Informationstechnologie

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1 Informationstechnologie Klasse 7 Schulversuch an der Maximilian-von-Welsch-Schule Staatliche Realschule Kronach I 3. Zwischenbericht März 2007

2 Inhalt 1. Inhalt und Einführung 2. Konzept des Schulversuchs Kronach 2.1 Merkmale S Lehrplan IT im Schulversuch S Pflicht- und Wahlmodule S Ergebnisse 3.1 Allgemeine Erkenntnisse S Erwerb von Grundfertigkeiten Anhang: Lern- und Arbeitsblätter für den IT-Anfangsunterricht Einführung Mit Schreiben vom wurde unsere Maximilian-von-Welsch-Schule, Staatliche Realschule Kronach I, durch das Bayer. Staatsministerium für Unterricht und Kultus beauftragt, im Rahmen eines Schulversuchs das Fach Informationstechnologie (IT) bereits ab der 5. Jahrgangsstufe zu erproben. Seit September 2004 wird dieses zukunftsorientierte Unterrichtsfach damit bei uns in allen 5. Klassen mit zwei Wochenstunden und seit September 2005 auch in allen 6. Klassen mit einer Wochenstunde unterrichtet. Nachdem wir durch unseren Ministerialbeauftragten Herrn Egner von den Überlegungen zur neuen Stundentafel in Kenntnis gesetzt wurden, scheint es uns notwendig, auch unseren Schulversuch den neuen Gegebenheiten anzupassen. Herr Wagner hat den bisherigen Stundenplan des Schulversuchs so abgeändert, dass er der neuen Stundentafel entsprechen könnte. Ein Festhalten an dem ursprünglichen Lehrplankonzept mit deutlich mehr Stunden erscheint uns nicht mehr realistisch. Das im Folgenden dargestellte neue Konzept entspricht aber weiterhin den grundsätzlichen Ideen des Schulversuchs und könnte für die flächendeckende Einführung des Faches hilfreich sein. Wir begrüßen ausdrücklich die vorgesehene Flexibilität des Faches IT innerhalb der neuen Stundentafel und hoffen, mit unseren Vorschlägen zu einer raschen Umsetzung beitragen zu können, damit das Fach IT ein fester Bestandteil des Fächerkanons der Realschule wird. Ein Fach das können wir durch unseren Schulversuch bestätigen das bei Schülern, Lehrern, Eltern und Wirtschaft gleichermaßen gut ankommt. Hans Blinzler, RSR Schulleiter 1

3 2. Das Konzept des Schulversuchs Kronach 2.1 Merkmale An der Staatl. Realschule Kronach I findet seit September 2004 ein vom Kultusministerium genehmigter Schulversuch zur Weiterentwicklung des Übergangslehrplans statt, um das Fach zukunftsgerichtet und dauerhaft innerhalb des Fächerkanons der bayerischen Realschule zu etablieren. Die wesentlichen Merkmale sind: 1. Das Fach IT ist ein wissenschaftliches Fach, das die ehemals getrennten Fächer Informatik, Textverarbeitung und Techn. Zeichnen integriert und von einer Lehrkraft unterrichtet wird. 2. Die wissenschaftliche Grundlage des Faches ist die Informatik, insbesondere der Teil der Informatik, der sich mit objektorientierter Modellierung beschäftigt. Diese ermöglicht unseren Realschülern einen produktneutralen Umgang mit Standardsoftware in allen Teilbereichen. 3. Auf dieser wissenschaftlichen Grundlage baut ein, für die Realschule typischer, praxisbezogener Unterricht auf. Das 10-Finger-Tastschreiben, der Gebrauch wichtiger Normen in der Textverarbeitung oder das saubere Skizzieren im Teilbereich CAD sind fester Bestandteil dieses Unterrichts. 4. Der Unterricht im Fach IT gliedert sich in einen Anfangsunterricht in den unteren Jahrgangsstufen mit verbindlichen Pflichtmodulen und einen Aufbauunterricht in den oberen Jahrgangsstufen mit Pflicht- und Wahlmodulen, die Schwerpunkte und Verknüpfungen innerhalb der Wahlpflichtfächergruppen ermöglichen. Verlauf und Ergebnisse des Schulversuchs wurden dem Kultusministerium in zwei Zwischenberichten mitgeteilt. Das Konzept wird von der Schulleitung, den am Schulversuch beteiligten Lehrkräften, den Eltern, der Wirtschaft und nicht zuletzt von den Schülerinnen und Schülern begrüßt, unterstützt und mitgetragen. I II III a III b IT-Aufbauunterricht IT-I Technik IT-II Wirtschaft IT-III a BWR IT-III a Multimedia IT-Anfangsunterricht (IT-A) mit 2 Wochenstunden in 6 und 7 5 2

