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Schulinternes Curriculum im Fach Informatik Sek II

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1. Präambel

2. Grundlagen der Leistungsbewertung

3. Hausaufgaben-Konzept

4. Lehrbücher und Medien

5. Curriculum Jahrgangsstufe 10/EF

6. Curriculum Jahrgangsstufe 11 / Q1

7. Curriculum Jahrgangsstufe 12 / Q2

8. Projekte


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1. Präambel

Aufgaben und Ziele des Faches

Gegenstand der Fächer im mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Aufgabenfeld (III) sind die empirisch erfassbare, die in formalen Strukturen beschreibbare und die durch Technik gestaltbare Wirklichkeit sowie die Verfahrens- und Erkenntnisweisen, die ihrer Erschließung und Gestaltung dienen.

Im Rahmen der von allen Fächern zu erfüllenden Querschnittsaufgaben tragen insbesondere auch die Fächer des mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Aufgabenfeldes im Rahmen der Entwicklung von Gestaltungskompetenz zur kritischen Reflexion geschlechter- und kulturstereotyper Zuordnungen, zur Werteerziehung, zur Empathie und Solidarität, zum Aufbau sozialer Verantwortung, zur Gestaltung einer demokratischen Gesellschaft, zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen, auch für kommende Generationen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung, und zur kulturellen Mitgestaltung bei. Darüber hin-aus leisten sie einen Beitrag zur interkulturellen Verständigung, zur interdisziplinären Verknüpfung von Kompetenzen, auch mit gesellschaftswissenschaftlichen und sprachlich-literarisch-künstlerischen Feldern, sowie zur Vorbereitung auf Ausbildung, Studium, Arbeit und Beruf.

Wie kaum eine andere Fachdisziplin durchdringt die Informatik mit den von ihr entwickelten Systemen für jedermann wahrnehmbar nahezu alle Bereiche von Wirtschaft, Gesellschaft, Arbeit und Freizeit. Sie besitzt einen großen Anteil am Entwicklungsstand unserer technisierten und globalisierten Welt. Prozessorgesteuerte Geräte, Softwareprodukte und durch deren Einsatz bestimmte Verfahrensweisen und Prozesse beeinflussen und verändern unser Leben mit hoher Dynamik. Die Informatik stellt Prinzipien und Methoden zur Erforschung komplexer Phänomene und für die Entwicklung komplexer Systeme bereit, die zahlreiche andere Fachdisziplinen aufgreifen und adaptieren. Daher ist die Informatik in hohem Maße interdisziplinär ausgerichtet. Die Auseinandersetzung mit Themen und Methoden der Informatik in der Schule dient somit der Lebensvorbereitung und Orientierung in einer von der Informationstechnologie geprägten Welt.

Der Informatikunterricht der gymnasialen Oberstufe geht deutlich über eine Grundbildung im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien in der Sekundarstufe I hinaus. Die Schülerinnen und Schüler er-werben über rezeptive Medienanwendungen und die interaktive Nutzung von Medienangeboten in den Fächern hinaus Fähigkeiten zur kritischen und verantwortungsvollen Analyse, Modellierung und Implementierung komplexer Informatiksysteme. Dabei konzentriert sich der Unterricht stets auf fundamentale und zeitbeständige informatische Ideen, Konzepte und Methoden und schließt auch die Auseinandersetzung mit Fragen einer menschengerechten Gestaltung und der Sicherheit von Systemen sowie der Folgen und Wirkungen des Einsatzes von Informatiksystemen ein. Schülerinnen und Schüler werden so befähigt und motiviert, auch zukünftige Entwicklungen zu nutzen, zu verstehen, hinsichtlich ihrer Wirkungen zu beurteilen und sich aktiv an der Fortentwicklung zu beteiligen.


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Ausgangspunkt im Informatikunterricht ist häufig ein Problem mit lebensweltlichem Bezug. Schülerinnen und Schüler erwerben und erweitern in der aktiven Auseinandersetzung mit komplexen Problemstellungen Kompetenzen, die sie zum selbstständigen informatischen Problemlösen befähigen. Mit der Aneignung von Strategien und Techniken zur strukturierten Zerlegung im Problemlöseprozess, zur Algorithmisierung von Abläufen sowie zur formalsprachlichen, grafischen oder symbolischen Beschreibung von Sachverhalten und Zusammenhängen erwerben die Lernenden Kompetenzen zur Bewältigung von Komplexität. Die Konstruktion eines abstrakten Modells zu einer anwendungsbezogenen Problemstellung fördert das Abstraktionsvermögen sowie kreatives und strukturelles Denken. Die Umsetzung eines informatischen Modells in ein lauffähiges Informatiksystem hat für Schülerinnen und Schüler nicht nur einen hohen Motivationswert, sondern ermöglicht ihnen auch die eigenständige Überprüfung der Angemessenheit und Wirkung des Modells im Rückbezug auf die Problemstellung. Im Unterricht lassen sich umfangreiche Informatiksysteme nur in arbeitsteiliger projektorientierter Zusammenarbeit im Team erstellen. Solche Projekte können nur gelingen, wenn die gemeinsame Arbeit strukturiert geplant und organisiert wird. Insgesamt leistet das Fach Informatik in der gymnasialen Oberstufe damit einen wichtigen Beitrag zu einer erweiterten Allgemeinbildung und allgemeinen Studierfähigkeit der Schülerinnen und Schüler.

