Informatik

Informatik wird am Ratsgymnasium in den Stufen 8/9 in einer Kombination mit Mathematik und Physik (Ma/Ph/Inf) und in der Sekundarstufe II als eigenständiges Fach unterrichtet. Zum Schuljahr 2010/2011 wird zusätzlich das Fach Informatische Grundbildung (IG) für die Jahrgangsstufe 5 und 6 eingeführt. Um falschen Erwartungen zu begegnen, sei direkt am Anfang gesagt, dass das Fach Informatik in der Oberstufe keine Anleitung für Computerspiele oder für das Surfen im Internet darstellt. Informatik beschäftigt sich ganz allgemein mit Verfahren zur Lösung von Problemstellungen, bei denen Computer auf irgendeine Art und Weise hilfreich sein können.

Jahrgang 5 und 6: Informatische Grundbildung
Die Informationstechnologie (IT) entwickelt sich rasend schnell, die massive Digitalisierung und Vernetzung (Internet) ermöglichen uns den Zugang zu Wissen, Erleichterung von Arbeit und Alltag und sind ein Teil unseres gesellschaftlichen Lebens geworden. Sie reicht in fast alle Bereiche: Vom Lernen über Textverarbeitungen zu Präsentationsmedien, Erstellung von Multimedia-Produkten, Einkaufen, Geldanlagen, Organisation, Kommunikation uvm.. Dadurch wird das Thema Information zu einem Teil der Allgemeinbildung wie die Energie im Fach Physik. Aber während die technischen Voraussetzungen heute in fast allen Haushalten vorhanden sind, sind doch die Kenntnisse und Fertigkeiten nur eingeschränkt entwickelt, auf eine reine Bedienung fixiert. Der Ansatz im Fach IG geht über typische Produktschulungen zu spezieller Software hinaus, da diese in der Regel auf Bedienerfertigkeiten ausgerichtet sind, die selten übertragbar sind und schnell veralten. Die Folge ist Abhängigkeit von kommerziellen Produkten und kommerzieller Hilfe sowie Überschätzung der Möglichkeiten und Unterschätzung der Gefahren der IT, besonders im Zusammenhang mit dem Internet. Ein kompetenter, verantwortungsvoller Umgang mit IT-Systemen setzt weitreichende, systematische Kenntnisse über ihren Aufbau, ihre Funktionsweise, ihre innere Struktur, ihre Möglichkeiten und Grenzen voraus, die weit über bloße Bedienerfertigkeiten hinausgehen. Im Fach Informatische Grundbildung werden diese langlebigen, übertragbaren Grundlagen der IT vermittelt. Der Unterricht ist praxisnah, schüler- und problemorientiert konzipiert. Die moderne objektorientierte Sichtweise auf IT-Systeme wird nach Möglichkeit spielerisch vermittelt. Inhalte der Informatischen Grundbildung am Ratsgymnasium Am Ratsgymnasium erhalten unsere Schülerinnen und Schüler ab dem Schuljahr 2010/2011 in den Jahrgangsstufen 5 (in einem Halbjahr eine Stunde) und 6 (in einem Halbjahr 2 Stunden) Unterricht in einem eigenständigen Fach mit dem Namen 'Informatische Grundbildung'. Die Einführung in die Tabellenkalkulation findet im Fach Mathematik statt.

Konkret werden folgende Inhalte in den Jahrgangsstufen behandelt:

Jahrgangsstufe 5:
  • Einführung in das Netzwerk der Schule/ Elementarer Umgang mit dem Computer
  • Informationsbeschaffung aus dem Internet
  • Reflexion der Möglichkeiten und Gefahren in Verbindung mit dem Internet
  • Elementare Textverarbeitung
Jahrgangsstufe 6:
  • Graphiksoftware, objektorientiert
  • Erster Kontakt mit der Programmierung einfacher Graphiken
  • Textsoftware, objektorientiert
  • Arbeit mit Präsentationssoftware
  • Fächerübergreifendes Präsentationsprojekt
Das Fach befindet sich in der Erprobungsphase, die oben genannten Inhalte werden in den folgenden Jahren erprobt und gegebenenfalls angepasst bzw. geändert. Nach dieser Zeit wird das Curriculum für das Fach festgeschrieben.