4 2.2 Lehrplan IT im Schulversuch Kronach I Informationstechnologie (IT) Das Unterrichtsfach Informationstechnologie vermittelt Grundlagen der Informatik und verknüpft diese mit praktischen Anwendungen. In den unteren Jahrgangsstufen erhalten die Schülerinnen und Schüler eine der Realschule entsprechende informationstechnische Grundbildung. Ab der Jahrgangsstufe 8 passen sich die Inhalte den für die Realschule typischen Wahlpflichtfächergruppen an. Dabei erfolgt in der Wahlpflichtfächergruppe I eine technische und in den Wahlpflichtfächergruppen II und III a eine wirtschaftliche Ausrichtung. Der Unterricht kann auf die Jahrgangstufen 5 bis 10 verteilt werden und muss mindestens die Jahrgangstufen 6 bis 9 enthalten. Das Fach IT integriert die ehemals eigenständigen Fächer Informatik, Textverarbeitung und Technisches Zeichnen/CAD und verknüpft in IT-II und IT-III a mit Inhalten aus BwR. In der Wahlpflichtfächergruppe III b wird IT mit dem Schwerpunkt Multimedia angeboten. Wochenstunden: Jahrgangsst Wahlpfl. I Wahlpfl. II Wahlpfl. III a Wahlpfl. III b ITG 4 Wochenstunden IT-I 6 Wochenstunden IT-II 3 Wochenstunden IT-III a 2 Wochenstunden IT-III b 4 Wochenstunden Bildung und Erziehung Die enge Verbindung von Theorie und Praxis Hilfen für die Persönlichkeitsentwicklung Ziele und Inhalte Aufgaben mit informatischen Mitteln bearbeiten Im Unterrichtsfach Informationstechnologie ordnen, erweitern und vertiefen die Schüler ihre Kenntnisse und Fertigkeiten im Gebrauch des Computers als Werkzeug mit vielfältigsten Einsatzmöglichkeiten. Die Schüler erwerben grundlegende theoretische Kenntnisse im Zusammenhang mit den Informations- und Kommunikationstechnologien und wenden sie bei praktischen Arbeiten am Computer an. So erkennen sie auf einem sehr unmittelbaren Weg Zusammenhänge und werden mit gängigen Anwendungen des Computers vertraut. Der Unterricht greift die Freude der Schüler am Umgang mit modernen Technologien auf, unterstützt ihre geistige Entwicklung durch praktische Arbeit am Computer und fördert das systematische Denken. Die Auseinandersetzung mit informationstechnologischen Themen hilft den Schülern beim Start in den Beruf durch Qualifikation und Orientierung, schärft ihr Bewusstsein für soziale Auswirkungen der neuen Medien und trägt so wesentlich zum Bildungsziel mündiger Bürger bei. In der Projektarbeit stärken die Schüler ihre Fähigkeit, in der Gruppe zu arbeiten und zu kommunizieren. Durch die eigenständige Bearbeitung von Projektteilen gewinnen sie zunehmend Sicherheit und Ausdauer bei der Umsetzung von Aufgaben. Die Schüler erarbeiten sich unterschiedliche Möglichkeiten für die Lösung praxisorientierter Aufgabenstellungen. Das bedeutet einerseits, dass sie Grundlagen in der Bedienung des Computers, von Betriebssystemen und Anwendungsprogrammen lernen und üben. Andererseits setzen sie sich aber auch mit in- 3

5 und lösen Grundkenntnisse und Grundfertigkeiten Das Fach als Teil des Ganzen Grundlagen aus anderen Fächern Leistungen für andere Fächer formatischen Grundkonzepten auseinander, die ihre Gültigkeit längerfristig behalten und damit von hohem Bildungswert sind. Die Schüler lernen Grundzüge des Modellierens - d. h., sie grenzen einen für den jeweiligen Zweck entscheidenden Ausschnitt der Erfahrungswelt ab, arbeiten seine wichtigsten Merkmale heraus, und beschreiben und strukturieren diese Merkmale, so dass sie die Aufgabe mit informatischen Werkzeugen gezielt bearbeiten und lösen können. Bei der Auswahl der Aufgaben wird die Festigung des Grundwissens berücksichtigt und der Praxisbezug beachtet. Die Schüler erhalten Gelegenheit zu intensivem, abwechslungsreichem Üben und werden dazu angeleitet, ihre bisherigen Kenntnisse und Fähigkeiten auch in neuen Zusammenhängen anzuwenden. Insbesondere bei der Planung und Realisierung von Projekten bringen die Schüler ihre bisher erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten selbstständig ein, dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit und stellen sie anderen vor. Die Schüler können im Fach Informationstechnologie in vielerlei Hinsicht auf das zurückgreifen, was sie in anderen Unterrichtsfächern gelernt haben: So bringen die Schüler z. B. aus der Mathematik logische und inhaltliche Grundlagen mit, vor allem aus den Bereichen Geometrie, Zahlensysteme und Algorithmen. Im Physikunterricht lernen die Schüler Grundkenntnisse für das technische Verständnis der Wirkungsweise von Computern kennen. Im Fach Deutsch und den Fremdsprachen eignen sie sich ein grammatikalisches Gerüst einer natürlichen Sprache an, dem im Fach Informationstechnologie formale Sprachen gegenüber gestellt werden. Zahlreiche Begriffe der Informationstechnologie kommen aus dem Englischen. Geschichte, Erdkunde, Sozialkunde, Wirtschafts- und Rechtslehre zeichnen den gesellschaftlichen Hintergrund auf, in den die Informationstechnologie eingebettet ist. Die im Fach Informationstechnologie erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten bringen die Schüler in den Unterricht anderer Fächer ein: In nahezu allen Fächern kann der Computer sinnvoll eingesetzt werden, z. B. beim Umgang mit Informationen und bei der Nutzung von Diensten in Netzwerken. In Mathematik, den Naturwissenschaften und den wirtschaftskundlichen Fächern wenden die Schüler im Wesentlichen die Rechenleistung und die Möglichkeiten der Erfassung und Visualisierung von Daten an. Besonders kreativ können Computersysteme in Kunst und Musik genutzt werden. Diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten unterstreichen die Bedeutung der Informationstechnologie als vierte Kulturtechnik. 4

