Schulinternes Curriculum im Fach Informatik

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1 Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Schulinternes Curriculum im Fach Infrmatik Inhalt Grundsätzliches... 2 Sekundarstufe I... 2 Sekundarstufe II... 2 Sekundarstufe I... 3 Jahrgangsstufe 8:... 3 Jahrgangsstufe 9:... 4 Sekundarstufe II... 5 Vrgaben:... 5 Inhaltliche Schwerpunkte... 5 Hinweise zur Aufgabenauswahl (Lehrkräfte, Schülerinnen/Schüler)... 7 Sequenzen... 7 Stufe EF... 7 Stufe Q Stufe Q Stand: Juni 2012

2 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Grundsätzliches Sekundarstufe I Das Fach Infrmatik in der SI ist eines vn mehreren Fächern, das mit Beginn der Jgst. 8 im sgenannten Wahlpflichtbereich II angebten wird. Im Vrdergrund dieses Unterrichts steht die Auseinandersetzung mit Prblemen, die mithilfe des Cmputers gelöst werden können. Da es für das Fach Infrmatik am Gymnasium keinen Kernlehrplan gibt, rientiert sich das schulinterne Curriculum an den allgemeinen Vrgaben der Richtlinien für das Fach Infrmatik in der Sekundarstufe I. Da die Belegung des Faches in der Sekundarstufe I keine Vraussetzung für die Sekundarstufe II ist, kann insbesndere im zweiten Jahr sehr grßer Wert auf prjektartiges Arbeiten gelegt werden. Sekundarstufe II Für das Fach Infrmatik in der Sekundarstufe II gelten keinerlei Vraussetzungen fachlicher Art. Das bedeutet, dass eine Belegung des Faches Infrmatik in der Sekundarstufe I nicht ntwendig für eine Belegung in der Sekundarstufe II ist. Infrmatik ist in der Sekundarstufe II daher ein neu einsetzendes Fach und gehört zum Bereich der mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Fächer (3. Aufgabenfeld). Im Fach Infrmatik können Klausuren geschrieben werden, die allerdings nicht am Rechner angefertigt werden. Unter den laufbahnrechtlichen Vraussetzungen (APOGOSt) kann Infrmatik als Abiturfach (3. der 4. Fach) gewählt werden, wbei derzeit kein Leistungskurs im Fach Infrmatik angebten wird. Seite 2 vn 9

3 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Sekundarstufe I Jahrgangsstufe 8: Im ersten Jahr (Klasse 8) können zwei Schwerpunkte herausgestellt werden: Umgang mit Sftware Office-Bereich (Textverarbeitung, Tabellenkalkulatin etc.) Datei-System des PC grundlegender Aufbau des Cmputers Umgang mit dem Schulnetzwerk Präsentatinssftware (ptinal) Entwicklung vn Sftware / Prgrammieren Sprache: Lg für Windws grafische Aufgaben (Turtle-Grafik) Mdularisierung (Aufteilung der Aufgabe/des Prgramms in Teilaufgaben/Teilprgramme) Wiederhl-Schleifen, bedingte Anweisungen, rekursive Strukturen Operatinen an Listen (ptinal) Einfügen Suchen Löschen Srtieren (ptinal) Seite 3 vn 9

4 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Jahrgangsstufe 9: Flgende Themen stehen auf dem hausinternen Lehrplan. Dabei ist ggf. aufgrund der Parallelität zwischen den Kursen die Verfügbarkeit vn Hardware (Rbter) abzusprechen und die zeitliche Abflge rechtzeitig zu krdinieren. Funktinsweise vn Hardware Aussagenlgik Cdierung Mdellbildung Mdellierung dynamischer Systeme und Przesse (z. B. Verzinsung, Finanzierungsmdelle, Wachstumsprzesse etc. ) mithilfe der Sftware DYNASYS, Tabellenkalkulatin der LOGO Digitalisieren Bildverarbeitung auf Pixelebene mit Listenstrukturen mithilfe vn LOGO Przessdatenverarbeitung Prgrammierung vn Laufschrift, Steuerung einfacher Maschinen der Prgrammierung vn Rbtern (LEGO) Sftwareentwicklung (ptinal) Exemplarische Entwicklung eigener Sftware wie einer Bildverarbeitung der einem Vkabeltrainer Seite 4 vn 9

5 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Sekundarstufe II Vrgaben 1 : Die hier dargestellten Vrgaben sind aus den Vrgaben für Abitur im Jahr 2014 entnmmen, sind aber s auch für die Jahre 2012 und 2013 gültig. Inhaltliche Schwerpunkte I. Objektrientiertes Mdellieren und Implementieren vn kntextbezgenen Anwendungen 1) Knzepte des bjektrientierten Mdellierens i. Klasse, Objekt, Attribut, Methde, Geheimnisprinzip ii. Klassendiagramme (Entwurfsdiagramme, Implementatinsdiagramme) iii. Beziehungen zwischen Klassen: (Gerichtete) Assziatin mit Multiplizität, Vererbung iv. Abstrakte Klassen, Plymrphie 2) Datenstrukturen i. Lineare Strukturen mit den Akzenten Schlange und Stapel Anwendung der Standardperatinen Implementatin der Standardperatinen Lineare Liste Anwendung der Standardperatinen Such- und Srtieralgrithmen für Felder und Listen Rekursin Suchen Srtieren durch direktes Einfügen 1. Im Leistungskurs zusätzlich: Quicksrt ii. Baumstrukturen mit den Akzenten Binärbaum Anwendung der Standardperatinen Traversierungsalgrithmen Binärer Suchbaum Anwendung der Standardperatinen Traversierungsalgrithmen 1 Quelle: Hmepage des Ministeriums : Seite 5 vn 9