Curriculum Wahlpflichtbereich II: Mathematik/Physik/Informatik

Der Unterricht im Wahlpflichtbereich II Ma/Ph/Inf baut auf den Fächern Mathematik, Physik und Informatik auf und verfolgt in hohem Maße die Kriterien eines "offenen Unterrichts". Das bedeutet, der Unterricht hat einen hohen Anteil an Projekt-, Gruppen- und Freiarbeit. Zudem ist der Unterricht fachübergreifend und fächerverbindend - Interdisziplinarität ist Grundsatz der Unterrichtsgestaltung. Schülerinteressen, Beobachtungen aus dem Alltag und aktuelle Ereignisse werden im Unterricht angemessen berücksichtigt. Für nahezu jeden Unterricht ist mittlerweile der Einsatz digitaler Hilfsmittel unentbehrlich geworden. Der Unterricht in Ma/Ph/Inf soll dazu beitragen solche Hilfsmittel sachgerecht, zielgerichtet und verantwortungsvoll einzusetzen. Sie sind dabei stets Medium, Werkzeug und Inhalt des Lernens zugleich ist. Neben der Vermittlung fachlicher Inhalte hat das Fach Ma/Ph/Inf aber auch die Aufgabe, alternative Lebenswege aufzuzeigen. Mit dem technisch- ingenieurwissenschaftlichen Bezug bietet gerade dieses Fach den Schülerinnen und Schülern einen Erprobungsraum für die technisch-konstruktive Arbeit und ermöglicht so eine Entscheidungsgrundlage für die weitere Lebensperspektive (z.B. die Berufswahl).

Der Unterricht wird in der Jahrgangsstufe 8 4-stündig, in der Jahrgangsstufe 9 3-stündig erteilt. Je nach Unterrichtsgegenstand wird in verschiedenen Sozialformen von Einzel- bis Gruppenarbeit gearbeitet und vielfältige Medien von Texten bis hin zu Robotern eingesetzt.



Sekundarstufe II
Jahrgangsstufen 11 und 12

Im Jahrgang 11 müssen die SchülerInnen auf die Qualifikationsphase vorbereitet werden und die unten beschriebenen fachlichen und (fach)methodischen Kompetenzen erlangen. Deshalb stehen im Jahrgang 11 die objektorientierte Programmierung (OOA + OOE + OOP) und die zugehörigen Grundprinzipien und Basiskonzepte im Vordergrund.

Programmiersprache ist Java.

Viele Schülerinnen erhalten zum ersten und teilweise zum letzten Mal Informatikunterricht. Deshalb sollen sie einen Einblick in verschiedene Aspekte der Informatik erhalten. Dazu kann z.B. eine kurze Einführungsphase dienen, in der exemplarisch einige Aspekte thematisiert werden, die in der Qualifikationsphase wieder aufgegriffen werden, oder solche Aspekte unterbrechen/begleiten den Unterricht. Das können z.B. sein:

  • Geschichte der Informatik und ihrer Anwendungen
  • Bezüge zur Philosophie (Können Computer denken?)
  • Der gläserne Mensch - Gefahren der Informationsgesellschaft
Aufwandsbetrachtungen

Aktuell wird zunächst mit einem dekonstruktiven Ansatz gearbeitet, um anschließend eigene Klassen zu entwerfen und zu implementieren und dabei immer mehr Aspekte der OOP kennen zu lernen und problembezogen anzuwenden. Dabei dient die Klassenbibliothek "Stifte & Mäuse" als Grundlage und es wird mit der Entwicklungsumgebung BlueJ gearbeitet. Die Erprobung eines Ansatzes mit Greenfoot und BlueJ als didaktischer Umgebung und anschließendem Einsatz der Entwicklungsumgebung Netbeans ist geplant.

Am Ende des Jahrgangs 11 sollen die SchülerInnen die folgenden Kompetenzen erlangt haben.

