Schulinternes Curriculum im Fach Informatik, Sekundarstufe 1

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1 Version: S. 1 Schulinternes Curriculum im Fach Informatik, Sekundarstufe 1 1. VORBEMERKUNG Bei der Erstellung eines schulinternen Curriculums für das Fach Informatik stellen sich drei Probleme: 1. Der Lehrplan für die Sekundarstufe 1 stammt aus dem Jahr 1993 und ist damit veraltet. Als er verfasst wurde, kannte kaum jemand das Internet; Windows 95 war noch nicht entwickelt; und vieles, was heute selbstverständliches Wissen jedes Grundschülers ist (z.b.: Wie speichere ich eine Datei?) war damals noch vielen Schülerinnen und Schülern unbekannt. Eine Bezugnahme auf diesen Lehrplan ist, soweit es konkrete Unterrichtsinhalte angeht, daher schwierig. Darüber hinaus fehlt die Kompetenz-Orientierung, die alle neueren Lehrpläne haben. 2. Es gibt für das Fach Informatik in NRW keine für den Lehrplan zugelassenen Lehrwerke. Ein Lehrwerk kann deshalb nicht auf dieselbe Weise wie in anderen Fächern die Grundlage für das schulinterne Curriculum bilden. 3. Nicht nur die Inhalte, die auch in anderen Fächern Änderungen unterliegen, sondern auch die Methoden der Informatik wandeln sich mit großer Geschwindigkeit. Auch die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler wandelt sich hinsichtlich ihres Umgangs mit Computern und neuen Informationsformen in beinahe jährlichem Rhythmus. Je konkreter Inhalte und Methoden deshalb im Curriculum festgelegt werden, desto schneller veraltet dieses Curriculum auch. Das vorliegende Curriculum bezieht sich aus diesen Gründen nur bedingt auf den Lehrplan für die Sekundarstufe 1, verweist (außer für die Oberstufe) überhaupt nicht auf Lehrwerke und bleibt bei der Beschreibung von Inhalten und Methoden teilweise wenig konkret. 2. GESCHLECHTSSPEZIFISCHE UND FÄCHERÜBERGREIFENDE ASPEKTE Informatik wird in koedukativen Kursen unterrichtet. Eine Unterstützung der je unterschiedlichen Herangehensweise von Jungen und Mädchen findet im Differenzierungsunterricht beispielsweise auf Ebene der individuellen Förderung, der Zusammensetzung von Gruppen bei Gruppenarbeiten und der regelmäßigen Evaluierung der Ergebnisse von Jungen und Mädchen hinsichtlich geschlechtsspezifischer Unterschiede statt. Die Fachschaft Informatik entsendet Mitglieder zu Fortbildungen, die sich mit geschlechtsspezifischer Förderung beschäftigen (z.b. Fortbildung zur "Roberta-Schule im Jahr 2010). Fächerübergreifender Unterricht findet im Differenzierungsunterricht zwar nicht explizit statt, da die Kurszusammensetzung und Blockung dies sehr erschweren würde. Innerhalb des Informatik-Unterrichts werden Inhalte und Themen anderer Fächer jedoch häufig als konkreter Gegenstand verwendet, anhand dessen die informatischen Inhalte erarbeitet werden, z.b.: Themen aus dem Bereich der Gesellschaftswissenschaften als Grundlage für das Erlernen von Powerpoint-Präsentationen; Umgang mit Online-Quellen (Deutsch); Simulationen (Biologie, Physik); Rechnen mit Binärzahlen (Mathematik). 3. INFORMATIK IM WAHLPFLICHTBEREICH 2 (JAHRGANGSSTUFE 8-9 [G8]) Das Fach Informatik wird gemäß 17(3) der APO-SI Wahlpflichtbereich der Klassen 8 und 9 mindestens 2-stündig unterrichtet. Das schulinterne Curriculum ist für diesen 2-stündigen Unterricht ausgelegt; wird der Kurs 3-stündig unterrichtet, ist es in die Freiheit der einzelnen Lehrkräfte gestellt, das Curriculum um weitere Themen zu ergänzen. Die Reihenfolge der Halbjahre und/oder der behandelten Themen kann variieren. Die im Schulhalbjahr 8/2 verwendete Office-Software von Microsoft und die im Schulhalbjahr 9/1 verwendeten LEGO Mindstorm-Roboter sind nicht in der Menge vorhanden, dass sie in allen Informatik-Kursen gleichzeitig eingesetzt werden können.

