Informatik

Informatik kurz vorgestellt

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Informatikunterricht am Überwald-Gymnasium

Auch als junge Wissenschaft, deren Wurzeln in der Mathematik und Elektrotechnik liegen, hat die Informatik innerhalb kurzer Zeit einen hohen Stellenwert in der heutigen Welt erlangt. So ist ein grundlegendes Verständnis von informationsverarbeitenden Systemen, die wir bewusst und unbewusst permanent benutzen, ein wichtiger Beitrag zur Allgemeinbildung.

Am Überwald-Gymnasium sind zwei Computerräume vorhanden, die jeweils über ein Smartboard verfügen. Als Betriebssystem kommt Windows 10 zum Einsatz. Dank der Spende des Fördervereins können in der Computer-AG oder im Wahlunterricht auch zehn Raspberry Pi Mini-Computer verwenden werden. Durch die Hoop-Foundation wurden 15 LegoMindstorm-Roboter finanziert, die ab dem ITG-Unterricht in der Klassenstufe 5 eingesetzt werden können.

Inhalte:

Projekte aus dem Unterricht

Ab dem Schuljahr 2014/15 können Schüler ab der 5. Klassen die Lego-Roboter nutzen, um einen ersten Einblick in die Programmierung zu erhalten. Auf dieser Seite erfahren Sie mehr.

Im Wahlunterricht-Informatik haben die Schüler im Herbst 2014 ‚Jump and Run‘ Spiele mit Scratch erstellt. Auf dieser Seite können Sie die Ergebnisse betrachten und Ihre Geschicklichkeit testen.

Im Jahr 2016 und den folgenden Jahren wurden im Rahmen des Wahlunterrichts 3D Animationen mit Blender erstellt. Ein Ergebnis finden Sie hier.

Ab dem Jahr 2019 können Schüler auch am Raspberry Pi programmieren lernen. Mit den angeschlossenen Elektronikbauteile lässt sich beispielsweise eine Ampelsteuerung realisieren.  

Informatik in der Sekundarstufe I

Der ITG-Unterricht findet bereits in der 5. Klasse statt. Hier finden Sie weitere Informationen.

In der Mittelstufe wird Informatik als Wahlunterricht angeboten. Hier sollen die Schülerinnen und Schüler vor allem selbst-entdeckend lernen und praktische Erfahrung im Umgang mit technisch gestützter Daten-Verarbeitung sammeln. Dieser Unterricht ist eine gute Vorbereitung für den Informatik-Unterricht in der Sekundarstufe II, des weiteren wird die Medienkompetenz der Schülerinnen und Schüler gefördert.

Der Wahlunterricht findet in der Klasse 9 und 10 jeweils zweistündig statt.

Es werden folgende Inhalte in der Mittelstufe behandelt:

  • Office-Programme:
    Schreiben, Rechnen und Präsentationen. Mit LibreOffice werden die Schüler die Möglichkeiten der Textverarbeitung, der Tabellenkalkulation und von Impress zur Folienerstellung kennen lernen (bzw. vertiefen). So können die Schülerinnen und Schüler und Schüler beispielsweise Serienbriefe erstellen.
  • Hardware:
    Grundlegende Kenntnisse über Ein- und Ausgabegeräte; Aufbau und Bedeutung der einzelnen PC-Komponenten.
  • Kodierung Bits&Bytes:
    Das binär System; Verständnis zur Datenkodierung.
  • Computer-Netzwerke, das Internet:
    Funktionsweise des Internets;Verantwortungsvoller Umgang mit Onlinediensten; Webseiten (HTML)
  • Einfaches Programmieren:
    Mit geeigneten Werkzeugen werden die Schüler an die Programmierung herangeführt. So wird in einem mehrwöchigen Projekt ein eigenes kleines Computerspiel erstellt.
  • Bildbearbeitung:
    Kennenlernen der Möglichkeiten der digitalen Bildbearbeitung.

Informatik in der gymnasialen Oberstufe

In der Oberstufe vermittelt der Informatik-Unterricht vor allem Grundkenntnisse in der Programmierung,
Die Inhalte der Oberstufe sind durch den Lehrplan wie folgt festgelegt.

E1: Internet HTML: Erstellen einer Webseite

Internet und Netzwerke: gesellschaftliche Bedeutung, Urheber- und Datenschutzrecht, Aufbau des Internets, Protokolle (DNS, TCP/IP), Client-Server-Architektur.

E2: Grundlagen der Programmierung

Programmieren: Variablenkonzept, Datentypen, Kontrollstrukturen (Verzweigungen, Schleifen), Darstellung von Algorithmen (Struktogramme), Methoden/Funktionen zur Modularisierung, Benutzeroberflächen(Ein-und Ausgabe), Zustände und Zustandsdiagramme.

Q1: Objektorientierte Modellierung

Objektmodell und Klassen: Objekte als Instanz einer Klasse, Methoden und Attribute, Darstellung von Beziehungen zwischen Klassen, Vererbung.
Standardalgorithmen: iterative und rekursive Verfahren, einfache Such- und Sortieralgorithmen.
Grundkonzepte des Software-Engineerings: Problemanalyse, Entwurf, Implementierung (Realisierung), Test, Dokumentation

Q2: Datenbanken

In diesem Halbjahr wird sehr detailliert auf Datenbanken eingegangen. Datenbanken dienen der Organisation von Daten und dem gezielten Zugriff auf diese Daten. Es werden unter anderem folgende Themen behandelt:
Entity-Relationship-Modell, Beziehungen zwischen Daten (1:1, 1:n und n:m), Abfragen (SQL und QBE), Realisierung einer Datenbank, Datenschutz.

Q3: Konzepte und Anwendungen der Theoretischen Informatik

Formale Sprachen: reguläre und kontextfreie Grammatiken und Sprachen
Endliche Automaten: Zustandsdiagramme, Simulation realer Automaten (z.B. Fahrkartenautomat)
Berechenbarkeit: Grenzen algorithmischer Verfahren.

Q4: Wahlthema

Für den Kurs in Q4 ist ein Wahlthema vorgesehen. Angesichts der besonderen Situation im Prüfungshalbjahr ist es nicht notwendig, mit dem Wahlthema ein völlig neues Sachgebiet zu beginnen.

M. Wagner, August 2019