Informatik in den einzelnen Jahrgangsstufen

Was die Schüler nach dem Lehrplan können sollen:

NUT - Schwerpunkt Informatik 6. und 7. Klasse

6. Klasse (neuer Lehrplan) Grundlegende Kompetenzen

• Die Schülerinnen und Schüler bewerten anhand geeigneter Kriterien die Qualität von Grafik-, Text- und Multimediadokumenten.
• Gestützt auf die objektorientierte Sichtweise, insbesondere das Denken in Objekten und Beziehungen zwischen diesen Objekten, analysieren die Schülerinnen und Schüler die Struktur eines Dateisystems sowie einfacher, mit Standardsoftware erstellter Dokumente (z. B. Textdokumente) und visualisieren diese Strukturen. Damit wird ein produktunabhängiges Verständnis der Funktionsweise und des Aufbaus von grundlegenden Werkzeugen, wie Textverarbeitungsprogrammen und Dateisystemen, gefördert.
• Die Schülerinnen und Schüler gestalten, beispielsweise für Referate, ziel- und inhaltsgerichtet Grafik-, Text- und Multimediadokumente. Hierzu verwenden sie fachgerecht geeignete Software, ohne dabei auf einen bestimmten Anbieter oder eine bestimmte Version festgelegt zu sein.
• Die Schülerinnen und Schüler nutzen reflektiert ein Dateisystem zur Organisation und Verwaltung ihrer Dateien in Ordnerstrukturen.
• Im Rahmen eines kleinen Projekts erstellen sie selbständig innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens eine Multimediapräsentation zu einem festgelegten Thema und berücksichtigen dabei einfache urheberrechtliche Aspekte, wie z. B. die konsequente Angabe von Quellen.

7. Klasse (neuer Lehrplan)

• Die Schülerinnen und Schüler analysieren und modellieren vernetzte Informationsstrukturen (Hypertexte), wie sie etwa im Internet auftreten, und setzen entsprechende Modelle (z. B. für die Erstellung digitaler Lexika) mithilfe geeigneter Werkzeuge um. Dadurch entwickeln sie ein grundlegendes Verständnis von der Struktur des World Wide Web (WWW).
• Sie bewerten zur zielorientierten und verantwortungsbewussten Nutzung typische Kommunikationsformen im Internet, wie beispielsweise E-Mail, Messenger und soziale Netzwerke, und schätzen dabei auch Chancen, Risiken und den Einfluss digitaler Medien auf sich und die Gesellschaft ab (Medienwirkung). Hierbei nutzt ihnen ihr Verständnis von der Funktionsweise des Internets.
• Sie beschaffen sich systematisch und effektiv mithilfe geeigneter Werkzeuge Informationen aus dem Internet und beachten dabei grundlegende Vorgaben des Urheberrechts.
• Sie gehen bei der Nutzung des Internet verantwortungsbewusst mit personenbezogenen Daten um und vermeiden so mögliche Verletzungen sowohl der eigenen Persönlichkeitsrechte als auch derjenigen von anderen Personen. Hierbei berücksichtigen sie im Rahmen der schulischen Medienbildung auch ethische Aspekte.
• Die Schülerinnen und Schüler beschreiben unter Zuhilfenahme geeigneter Kontrollstrukturen einfache, automatisierbare Abläufe bzw. Verarbeitungsvorschriften durch präzise und eindeutig ausführbare Anweisungen, wodurch das in vielen alltäglichen Vorgängen notwendige algorithmische Denken gefördert wird.
• Sie nutzen einfache Programmierwerkzeuge zur Umsetzung der erstellten Algorithmen und zur Visualisierung der entsprechenden Abläufe. Sie erhalten so einen Einblick in deren Steuerung, wie sie beispielsweise auch im Bereich der Robotik eine wesentliche Rolle spielt.
• Im Team entwickeln die Schülerinnen und Schüler innerhalb eines festen Zeitrahmens eine Hypertextstruktur zu einem vorgegebenen Thema oder eine Lösung zu einer geeigneten Aufgabenstellung aus dem Bereich der Algorithmik (z. B. Physical Computing). Hierbei wird das Bewusstsein geschärft, dass bei der Bearbeitung einer umfangreichen Aufgabe im Team eine Ablaufplanung und Ergebnissicherung sinnvoll ist und dass zum Erreichen des Ziels innerhalb einer zeitlichen Vorgabe oft arbeitsteilig vorgegangen werden muss.