Die inhaltliche und methodische Gestaltung des Unterrichts ist entscheidend dafür, dass Schülerinnen und Schüler die ausgewiesenen Kompetenzen erwerben können. Informatikunterricht erfordert in hohem Maße die Anwendung schüleraktivierender Methoden, die selbstständiges Lernen ermöglichen und individuelle Förderung begünstigen. Unterschiedliche, auch geschlechtsspezifische Herangehensweisen, Interessen, Vorerfahrungen und fachspezifische Kenntnisse sind angemessen zu berücksichtigen.

In der Einführungsphase werden ausgehend von einfachen Fragestellungen und unter Anleitung der Lehrperson zunächst einzelne Stufen eines Problemlösungsprozesses durchlaufen.

Am Ende der Qualifikationsphase sollen die Schülerinnen und Schüler dann in der Lage sein, Lösungsansätze in Form von lauffähigen Informatiksystemen weitgehend selbstständig zu entwickeln.

Unterrichtsstruktur im Fach Informatik

Um insbesondere Schülerinnen und Schülern gerecht zu werden, die in der Sekundarstufe I keinen Informatikunterricht besucht haben, wird in Kursen der Einführungsphase besonderer Wert darauf gelegt, dass keine Vorkenntnisse aus der Sekundarstufe I zum erfolgreichen Durchlaufen des Kurses erforderlich sind.

Der Unterricht der Sekundarstufe II wird mit Hilfe der Programmiersprache Java durchgeführt. In der Einführungsphase kommt dabei zusätzlich eine didaktische Bibliothek zum Einsatz, welche das Erstellen von grafischen Programmen erleichtert.


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Durch projektartiges Vorgehen, offene Aufgaben und Möglichkeiten, Problemlösungen zu verfeinern oder zu optimieren, entspricht der Informatikunterricht der Oberstufe in besonderem Maße den Erziehungszielen, Leistungsbereitschaft zu fördern, ohne zu überfordern.

Die gemeinsame Entwicklung von Materialien und Unterrichtsvorhaben, die Evaluation von Lehr- und Lernprozessen sowie die stetige Überprüfung und eventuelle Modifikation des schulinternen Curriculums durch die Fachkonferenz Informatik stellen einen wichtigen Beitrag zur Qualitätssicherung und -entwicklung des Unterrichts dar.

Zusammenarbeit mit anderen Fächern

Im Informatikunterricht werden Kompetenzen anhand informatischer Inhalte in verschiedenen Anwendungskontexten erworben, in denen Schülerinnen und Schülern aus anderen Fächern Kenntnisse mitbringen können. Diese können insbesondere bei der Auswahl und Bearbeitung von Softwareprojekten berücksichtigt werden und in einem hinsichtlich der informatischen Problemstellung angemessenem Maß in den Unterricht Eingang finden.

Da im Inhaltsfeld Informatik, Mensch und Gesellschaft auch gesellschaftliche und ethische Fragen im Unterricht angesprochen werden, soll eine mögliche Zusammenarbeit mit den Fächern Sozialwissenschaften und Philosophie in einer gemeinsamen Fachkonferenz ausgelotet werden.

2. Grundlagen der Leistungsbewertung

2.1 Beurteilungsbereich Klausuren

Verbindliche Absprachen:

Bei der Formulierung von Aufgaben werden die für die Abiturprüfungen geltenden

Operatoren des Faches Informatik schrittweise eingeführt, erläutert und dann im Rahmen

der Aufgabenstellungen für die Klausuren benutzt.

Verteilung und Dauer der Klausuren

Einführungsphase: 1 Klausur im 1., 2 im 2. Halbjahr

Dauer der Klausur: 2 Unterrichtsstunden

Grundkurse Q 1: 2 Klausuren je Halbjahr

Dauer der Klausuren: 2 Unterrichtsstunden

Grundkurse Q 2.1: 2 Klausuren


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Dauer der Klausuren: 3 Unterrichtsstunden

Grundkurse Q 2.2: 1 Klausur unter Abiturbedingungen

Anstelle einer Klausur kann gemäß dem Beschluss der Lehrerkonferenz in Q 1.2 eine

Facharbeit geschrieben werden.

