Themen und Schwerpunkte für die 1. Staatsprüfung (Erweiterungsprüfung, Prüfung nach LbVO)

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1 Themen und Schwerpunkte für die 1. Staatsprüfung (Erweiterungsprüfung, Prüfung nach LbVO) Lehramt an Gymnasien/Lehramt an berufsbildenden Schulen Klausurtermine: September Berufsbegleitendes Studium (bbs) Themen der schriftlichen Prüfung (bbs) Klausur a (bbs): (4 Std.) Variante I - ThI: Einführung in die theoretische Informatik I (Dr. Posegga, 50 Punkte) Variante II - ThI: Einführung in die theoretische Informatik II (Dr. Posegga, 50 Punkte) Im Aufgabenteil Einführung in die theoretische Informatik werden zwei Varianten Klausur b (bbs): (4 Std.) Variante I - PI: Objektorientierte Programmierung I (Dr. Unger, 40 Punkte) - AI: Datenbanken (Dr. Keller, 40 Punkte) Variante II - PI: Objektorientierte Programmierung II (Dr. Unger, 40 Punkte) - AI: Datenbanken (Dr. Keller, 40 Punkte) Im Aufgabenteil Objektorientierte Programmierung werden zwei Varianten Themen der mündlichen Prüfung (bbs) Fachprüfung (bbs): (60 Min.) - Vertiefung II: Web-Programmierung (Dr. Timmermann) / Lernen und Lehren im Web ( Prof. Friedrich/Dr. Rohland) Im berufsbegleitenden Studium nach LbVO entfällt die Fachdidaktik-Prüfung. WS 12/13 Datei: ws12_gb_tsp.doc 1

2 2. Direktstudium (DS) Themen der schriftlichen Prüfung (DS) Klausur a (DS): (4 Std.) Variante I - ThI: Einführung in die theoretische Informatik I (Dr. Posegga, 50 Punkte) Variante II - ThI: Einführung in die theoretische Informatrik II (Dr. Posegga, 50 Punkte) Im Aufgabenteil Berechenbare Funktionen und Daten werden zwei Varianten Klausur b (DS): (4 Std.) Variante I - PI: Objektorientierte Programmierung I (Dr. Unger, 40 Punkte) - AI: Anwendungen der Informatik (Prof. Friedrich, 40 Punkte) Variante II - PI: Objektorientierte Programmierung II (Dr. Unger, 40 Punkte) - AI: Anwendungen der Informatik (Prof. Friedrich, 40 Punkte) Im Aufgabenteil Objektorientierte Programierung werden zwei Varianten Themen der mündlichen Prüfung (DS): Fachprüfung (60 Min.) - LA Gy: 12 SWS LV zur Vertiefung, LA BS: 8 SWS LV zur Vertiefung Fachdidaktik: (30 Min.) - Fachdidaktik ( Prof. Friedrich) 3. Schwerpunkte zu den einzelnen Klausur-Themen Einführung in die theoretische Informatik (berufsbegleitendes Studium) (Dr. Posegga) 1. Formale Sprachen und Automaten - Formale Grammatiken, Ableitungen - Regelsprachen, Chomsky-Hierarchie - Endliche Automaten: NFA, DFA, Zustandsminimierung - Reguläre Ausdrücke, Mengengleichungen - Kontextfreie Sprachen und Kellerautomaten - Turingmaschinen 2. Aussagenlogik - Konnektoren, Wahrheitswertfunktionen - Tautologie, Unerfüllbarkeit, Folgerung - Konjunktive Normalform 2 Datei: ws12_gb_tsp.doc WS 12/13

3 - Beweistheorie der Aussagenlogik 3. Algorithmen und Datenstrukturen - Maschinen mit wahlfreiem Zugriff - Laufzeitkomplexität von Algorithmen und O-Notation - Abstrakte und Konkrete Datenstrukturen - Sortieralgorithmen, Graphdurchläufe, Texte und ihre Analyse Berechenbare Funktionen und Daten (Direktstudium) (Dr. Posegga) 1. Berechnungsmodelle: - Turing-Berechenbarkeit, - Maschinen mit wahlfreiem Zugriff, - LOOP- und WHILE-Berechenbarkeit, - Partiell-rekursive Funktionen: primitive Rekursion und Minimalisierung, - Rekursive Funktionsgleichungen. 2. Komplexität - Algorithmen und ihre Analyse, - Laufzeitkomplexität von Algorithmen, - O-Notation und Wachstumsklassen. Prolog-Programmierung (Dr. Nauber) 1. Grundbegriffe (Fakt, Klauseln, Anfrage, Prädikat) 2. Prolog-Interpreter (Unifikation, Instantiierung, Ableitungsbaum) 3. Arbeit mit Listen, Akkumulator 4. Arithmetik mit PROLOG 5. Kontrollmechanismen (cut, repeat, fail) 6. Iterative und rekursive Problemlösung, Suchstrategien 7. Systemprädikate (u.a. zur Dateiarbeit, Bildschirmausgabe, Termmanipulation, Zeit) Prozess-Steuerung (Prof. Kabitzsch) 1. Grundstruktur Steuerungsprozess - Basisprozess 2. Signale und Systeme (z.b.: Klassierung, Modelle, Eigenschaften) 3. Systemstrukturen und Prozessanalyse (z.b.: Systemantworten, Prozessmodellierung) 4. Steuerung und Regelung (z.b.: Strukturen, Ablaufsteuerungen, Gütekriterien) 5. Speicherprogrammierbare Steuerungen (z.b.: Verarbeitungsprinzip, Steuerungsalgorithmen, Steuerungssoftware) Objektorientierte Programmierung (Dr. Unger) 1. Objekt und Botschaft, objektorientierte Beschreibung von Szenarien 2. Softwaretechnologie, Qualitätsfaktoren 3. Abstrakte Datentypen 4. Klassen und Vererbung, Klassenbeschreibung mit UML-Diagramm 5. Polymorphie: Frühe und späte Bindung, Aufgabe der virtuellen Methodentabellen(VMT), Rolle des Konstruktors 6. dynamische Objekte, Verwaltung von Objekten in Listen 7. dynamische Typumwandlung, abstrakte Methoden 8. Umsetzung in Pascal / Delphi XML (Dr. Rohland) 1. grundlegende Einordnung von XML in den Bereich der Webtechnologien 2. prinzipielle Anforderungen an XML (Wohlgeformtheit, Validität) 3. XHTML (Prüfung ob Dokument XHTML konform ist) WS 12/13 Datei: ws12_gb_tsp.doc 3