6 IT-Anfangsunterricht (4) Die Schüler erfahren in einem weitgehend experimentellen Umgang mit verschiedenen Komponenten und Anwendungen des Computers wichtige Grundlagen der Informationstechnologie. Sie wenden Grundbegriffe der elektronischen Datenverarbeitung an und lernen mit dem Objektbegriff umzugehen. In vielfältigen Übungen lernen sie Anwendungsprogramme kennen und setzen diese als Werkzeuge ein, mit denen sie Daten beschaffen, erstellen, bearbeiten, verändern und speichern. Grundkompetenzen und Fertigkeiten als Zielvorgabe: Komponenten eines Computersystems kennen Grundbegriffe der Objektorientierung einsetzen Fertigkeiten im Computertastschreiben erwerben Textdokumente unter Einhalten von Regeln gestalten Grafiken und Bilder im Pixel- und Vektorformat erstellen Grundlegende Möglichkeiten der Tabellenkalkulation nutzen Informationen beschaffen, bewerten, speichern und verarbeiten Erarbeitete Inhalte alleine und mit anderen präsentieren können A 1 Grundlagen der Objektorientierung Die Schüler lernen im Umgang mit Vektorgrafiken elementare Begriffe der Objektorientierung kennen und setzen sie selbst eingesetzt. Mit Hilfe einer einfachen objektorientierten Programmierumgebung erproben und interpretieren sie grundlegende Programmierbefehle erproben und interpretieren. Bei vielfältigen Übungen erkennen die Schüler, dass grafische Darstellungen Modelle sind, die Informationen enthalten und entwickeln damit Grundbegriffe der elektronischen Datenverarbeitung, die ihnen im weiteren Verlauf der informationstechnischen Grundbildung immer wieder begegnen werden. Einfache Objekte in Vektorgrafikprogrammen erstellen Begriffe der Objektorientierung erkennen, einsetzen und darstellen: Klassen, Attribute, Methoden und Ereignisse Einsetzen einer kindgerechten Programmierumgebung (z. B. EOS) A 2 Textdaten erfassen und bearbeiten Die Schüler erwerben Grundfertigkeiten im maschinellen Erfassen von Texten und lernen die Computertastatur als wichtiges Eingabegerät kennen. Sie üben nachhaltig die systematische Anwendung des 10-Finger-Tastsschreibens, festigen ihre Griffsicherheit und steigern nach und nach die Eingabegeschwindigkeit. Tastaturbereiche, Grundstellung und Griffwege Berücksichtigung ergonomischer Erkenntnisse Objekte der Textverarbeitung (Zeichen, Absatz) Fließtexteingabe mit Sofortkorrektur (Umgang mit Fehlern) 5

7 A 3 Bilddaten erstellen und bearbeiten Bei der Arbeit mit einem Bildbearbeitungsprogramm lernen Schüler die Darstellung von Pixeln als Punktelement kennen und erkennen, dass Dateien in verschiedenen standardisierten Formaten verarbeitet werden. Sie vergleichen Vektor- und Rastergrafik und lernen damit zwei unterschiedliche Konzepte der Datenverarbeitung kennen. Beim Malen, Zeichnen und Verändern von Pixelbildern lernen sie typische Attribute und Methoden der Bildbearbeitung kennen. Einfache Pixelgrafiken erstellen und bearbeiten Bildobjekte, Attribute und Methoden erkennen und benennen Werkzeuge der Bildbearbeitung aufgabengerecht einsetzen Vektor- und Rastergrafik vergleichen A 4 Informationen beschaffen, austauschen und bewerten Die Schüler erhalten Einblicke in grundlegende Funktionsprinzipien von Hardware und Software und machen sich mit Aufgaben eines Betriebssystems vertraut. Beim Beschaffen digitaler Informationen nutzen die Schüler verschiedene Quellen und beachten dabei die Urheberrechte. Aufgaben eines Betriebssystems erkennen und beschreiben Das EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe) verstehen Ordner und Dateien als Objekte erkennen Grafische Darstellung von Ordnungsstrukturen entwickeln Verschiedene Datenträger kennen und einsetzen Das Internet als Informationsquelle nutzen Informationsgehalt von Daten bewerten Datensicherheit und Urheberrechte beachten A 5 Umgang mit einem Textverarbeitungssystem Die Schüler steigern ihre Griffsicherheit und Schreibfertigkeit und setzen Formatierungsmöglichkeiten in einem Textverarbeitungssystem ein. Sie schreiben Fließtexte und gestalten diese durch den Einsatz geeigneter Methoden zum Verändern der Attributwerte von Textobjekten. Dabei erkennen sie, dass das Layout ein wichtiger Informationsträger ist und dass es für das Erstellen von Textdokumenten Regeln und Normen gibt, die für bestimmte Zwecke festgelegt sind. 10-Minutenabschriften mit Sofortkorrektur üben Klassen der Textverarbeitung benennen Formatierungsmöglichkiten durch Ändern von Attributwerten erkennen Wichtige Normen der DIN 5008 einhalten Fehler erkennen und korrigieren Haltungsfehler beim Schreiben vermeiden 6