Die Aufgabentypen, sowie die Anforderungsbereiche I-III sind entsprechend den Vorgaben in

Kapitel 3 des Kernlehrplans zu beachten.

Kriterien

Die Bewertung der schriftlichen Leistungen in Klausuren erfolgt über ein Raster mit Hilfspunkten, die im Erwartungshorizont den einzelnen Kriterien zugeordnet sind.

Spätestens ab der Qualifikationsphase orientiert sich die Zuordnung der Hilfspunktsumme zu den Notenstufen an dem Zuordnungsschema des Zentralabiturs.

Von diesem kann aber im Einzelfall begründet abgewichen werden, wenn sich z.B. besonders originelle Teillösungen nicht durch Hilfspunkte gemäß den Kriterien des Erwartungshorizontes abbilden lassen oder eine Abwertung wegen besonders schwacher Darstellung (APO-GOSt §13 (2)) angemessen erscheint.

Die Note ausreichend (5 Punkte) soll bei Erreichen von 45 % der Hilfspunkte erteilt werden.

2.3.2 Beurteilungsbereich Sonstige Mitarbeit

Den Schülerinnen und Schülern werden die Kriterien zum Beurteilungsbereich „sonstige Mitarbeit“ zu Beginn des Schuljahres genannt.

Verbindliche Absprachen

Alle Schülerinnen und Schüler führen in der Einführungsphase eine Arbeitsmappe mit Unterrichtsmaterialien, Hausaufgaben und einer Fachvokabelsammlung

In der Qualifikationsphase erstellen, dokumentieren und präsentieren die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen ein anwendungsbezogenes Softwareprodukt. Dies wird in die Note für die Sonstige Mitarbeit einbezogen.

Leistungsaspekte

Mündliche Leistungen

Beteiligung am Unterrichtsgespräch

Zusammenfassungen zur Vor- und Nachbereitung des Unterrichts


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Präsentation von Arbeitsergebnissen

Referate

Mitarbeit in Partner-/Gruppenarbeitsphasen

Praktische Leistungen am Computer

Implementierung, Test und Anwendung von Informatiksystemen

Sonstige schriftliche Leistungen

Arbeitsmappe und Arbeitstagebuch zu einem durchgeführten Unterrichtsvorhaben

Lernerfolgsüberprüfung durch kurze schriftliche Übungen

In Kursen, in denen höchstens 50% der Kursmitglieder eine Klausur schreiben, finden schriftliche Übungen mindestens einmal pro Kurshalbjahr statt, in anderen Kursen entscheidet über die Durchführung die Lehrkraft.

Schriftliche Übung dauern ca. 20 Minuten und umfassen den Stoff der letzten ca. 4–6 Stunden.

Bearbeitung von schriftlichen Aufgaben im Unterricht

Kriterien

Die folgenden allgemeinen Kriterien gelten sowohl für die mündlichen als auch für die schriftlichen Formen der sonstigen Mitarbeit.

Die Bewertungskriterien stützen sich auf

die Qualität der Beiträge,

die Quantität der Beiträge und

die Kontinuität der Beiträge.

Besonderes Augenmerk ist dabei auf

die sachliche Richtigkeit,

die angemessene Verwendung der Fachsprache,

die Darstellungskompetenz,

die Komplexität und den Grad der Abstraktion,

die Selbstständigkeit im Arbeitsprozess,

die Präzision und

die Differenziertheit der Reflexion zu legen.


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Bei Gruppenarbeiten auch auf

das Einbringen in die Arbeit der Gruppe,

die Durchführung fachlicher Arbeitsanteile und

die Qualität des entwickelten Produktes.

Bei Projektarbeit darüber hinaus auf

die Dokumentation des Arbeitsprozesses,

den Grad der Selbstständigkeit,

die Reflexion des eigenen Handelns und

die Aufnahme von Beratung durch die Lehrkraft.

Grundsätze der Leistungsrückmeldung und Beratung

Die Grundsätze der Leistungsbewertung werden zu Beginn eines jeden Halbjahres den Schülerinnen und Schülern transparent gemacht. Leistungsrückmeldungen können erfolgen

nach einer mündlichen Überprüfung,

bei Rückgabe von schriftlichen Leistungsüberprüfungen,

nach Abschluss eines Projektes,

nach einem Vortrag oder einer Präsentation,

bei auffälligen Leistungsveränderungen,

auf Anfrage,

als Quartalsfeedback und

zu Eltern- oder Schülersprechtagen.

Die Leistungsrückmeldung kann

durch ein Gespräch mit der Schülerin oder dem Schüler

durch die schriftliche Begründung einer Note oder

durch eine individuelle Lern-/Förderempfehlung

erfolgen.