4 4. Aufbau eines XML Dokuments (Prolog, Elemente, Attribute) 5. Bedeutung, Aufbau und Einbindung einer DTD; Regeln für Elemente der DTD 6. Überblick über XSL Transformationen 7. Transformation von XML in HTML mittels XSL Datei (Aufbau der XSL Datei, Formatierungsregeln) 8. Überblick zu XML Schema 9. SVG (Struktur einer SVG Datei, Graphische Primitiven, Animationen) Datenbanken (Dr. Keller) 1. Entity-Relationship-Modell 2. Relationenmodell 3. Relationenalgebra 4. SQL 5. Entwurf relationaler Datenbanken Anwendungen der Informatik (Prof. Friedrich) 1. Modellierung von Klassen und Objekten (verschiedenen Anwendungen, Darstellungsformen, Modellbegriff) 2. Problemlösungen (algorithmische oder ähnliche probleme mit verschiedenen Anwendungen, z.b. Kryptologie: Caesar-verschlüsselung) 3. Grenzen von Informatik-Anwendungen (Suchen, Sortieren, nicht lösbare Probleme) 4. Präsentation (Web-Gestaltung, Dienste, dynamische Strukturen) 5. Datenbank-Modelle 4. Schwerpunkte für die mündlichen Prüfungen Vertiefung II: Web-Programmierung / Lernen und Lehren im Web Web-Programmierung (Dr. Timmermann) 1. HTML-Grundlagen (Grundgerüst, Tabellen, Links, Bilder, Formulare) 2. Grundbegriffe der objektorientierten Programmierung (Klassen, Attribute, Methoden, Objekte) 3. JavaSript-Sprachelemente - Funktionen und Prozeduren (Definition, Aufruf) - Algorithmische Grundstrukturen 4. Klassen und Objekte in JavaScript (Browser-Objekte, HTML-Objekte, vordefinierte Klassen, nutzerdefinierte Klassen) 5. Ereignisse und Ereignisbehandlungsroutinen 6. Clientseitiges JavaScript versus Serverprogrammierung mit php 7. php-sprachelemente - Funktionen und Prozeduren (Definition, Aufruf) - Algorithmische Grundstrukturen - Ausgewählte vordefinierte Funktionen 8. Objektorientierte Programmierung mit php Lernen und Lehren im Web (Prof. Friedrich, Dr. Rohland) 1. Grundlagen (Konzeption und Entwicklung von Lernanwendungen; klassische Lernszenarien und deren Umsetzung; Imperative des virtuellen Lernens und deren Darstellung an geeigneten Beispielen) 4 Datei: ws12_gb_tsp.doc WS 12/13

5 2. Werkzeuge (Überblick über verfügbare Werkzeuge; Klassifikation verfügbarer Werkzeuge unter didaktischem Aspekt; Komponenten von Werkzeugen: Management-, Kommunikations-, Steuerungs-, Kontroll-, Statistik- und Hilfekomponenten) 3. Lernumgebungen (Didaktische Modelle und deren Eignung für virtuelles Lernen; Didaktische Aspekte virtuellen Lernens: Lernwegsteuerung, Tutoreneinfluss, Kommunikation, Lernermotivation, Multimedialität, Interaktivität, Gruppenarbeit, Hilfefunktion, Testaufgaben; Überblick über typische Aufgabenstellungen und deren Antwortüberprüfung) 4. Anwendung (Grundprinzip dynamischer Webanwendungen; Nutzung von Datenbanken und PHP; Möglichkeiten und Grenzen der Erstellung virtueller Lernszenarien mit dem LMS OPAL) Fachdidaktik (Prof. Friedrich) 1. Gesamtkonzept informatischer Bildung in den verschiedenen Schularten und Bundesländern (am Beispiel der eigenen Schulart) 2. Aspekte des Informatikunterrichts an Gymnasien im Sekundarbereich S I (Inhalte, Methoden, Unterrichtsgestaltung, Leistungsüberprüfung, Projekte) 3. Aspekte des Informatikunterrichts an Gymnasien im Sekundarbereich S II (Inhalte, Methoden, Unterrichtsgestaltung, Leistungsüberprüfung, Projekte) 4. Zusammenhang von Informatikbildung und Fachunterricht WS 12/13 Datei: ws12_gb_tsp.doc 5