6 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Im Leistungskurs zusätzlich: Implementatin der Methden insert und search iii. Im Leistungskurs zusätzlich: Ungerichteter gewichteter Graph mit den Akzenten Adjazenzmatrix, Adjazenzlisten Anwendung der Standardperatinen Graphtraversierung mit Breiten- und Tiefensuche Suche eines kürzesten Weges zwischen zwei Knten: Backtracking,Dijkstra-Algrithmus 3) Mdellieren und Implementieren kntextbezgener Prblemstellungen als Netzwerkanwendungen Netzwerkprtklle, TCP/IP-Referenzmdell Client-Anwendungen Client-Server-Anwendungen Kryptgrafie Symmetrische Verschlüsselungsverfahren (Caesar, Vigenère) Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren (RSA) Schlüsselaustausch (Diffie-Hellmann) II. Relatinale Datenbanken 1) Mdellieren kntextbezgener Prblemstellungen als Datenbanken mit dem Entity-Relatinship-Mdell 2) Datenbankschemata 3) Nrmalisierung: Überführung einer Datenbank in die 1. bis 3. Nrmalfrm 4) Relatinenalgebra (Selektin, Prjektin, Vereinigung, Differenz, kartesisches Prdukt, Umbenennung, Jin 5) SQL-Abfragen über eine und mehrere verknüpfte Tabellen 6) Datenschutzaspekte III. Endliche Autmaten und frmale Sprachen 1) Mdellieren kntextbezgener Prblemstellungen als deterministische endliche Autmaten 2) Darstellung vn deterministischen endlichen Autmaten als Graph und als Tabelle 3) Frmale Sprachen: Reguläre Sprachen und ihre Grammatiken 4) Im Leistungskurs zusätzlich: Entwicklung eines Parsers für eine einfache frmale Sprache Seite 6 vn 9

7 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Hinweise zur Aufgabenauswahl (Lehrkräfte, Schülerinnen/Schüler) Für Grund- und Leistungskurs werden jeweils flgende Aufgaben vrgelegt: Aufgabengruppe 1 2 Aufgaben: Kmbinatin der Schwerpunkte I.1 und I.2 1 Aufgabe: Kmbinatin der Schwerpunkte I.1, I.2 und I.3 Aufgabengruppe 2 1 Aufgabe: Schwerpunkt II 1 Aufgabe: Schwerpunkt III Sequenzen Die hier dargestellten Sequenzen sind Beispiele bzw. bisher praktizierte Sequenzen. Grundsätzlich ist die Auswahl der Vertiefungsmdule in Q2 ptinal. Dabei muss die vrgegebene Knstellatin der Aufgaben im Abitur stets beachtet werden. Da das Fach Infrmatik wie kaum ein anderes Fach sehr intensiv das prjektartige Arbeiten berücksichtigt, sind die einzelnen Inhalte als in sich abgeschlssene Sequenzen zu verstehen, die ähnlich wie Mdule zeitlich variiert werden können. Stufe EF Grundlagen der Infrmatik Rechneraufbau Dateisystem Umgang im Schulnetzwerk Erste Schritte zum Prgrammieren Einführung mit Greenft Bedingte Anweisung Schleifenstrukturen OOP : erste Schritte zur Mdellierung Klassen Methden Attribute Sicherheitsaspekte (private, public etc.) Technische Grundlagen Binärcde Zahlendarstellung Blesche Lgik Prjekte Kleine Anwendungen Seite 7 vn 9

8 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Stufe Q1 Srtierverfahren Bubble-Srt Selectin-Srt Insertin-Srt Lineare Listen TList als Klasse mit den dazugehörigen Methden Einfügen, Löschen, Vertauschen, Suchen (binär) Rekursin z. B. Hani Quick-Srt als effektives Srtierverfahren Zusammenfügung vn Srtierverfahren, Lineare Liste und Rekursuin Stack und Queue als besndere Listen Vrbereitung für Kellerautmat Anwendungen Baumstrukturen Binärbaum mit zugehörigen Klassen und Anwendungen Traversierungsalgrithmen Binärer Suchbaum mit Traversierungsalgrithmen AVL-Eigenschaft (ptinal) Graphen (ptinal) Seite 8 vn 9

9 Curriculum Infrmatik Städt. St.-Michael-Gymnasium Mnschau Stufe Q2 Frmale Sprachen und Autmaten Frmale Sprachen Chmski-Klassifizierung Reguläre Ausdrücke Grammatiken als Synthese-Instrument det. Endliche Autmaten als Analyse.-Instrument Implementatin endlicher Autmaten Zusammenhang zwischen frmalen Sprachen und Autmaten Kellerautmat (ptinal) Datenbanken Mdellierung DB-Schemata DBMS ER-Mdell Nrmalisierung Darstellung vn Strukturen Relatinale Algebra SQL Datenschutz Datenverschlüsselung / Kryptgraphie Verschlüsselung histrisch (symmetrische Verfahren) Public-key vs. Private-key (asymmetrische Verfahren) Schlüsselvereinbarung nach Diffie-Hellmann RSA Graphentherie Darstellung / Implementatin Eigenschaften (eulersch, regulär etc.) Wegeprbleme Kruskal-Algrithmus Dijkstra Pstman-Prblem Seite 9 vn 9