Leistungsrückmeldungen erfolgen auch in der Einführungsphase im Rahmen der kollektiven und individuellen Beratung zur Wahl des Faches Informatik als fortgesetztes Grund- oder Leistungskursfach in der Qualifikationsphase.


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3.Hausaufgaben-Konzept

siehe Hausaufgabenkonzept des Erzb. St.-Angela-Gymnasiums vom 23. Juni 2010.

4. Unterrichtsmaterial

a) Entscheidungen

An unserer Schule wird das Fach Informatik nach langer Pause zum Schuljahr 2014/ 2015 wieder in der Oberstufe angeboten. In der EF werden zwei Grundkurse mit insgesamt 45 Schülern stattfinden.

Da das alte größtenteils imperative Konzept mit Delphi/ PASCAL sich als veraltet erweist, soll jetzt die Programmiersprache Java im Zentrum des Unterrichtes stehen. Diese wird an den meisten Universitäten als Einstiegssprache benutzt und ist die einzige in NRW im Abitur zugelassene Programmiersprache.

Da diese Sprache eigentlich für einen Anfänger ungeeignet ist, werden zahlreiche pädagogisch motivierte Vereinfachungen angeboten. Die großen IDEs wie Eclipse und Netbeans sind für Schulzwecke zu unübersichtlich und umfangreich. Sie können höchstens bei fortgeschrittenen Schülern in der Q1/Q2 Anwendung finden. Eingesetzt werden soll die vom Kultusministerium empfohlene Entwicklungsumgebung BlueJ in ihrer ursprünglichen Verwendungsweise. Zudem soll der Delphi-ähnliche „Java Editor“ als kleine GUI-IDE verwendet werden. Die Arbeit mit Greenfoot, Javakara, Gloop und ähnlichen spielerischen Vorbereitungen der Java-Einführung verstellt den Blick auf die eher theoretisch orientierte Zielsetzung des Faches Informatik in der Oberstufe und soll daher nur am Rande erfolgen.

b) Unterrichtsorganisation

Der Unterricht erfolgt im Doppelstundensystem. Es steht zur Zeit kein vollständig einsatzfähiger Computerraum zur Verfügung.

Da ein großer Teil der Schüler über Notebooks verfügt, sollen die Schüler diese in den Unterricht mitbringen. Informatik ist „Learning by Doing“, daher hat dieses Vorgehen (z.B. Hausaufgaben) erhebliche Vorteile. Die Geräte können über W-LAN vernetzt werden und die Schüler können darauf eine pädagogische Software zum Laufen bringen.

Wir benutzen ausschließlich plattformunabhängige freie portable Software. Also können die Schüler ohne eigenes Notebook mit einem USB-Stick an einen beliebigen Schulrechner gesetzt werden. Hiermit ist auch die Kompatibilität mit beliebigen Computern der Schüler gewährleistet. Zur Not können wir also auf einen Computerraum ganz verzichten.


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Leider gibt es noch keine Vorgaben für das Zentralabitur nach den neuen Kernlehrplänen. Daher kann das vorliegende Curriculum nur einen sehr vorläufigen Charakter haben.

Vorbereitung auf die Erstellung der Facharbeit

Möglichst schon zweiten Halbjahr der Einführungsphase, spätestens jedoch im ersten

Halbjahr des ersten Jahres der Qualifikationsphase werden im Unterricht an geeigneten

Stellen Hinweise zur Erstellung von Facharbeiten gegeben.

5. Unterrichtsvorhaben

Die Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitzt den Anspruch,

sämtliche im Kernlehrplan angeführten Kompetenzen abzudecken. Dies entspricht der

Verpflichtung jeder Lehrkraft, Schülerinnen und Schülern Lerngelegenheiten zu ermöglichen,

so dass alle Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans von ihnen erfüllt werden können.

Da in den folgenden Unterrichtsvorhaben Inhalte in der Regel anhand von

Problemstellungen in Anwendungskontexten bearbeitet werden, werden in einigen

Unterrichtsvorhaben jeweils mehrere Inhaltsfelder angesprochen.

