Informatik

Das Fach Informatik ist das jüngste Fach im Gymnasium. In einem ersten Schritt stellen wir den Lehrplan und ein Anforderungsprofil vor. Wir wollen hier einen Überblick über die Inhalte und Themen des Faches Informatik geben und hoffen, dass diese Zusammenfassung bei der Entscheidung zur Zweigwahl hilfreich ist. Wen der Lehrplan genauer interessiert, der kann von unserer Lehrplanseite aus direkt bei der Quelle recherchieren.

Anforderungsprofil

Multimedia nimmt einen immer höheren Stellenwert in der heutigen Welt ein. Insofern erscheint es nur logisch, dass mit der Einführung des G8 die Informatik als zusätzliches Schulfach eingeführt worden ist. Der Umgang mit dem PC wird im Berufsleben als selbstverständliche Kompetenz vorausgesetzt, und so ist es die Aufgabe des Informatik-Unterrichts, grundlegende Konzepte und Fertigkeiten zu vermitteln. Im Folgenden soll ein kurzer Überblick über die Anforderungen des Faches gegeben werden.

Jahrgangsstufe 6

Informatik wird einstündig im Rahmen von Natur und Technik unterrichtet. Die Schüler machen erste Erfahrungen mit dem PC und lernen anhand von Grafikobjekten wie Kreisen oder Rechtecken für die spätere Programmierung elementare Begriffe wie Objekt, Attribut etc. kennen. Im spielerischen Umgang mit Textdokumenten, Multimediadokumenten (d. h. Präsentationen) und hierarchischen Strukturen werden diese Konzepte eingeübt. Im Rahmen von Multimediadokumenten machen die Schüler erste Erfahrungen im Bereich der Projektarbeit. In dieser Jahrgangsstufe wird dies zusammen mit dem Fach Biologie durchgeführt.

Jahrgangsstufe 7

Auch in dieser Jahrgangsstufe wird Informatik als Teilgebiet von Natur und Technik eine Stunde pro Woche unterrichtet. Im Vordergrund steht ein weiteres Vertiefen der in Jahrgangsstufe 6 erlernten Grundkenntnisse. Diese Konzepte werden auf vernetzte Dokumente - das Internet ist hier ein wichtiges Beispiel - übertragen und im Rahmen eines fächerübergreifenden Projekts mit der Physik angewandt. Hier ist eine erste Diskussion über das Internet an sich und seine Gefahren denkbar. Im zweiten Teil der 7. Jahrgangsstufe schließt sich ein spielerischer Einstieg in Kontrollstrukturen an: die Schüler lernen anhand eines programmierbaren Roboters, strukturierte und eindeutige Anweisungen zu geben. Hierbei lernen sie intuitiv z. B. Wiederholungen und Bedingungen kennen und sie beginnen Algorithmen zu formulieren.

Jahrgangsstufe 9

In der 9. Jahrgangsstufe werden nur noch die Schüler des naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasiums zweistündig im Fach Informatik unterrichtet. Hierbei ist das Jahr zweigeteilt. Im ersten Drittel geht es um funktionale Programmierung: festgelegte Vorgänge bzw. Berechnungen, z. B. Zinsberechnungen, sollen zum einen formal modelliert und verstanden werden können, zum anderen soll eine Umsetzung im Tabellenkalkulationsprogramm (z. B. Excel) erreicht werden. Die verbleibenden beiden Drittel stehen zur Datenmodellierung und -programmierung zur Verfügung. Die in der Unterstufe gelernten Konzepte der Objektorientierung werden angewandt, um Daten strukturiert zu modellieren und anschließend mit Hilfe von eines Datenbanksystem zu verwalten. Dieses Wissen wird im Rahmen eines Projekts in Kleingruppen vertieft. Hier soll auch ein erstes Verständnis von der Definition und idealtypischen Vorgehensweise eines Projekts vermittelt werden. Im Rahmen der Arbeit mit Datenbanken werden auch Datenschutz und -sicherheit thematisiert.

