Unterrichtsplanung: Medien und Informatik 2

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1 Institut Vorschulstufe und Primarstufe Fabrikstrasse 8, CH-3012 Bern T , info-ivp@phbern.ch, Unterrichtsplanung: Medien und Informatik 2 Namen Studenten/-innen Lektion Nr. 1-3 Sibyll Hofer, Sabine Sigrist Kompetenzen An welchen Kompetenzen/Kompetenzstufen wird mittelfristig gearbeitet? MI.2.2 Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. Die SuS können... e.... verstehen, dass ein Computer nur vordefinierte Anweisungen ausführen kann und dass ein Programm eine Abfolge von solchen Anweisungen ist MI.2.3 Die Schülerinnen und Schüler verstehen Aufbau und Funktionsweise von informationsverarbeitenden Systemen und können Konzepte der sicheren Datenverarbeitung anwenden Die SuS können... e....betriebssystem und Anwendungssoftware unterscheiden. f.... kennen verschiedene Speicherarten (z.b. Festplatten, Flashspeicher, Hauptspeicher) und deren Vor- und Nachteile und verstehen Grösseneinheiten für Daten. Erwerb von Anwendungskompetenzen Schülerinnen und Schüler erwerben grundlegendes Wissen zu Hard- und Software sowie zu digitalen Netzen das nötig ist um einen Computer kompetent zu nutzen Sie erwerben Kompetenzen in der Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologien für effektives Lernen und Handeln in verschiedenen Fach und Lebensbereichen sowohl im Blick auf die Schule als auch auf den Alltag und die spätere Berufsarbeit. Kompetenzerwartungen Woran arbeiten die Lernenden konkret, welche Ergebnisse werden angestrebt? Die SuS können verstehen, wie ein Computer aufgebaut ist erkennen, was der Unterschied zwischen Hard- und Software ist 3....eigenständige Recherchen über bestimmte Teile der Software eines Computers anstellen 4....über bestimmte Teile der Software eines Computers Informationen sammeln, diese Informationen veranschaulichen und präsentieren verstehen, wozu bestimmte Teile der Software gut sind und was ihre Arbeit für den Computer ist. Sachanalyse Hardware = Alles am Computer, was man anfassen kann, wie das Gehäuse, den Monitor oder die Tastatur. Alleine mit der Hardware funktioniert aber ein Computer noch nicht. Um arbeiten zu können brauch der Computer eine Software. Ein Computer ist erst dann ein Computer wenn er über eine Software verfügt. 1/6

