikationssysteme Softwareprojekte In der Sekundarstufe I wird am CSG die Programmiersprache Python verwedet, die als Hybrid-Sprache sowohl prozedurale- als auch objektorientierte Ansätze ermöglicht. Weitere verwendete Software sind u. a. LOCAD, Dynasis, CrypTool, MsOffice/OpenOffice, LaTeX (MiKTex). Die Behandlung von Tabellenkalkulationssystemen und Datenbanksystemen orientiert sich z. T. inhaltlich und diadaktisch an der Darstellung in [2]. 2.3 Anpassung an G8 Der thematische Aufbau für die SuS des G8-Zweiges erfolgt im Wesentlichen wie für die SuS des G9-Zweiges, wird allerdings teilweise angepasst, da die SuS jünger sind und zudem noch nicht so viele mathematische Grundlagen vorausgesetzt werden können. So wird u. a. die Tabellenkalkulation in der Jahrgangsstufe 8 nur grundlegend behandelt, dann aber anschließend in der Jahrgangsstufe 9 anhand komplexerer Anwendungen spiralförmig vertieft. 2.4 Typische Aufgabenstellungen und Projekte Einige Beispiele für fächerübergreifende Anwendungsaufgaben und Projekte, die im Fach Informatik in den Klassen 9 und 10, bzw. 8 und 9 durchgeführt werden können: Mathematik Verzinsungstabellen, Kreditberechnungen erstellen und graphisch aufbereiten, Zahlentheorie und Kryptologie: Verschlüsselungsverfahren im Internet, z.b. One-Time- Pads, Visuelle Kryptographie oder PGP, Kalkulation und Präsentation von Firmendaten, Simulationen in Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung, Erzeugung und Untersuchung von Pseudozufallszahlen, Naturwissenschaften Formeln und Messreihen auswerten sowie grafisch aufbereiten, Anwendung verschiedenerwachstumsformen (lineares, exponentielles Wachstum,.), Simulationen von Lebensräumen und Räuber-Beute-Systemen, Steuerung von Eisenbahn- und Ampelanlagen, Suchen von Korrespondenzen in DNS-Sequenzen. 5

6 3 Unterrichtsgestaltung Der Unterricht werden kooperative Lernformen betont eingesetzt. Der Unterricht erfolgt mit, aber auch ohne Computereinsatz. Besonderer Wert wird auf projektorientierte Phasen gelegt, bei denen auch fachübergreifende Themen einbezogen werden. Insbesondere ist im vierten Halbjahr, also in der 10.2 (G9) bzw. in der 9.2 (G8) ein Projekt anstatt einer Klausur möglich. Hierbei werden nicht nur die erarbeiteten Produkte sondern auch deren Präsentation bei der Notengebung berücksichtigt. Schülerpräsentation und Evaluation sind aber auch wichtiger Bestandteil des sonstigen Unterrichts. 6

7 4 Literatur [1] Arno Lergenmüller, Gunter Schmidt (Herausgeber): Richtlininien und Lehrpläne. Schroedel, 4/1993. [2] Prof. Dr. Peter Hubwieser et al.: Informatik 2, Tabellenkalkulationssysteme, Datenbanken. Klett, 1. Auflage Auflage,