Informatik 9. Klasse (neuer Lehrplan)

Grundlegenden Kompetenzen

• Die Schülerinnen und Schüler nutzen ein Tabellenkalkulationsprogramm zur Lösung geeigneter praxisnaher Aufgabenstellungen, z. B. zur Erstellung von Rechnungen im kaufmännischen Bereich.
• Sie analysieren Daten verarbeitende Prozesse (z. B. bei der Auswertung der Ergebnisse von Sportwettkämpfen) und beschreiben diese anschaulich durch Datenflussdiagramme. Dadurch erhalten sie eine übersichtliche und in Teilprozesse zerlegbare Darstellung der betrachteten Prozesse.
• Sie überführen Datenflussdiagramme in die entsprechenden Funktionsterme, die anschließend als Formel in ein Tabellenblatt eines Tabellenkalkulationsprogramms übertragen werden können. Damit sind sie in der Lage, durch verschiedene Eingaben ihre Datenflussdiagramme zu testen.
• Die Schülerinnen und Schüler analysieren und modellieren den Datenbestand einfacher Beispiele aus dem Alltag (z. B. Mitgliederverzeichnis) objektorientiert und setzen ihre Modelle in einem relationalen Datenbanksystem konkret um. Damit gewinnen sie einen ersten Einblick in eine typische Vorgehensweise bei der Datenbankentwicklung.
• Sie erstellen Abfragen an eine Datenbank, um gezielt Informationen aus einem möglicherweise unübersichtlich großen Datenbestand herauszufiltern.
• Die Schülerinnen und Schüler analysieren und modellieren Gegenstände ihrer Erfahrungswelt (z. B. Fahrzeuge, Bankkonten) objektorientiert.
• Sie ordnen geeignete Klassen durch Generalisierung und Spezialisierung zu einer hierarchischen Struktur.
• Sie analysieren und entwickeln Algorithmen zur Modellierung von Abläufen, die im Kontext eines gegebenen Szenarios auftreten, z. B. Berechnung des Mietpreises eines Fahrzeugs.
• Sie implementieren ihre Modelle und gewinnen hierbei einen ersten Einblick in das Grundkonzept objektorientierter Programme.
• Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Chancen und Risiken der automatischen Auswertung großer Datenmengen auch im Hinblick auf gesellschaftliche Auswirkungen. Dabei reflektieren sie auch den Umgang mit ihren persönlichen Daten im Internet und treffen geeignete Vorkehrungen zu deren Schutz.
• Sie bewerten Aspekte des Datenschutzes im Spannungsfeld zwischen den Interessen des Einzelnen und wirtschaftlichen sowie öffentlichen Interessen.

Informatik 10. Klasse (neuer Lehrplan)

Grundlegende Kompetenzen

• Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Datenbestand von Szenarien aus dem Alltag (z. B. Bibliotheksverwaltung) objektorientiert, stellen die Struktur in Form eines Datenmodells grafisch dar und setzen dieses Modell in eine relationale Datenbank mit mehreren Tabellen um. Damit vertiefen sie ihren Einblick in eine typische Vorgehensweise bei der Datenbankentwicklung.
• Sie erstellen Abfragen an eine Datenbank, um gezielt Informationen aus einem verknüpften Datenbestand herauszufiltern, der zwar strukturiert, aber möglicherweise unübersichtlich groß ist.
• Sie bewerten Chancen und Risiken der automatisierten Analyse verknüpfter Datenbestände.
• Die Schülerinnen und Schüler analysieren und modellieren geeignete Szenarien aus ihrer Erfahrungswelt objektorientiert, u. a. die Verwaltung mehrerer gleichartiger Elemente (z. B. beim Fahrradverleih). Dadurch zeigt sich den Schülerinnen und Schülern die objektorientierte Modellierung als universelle und anschauliche Technik zur Darstellung komplexer Zusammenhänge.
• Sie realisieren auf der Basis von überschaubaren Klassendiagrammen objektorientierte Programme und vertiefen dadurch ihren Einblick in das Grundkonzept objektorientierter Programme.
• Die Schülerinnen und Schüler entwickeln im Rahmen eines Projekts im Team eine Datenbank oder eine einfache Software, z. B. ein Buchungssystem oder ein einfaches Spiel. Hierbei sammeln sie erste Erfahrungen bei der Durchführung eines Datenbank- bzw. eines Softwareentwicklungsprojekts.