Die 5 zentralen Kompetenzen werden in den folgenden Tabellen mit Buchstaben in

Klammern angegeben:

Argumentieren (A)

Modellieren (M)

Implementieren (I)

Darstellen und Interpretieren (D)

Kommunizieren und Kooperieren (K)

Unterrichtsvorhaben

EF-1

Unterrichtssequenzen Zu entwickelnde

Kompetenzen Beispiele, Medien, Materialien

Thema: Einführung in die

Nutzung von

Informatiksystemen und in

grundlegende

Begrifflichkeiten

Inhaltsfelder:

Informatiksysteme

Informatik, Mensch und

Gesellschaft

Inhaltliche Schwerpunkte:

Einzelrechner

Dateisystem

Internet

Einsatz von Informatiksystemen Zeitbedarf 6 Stunden

1. Information, deren Kodierung und Speicherung

(a) Informatik als Wissenschaft der

Verarbeitung von Informationen

(b) Darstellung von Informationen in Schrift,

Bild und Ton

(c) Speichern von Daten mit informatischen

Systemen am Beispiel der Schulrechner

(d) Vereinbarung von Richtlinien zur

Datenspeicherung auf den Schulrechnern

(z.B. Ordnerstruktur, Dateibezeichner usw.)

2. Informations- und Datenübermittlung in Netzen

(a) „Sender-Empfänger-Modell“ und seine

Bedeutung für die Eindeutigkeit von

Kommunikation Informatische

Kommunikation in Rechnernetzen am

Beispiel des Schulnetzwerks (z.B. Benut-

zeranmeldung, Netzwerkordner,

Die Schülerinnen und

Schüler

beschreiben und erläutern den Aufbau und die Arbeitsweise singulärer Rechner am Beispiel der „Von-Neumann-Architektur“ (A),

nutzen die im Unterricht eingesetzten Informatiksysteme selbstständig, sicher, zielführend und verantwortungsbewusst (D),

nutzen das Internet zur

Recherche, zum

Datenaustausch und zur

Kommunikation (K)

Beispiel: Textkodierung

Kodierung und Dekodierung von Texten

mit unbekannten Zeichensätzen (z.B.

Wingdings)

Beispiel: Bildkodierung

Kodierung von Bildinformationen in

Raster- und Vektorgrafiken

Beispiel: Rollenspiel zur Paketvermittlung

im Internet

Schülerinnen und Schüler übernehmen die

Rollen von Clients und Routern. Sie

schicken spielerisch Informationen auf

Karten von einem Schüler-Client zum

anderen. Jede Schülerin und jeder Schüler

hat eine Adresse, jeder Router darüber

hinaus eine Routingtabelle. Mit Hilfe der

Tabelle und einem Würfel wird

entschieden, wie ein Paket weiter

vermittelt wird.

Unterrichtsvorhaben

EF-1



Zugriffsrechte, Client-Server)

(b) Grundlagen der technischen Umsetzung von

Rechnerkommunikation am Beispiel des

Internets (z.B. Netzwerkadresse,

Paketvermittlung, Protokoll)

(c) Richtlinien zum verantwortungsvollen

Umgang mit dem Internet

3. Aufbau informatischer Systeme

(a) Identifikation typischer Komponenten

informatischer Systeme und anschließende

Beschränkung auf das Wesentliche,

Herleitung der „Von-Neumann-Architektur“

(b) Identifikation des EVA-Prinzips (Eingabe-

Verarbeitung-Ausgabe) als Prinzip der

Verarbeitung von Daten und Grundlage der

„Von-Neumann-Architektur“

Material: Demonstrationshardware

Durch Demontage eines

Demonstrationsrechners entdecken

Schülerinnen und Schüler die

verschiedenen Hardwarekomponenten

eines Informatiksystems. Als

Demonstrationsrechner bietet sich ein

ausrangierter Schulrechner an.


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Unterrichtsvorhaben

EF-2



Thema:

Grundlagen der

objektorientierten Analyse,

Modellierung und

Implementierung anhand von

statischen Grafikszenen

Inhaltsfelder:

Daten und ihre

Strukturierung

Formale Sprachen und

Automaten

Inhaltliche

Schwerpunkte:

Objekte und

Klassen

Syntax und

Semantik einer

Programmiersprach

Identifikation von Objekten

Am Beispiel eines lebensweltnahen Beispiels

werden Objekte im Sinne der Objektorientierten

Modellierung eingeführt.

Objekte werden mit Objektkarten visualisiert und

mit sinnvollen Attributen und „Fähigkeiten“, d.h.

Methoden versehen.

Manche Objekte sind prinzipiell typgleich und

werden so zu einer Objektsorte bzw. Objektklasse

zusammengefasst.

Analyse von Klassen didaktischer

Lernumgebungen

Objektorientierte Programmierung als

modularisiertes Vorgehen (Entwicklung von

Problemlösungen auf Grundlage vorhandener

Klassen)

Grundaufbau einer Java-Klasse

Die Schülerinnen und

Schüler

ermitteln bei der Analyse einfacher Problemstellungen Objekte, ihre Eigenschaften, ihre Operationen und ihre Beziehungen (M),

modellieren Klassen

mit ihren Attributen,

ihren Methoden und

Assoziationsbeziehung

en (M),

stellen die

Kommunikation

zwischen Objekten

grafisch dar (M),

implementieren

einfache Algorithmen

unter Beachtung der

Syntax und Semantik

einer

Programmiersprache

Beispiel: Vogelschwarm

Schülerinnen und Schüler betrachten

einen Vogelschwarm als Menge

gleichartiger Objekte, die in einer Klasse

mit Attributen und Methoden

zusammengefasst werden können.