8 A 6 Einführung in die Tabellenkalkulation Die Schüler erkennen, dass die Tabellenkalkulation zur übersichtlichen Anordnung von Daten und Durchführung von Berechnungen geeignet ist. Dabei erkennen und verwenden sie unterschiedliche Datentypen und werden mit Objekten und Methoden der Tabellenkalkulation vertraut. Sie veranschaulichen Daten in Diagrammen und verstehen, dass Informationen durch die Art der Darstellung verändert werden können. Informationen strukturieren und tabellarisch darstellen Klassen der Tabellenkalkulation benennen Attribute und Methoden kennen lernen Verschiedene Datentypen erkennen Einfache Formeln und Funktionen einsetzen Diagramme erstellen, interpretieren und bewerten A 7 Aufbau und Bedienung von Computeranlagen Die Schüler haben Komponenten eines Computersystems kennen gelernt und ordnen diese in ein vereinfachtes Modell ein. Sie entwickeln Ordnungsmerkmale und stellen sie grafisch dar. Dabei erkennen sie Beziehungen und Prinzipien in Computersystemen, die für ein Grundverständnis der verborgenen Abläufe nötig sind. Komponenten eines Computersystems kennen und klassifizieren Einfaches Modell eine Computers (von-neumann-prinzip) verwenden Das Dualsystem für die binäre Codierung von Informationen kennen Binäre Grundschaltungen und Wertetabellen entwerfen Informationseinheiten und Datenspeicher kennen A 8 Informationen sammeln, bearbeiten und präsentieren Die Schüler erstellen selbst und beschaffen sich Bilder und Texte zu Themenbereichen aus der Informationstechnologie und anderen Unterrichtsfächern. Sie fügen Bilder in Texte ein und gestalten Folien in einem Präsentationsprogramm. Dabei erweitern sie ihre Kenntnisse in der Bildbearbeitung und erwerben Fähigkeiten im Analysieren, Planen und Entwerfen. Informationen beschaffen, speichern und bearbeiten Aufgaben analysieren, planen und entwerfen Klassen eines Präsentationswerkzeugs kennen Attribute und Methoden zum Erstellen von Objekten verwenden Gestaltungsregeln für das Folienlayout beachten Datenaustausch und Teamarbeit erproben Hinweis: Diese 8 Module sind als Zielvorgabe zu verstehen, die am Ende des Anfangsunterrichts zu dem Grundwissen führen, das oben formuliert wurde. Bei insgesamt 112 Stunden entspricht jedes Modul etwa 14 Stunden. Auf eine genaue Festlegung wurde jedoch verzichtet, so dass die Verteilung und die zeitliche Einteilung in der Verantwortung der Lehrkraft liegt. Die Inhalte können auch vermischt und innerhalb verbindender Vorhaben verknüpft werden. Der Projektgedanke und die Teamarbeit sollen bereits im Anfangsunterricht verankert sein. 7

9 IT-Aufbauunterricht (IT-I 6; IT-II 3; IT-III a 2; IT-III b 4) Für den IT-Aufbauunterricht stehen Pflicht- und Wahlmodule zur Verfügung, die entsprechend der Wahlpflichtfächergruppe zu unterschiedlichen Schwerpunkten führen. Modul B: Textverarbeitung B1 Arbeiten mit Textdaten Die Schüler erreichen Sicherheit beim Erfassen, Bearbeiten und Gestalten von Texten. Sie vertiefen ihre Einsicht in die objektorientierte Struktur von Textdokumenten und des Textverarbeitungssystems. Fließtexte einschließlich Sonder- und Funktionstasten erfassen (ca. 100 Anschläge) Regeln und Normen für die Erstellung privater und geschäftlicher Dokumente beachten Die Dokumentstruktur im Klassendiagramm dar stellen Modul C: Tabellenkalkulation C1 Tabellen und Relationen Die Schüler entwickeln Modelle zu Aufgabenstellungen sowie zu Tabellenstrukturen und setzen Ihre Lösungsansätze um. Die unmittelbare Rückmeldung zur Korrektheit von Operationen erlaubt, dass die Schüler Erkenntnisse zum Umgang mit dem objektorientierten System zunehmend selbstständig gewinnen. B2 Weitere Anwendungen Die Schüler erfassen, bearbeiten und gestalten Textdokumente schneller und sicherer. Sie erfahren, dass Daten vorteilhaft zwischen verschiedenen Anwendungen ausgetauscht werden können. Private und geschäftliche Korrespondenz erfassen, bearbeiten und gestalten Textdokument und Tabelle im Serienbrief verknüpfen Klassendiagramme und Aktivitätsdiagramme entwerfen C2 Weitere Anwendungen Die Schüler wenden ihre Kenntnisse über Aussagenlogik auf Problemstellungen an, die sich unter Einbeziehung von Operationen auf numerische Daten lösen lassen. Die Analyse und der Umgang mit Relationen in Systemen unterstützen die Entwicklung der Fähigkeit, mit alternativen Informationen ordnen und Relationen tabellarisch darstellen Formeln und Funktionen einsetzen Relationen in Diagrammen grafisch darstellen Binäre Aussageformen bei logischen Verknüpfungen und mehrstufigen Auswahlstrukturen Mehrseitige Auswahlstrukturen erstellen Klassendiagramme und Aktivitätsdiagramme entwickeln Modul D: Datenbanksysteme D1 Einführung in Datenbanksysteme Beim Entwickeln einfacher relationaler Datenstrukturen wenden die Schüler ihr Wissen über die Modellierung von Systemen an und erlernen die Grundlagen eines Datenbanksystems. Sie lernen, wie man in einer Datenbank Datensätze nach bestimmten Merkmalen auswählt und lernen die Objekte einer Datenbank kennen. D2 Weitere Datenbankanwendungen Die Schüler entwickeln Datenmodelle für konkrete Systeme. Dabei erkennen sie, dass eine normalisierte Datenbankstruktur häufig mehr als zwei Tabellen beinhaltet. Bei der Anwendung der bekannten Methoden festigen und vertiefen sie ihre Kompetenzen im Umgang mit Datenbanksystemen. Erstellen einfacher Datenbankstrukturen bzw. Abfragetabellen (Datensatz, Feld, Datenfeldtyp) Objekte in Datenbanksystemen Normalisierungsregeln Vermeiden von Redundanzen und Inkonsistenz Die Struktur relationaler Datenbanken mit mehr als zwei Tabellen modellieren und realisieren Das Formular zur komfortablen Datenerfassung bei komplexeren Strukturen kennen lernen Binäre Aussageformen in Abfragen, Berichten 8

