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Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasium

Curriculum im Fach Informatik

Jahrgangsstufe/Kurs 8 - 13

Curriculum

Jahrgangsstufe 8 durchgängige Nutzung einer Lernplattform

Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden Zeitvorgabe

Umgang mit Software

Textverarbeitung (ausgewählte Themen)

Tabellenkalkulation

o Relative/absolute Adressierung

o Bedingungen

o Funktionen

Einführung in Datenbanken (optional)

Präsentation

o Layout

o Farbgestaltung

o Stofffülle

o Animationen

Internet

o Funktionsweise

o Datenschutz

o Recherche

Grafik (optional)

o Einfache Bildbearbeitung

o Bildformate

o Comic-Gestaltung

Nutzung informatischer Werkzeuge

Modellieren

Systematisieren

Operieren

Erfassen

Auswerten

Beurteilen

Hoher Anteil

selbstständiger Arbeit

Lernen durch Lehren

Projektarbeit

Teamarbeit

Projektarbeit

Teamarbeit

20 Wochen

Funktionsweise von Software (I)

Homepagegestaltung

o Einführung in HTML

o Einführung JavaScript (Interaktivität)

Formularerstellung

Erste Algorithmik (z.B. mit Kara/Karol etc.)

Darstellen

Anwenden

Konstruieren

Beurteilen

Kommunizieren

Präsentieren

Projektarbeit

Selbständigkeit

20 Wochen

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Curriculum

Jahrgangsstufe 9 durchgängige Nutzung einer Lernplattform

Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden Zeitvorgabe

Funktionsweise von Hardware

Funktionsweise des PCs

o CPU, ROM, RAM

o Von-Neumann-Modell

o Adressierung

Digitale Informationsdarstellung

o Binärcodierung

o Bit/Byte

Verarbeitung digitale Informationen

o Logische Gatter

o Logische Funktionen

o Halbaddierer, Volladdierer

Schaltwerke

o FlipFlops

o Schieberegister

o Codierwerke

Einführung Maschinensprache (optional)

o SIMULOG

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Kommunizieren

Präsentieren

Einsatz von LOCAD oder

DigitalSimulator

Arbeit mit SIMULOG-

Bausteinen

20 Wochen

Funktionsweise von Software (II)

Algorithmische Strukturen

o Zuweisungen und Variablen

o Schleifen

o Bedingungen

Algorithmische Dekomposition

(Modularisierung)

o Methoden

Softwareprojekt

o Python (oder PHP, JavaScript)

Problemlösen

Modellieren

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Kommunizieren

Präsentieren

Projektarbeit mit Methoden

der Softwareentwicklung

Arbeit mit Robot Karol

und Python

20 Wochen

Curriculum

Jahrgangsstufe 10 siehe Jahrgangsstufe 9-G8

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Curriculum

Jahrgangsstufe 11 durchgängige Nutzung einer Lernplattform

Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden Zeitvorgabe

Einstieg in die Programmierung

Imperative Programmierung

o Einfache Datentypen

o Ein-/Ausgabe

o Anweisungen und Kontrollstrukturen

Bedingungen

Schleifen

o Methoden

Nutzung von komplexeren Datenstrukturen

o Array

o ArrayList

o Stack und Queue

Einfache Sortier- und Suchverfahren

o Binäre Suche

o SelectionSort

o InsertionSort

o BubbleSort

Einführung in die Kryptologie

o Caesar-Verschlüsselung

o mono-/polyalphabetische Verfahren

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Modellieren

Problemlösen

Beurteilen

Einsatz Leitprogramm-

Methode

Selbstständiges Arbeiten

Stationen lernen

Gruppenpuzzle

Besuch der Schüler-Krypto

(Uni Bonn)

20 Wochen

Einstieg in die Objektorientierung

OOD

o Modellierungsprinzipien

o Entwurfsmodelle wie MVC

o UML-Diagramme

OOP

o Klasse, Objekt

o Attribut, Methode

o Konstruktor

o Vererbung

o GUI-Programmierung

o Diverse Softwareprojekte (u.a. Android)

Modellieren

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Problemlösen

Beurteilen

Dokumentieren

Methoden der

Softwareentwicklung

Arbeit in verteilten

Gruppen, Lernen durch

Lehren

Nutzung von JavaEditor,

Greenfoot und Lego

Mindstorms

Umgang mit der Java-API

20 Wochen

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Curriculum

Jahrgangsstufe 12 durchgängige Nutzung einer Lernplattform

Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden Zeitvorgabe

Rekursion

Einfache Rekursionen

Rekursion - Iteration

Komplexität

Höhere Sortieralgorithmen

o QuickSort

o MergeSort, HeapSort (Leistungskurs)

Backtracking

o Ausgewählte Aufgabenstellungen (z.B.