Materialien:

Ergänzungsmaterialien zum

Lehrplannavigator - Allgemeine

Objektorientierung


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Unterrichtsvorhaben

EF-2



e

Zeitbedarf: 8 Stunden Konzeption einer Szene mit Kamera, Licht und

sichtbaren Objekten

Deklaration und Initialisierung von Objekten

Methodenaufrufe mit Parameterübergabe zur

Manipulation von Objekteigenschaften

(I),

stellen den Zustand eines Objekts dar (D).


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Unterrichtsvorhaben

EF-3

Unterrichtssequenzen Zu entwickelnde Kompetenzen

Beispiele, Medien, Materialien

Thema:

Grundlagen der

objektorientierten

Programmierung und

algorithmischer

Grundstrukturen in Java

Zentrale Kompetenzen:

Argumentieren

Modellieren

Implementieren

Kommunizieren und

Kooperieren

Inhaltsfelder:

Daten und ihre

Strukturierung

Algorithmen

Formale Sprachen

Bewegungsanimationen am

Beispiel einfacher Objekte

Kontinuierliche Verschiebung eines

Objekts mit Hilfe einer Schleife

(While-Schleife)

Tastaturabfrage zur Realisierung

einer Schleifenbedingung für eine

Animationsschleife

Mehrstufige Animationen mit

mehreren sequenziellen Schleifen

Berechnung von Abständen

zwischen Objekten mit

Hilfsvariablen

Erstellen und Verwalten größerer

Mengen einfacher grafischer

Objekte

Erzeugung von Objekten mit Hilfe

von Zählschleifen (FOR-Schleife)

Die Schülerinnen und Schüler

analysieren und erläutern einfache Algorithmen und Programme (A),

entwerfen einfache Algorithmen und stellen sie umgangssprachlich und grafisch dar (M),

ermitteln bei der Analyse einfacher Problemstellungen Objekte, ihre Eigenschaften, ihre Operationen und ihre Beziehungen (M),

modellieren Klassen mit ihren Attributen, ihren Methoden und Assoziationsbeziehungen (M),

ordnen Attributen, Parametern und Rückgaben von Methoden einfache Datentypen, Objekttypen oder lineare Datensammlungen zu (M),

ordnen Klassen, Attributen und Methoden ihren Sichtbarkeitsbereich zu (M),

modifizieren einfache Algorithmen

Beispiel: Kleine Alltagsaufgaben wie :

Taschenrechner/ Tankanzeige/ Einfache

Spiele/ Spielereien mit Swing-

Komponenten/ String-Verarbeitung

Materialien:


Lehrplannavigator - Allgemeine

Objektorientierung


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Unterrichtsvorhaben

EF-2



und Automaten


Objekte und Klassen

Syntax und Semantik

einer

Programmiersprache

Analyse, Entwurf und

Implementierung

einfacher

Algorithmen

Zeitbedarf: 18 Stunden

Verwaltung von Objekten in

eindimensionalen Feldern (Arrays)

Animation von Objekten, die in

eindimensionalen Feldern (Arrays)

verwaltet werden

Implementierung eigener Methoden

mit und ohne Parameterübergabe

Realisierung von Zustandsvariablen

Thematisierung des

Geheimnisprinzips und des

Autonomitätsprinzips von Objekten

Animation mit Hilfe des Aufrufs von

selbstimplementierten Methoden

Vertiefung: Weitere Projekte

und Programme (I),

implementieren Klassen in einer Programmiersprache auch unter Nutzung dokumentierter Klassenbibliotheken (I),

implementieren Algorithmen unter Verwendung von Variablen und Wertzuweisungen, Kontrollstrukturen sowie Methodenaufrufen (I),

implementieren einfache Algorithmen unter Beachtung der Syntax und Semantik einer Programmiersprache (I),

testen Programme schrittweise anhand von Beispielen (I),

interpretieren Fehlermeldungen und korrigieren den Quellcode (I).