10 Modul E: Computereinsatz in der Wirtschaft E1 Einkommen Die Schüler befassen sich mit dem Familieneinkommen, insbesondere mit dem Einkommen aus Lohn bzw. Gehalt. Sie erfassen die Lohnabrechnung aus Arbeitnehmer- und Arbeitgebersicht. Dabei erhalten die Schüler Einblicke in das System der Sozialversicherung und der Steuern. Einkommensquellen und Einkommensverwendung (Tabellen und Grafiken) Haushaltsplan erstellen und analysieren Überblick über Steuern und Sozialversicherung Lohnabrechnung erstellen und analysieren E2 Geldanlage und Finanzierung Anhand praxisbezogener Beispiele entwickeln die Schüler ein Bewusstsein für die Kriterien günstiger Geldanlagen und Kredite. Sie erkennen die Notwendigkeit der Berechnung der effektiven Verzinsung, der Informationsgewinnung mit Hilfe kommunikationstechnischer Medien und Software. Sichteinlagen und Termineinlagen Kreditarten und Kreditkosten Effektive Verzinsung Projekt Kreditvergleich Modul F: Computergestützte Konstruktion F1 Grundlagen des geometrischen Zeichnens Die Schüler lernen die Skizze als wichtige Voraussetzung zur Analyse und Modellierung konstruktiver Problemstellungen kennen. Dabei eignen sie sich die Grundlagen des geometrischen Zeichnens an. Freihand- und Rasterskizzen von geometrischen Körpern anfertigen Geometrische Körper als Raumbilder und in Ansichten darstellen Wichtige Formveränderungen an Grundkörpern erkennen Grundlegende Normen beachten F2 Computer Aided Design (CAD) Ausgehend von geometrischen Skizzen setzen die Schüler ein CAD-System ein und leiten mit Hilfe des Wissens über objektorientierte Systeme Klassen, Attribute, Attributwerte und Methoden des computergestützten Konstruierens ab. Ein 3D-CAD-System zur Konstruktion von Volumenmodellen einsetzen Ein 2D-CAD-System anwenden und 3D-Daten ableiten Attribute als variable Größen begreifen Zustände und Aktivitäten in Diagrammen beschreiben F3 Durchdringungen und Baugruppen Anhand praxisbezogener Beispiele entwickeln die Schüler ein Bewusstsein für Zusammenhänge innerhalb der technischen Kommunikation. Sie nehmen Durchdringungen als Verknüpfungen wahr, die in CAD-Systemen auf Booleschen Operationen basieren und verstehen Werkzeichnungen als Repräsentanten technischer Information. Funktionsmodelle lassen Zusammenhänge zwischen Gestalt und physikalischen Eigenschaften erkennen und führen die Schüler in die Auseinandersetzung mit technischen Grundprinzipien ein. Durchdringungen als additive und subtraktive Verknüpfungen erkennen Klassen, Objekte, Attribute, Attributwerte und Methoden des CAD-Systems zuordnen Werkzeichnungen mit Schnittdarstellungen ableiten, beschriften und ausdrucken 3D-Baugruppen aus Einzelteilen erstellen und funktionale Zusammenhänge klären Durch Visualisierung und Animation reale Gegebenheiten simulieren F4 Weitere Anwendungen (CAD/CAM/CIM) Die Schüler erleben die Verknüpfung von Systemen und den Austausch von Daten als wesentliche Elmente moderner technischer Kommunikation. Von der Konstruktion (Computer Aided Design) über die computergesteuerte Fertigung (Computer Aided Manufacturing) führt der Weg zur computerintegrierten Produktion (Computer Integrated Manufacturing). Ziel ist dabei das Product Lifecycle Management (PLM), das ein Produkt mit Hilfe seiner Daten von der ersten Idee bis zur Entsorgung begleitet. CAD-Daten weiter verarbeiten 3D-Konstruktionstechniken vertiefen Dateiformate zum Datenaustausch (Ex- und Import) vergleichen und einsetzen Verschiedene CAD-Systeme vergleichen Technische Vorgänge sowie Arbeitsteilung und Serienproduktion simulieren Einfache Möglichkeiten der CNC-Fertigung erproben (wenn möglich, auch in Verbindung mit Modul I: Simulation, Steuern und Regeln) 9