2 Version: S. 2 JAHRGANGSSTUFE 8, HALBJAHR 1: DAS INTERNET Das Halbjahresthema findet sich nicht im Lehrplan (1993), da das WWW zu diesem Zeitpunkt kaum bekannt war. Heute stellt es technisch, wirtschaftlich und gesellschaftlich den wichtigsten Teilbereich der Informatik dar. Die Fachkonferenz hat daher beschlossen, dem Internet ein ganzes Halbjahr zu widmen. Eine Anbindung an den Lehrplan lässt sich dennoch herstellen, da das Halbjahresthema u.a. dem Fachbereich 3 (S. 38) sehr nahe steht. HTML als Auszeichnungssprache des WWW Textauszeichnung Listen und Tabellen Attributen als Modifikatoren Links und Bilder CSS Projekt: Gestaltung einer Webseite Funktionsweise des Internet Binärzahlen als Kommunikationsmedium des Internet, ASCII-Codes IP- und DNS-Adressen Netz-Struktur des Internet Web-Dienste Sicherer Umgang mit dem Internet Datenschutz am Beispiel von SchülerVZ Rechtlich Erlaubtes und Verbotenes (Musik-Downloads, Cyber-Mobbing) Verwendung von Google und Wikipedia. Korrektes Zitieren Kryptographie Monoalphabetische Substitution und Häufigkeitsanalyse Verbesserte Verfahren, z.b. Enigma Diffie-Hellman-Schlüsseltausch Einüben in das präzise Verwenden von Fachbegriffen Partnerarbeit am Computer: Aufeinander eingehen und voneinander lernen Arbeit mit dem LoNet erlernen Umgang mit eigenen Fehlern erlernen (die beim Schreiben von Quellcode häufig auftreten) Spiele: Rechnen mit Binärzahlen Verfassen und Entschlüsseln von Binär- Codes Beurteilen der Chancen und Risiken des WWW Sicherer Umgang mit dem WWW Einüben von Recherche-Techniken Möglichst: Einladen eines externen Experten Hinterfragen von technischen Systemen Experimentelles Knacken geheimer Codes

3 Version: S. 3 JAHRGANGSSTUFE 8, HALBJAHR 2: ANWENDUNGS-SOFTWARE In diesem Halbjahr sind die im Lehrplan (1993) geforderten Halbjahresthemen "Umgang mit Software" (S.41) und "Funktionsweise von Software" (S.43) zusammengefasst. Diese Zusammenfassung ist möglich, weil viele Gegenstände, die 1993 noch unterrichtet werden mussten, heute zum Allgemeinwissen gehören. Aus diesem Grund wird darüber hinaus angestrebt, mehrere Inhalte des 2. Halbjahrs künftig nicht mehr an Informatikunterricht zu binden, sondern dezentral und verbindlich für alle Schülerinnen und Schüler im Rahmen des Schulkonzepts Medienerziehung anzubieten. Tabellenkalkulation Relative und absolute Adressierung Formeln (Bedingte) Formatierung Die Wenn-Funktion Visualisierung mit Diagrammen Datenbanken Auswerten, Datenbank-Funktionen Ausblick: Datenbanken mit anderen Anwendungen (z.b. Excel oder Access) Textverarbeitung Vorlagen definieren und verwenden Verzeichnisse, Literaturangaben Kopf-/Fußnoten, Listen, Bilder, Tabellen Präsentations-Software Merkmale guter Präsentationen Formatierungen, incl. Master Animationen Abschluss-Projekt Arbeit am Projekt Auswertung des Projekts, Präsentationen Anhand eines konkreten Projektes alle Schritte von der Datenerhebung über die Modellierung mit Hilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms bis zur druckbaren, formatierten Tabelle durchführen Alternativ: Arbeitsblätter mit typischen Anwendungen, an denen die inhaltlichen Schwerpunkte gezielt geübt werden können. Verstehen lernen, wie die Umfrage-Ergebnisse, die in den Medien allgegenwärtig sind, entstehen Zu Beginn: Kleine, auf Doppelstunden beschränkte Projekte, an denen die einzelnen Elemente geübt werden In der zweiten Hälfte der Reihe: Umfangreicheres Projekt aus dem Bereich "Geschichte der Informatik", das eine Kursarbeit ersetzt Verwenden von Online-Quellen: Qualitäts- Einschätzung Suchmaschinen und Suchstrategien Korrekter Umgang mit Quellen (Plagiate) Das Abschluss-Projekt ersetzt im 2. Halbjahr eine der beiden Kursarbeiten.