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Unterrichtsvorhaben

EF-4



Thema:

Modellierung und

Implementierung von Klassen-

und Objektbeziehungen anhand

von grafischen Spielen und

Simulationen

Inhaltsfelder:

Daten und ihre

Strukturierung

Algorithmen

Formale Sprachen und

Automaten


Objekte und Klassen

Syntax und Semantik einer

Programmiersprache

Analyse, Entwurf und

Implementierung einfacher

Vertiefung des Referenzbegriffs und

Einführung des Prinzips der

dynamischen Referenzierung

Erarbeitung einer Simulation mit

grafischen Objekten, die sich durch

unterschiedliche Ergänzungen

voneinander unterscheiden

(Vererbung durch Spezialisierung

ohne Überschreiben von Methoden)

Analyse und Erläuterung einer

Basisversion der grafischen Klasse

Realisierung von grafischen

Erweiterungen zur Basisklasse mit und

ohne Vererbung

(Implementationsdiagramm und

Quellcode)

Verallgemeinerung und Reflexion des

Prinzips der Vererbung am Beispiel

der Spezialisierung


analysieren und erläutern eine objektorientierte Modellierung (A),

stellen die Kommunikation zwischen

Objekten grafisch dar (M),

ermitteln bei der Analyse einfacher

Problemstellungen Objekte, ihre

Eigenschaften, ihre Operationen und

ihre Beziehungen (M),

modellieren Klassen mit ihren Attributen, ihren Methoden und Assoziationsbeziehungen (M),

ordnen Attributen, Parametern und Rückgaben von Methoden einfache Datentypen, Objekttypen oder lineare Datensammlungen zu (M),

ordnen Klassen, Attributen und

Methoden ihren Sichtbarkeitsbereich

Beispiel: Demoprogramme aus

„Java lernen mit BlueJ“ von

Barnes / Kölling

oder

„Java ist auch eine Insel“ von C.

Ullenbohm

Materialien:


Lehrplannavigator -

Allgemeine

Objektorientierung


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Unterrichtsvorhaben

EF-4



Algorithmen



Vererbung mit Überschreiben von

Methoden

Analyse und Erläuterung einer

einfachen grafischen Klasse

Spezialisierung der Klasse zu

Unterklassen mit verschiedenen

Animationen durch Überschreiben

Reflexion des Prinzips der späten

Bindung

Vertiefung: Entwicklung eines

vergleichbaren Projekts mit einer

(abstrakten) Oberklasse

zu (M),

modellieren Klassen unter

Verwendung von Vererbung (M),

implementieren Klassen in einer Programmiersprache auch unter Nutzung dokumentierter Klassenbibliotheken (I),

testen Programme schrittweise anhand von Beispielen (I),

interpretieren Fehlermeldungen und korrigieren den Quellcode (I),

modifizieren einfache Algorithmen und Programme (I),

stellen Klassen, Assoziations- und Vererbungsbeziehungen in Diagrammen grafisch dar (D),

dokumentieren Klassen durch Beschreibung der Funktionalität der Methoden (D).


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Unterrichtsvorhaben

EF-5



Thema: Such- und

Sortieralgorithmen

anhand

kontextbezogener

Beispiele

Inhaltsfelder:

Algorithmen

Inhaltliche

Schwerpunkte:

Algorithmen zum

Suchen und

Sortieren

Analyse, Entwurf

und

Implementierung

einfacher

Algorithmen


Explorative Erarbeitung eines

Sortierverfahrens

Sortierprobleme im Kontext informatischer

Systeme und im Alltag (z.B. Dateisortierung,

Tabellenkalkulation, Telefonbuch,

Bundesligatabelle, usw.)

Vergleich zweier Elemente als Grundlage eines

Sortieralgorithmus

Erarbeitung eines Sortieralgorithmus durch die

Schülerinnen und Schüler

Systematisierung von Algorithmen und

Effizienzbetrachtungen

Formulierung (falls selbst gefunden) oder

Erläuterung von mehreren Algorithmen im

Pseudocode (auf jeden Fall: Sortieren durch

Vertauschen, Sortieren durch Auswählen)

Anwendung von Sortieralgorithmen auf

verschiedene Beispiele


beurteilen die Effizienz von Algorithmen am Beispiel von Sortierverfahren hinsichtlich Zeit und Speicherplatzbedarf (A),

entwerfen einen weiteren Algorithmus zum Sortieren (M),

analysieren Such- und Sortieralgorithmen und wenden sie auf Beispiele an (D).

Beispiel: Sortieren mit Waage


bekommen die Aufgabe, kleine,

optisch identische

Kunststoffbehälter aufsteigend

nach ihrem Gewicht zu

sortieren. Dazu steht ihnen eine

Balkenwaage zur Verfügung,

mit deren Hilfe sie das Gewicht

zweier Behälter vergleichen

können.