Türme von Hanoi, n-Damen-Problem,

Springer, Labyrinth)

o ~ mit Schranke

o Branch-and-Bound (Leistungskurs)

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Modellieren

Problemlösen

Beurteilen

Darstellen

Dokumentieren

Gruppenpuzzle

Stationen lernen

Einsatz von JavaEditor und

Greenfoot

MathePrisma-Module (Uni

Wuppertal)

Nutzung visualisierter

Systeme (Sortierverfahren)

20 Wochen

Dynamische Datenstrukturen

Liste, Keller, Schlange, Ring

Baum

o Binärbaum inkl. Anwendungen

o geordneter Baum inkl. aller Operationen

o Traversierungen (Pre-, In-, PostOrder)

o AVL (Leistungskurs)

Graphenstrukturen

o Exemplarisch im Grundkurs (TSP)

o Adjazensliste, -matrix

o im Leistungskurs vertieft:

Ungerichteter Graph

Tiefen-/Breitensuche

Wegenetze

Königsberger Brückenproblem

Kürzester Weg (Dijkstra, Floyd-

Warshall)

TSP

Abschließend: Softwareprojekt

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Modellieren

Problemlösen

Beurteilen

Darstellen

Dokumentieren

Nutzung visualisierter

Systeme (ADT-Modell)

MathePrisma-Module (Uni

Wuppertal)

20 Wochen

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Heuristiken

o Greedy-Algorithmen

o Ausgewählte Aufgabenstellungen (z.B.

Sintflut-Algorithmus, Genetische

Algorithmen, Ameisen-Algorithmus,

„Rechnen mit DNA“) auch

Komplexitätstheorie (P=NP?)

Kryptologie

o Symmetrische

Verschlüsselungsverfahren (z.B. Caesar,

Vigenére)

o Asymmetrische

Verschlüsselungsverfahren (z.B. DES,

RSA)

o Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch

o Datenschutzaspekte

Nutzung visualisierter

Systeme

(Unterrichtsvideos)

Nutzung von CrypTool

(Deutsche Bank)

MathePrisma-Module (Uni

Wuppertal)

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Curriculum

Jahrgangsstufe 13 durchgängige Nutzung einer Lernplattform

Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden Zeitvorgabe

Endliche Automaten und formale Sprachen

Exemplarisch im Grundkurs

o Deterministische und

nichtdeterministische endliche

Automaten

o Potenzmengenkonstruktion

o Reguläre Sprachen und Grammatiken

Vertieft im Leistungskurs

o weitere Automatenmodelle: (nicht)-

deterministischer Kellerautomat,

Turingmaschine

o weitere Grammatiken: kontextfrei, -

sensitiv

o Chomsky-Hierarchie

o Zusammenhänge Automat – Grammatik

– Sprache

o Berechenbarkeitstheorie, Halteproblem

Anwendung

o Compilerbau (Scanner, Parser)

o Exemplarische Definition einer eigenen

Sprache

o Spracherweiterungen

Systematisieren

Operieren

Anwenden

Konstruieren

Auswerten

Modellieren

Problemlösen

Beurteilen

Darstellen

Dokumentieren

Automatenvisualisierung

(Machines, JFLAP)

LEGO Mindstorms als TM

(Schülerlabor Aachen)

Nutzung visualisierter

Systeme

(Turingsimulatoren)

25 Wochen

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Relationale Datenbanken

Modellieren mit dem Entity-Relationship-Modell

Überführung des ERM in ein relationales Modell

Normalisierung in die 1. bis 3. Normalform

Umsetzung in einem Datenbanksystem

(MySQL)

SQL-Abfragen über eine und mehrere

miteinander verknüpfte Tabellen (SELECT …

FROM … WHERE …, (LEFT/RIGHT) JOIN,

AS, ORDER BY, GROUP BY, COUNT,

MAX/MIN, SUM, AVG)

Datenbankabfragen mit SQL in einem JAVA-

Programm

Softwareprojekt mit MySQL und JAVA

Problemlösen

Systematisieren

Dokumentieren

Operieren

Anwenden

Darstellen

Konstruieren

Auswerten

Modellieren

Beurteilen

Nutzung von MySQL

(XAMPP)

Nutzung von MySQL in

Verbindung mit JAVA

15 Wochen

Netzwerke

Grundlegende Eigenschaften eines

Netzwerkprotokolls

Prüfverfahren in Netzwerkprotokollen

SimpleMailTransportProtocol (SMTP)

PostOfficeProtocol 3 (POP3)

Erarbeitung weiterer Protokolle

o TCP, UDP

o IP

o HTTP

o FTP

o IMAP

Zusammenfassung im OSI-Schichtenmodell

Programmierung verschiedener Netzwerk-

Anwendungen (Client- und Client/Server-

Anwendungen) wie Online-Shops oder

Mehrspieler-TicTacToe

Problemlösen

Systematisieren

Dokumentieren

Operieren

Anwenden

Darstellen

Konstruieren

Auswerten

Modellieren

Beurteilen

Erarbeitung mittels

Netzwerktool

Arbeit mit PuTTY und

Mail-Server

eigenständige Erarbeitung

von Präsentationen zu den

Protokollen

Orientierung an den

Zentralabitur-Klassen

10 Wochen