2 Software = Umfasst alles des Computers, was man nicht anfassen und normalerweise auch nicht sehen kann, denn die Software ist im Innern des Computers verborgen. Was geschieht im Innern des Computers, wenn dieser angeschaltet wird? Hinter dem Ein-Schalter im Gehäuse sitzt das sogenannte motherboard des Computers. Auf diesem motherboard findet man unzählige kleine Schalter,. Diese Schalter kriegen von der Software Befehle. Die Software sagt ihnen, wann welcher Schalter Strom durchlassen soll und wann nicht. Unter einem kleinen Ventilator am motherboard sitzt die CPU ( central processing unit = zentrale Verarbeitungseinheit), auch Prozessor genannt, des Computers. Ohne die CPU bzw. den Prozessor läuft und funktioniert der Computer nicht. Im Prozessor eines Computers passiert etwa Folgendes: Durch das Einschalten des Computers gelangt Strom zum Prozessor. In diesem Moment, wenn der Prozessor Strom erhält, öffnet er die Tür zum BIOS. BIOS, das heisst Basic-Input-Output-System (übersetzt grundlegendes Ein- und Ausgabesystem ). Das BIOS gehört zum Teil der Software eines Computers. Der Prozessor gibt dem BIOS die simple Anweisung mit der Arbeit zu beginnen. Eine Aufgabe des BIOS nennt man Startroutine. Die Startroutine ist jener Ablauf, welcher der Computer jedes Mal durchläuft, wenn wir den PC hochfahren. Nach jedem Ausschalten, wenn wir den Computer wieder neu einschalten, durchläuft dieser dieselben Arbeitsschritte in derselben Reihenfolge. Auch das BIOS des Computers ist auf dem motherboard verankert und zwar im sogenannten RAM, dem Speicher. Der Speicher auf welchem das BIOS gespeichert ist, ist jedoch ein spezieller. Man kann nämlich nichts an ihm verändern, das heisst man kann nichts davon entfernen und auch nichts Neues hinzufügen. Den Computer starten Der Startvorgang eines Computers beginnt mit dem Power on Self Test. Das ist ein Test, bei dem die Software die Hardware überprüft. Die Software schaut dabei, ob mit der Hardware alles in Ordnung ist, ob alles betriebsbereit ist und der Computer ohne Bedenken gestartet werden kann. Getestet wird unter anderem, ob eine Grafikkarte, eine Tastatur und eine Festplatte vorhanden sind. Diesen Startvorgang können wir vor dem Bildschirm des Computers nicht direkt erkennen. Wir sehen nur, dass eventuell die Leuchtioden an der Tastatur blinken, manchmal liest der Computer den Startvorgang auf dem Monitor auch vor, das geht aber alles ganz schnell (wie der Startvorgang am PC sichtbar wird hängt auch vom Alter des Computers ab. Sind alle Systeme überprüft, so heisst das für den Computer, dass die Hardware in Ordnung ist. Damit jedoch der Computer mit seiner Arbeit beginnen kann, braucht er aber noch ein Betriebssystem. Dieses Betriebssystem findet der Computer auf der Festplatte. Er gibt dann den Befehl das Betriebssystem zu laden, worauf das Betriebssystem geladen wird. Die Festplatte ist eine Platte im Innern des Computers. Auf ihr können Millionen verschiedener Informationen gespeichert werden. Im Innern sieht die Festplatte aus wie ein kleiner Plattenspieler. Das Betriebssystem ist wiederum Teil der Software. Das Betriebssystem umfasst alle Werkzeuge, die man braucht, um mit dem Computer arbeiten zu können. Ist das Betriebssystem erfolgreich geladen, so werden auf dem Desktop verschiedene Programme/Werkzeuge sichtbar, mit denen man nun arbeiten kann, sofern man sie mit einem Doppelklick öffnet. Arbeiten mit dem Programm Word Zum Schreiben eignet sich beispielsweise das Programm Word. Dieses wird mit Hilfe eines Doppelklicks geöffnet. Dann erscheint eine Arbeitsfläche auf der nun Buchstaben geschrieben werden können. Als Beispiel wird die Taste mit dem Buchstaben S gedrückt. Die gedrückten Buchstaben werden anschliessend mit Hilfe von Stromimpulsen (An- oder Aus-Schalter àbinäres System) auf den Monitor gebracht. Die Tastaturkontrolle meldet dem Unterbrecher, dass ein Ereignis vorliegt und zwar, dass die Taste S gedrückt wurde. Solange, wie der Computer läuft ist dieser ständig mit verschiedenen Aufgaben beschäftigt, zum Beispiel den Bildschirmschoner einzuschalten und zu animieren, die Uhrzeit stän- 2/6

3 dig richtig vorwärtszustellen usw. Meldet der Unterbrecher jedoch, dass ein Ereignis vorliegt, so veranlasst der Prozessor, dass sämtliche Handlungen, welche nicht dem befohlenen Ereignis entsprechen, unterbrochen werden. Das neue Ereignis hat Vorrang und wir dann sofort erledigt. Der Prozessor erhält von der Tastatur die Information, was gedrückt wurde (in Form eines binären Codes). Mit Hilfe des BIOS entschlüsselt der Prozessor diesen Code. Anschliessend gibt der Prozessor die eine Anweisung an die Grafikkarte weiter, was sie zu zeichnen/schreiben hat. Die Grafikkarte führt schliesslich den Befehl aus und so wird das S auf dem Monitor sichtbar. Damit der Prozessor diesen komplizierten Vorgang während der nächsten Arbeitszeit (solange wie der Computer eingeschalten ist) nicht immer wieder von ganz vorne durchlaufen muss, speichert er den ausgeführten Befehl und somit den verarbeiteten Code im Arbeitsspeicher. Soll eine Datei dauerhaft gespeichert werden, so muss dafür das Symbol speichern angeklickt werden. Dabei werden die verschiedenen Codes im Dokument nun nicht mehr nur im Arbeitsspeicher abgelegt, sondern auf der Festplatte fest gespeichert. 3/6