Materialien:

Computer science unplugged –

Sorting Algorithms, URL:

www.csunplugged.org/s

orting-algorithms

abgerufen: 30. 03. 2014

Beispiele: Sortieren durch

http://www.csunplugged.org/sorting-algorithms



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Unterrichtsvorhaben

EF-4



Bewertung von Algorithmen anhand der Anzahl

der nötigen Vergleiche

Variante des Sortierens durch Auswählen

(Nutzung eines einzigen oder zweier Felder

bzw. lediglich eines einzigen zusätzlichen

Ablageplatzes oder mehrerer neuer

Ablageplätze)

Effizienzbetrachtungen an einem konkreten

Beispiel bezüglich der Rechenzeit und des

Speicherplatzbedarfs

Analyse des weiteren Sortieralgorithmus

(sofern nicht in Sequenz 1 und 2 bereits

geschehen)

Binäre Suche auf sortierten Daten

Suchaufgaben im Alltag und im Kontext

informatischer Systeme

Evtl. Simulationsspiel zum effizienten Suchen

mit binärer Suche

Auswählen,

Sortieren durch Vertauschen,

Quicksort

Quicksort ist als Beispiel für

einen Algorithmus nach dem

Prinzip Teile und Herrsche gut

zu behandeln. Kenntnisse in

rekursiver Programmierung

sind nicht erforderlich, da eine

Implementierung nicht

angestrebt wird.

Materialien:

Computer science unplugged –

Sorting Algorithms, URL:

www.csunplugged.org/s

orting-algorithms




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Unterrichtsvorhaben

EF-4



Effizienzbetrachtungen zur binären Suche


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Unterrichtsvorhaben

EF-6



Thema:

Geschichte der digitalen

Datenverarbeitung und die

Grundlagen des Datenschutzes

Inhaltsfelder:

Informatik, Mensch und

Gesellschaft

Informatiksysteme


Wirkungen der Automatisierung

Geschichte der automatischen

Datenverarbeitung

Digitalisierung


1. Selbstständige Erarbeitung von Themen

durch die Schülerinnen und Schüler

(a) Mögliche Themen zur Erarbeitung in

Kleingruppen:

„Eine kleine Geschichte der Digitalisierung:

vom Morsen zum modernen

Digitalcomputer“

„Eine kleine Geschichte der Kryptographie:

von Caesar zur Enigma“

„Von Nullen, Einsen und mehr:

Stellenwertsysteme und wie man mit

ihnen rechnet“

„Kodieren von Texten und Bildern: ASCII,

RGB und mehr“

„Auswirkungen der Digitalisierung:

Veränderungen der Arbeitswelt und

Datenschutz“


bewerten anhand von Fallbeispielen die Auswirkungen des Einsatzes von Informatiksystemen (A),

erläutern wesentliche Grundlagen der Geschichte der digitalen Datenverarbeitung (A),

stellen ganze Zahlen und Zeichen in Binärcodes dar (D),

interpretieren Binärcodes als Zahlen und Zeichen (D),

nutzen das Internet zur Recherche, zum Datenaustausch und zur Kommunikation. (K).

Beispiel: Ausstellung zu

informatischen Themen


bereiten eine Ausstellung zu

informatischen Themen vor.

Dazu werden Stellwände und

Plakate vorbereitet, die ggf.

auch außerhalb des

Informatikunterrichts in der

Schule ausgestellt werden

können.

Materialien:


recherchieren selbstständig im

Internet, in der

Schulbibliothek, in öffentlichen

Bibliotheken, usw.


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Unterrichtsvorhaben

EF-4



(b) Vorstellung und Diskussion durch


2. Vertiefung des Themas Datenschutz

(a) Erarbeitung grundlegender Begriffe des

Datenschutzes

(b) Problematisierung und Anknüpfung an die

Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler

(c) Diskussion und Bewertung von

Fallbeispielen aus dem Themenbereich

„Datenschutz“


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11. und 12.

Curriculum Jahrgangsstufe 11 / Q1 und

Curriculum Jahrgangsstufe 12 / Q2

Die Fachkonferenz unserer Schule sieht sich derzeit nicht in der Lage für die Jahrgangsstufen 11 und 12 verbindliche Lehrpläne vorzulegen. Wie man an den

Beispielrichtlinien des Ministeriums sieht, werden diese aus den verbindlichen Vorgaben des Zentralabiturs abgeleitet. Die Vorgaben für das Zentralabitur 2017

liegen zur Zeit aber noch nicht vor.

13. Projekte

Da im Einzugsbereich unserer Schule eine Reihe IT-Betriebe liegen, sollen professionelle IT-Kräfte zu Vorträgen und Demonstrationen eingeladen

werden. Im Idealfall würden wir sie in AG's integrieren.

Die Praktika in der EF finden auch in IT-Betrieben statt. Zu nennen wäre hier besonders die Firma Datanet in Hardtbrücke, bei der mehrere

Absolventen unserer Schule arbeiten.

Exkursionen zu IT-Unternehmen bzw. IT – Installationen in größeren Unternehmen im Umfeld der Schule

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