11 Modul G: Computersysteme und Datennetze G1 Aufbau und Funktionsweise von Computersystemen und Datennetzen Die Schüler lernen Funktionsprinzipien der binären Verarbeitung von Daten kennen. Auf dieser Basis entwickeln sie ein Verständnis für Prozesse in Teilsystemen eines Computers. Die Kenntnisse zu Diensten in Computernetzen werden erweitert und vertieft. Damit erarbeiten sich die Schüler ein Modell für Kommunikationsvorgänge zwischen mehreren Computern in Datennetzen. Binäre Aussagen in Funktionstermen und einfachen Schaltungen darstellen Ein Modell für eine vereinfachte Computerarchitektur verstehen Topologien, Dienste und Protokolle von Computernetzen erläutern Ein vereinfachtes Strukturmodell für die Kommunikation in Datennetzen kennen G2 Automation und Vernetzung Die Schüler erhalten über die geschichtliche Entwicklung der Datenverarbeitung vielfältige Einblicke in den Aufbau von Datenverarbeitungsanlagen und in Prozesse bei Kommunikationsvorgängen. Zugleich lernen sie, technische Entwicklungen in einen kontinuierlichen Prozess einzuordnen. Sie führen ihre Kenntnisse zu einem vertieften Verständnis für Abhängigkeiten zwischen Komponenten eines Computersystems zusammen und verstehen die Notwendigkeit von Datenschutz und Datensicherheit sowie grundlegende Vorgehensweisen, um beides zu gewährleisten. Die geschichtliche Entwicklung von Datenverarbeitung und Kommunikationsnetzen Funktionale Abhängigkeiten zwischen Komponenten von Computersystemen und Datennetzen Die Notwendigkeit von Datenschutz und Datensicherheit in lokalen und globalen Netzen Modul H: Ablaufmodellierung H1 Algorithmen Aufbauend auf den bisher gesammelten Erfahrungen zur Entwicklung objektorientierter Systeme modellieren und codieren die Schüler einfache Programme. Dabei lernen sie grundlegende Konzepte der Softwareentwicklung wie Syntax und Semantik sowie Programmstrukturen kennen. H2 Objektorientierte Programmierung Die Schüler wenden ihre Kenntnisse zur Modellierung objektorientierter Systeme auf die Entwicklung von Software an. Dabei gewinnen sie vertiefte Einsichten in die Analyse, Realisierung und Nutzung von Computerprogrammen. Klassen, Objekte, Attribute, Attributwerte und Methoden modellieren und codieren Klassendiagramme und Aktivitätsdiagramme entwickeln Die Programmstrukturen Sequenz, Auswahl, Wiederholung realisieren Ein Programmierwerkzeug verwenden Interaktionen zwischen Objekten modellieren und Funktionen codieren Variablen und Parameter einbeziehen Eine Programmiersprache verwenden Modul I: Simulation, Steuern und Regeln I1 Modellierung dynamischer Systeme Die Schüler erstellen einfache Modelle dynamischer Systeme und erfahren, dass es sich dabei um stark vereinfachte Ausschnitte der Realität handelt. Beim Ablauf eines implementierten Modells mit konkreten Werten sehen sie, dass Rückschlüsse auf das Verhalten des Systems möglich sind. I2 Anwendungen für die Modellierung dynamischer Systeme Die Schüler entwickeln Modelle dynamischer Systeme. Mit vielfältigen Abhängigkeiten zwischen den Komponenten gewinnen sie vertiefte Einsichten in die Möglichkeiten und Grenzen der Simulation. Klassen, Attribute und Methoden zur Simulation oder zum Steuern und Regeln modellieren Anwendungsfälle für die Simulation oder Steuerungs- und Regelungsvorgänge modellieren 10

12 Klassendiagramme und Aktivitätsdiagramme Programmstrukturen modellieren und konkretisieren Die Implementation des Modells mit konkreten Attributwerten ablaufen lassen und die Ergebnisse interpretieren Die Modelle konkretisieren und Ergebnisse interpretieren Modul J: Multimedia J1 Computergrafik Die Schüler beschäftigen sich mit dem künstlichen Erzeugen von Bildern mit Hilfe von Computern. Die Schüler erweitern ihr Wissen zur Bearbeitung von Vektor- bzw. Rastergrafiken und lernen weitere Attribute und Methoden kennen. J2 Computeranimation Schüler begegnen in vielfältiger Weise bewegten Bildern, die mit Hilfe von Computerprogrammen erstellt wurden. Durch die Auseinandersetzung mit der Illusion von Bewegung lernen die Schüler geeignete Verfahren kennen, die es ihnen ermöglichen, professionell erstellte Werke zu analysieren und zu bewerten. Grafiken und Bilder objektorientiert modellieren, erzeugen und bearbeiten Grafik- und Bildformate sowie Kompressionsverfahren kennen Umgang mit Manipulationsverfahren und Farbmanagement optimieren Grafikobjekte mit Hilfe geeigneter Methoden animieren 3D-Animations- und Renderingverfahren einsetzen J3 Video und Audio Im Zusammenhang mit der Bearbeitung digitaler Audio- und Videodaten begegnen die Schüler einer Vielzahl von Begriffen. Sie entwickeln auf der Basis ihres Wissens über objektorientierte Systeme ein grundlegendes Verständnis für die dabei eingesetzten Techniken und Methoden. J4 Multimedia-Integration Die Schüler verstehen, dass bei Integration mehrerer digitaler Medien Text, Grafik, Fotografie, Video und Audio ineinander greifen. Die Schüler lernen Beispiele dazu sowohl im Offline- als auch im Onlinebereich kennen und erstellen eine eigene Multimediaproduktion. Klassen, Objekte, Attribute und Methoden für die Erstellung und Bearbeitung Audio- und Videosequenzen modellieren Hard- und Software zur Video- und Audioaufzeichnung einsetzen Methoden zur Bearbeitung von Video- und Audioobjekten anwenden Wichtige Dateiformate und Kompressionsverfahren kennen Klassen, Objekte, Attribute und Methoden eines Autorensystems modellieren Klassen, Objekte, Attribute und Methoden eines Systems zum Erstellen von Webseiten modellieren und realisieren Projektarbeit Bei einigen der Module des Aufbauunterrichts bietet es sich an, in einem Projekt zu arbeiten. Dabei arbeiten die Schüler in Gruppen zusammen. Die einzelnen Ergebnisse werden gegebenenfalls zu einem gemeinsamen Projektergebnis zusammengefasst und präsentiert. Kooperative Arbeitsabläufe planen: Analysieren, Modellieren, Entwerfen Das Projekt durchführen: Realisieren, Implementieren Informationen präsentieren und gegebenenfalls veröffentlichen; ein Portfolio anlegen Die Projektprozesse und -ergebnisse bewerten 11