4 Didaktische Umsetzung Lektion 1 Zeit Gliederung/Teilschritte Methoden, Organisation, L-/S-Tätigkeiten SF Material 1 Einstieg Bekanntgeben des Themas der nächsten Lektionen 15 Präkonzepterhebung Teil 1 Losgelöst vom Computer. SuS erhalten ein Blattpapier. LP präsentiert die Frage, der die SuS nachgehen sollen: Wie sieht das Innere eines Computers aus? SuS sollen auf dem ausgeteilten Blatt eine Skizze zu dieser Fraage erstellen. Wie stellen sie sich das Innere des Computers vor? Nach 15 wenn die SuS fertig sind werden die Bilder der SuS eingesammelt und aufbewahrt EA Weisses A4 Papier, Stifte 20 Präkonzepterhebung Teil 2 EA / (PA) Betrachten eines echten Computers. Im Vorfeld hat die LP einen Computer geöffnet, so dass sein Innenleben sichtbar ist. Im Innern des Computers hat die LP gewisse Teile mit kleinen Nummern gekennzeichnet (Teile, wie CPU/der Prozessor, das Motherboard, der Arbeitsspeicher/RAM, die Festplatte oder die Grafikkarte). Die SuS erhalten ein vorbereitetes Blatt mit einer Tabelle. In diese Tabelle sind alle Nummern, die im Innern des PCs verteilt sind eingetragen. Die SuS sollen sich nun zu den einzelnen Nummern überlegen, wie dieser Teil heissen könnte, wie er funktioniert und welche Aufgaben er hat. Nachdem die SuS fertig sind werden auch diese Blätter von der LP eingesammelt und aufbewahrt. Auseinandergebauter Computer, Nummern, A4 Papier mit Tabelle, Stifte 5 Einteilung Gruppenarbeit Die LP gibt bekannt, dass die SuS in der nächsten Lektion zum Thema Computer in Gruppen arbeiten werden. Dazu werden nun bereits die Gruppen gebildet. Es wird in 3er- bzw. maximal 4er-Gruppen gearbeitet. Notizpapier à Gruppeneinteilung festhalten Die Themen, zu welchen die SuS forschen und recherchieren werden, werden erst in der nächsten Lektion verteilt. 4 Abschluss der Lektion, Material wegräumen 4/6

5 Lektion 2 Zeit Gliederung/Teilschritte Methoden, Organisation, L-/S-Tätigkeiten SF Material 10 Einstieg/Erklärung des Auftrags Anknüpfung an die letzte Lektion. LP erklärt den Auftrag: Auftragsblatt (Merkliste) Start der Gruppenarbeit. SuS erhalten in der Gruppe ein Teil des Computers (von denen, die das letzte Mal bezeichnet waren). In der Gruppe recherchieren die SuS zu ihrem Teil. Sie sollen herausfinden: Wo im PC sich das Teil befindet? Wie es funktioniert? Welche Aufgaben es übernimmt? Von ihren Rechercheergebnissen sollen die SuS ein Plakat erstellen und gestalten. à Am Ende der Lektion wird dieses abgegeben, damit die LP überprüfen kann ob alles korrekt ist. Für die Recherche stellt die LP den SuS unterschiedliche Internetseiten zum Recherchieren zur Verfügung, wo sie Informationen zu ihrem Teil finden. hardware/aufbau.html m 1=Technik%20und%20Umwelt&kategorie_2=Co mputer&kategorie_3=informationsverarbeitungarbeitu ng Praxis/fremdmaterial/petraross/pdfs/computerteile.p df 33 Recherchearbeit Die übrige Zeit in dieser Lektion steht den SuS zur Recherche und zum Gestalten des Plakates zur Verfügung. Die LP steht bei Fragen oder Problem zur Hilfe bereit 2 Abgabe Plakat, Material wegräumen GA PC, Drucker, Poster (A3), Stifte Plakat 5/6

6 Lektion 3 Zeit Gliederung/Teilschritte Methoden, Organisation, L-/S-Tätigkeiten SF Material 2 Einstieg/Weiteres Vorgehen 20 Überarbeitung Plakat, Vorbereitung Präsentation Auftrag für die nächsten Minuten: Die SuS überarbeiten ihr Plakat, nehmen noch allfällige Änderungen und Korrekturen vor. Anschliessend werden die SuS ihr Plakat und somit ihr PC-Teil der Klasse vorstellen. Die Plakate werden dann abgegeben, so dass sie die LP fotografieren und den SuS in einem Handout aushändigen kann. Die SuS erhalten zum Einstieg ihr Plakat mit den Bemerkungen und ev. Korrekturen der LP zurück. Die SuS erhalten nun noch einmal ein wenig Zeit, um allfällige Korrekturen vorzunehmen, gewisse Dinge noch zu ändern oder sich für die Präsentation vorzubereiten und abzumachen, wer was präsentiert. 20 Präsentationen Die SuS präsentieren sich gegenseitig ihre Plakate und die entsprechenden Computerteile. Sofern genug Zeit ist, dürfen die SuS am Ende ihrer Präsentation einige Fragen über ihr PC-Teil stellen und damit überprüfen, was ihre Mit-SuS verstanden und begriffen haben. 3 Abgabe Plakate, Material wegräumen GA GA / Plakate, Stifte Plakate 6/6