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 find­est du hier.