Sie
  • können die Begriffe Klasse, Objekt, Methode, Auftrag, Anfrage, Attribut, Attributwert erklären und voneinander abgrenzen.
  • kennen die Syntax von Aufträgen und Anfragen und wenden sie an.
  • kennen das Variablenkonzept und können mit lesenden und schreibenden Zugriffen umgehen.
  • kennen die Datentypen int, double, boolean und verwenden sie problembezogen.
  • unterscheiden einfache Variablen und Objektvariablen (Referenzvariablen) und können Wertzuweisungen bei Objektvariablen anschaulich interpretieren.
  • verstehen eine Klasse als Bauplan für Objekte und ein Objekt als Exemplar einer Klasse mit konkreten Attributwerten/Beziehungen, die in Zustandsvariablen/Variablen für Bezugsobjekte gespeichert werden.
  • kennen das Konzept der Parameterübergabe, können Dienste mit Parametern implementieren und unterscheiden formale und aktuelle Parameter. Das gilt auch für Objekte als Parameter.
  • können zwischen HAT- und KENNT-Beziehung unterscheiden und beim Klassenentwurf problembezogen die angemessene Beziehungsart wählen.
  • können beide Beziehungsarten programmtechnisch herstellen und nutzen.
  • wissen, was die Begriffe Vererbung, Unterklasse, überschriebener Dienst bedeuten und können Klassenhierarchien problembezogen entwerfen und implementieren.
  • können die Vorteile der OOP im Allgemeinen und des Vererbungskonzepts im Speziellen erläutern. (Strukturiertheit, Wartbarkeit, Wiederverwendbarkeit)
  • entwerfen Klassen und Beziehungen problembezogen und stellen ihren Entwurf mit Hilfe von UML-Diagrammen dar.
  • kennen die Kontrollstrukturen einseitige/zweiseitige Verzweigung und Wiederholungsschleife mit Ausführungsbedingung (while).
  • entwerfen und implementieren Algorithmen unter Nutzung dieser Kontrollstrukturen (auch geschachtelt).
  • kommentieren ihren Code, stellen ihn strukturiert dar und dokumentieren Klassen.
  • nutzen Struktogramme und umgangssprachliche Formulierungen mit Einrückungen zur Entwicklung und Darstellung von Algorithmen.
  • können problembezogen einfache boolesche Ausdrücke mit den Verknüpfungen UND (&&) und ODER (||) formulieren und implementieren.
  • können häufige Fehlermeldungen interpretieren und Fehler systematisch suchen. Dabei unterscheiden sie Syntaxfehler von Laufzeitfehlern.
  • analysieren und verstehen die Implementation von Klassen und Algorithmen in einfachen Problemzusammenhängen und kennen und verwenden Schreibtisch-Analyseverfahren wie Wertbelegungstabellen.
  • kommunizieren unter Verwendung der Fachsprache über Problemlösungsansätze und bewerten diese kritisch.
  • kooperieren bei der Rechnerarbeit zu zweit, bei der Entwicklung von Lösungsansätzen in Gruppenarbeit und bei der arbeitsteiligen Arbeit in kleinen Projekten.
  • präsentieren Lösungsansätze und Arbeitsergebnisse sach- und adressatengerecht.
Die Grundlagen der Leistungsbewertung sind
  • Die regelmäßige Beteiligung am Unterrichtsgespräch. Dabei gehen insbesondere die Wiedergabe von Kenntnissen, Darstellung von Problemsituationen, Beiträge zur Entwicklung von Problemlösungen, Vorstellung und Diskussion von Arbeitsergebnissen aus Gruppen- oder Partnerarbeit und die Klarheit der Darstellungen in die Bewertung ein. SchülerInnen mit Vorkenntnissen sind aufgefordert, sich so zu äußern, dass ihnen alle folgen können. Zunehmend wird eine angemessene Verwendung der Fachsprache erwartet. Keinesfalls kann es darum gehen, immer sofort fehlerfreie Lösungen vorzustellen. Auch ein fehlerhafter Ansatz kann von der Tiefe der Auseinandersetzung zeugen und bringt den Unterricht oft besser voran als eine perfekte Lösung.
  • Präsentation und Erläuterung der erstellten Programme/Programmteile.
  • Selbstständige Arbeit zu zweit oder in Gruppen (mit und ohne Rechner). Dabei wird auch beurteilt, wie diese Arbeit organisiert wird. (Absprachen, Arbeitseinteilung, gegenseitige Hilfen)
  • Die Beratung anderer Teams.
  • Die selbstständige und intensive Auseinandersetzung mit schriftlichen Informationen und Aufgabenstellungen.
  • Anfertigung und Präsentation von Hausaufgaben
  • Selbstständige Weiterarbeit und Vervollständigung von Programmierlösungen
  • Bearbeiten von Aufgaben im eigenverantwortlichen Unterricht (EVU)
  • Erstellen von Protokollen
  • Nach ausreichender Eingewöhnungszeit: Umgang mit den technischen Systemen (insbesondere Umgang mit der Programmierumgebung, angemessene Reaktion auf Fehlermeldungen usw.)
  • Schriftliche Übungen (in der Regel 1 pro Quartal)
  • Evtl. kleine Referate


Zuletzt aktualisiert am 20.09.2011

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