Informatik Oberstufe

Information und Kommunikation sind zentrale Begriffe der Informatik. In den Jahrgangsstufen 9 und 10 haben sich die Schüler insbesondere mit der Analyse sowie mit der für eine maschinelle Verarbeitung geeigneten Darstellung von Information beschäftigt und dabei verschiedene Techniken der Modellierung kennengelernt. Darauf aufbauend lernen sie in Jahrgangsstufe 11 neue Konzepte anzuwenden, die es ihnen erlauben, größere Systeme effizienter zu modellieren. Sie greifen nun auf rekursive Datenstrukturen zurück und erkennen deren Nutzen als häufig verwendbare Modellierungsmuster. Bei der Erstellung größerer Softwareprodukte eignen sich die Schüler neben effizienten Designstrategien hilfreiche Vorgehensweisen für die Arbeit in einem Team an, die auch außerhalb informatischer Aufgabenstellungen gewinnbringend einsetzbar sind.

Um die Möglichkeiten der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine besser beurteilen zu können, betrachten die Schüler in Jahrgangsstufe 12 das dabei verwendete Hilfsmittel Sprache. Die Erkenntnis, dass für die Kommunikation mit einer Maschine exakte Vereinbarungen unentbehrlich sind, führt sie zum Begriff der formalen Sprache. Bei deren praktischer Anwendung wird den Jugendlichen bewusst, dass der Kommunikation Mensch-Maschine durch den nötigen Formalismus große Beschränkungen auferlegt sind.

Beim weltweiten Austausch von Information spielt die Kommunikation zwischen vernetzten Rechnern eine entscheidende Rolle. Die Schüler lernen, dass es hierzu fester Regeln für das Format der auszutauschenden Daten sowie für den Ablauf des Kommunikationsvorgangs bedarf. Der gemeinsame Zugriff auf Ressourcen führt sie zum Problem der Kommunikation und Synchronisation parallel ablaufender Prozesse, bei dessen Lösung die Jugendlichen erneut den Anwendungsbereich ihrer Modellierungstechniken erweitern.

Grundlegende Kenntnisse über den Aufbau eines Rechners und seiner prinzipiellen Funktionsweise helfen den Schülern, den Kommunikationsvorgang mit einer Maschine besser zu verstehen. Die prinzipielle Automatisierbarkeit des Übersetzungsvorgangs von einer höheren Programmiersprache in eine Maschinensprache wird ihnen bei der Umsetzung einfacher Algorithmen mit einer maschinennahen Sprache deutlich.

Ein wichtiges Maß für die Realisierbarkeit von Algorithmen ist die Effizienz hinsichtlich des Zeitbedarfs. Bei der Untersuchung des Laufzeitverhaltens ausgewählter Algorithmen erkennen die Jugendlichen praktische Grenzen der Berechenbarkeit. Daneben gewinnen sie auch Einblicke in theoretische Grenzen der Berechenbarkeit, sodass sie die Einsatzmöglichkeiten automatischer Informationsverarbeitung realistischer einschätzen können.

Projekte und Wettbewerbe

Informatikwettbewerbe 2023

Wir gratulieren:

Sanyukt Mishra G10d         2. Preis in der 3. Runde des Jugendwettbewerbs Informatik

Linda Würflinger Q12         1.Preis in der 1. Runde des Bundeswettbewerbs für Informatik

Jugendwettbewerb Informatik

Der Jugendwettbewerb Informatik ist ein Programmierwettbewerb für alle, die erste Programmiererfahrungen sammeln und vertiefen möchten. Er richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 5 – 13 und wird in drei Runden absolviert. Die ersten beiden Runden erfolgen online. Programmiert wird mit Blockly, einer Bausteinorientierten Programmiersprache direkt im Browser. In der dritten Runde müssen die zwei Junioraufgaben aus der 1. Runde des Bundeswettbewerbs zu Hause mit eigenen Programmierwerkzeugen gelöst werden.

Der Wettbewerb 2022 startete im März 2022

Runde 1 und Runde 2 sind nun beendet. Wir freuen uns über unsere zwei Gewinner, Natalie Teplitska und Sanyukt Mishra. Wir gratulieren ihnen zu ihrem Erfolg.

Im letzten Jahr mussten in Runde 3 geeignete Standort für Windkraftanlagen nach der 10_H Regel gefunden und ein Programm entwickelt werden, dass aus den Terminpräferenzen einer Gruppe den am besten geeigneten Termin ermittelt.

Zwei Schülerinnen der Wilhelm-Löhe-Schule haben sehr erfolgreich daran teilgenommen.

Wir gratulieren

Linda Würflinger zum 1. Preis und

Natalie Teplitska zum 2. Preis.