4 Version: S. 4 JAHRGANGSSTUFE 9, HALBJAHR 1: PROGRAMMIEREN UM DIE UMWELT ZU GESTALTEN Das Halbjahresthema stimmt mit dem in den Richtlinien genannten Thema "Softwareprojekte" (1993, S. 47) überein und behandelt darüber hinaus noch einige Gegenstände des Halbjahrs "Funktionsweise von Software (S. 43). Einführung in die Programmierung mit Lego Mindstorm-Robotern Einführung in die Robolab-Software Bau von Robotern mit Sensoren und Aktoren Graph-Basierte Software mit Robolab entwickeln Entwicklung von Algorithmen zur Lösung vorgegebener Aufgabenstellungen Bedingte Programmausführung Wiederholte Programmausführung (Loops) Unterprogramme Parallelität Imperative Programmierung Ausgabe-Anweisungen EVA-Prinzip und arithmetische Berechnungen Gruppierung von Anweisungen in Methoden oder Prozeduren Sauberer Code und Fehlersuche If-Else-Verzweigungen While- (und For-) Schleifen Projektorientierte Gruppenarbeit mit hohem Maß an Selbstständigkeit Projekte wie Linienverfolger, "Tanz-Roboter" oder "Höhlenforscher" Wettbewerb: Roboterrennen Erarbeitung der Unterrichtsinhalte anhand einer imperativen Programmiersprache (z.b. Visual Basic, Python, Scratch) Alternativen: Turtle-Grafik oder kleinere mathematisch arbeitende Programme Erlernen von Frustrations-Toleranz und Hartnäckigkeit beim Suchen nach Fehlern in Programmen (Wichtig für Oberstufe!) Simulationen Modellbildung Simulationen mit System Dynamics Beurteilung von Simulations-Ergebnissen Reduktion der Realität auf ein möglichst passendes Modell Kleines Projekt, z.b.: Räuber-Beute-Simulation Verwendung von Software zur Vorhersage

5 Version: S. 5 JAHRGANGSSTUFE 9, HALBJAHR 2: ENTWICKLUNG UND FUNKTIONSWEISE VON HARDWARE Dieses Halbjahr nimmt die noch fehlenden Inhalte des in den Lehrplänen beschriebenen Halbjahres "Funktionsweise von Hardware, Prozeßdatenverarbeitung" (S.45) auf. Logik Wie Computer denken Grundlagen der Aussagenlogik Wahrheitstafeln Karnaugh-Diagramme Reale Probleme logisch präzise beschreiben und Schlüsse ziehen Logische Schaltungen mit LoCad Grundlagen der Locad-Software Übersetzen von aussagelogischen Formeln in Schaltungen Einfache Schiebe- und Addierwerke Abschluss-Projekt, ersetzt eine Kursarbeit Das Von-Neumann-Rechnermodell Programm- und Datenspeicher Von-Neumann-Zyklus Grundlagen von Assembler Grenzen des Von-Neumann-Modells Aufbau moderner Computer Einüben formalisierter Schluss-Verfahren als typisch informatischer Denkweise Entdecken des Unterschieds zwischen dem informatischen und dem "alltäglichen" Logik-Begriff Logische Folgerungen aus Prämissen ziehen Von der Geisteswissenschaft Informatik zur technischen Umsetzung Abschluss-Projekt: Eine Digitaluhr bauen (ersetzt eine Kursarbeit) Reduktion der Realität auf ein möglichst passendes Modell Den Computer als "dumme Maschine" verstehen, der nur auf ganz wenigen, einfachen Befehlen aufbaut Handlungskompetenz im Umgang mit dem eigenen Computer gewinnen Das Projekt im Rahmen der LoCad-Unterrichtsreihe ersetzt eine der Kursarbeiten. Von den beiden grau hinterlegten Unterrichtsreihen muss wenigstens eine behandelt werden.