13 2.3 Pflicht und Wahlmodule im IT-Aufbauunterricht Entsprechend der Wahlpflichtfächergruppen der sechsstufigen Realschule werden im IT-Aufbauunterricht Schwerpunkt gesetzt, die durch das jeweilige Profil geprägt sind. Die Unterrichtsinhalte jeweils zur Hälfte verbindliche Pflichtmodule und Wahlmodule, die von der unterrichtenden Lehrkraft festgelegt werden. In der Wahlpflichtfächergruppe III a stehen keine Wahlmodule zur Verfügung. Wahlpflichtfächergruppe I (6): (Wahlmodule in Kronach 06/07) Informationstechnologie IT I IT-A Schwerpunkt Technik (-3) 6 Pflichtmodule: B1, C1, F1, F2, H1, H2 6 Wahlmodule: B2, F3, F4, J4 (Wagner) B2, C2, D1, J4 (Klinke) Wahlpflichtfächergruppe II (3): Informationstechnologie IT II IT-A Schwerpunkt Wirtschaft (-3) 3 Pflichtmodule: B1, B2, C1 3 Wahlmodule: C2, D1, D2 (Blinzler) C2, J1, J4 (Voitländer) Wahlpflichtfächergruppe III a (2): Informationstechnologie IT III a IT-A Schwerpunkt BWR (-3) 4 Pflichtmodule: B1,C1, E1, E2 (Baderschneider) Wahlpflichtfächergruppe III b (4): Informationstechnologie IT III b IT-A Schwerpunkt Multimedia (-3) 4 Pflichtmodule je nach Schwerpunkt: (Technik/CAD B1, C1, F1, F2 oder Wirtschaft B1, B2, C1, D1 oder) Multimedia B1, J1, J2, J4 + 4 Wahlmodule : B2, C1, F2, J3 (Wagner) 12

14 Übersicht zu den Pflicht- und Wahlmodulen (allgemeine Regelung): IT-Aufbauunterricht Schwerpunkte mit Pflicht- und Wahlmodulen Modul B: Textverarbeitung Technik Wirtschaft BWL Profil B1 Arbeiten mit Textdaten P P P B2 Weitere Anwendungen P Modul C: Tabellenkalkulation C1 Tabellen und Relationen P P P C2 Weitere Anwendungen P Modul D: Datenmodellierung D1 Einführung in Datenbanksysteme D2 Weitere Anwendungen Modul E: Betriebswirtschaftslehre E1 Einkommen P E2 Geldanlage und Finanzen P Modul F: Computergestützte Konstruktion F1 Grundlagen des geometrischen Z. P F2 Computer Aided Design - CAD P F3 Durchdringungen und Baugruppen P F4 Weitere Anwendungen Modul G: Computersysteme und Datennetze G1 Aufbau und F. von C. und Datenn. G2 Automation und Vernetzung Modul H: Ablaufmodellierung H1 Algorithmen P H2 Objektorientierte Programmierung Modul I: Simulation, Steuern und Regeln I1 Modellierung dynamischer Systeme I2 Weitere Anwendungen für die Mod. D. S. Modul J: Multimedia J1 Computergrafik J2 Computeranimation J3 Video und Audio J4 Multimedia-Integration Hinweis: Diese Pflicht- und Wahlmodule sind als Zielvorgabe zu verstehen, die am Ende des Aufbauunterrichts erreicht sein muss. Bei insgesamt 168 Stunden in der Gruppe I, 84 in der Gruppe II, 56 in der Gruppe III a und 112 in der Gruppe III b entspricht jedes Modul etwa 14 Stunden. Auf eine genaue Festlegung wurde jedoch verzichtet, so dass die Verteilung und die zeitliche Einteilung in der Verantwortung der Lehrkraft liegt. Die Inhalte können auch vermischt und innerhalb verbindender Vorhaben verknüpft werden. Der Projektgedanke und die Teamarbeit sollen verstärkt zum Tragen kommen. Die Fachgruppe IT legt zusammen mit dem Schulleiter in der ersten Fachsitzung zu Beginn eines Schuljahres die Module fest, achtet auf sinnvolle Verteilungen und führt darüber Protokoll, so dass für jede IT-Klasse ein Fahrplan angelegt wird, der in den Folgejahren ergänzt und vervollständigt wird. 13

