Wahlpflichtunterricht Informatik

in den Klas­sen 9 und 10.

Der Wahl­pflicht­un­ter­richt berei­tet den Infor­ma­tik­un­ter­richt in der Ober­stu­fe vor. Möch­te eine Schü­le­rin oder ein Schü­ler das Abitur in Infor­ma­tik able­gen, so muss er den Wahl­pflicht­un­ter­richt besucht haben. Eine min­des­tens drei­jäh­ri­ge Teil­nah­me am Infor­ma­tik­un­ter­richt ist für das Abitur Voraussetzung.

Der Beginn des WPU in Klas­se 9 mit der funk­tio­na­len Spra­che Has­kell garan­tiert allen Schü­lern einen nahe­zu glei­chen Start. So wer­den Schü­ler mit weni­ger Erfah­rung nicht von vor­her­ein ent­mu­tigt, weil die „Cracks“ schon alles wissen.

Als zwei­te Unter­richts­spra­che wird Python verwendet. 

Wich­tig ist neben soli­den Kennt­nis­sen in der Soft­ware­ent­wick­lung einen Über­blick über die Teil­ge­bie­te der Infor­ma­tik zu bekom­men. So sind vie­le Schü­ler erstaunt, wenn sie ler­nen, dass Infor­ma­tik sich doch an vie­len Stel­len vom Medi­en­un­ter­richt der Klas­sen 5 und 6 unterscheidet. 

Algorithmen und Datenstrukturen I

  • Daten­mo­del­lie­rung: Varia­blen, Kon­stan­ten, Stan­dard-Daten­ty­pen, Rei­hun­gen, Lis­ten, Dictionaries

  • algo­rith­mi­sche Steu­er­struk­tu­ren: Anwei­sun­gen, Ope­ra­to­ren, Kon­troll­struk­tu­ren (Sequenz, Aus­wahl, Schlei­fen, Rekursion)·

  • for­ma­le Dar­stel­lung der algo­rith­mi­schen Grund­bau­stei­ne als Struk­to­gram­me, Pseudocode

  • Prozeduren/ Metho­den (wert­lie­fern­de und nicht-wert­lie­fern­de), Para­me­ter, Klas­sen­be­nut­zung, Metho­den­auf­ruf, Datei­zu­griff, Hin­weis auf Software-Bibliotheken

  • Modell­bil­dung und Sys­te­me: Ana­ly­se und umgangs­sprach­li­che Notie­rung, Zuord­nen von Daten und Zugrif­fen, Software-Lebenszyklus

  • Algo­rith­mus­be­griff (naiv)

  • „Pro­gram­mie­ren im Klei­nen“: Lösen viel­fäl­ti­ger Auf­ga­ben­stel­lun­gen mit Hil­fe des Computers

  • Spe­zi­fi­ka­ti­on von algo­rith­mi­schen Lösun­gen im Sin­ne einer Schnitt­stel­len­be­schrei­bung (ver­bal: Anga­be von Vor­aus­set­zung und Effekt bezie­hungs­wei­se Ergebnis)

  • Objekt­ori­en­tie­rung (Objekt, Klas­se, Benut­zung von Instanz- und Klas­sen­at­tri­bu­ten bzw. Methoden)

  • Test­ver­fah­ren: Feh­ler­be­sei­ti­gung (Debug­ging), Zuver­läs­sig­keit von Systemen

  • Doku­men­ta­ti­on: umgangs­sprach­li­che und gra­fi­sche Dar­stel­lun­gen von Algo­rith­men und Daten­struk­tu­ren, Effekt­be­schrei­bun­gen, Test­läu­fe, Arbeits­grup­pen­er­geb­nis­se, Hand­bü­cher, Nut­zung von fer­ti­gen Doku­men­ta­ti­ons­for­ma­ten und ‑vor­la­gen, Nut­zen von Fremddokumentation

Historisches

  • Anfän­ge der Com­pu­ter­ent­wick­lung bei Mili­tär, For­schung und Groß­in­dus­trie, Groß­rech­ner, Mikro­com­pu­ter, Ursprün­ge der PC-Betriebs­sys­te­me, Minia­tu­ri­sie­rung und Preisentwicklung

  • Geschich­te des Internets

  • Rech­ner­ein­sat­zes in der Gesell­schaft: Com­pu­ter als „Uni­ver­sal­ma­schi­nen“, Ver­än­de­rung von Lebens- und Arbeits­be­din­gun­gen, Ver­ant­wor­tung für den Ein­satz von Infor­ma­tik­sys­te­men, Ver­schwin­den von Beru­fen, Auf­kom­men neu­er Beru­fe, Abhän­gig­keit, mili­tä­ri­sche und zivi­le Nut­zung, Soft­ware­indus­trie und Open Source, Lizenzmodelle

Netzwerktechniken

  • Pro­to­kol­le als Ver­ein­ba­run­gen zwi­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­part­nern, Pro­to­kol­le in Schichten,

  • Zwei-Schich­ten-Modell: Diens­te­schicht (OSI 1–4) zum Trans­port von Bit­strö­men und Anwen­dungs­schicht für Anwen­dun­gen, Adres­sie­run­gen in Net­zen, kabel­ge­bun­de­ne und Funk­net­ze, Mobil­te­le­fon­net­ze, Kno­ten- bezie­hungs­wei­se Zel­len­struk­tur und Paket­dienst, Tele­pho­nie als Netz­werk­an­wen­dung, bei­spiel­haft ein Inter­net-Dienst (zum Bei­spiel E‑Mail, Chat, Foren)

Relationale Datenbanken I

  • Tabel­le, Merk­mal, Schlüssel

  • Kom­po­nen­ten eines rela­tio­na­len Daten­bank­ma­nage­ment­sys­tems (DBMS)

  • ER-Modell: Asso­zia­ti­ons­ty­pen als N:M‑Notation (syn­onym: Kar­di­na­li­tä­ten, Funktionalitäten)

  • Rela­tio­na­les Datenbankschema

  • Regeln zur Her­stel­lung einer mini­ma­le Tabellensammlung

  • ein­fa­che Abfra­gen in SQL (Selek­ti­on, Pro­jek­ti­on, Equipment-Join)

  • Daten­schutz: Recht auf infor­ma­tio­nel­le Selbst­be­stim­mung, Daten­schutz­ge­set­ze, Rech­te als Betrof­fe­ner, Daten­schutz­be­auf­trag­ter, Daten­spu­ren und Data-Mining, Ver­brau­cher­schutz, aktu­el­le Pro­ble­me des Daten­schut­zes (Inter­net, social media)

Technische Informatik

  • Dar­stel­lung von Infor­ma­tio­nen: Stel­len­wert­sys­te­me, Umwandlungsverfahren

  • Rech­nen in IB

  • Boole­sche Funk­tio­nen (mathe­ma­ti­sche und tech­ni­sche Dar­stel­lung durch Gatter)

  • Auf­bau und Funk­ti­ons­wei­se von Rech­ner­an­la­gen, von Neumann-Modell

  • Schalt­netz: Ana­ly­se und Syn­the­se (Halb- und Voll­ad­die­rer, Kom­pa­ra­tio­nen, Anwendungsschaltungen)

  • Mini­mie­rung von Schalt­net­zen (Ver­fah­ren von Karn­augh und Veitch) 

  • Simu­la­ti­on und Tes­ten von Schaltnetzen

Unterrichtsmaterialien

Klasse 9

Klasse 10