Jahrgangsstufe 10

Die 10. Jahrgangsstufe – auch diese wird zweistündig unterrichtet - bildet ein Kernstück der Informatik am Gymnasium und insbesondere der gymnasialen Oberstufe. Im Verlauf der bisherigen Jahrgangsstufen ist das Konzept der Objektorientierung erlernt und an diversen Beispielen angewandt und genutzt worden. In der 10. Jahrgangsstufe soll nun eine objektorientierte Programmiersprache, z. B. Java, erlernt werden! Der Aufbau von Klassen mit ihren Attributen und Methoden wird vermittelt, wobei sukzessive weitere Kontrollstrukturen und Programmierkonzepte verstanden werden sollen. Im letzten Drittel des Schuljahres steht hier wieder Zeit zur Verfügung, um das im Laufe des Jahres gelernte Wissen in einem Projekt, z. B. der Programmierung eines Schachspiels, anzuwenden.

Jahrgangsstufe 11/12

Im Rahmen der Oberstufe kann die Informatik anstelle einer zweiten Naturwissenschaft bzw. anstelle einer zweiten Fremdsprache von den Schülern des naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasiums gewählt werden; es wird dreistündig unterrichtet. Die 11. Jahrgangsstufe wird zur Vertiefung und Erweiterung der Kenntnisse in der erlernten objektorientierten Programmiersprache (z. B. Java) genutzt; es werden dynamische Datenstrukturen wie Liste, Baum und Graph eingeführt und geübt. Im letzten Drittel der 11. Jahrgangsstufe ist Zeit zu einer ausführlichen theoretischen Besprechung des Vorgehens in der Projektarbeit sowie der Durchführung in einem parallel oder anschließend ablaufendem Projekt. In der 12. Jahrgangsstufe stehen zum einen theoretische Aspekte und zum anderen praktische Grundlagen der Informatik auf dem Plan. Im Bereich der theoretischen Informatik wird zum einen der Aufbau festgelegter Strukturen, z. B. Autokennzeichen oder Mail-Adressen, untersucht und formalisiert, zum anderen soll die Laufzeit von Algorithmen untersucht werden: hier fällt auf, dass unterschiedliche Herangehensweisen, z. B. zum Sortieren einer Liste, unterschiedliche Laufzeiten hervorbringen. Außerdem gibt es Methoden, die nicht terminieren. Im Hinblick auf die praktische Informatik wird hier die Kommunikation und Synchronisation untersucht werden – z. B. der mögliche Aufbau eines Rechnernetzes oder die schrittweise Kommunikation über Protokollschichten im Internet. Darüber hinaus soll die Funktionsweise eines Rechners verstanden werden sowie einfache Programmierbeispiele in maschinennahem Code geschrieben werden.

Lehrplan

Durch die schnelle Entwicklung der Informationstechnologie und die weltweite Vernetzung steht heute jedem der Zugang zu einer gewaltigen Menge von Daten offen. Gleichzeitig kommen überall im beruflichen und privaten Leben, in Wissenschaft und Wirtschaft komplexe Systeme zur Informationsverarbeitung zum Einsatz. Ihre Leistungsfähigkeit und der Ausbau ihrer Möglichkeiten bestimmen oft die Weiterentwicklung in Wirtschaft, Technik und modernen Wissenschaften. Die wesentliche Aufgabe des Informatikunterrichts am Gymnasium ist es daher, den Schülern ein systematisches, zeitbeständiges und über bloße Bedienerfertigkeiten hinausgehendes Basiswissen über die Funktionsweise, die innere Struktur sowie die Möglichkeiten und Grenzen informationstechnischer Systeme zu vermitteln. Dadurch wird ihnen deren sinnvolle, kompetente und verantwortungsbewusste Nutzung und Beurteilung ermöglicht. Als zukünftige Entscheidungsträger müssen die Gymnasiasten mit den Denkweisen vertraut gemacht werden, die den Informations- und Kommunikationstechniken zugrundeliegen, um deren prinzipielle Chancen und Risiken richtig einschätzen zu können.

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