15 Beispiele: 1. Die Fachgruppe IT legt zusammen mit dem Schulleiter fest, dass das Fach IT in der Gruppe I mit je 3 Stunden in 8 und 9 unterrichtet werden soll. Für den Unterricht sind Herr A. und Frau B. vorgesehen, die sich die Klasse 8 a teilen. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 8 a(1) I Herr A. 3 (=6) B1, C1, F1, F2 G1, G2 8 a(2) I Frau B. 3 (=6) B1, C1, F1, F2 B2, F3 In der 9. Klasse setzen die beiden Lehrkräfte den Unterricht fort. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 9 a(1) I Herr A. 3 (=6) H1, H2 C2, D1, I1, I2 9 a(2) I Frau B. 3 (=6) H1, H2 C2, F4, J1, J4 2. In der Wahlpflichtfächergruppe II sind 1 Stunde in 8 und 2 in 9 vorgesehen. Die Klasse 8 b wird von Frau C. und Frau D. unterrichtet. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 8 b(1) I Frau C. 1 (=2) B1, C1 8 b(2) I Frau D. 1 (=2) B1, C1 In der 9. Klasse setzen die beiden Lehrkräfte den Unterricht fort. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 9 b(1) I Frau C. 2 (=4) B2 C2, D1, D2 9 b(2) I Frau D. 2 (=4) B2 G1, J1, J4 3. In der Wahlpflichtfächergruppe III a unterrichtet Herr E. die halbe Klasse 8 c. c Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 8 c(1) I Herr E. 1 (=2) C1, E1 In der 9. Klasse setzt Frau F. den Unterricht fort. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 9 c(1) I Frau F. 1 (=2) C2, E2 4. In der Wahlpflichtfächergruppe III b wird das Wahlpflichtfach Sozialwesen angeboten. Den Unterricht in IT erteilt Frau G. in der halben Klasse 8 c, gewählter Schwerpunkt: Multimedia. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 8 c(2) I Frau G. 2 (=4) B1, J1, J2 C1 In der 9. Klasse setzt Frau G. den Unterricht fort. Kl. Gruppe Lehrkraft Stunden Pflichtmodule Wahlmodule 9 c(2) I Frau G. 2 (=4) J4 B2, H1, J3 14

16 3. Ergebnisse 3.1 Allgemeine Erkenntnisse Die Objektorientierung führt in allen Teilbereichen zu einer produktneutralen und längerfristig gültigen Sichtweise, die es den Schülern ermöglicht Standardsoftware aufgabenbezogen einzusetzen. Sie können altersgemäße Aufgaben aus den verschiedensten Bereichen selbstständig analysieren und beschreiben, Lösungswege entwerfen und die Werkzeuge gezielt einsetzen. Der altersgemäße Einsatz der Programmierumgebung EOS hilft ihnen, informatische Zusammenhänge zu verstehen und bildet die Grundlage für den souveränen Umgang mit Standardwerkzeugen. Das Fach IT erhält durch die objektorientierte Sichtweise einen inhaltlichen Zusammenhang und wird von den Schülern als ein Ganzes wahrgenommen, in das sich die verschiedenen Teilbereiche eingliedern. Dieses wesentliche Ziel des Schulversuchs kann im Anfangsunterricht erreicht werden, so dass ein problemloses Anknüpfen im Aufbauunterricht erwartet werden kann. 3.2 Erwerb von Grundfertigkeiten Die Schülerinnen und Schüler erlernen innerhalb des integrierten IT-Unterrichts problemlos auch das 10-Finger-Tastschreiben und erreichen ähnliche Ergebnisse, wie das früher im Fach Textverarbeitung üblich war. In der Jahrgangsstufe 7 werden von den meisten Schülern ca. 100 Anschläge pro Minute erreicht. Durch kontinuierliche häusliche Übung wird von vielen Schülern dieses Ziel sogar deutlich übertroffen. Die beiden ehemaligen TV-Lehrkräfte Frau Geiger und Frau Voitländer erproben derzeit zusätzlich in einem Wahlfach in der Jahrgangsstufe 5 außerhalb von IT das Erlernen des Tastschreibens in einem Wahlfach und kommen zu folgendem Ergebnis: Die Schüler erlernen problemlos das 10-Finger-Tastschreiben mit Hilfe des bewährten Programms TUBP 80. Sie haben im Unterricht die Möglichkeit, die verschiedenen Anwendungen zu nutzen wie z. B. Leuchttastei, Sicherheitsschreiben, Temposchreiben, 10-Minuten-Abschriften usw. Das Programm bietet außerdem Lernaufgaben spielerisch zu bewältigen wie DIN-Regeln, richtige Körperhaltung oder die Einteilung der Tastatur. Außerdem werden die Schüler nicht durch Lerninhalte aus der Informatik aus dem Schema Erlernen des Tastschreibens gerissen und können dadurch viel schneller zu einem Ergebnis kommen. Am Schuljahresende erwarten wir 60 Anschläge in der Minute, die bisweilen nach dem 1. Halbjahr schon übertroffen wurden. Zu Beginn der 6. Jahrgangsstufe kann somit jeder Schüler bereits das 10-Finger- Tastschreiben anwenden und die IT-Lehrkraft braucht diesen Lernbereich nicht mehr so ausführlich zu berücksichtigen. Der Großteil der Schüler der 5. Jahrgangsstufe ist mit großer Begeisterung dabei, was wir auch im Zwischenzeugnis entsprechen würdigen konnten. 15