Informatik

Informatik am LvD

Übersicht

Bereits in der 5/6 (Erprobungsstufe) werden die Schülerinnen und Schüler in halbierter Klassenstärke im Rahmen des Faches Informatik in die Grundlagen moderner automatisierter Informationsverarbeitung eingeführt.

Dabei stehen informatische Konzepte sowie ein verstehender Umgang mit Informatiksystemen im Vordergrund aller Schulstufen. Das in den  Stufen 5 und 6 erworbene Grundverständnis in Modellierung und Programmierung dient als Ausgangslage für die Weiterführung in den Differenzierungskursen der SI und den Grund- und Leistungskursen der SII.

Bereits in den Schulstufen 5/6 (Erprobungsstufe) werden die Schülerinnen und Schüler am LvD in halbierter Klassenstärke in die Grundlagen moderner Programmierung und einer kritisch reflektierter Mediennutzung eingeführt. Diese Grundlagen werden in den Differenzierungskursen der SI und den Grund- und Leistungskursen der SII vertieft und erweitert und sind zudem hilfreiche Basis für alle Fächer der Schule.

Für die Arbeit in der Schule und zu Hause steht den Schülerinnen und Schülern neben den zwei modernen Computerräumen mit WLAN, Beamern und interaktiven Tafeln die DSGVO-konforme und zugriffsgeschützte schulinterne Cloud mit vielfältigen Diensten wie unserem eigenen LernManagementSystem Moodle zur Verfügung. Der Umgang mit der Schulcloud und dem Moodlesystem wird ab der Klasse 5 konsequent zur Gestaltung des Informatikunterrichts und zur Speicherung der eigenen Daten eingesetzt und geübt. Dadurch ist ein Zugriff auf die Unterrichtsinhalte für die Schülerinnen und Schüler jederzeit und individuell möglich. 

Jahrgangsstufen

Die Schulstufen konkreter:

Klasse 5 und 6: Das neu eingesetzte Pflichtfach Informatik 5/6 löst den schon seit Jahren am LvD als PflichtAG durchgeführten Informatikunterricht bei weiterhin halbierter Klassenstärke ab.
Der Einsatz visueller und textbasierter Programmierumgebungen schafft zunächst ein solides Grundverständnis für das algorithmische Problemlösen. Die Nutzung maschinell lernender Systeme auf der Basis neuronaler Netze schafft im Vergleich dazu eine Vorstellung moderner Systeme mit künstlicher Intelligenz. Dies ermöglicht den Schülerinnen und Schülern ein komplexes Verständnis der Möglichkeiten herkömmlicher wie auch zukunftsorientierter Programmierkonzepte. Und unterstützend ermöglicht die Betrachtung der Codierung, der Verschlüsselung und des Datenschutzes den Schülerinnen und Schülern den Aufbau einer kritisch reflektierten Haltung bei der Nutzung von Produkten des Internets. Dadurch werden sie in die Lage versetzt, digitale Endgeräte für ihre täglichen Arbeiten zielgerichtet, sinnvoll und zukunftsrelevant einzusetzen (siehe unten).

WP2 (8/9 bzw. 9/10): In der Differenzierung erleben sich die Schülerinnen und Schüler als Betroffene (Persönlichkeitsschutz, ... ), Entwickler (Modellierer und Programmierer, ... ) sowie als Beurteiler und Anwender von Softwaresystemen. Dadurch verbessern sie in entsprechenden Projekten auf der Basis des aktuell gültigen Kernlehrplans ihre Kompetenzen aus der 5 und 6 und entwickeln ein differenziertes Bild von den umfangreichen Aspekten der Informatik. Die schulischen Festlegungen der Themengebiete und Leistungsanforderungen finden Sie im schulinternen Lehrplan für die SI (siehe unten).

GK + LK (11,Q1,Q2): In der Oberstufe stehen das Knobeln und Modellieren komplexer Situationen sowie die theoretischen Grundprinzipien von Computern und deren Programmierung unter Beachtung der Auswirkungen auf den Menschen im Vordergrund. Die konkreten Inhalte hängen sowohl vom aktuellen Kernlehrplan SII als auch von den aktuellen Zentralabiturvorgaben ab; neben der objektorientierten Modellierung bilden Datenbanken, Rechnernetze und formale Sprachen den Schwerpunkt der Oberstufenkurse. Dies entspricht den berufsweltlichen und universitären Anforderungen gleichermaßen.
Die schulischen Festlegungen der Themengebiete und Leistungsanforderungen finden Sie im schulinternen Lehrplan für die SII-GOst (siehe unten).

Themen der Informatik 5/6

  • Einführung in moderne Informatiksysteme und die Grundlagen des Faches Informatik
  • Untersuchung der verschiedenen Komponenten von Informatiksystemen (Eingabe-, Ausgabe-, Speicherkomponenten, Verkabelung, Schnittstellen, CPU, …)
  • Einführung in die Nutzung des Rechnernetzes (Schulcloud), Anlegen, Strukturieren und Nutzen von Daten, Erzeugung und Nutzung von sicheren Passwörtern 
  • Untersuchung verschiedener Formen der Codierung inklusive Zahldarstellungen, Textdarstellungen, Bildcodierungen, …
  • Einstieg in die Algorithmik: Handlungsanweisungen im Alltag, algorithmische Grundstrukturen, Algorithmen entwickeln, grafisch darstellen, testen und anwenden
  • Programmieren mit einer visuellen und einer textbasierten Programmierumgebung
  • Erlernen der visuellen und textuellen Programmierung von Hardwarekomponenten (Calliope)
    Untersuchung kryptologischer Verfahren zur Ver- und Entschlüsselung von Nachrichten
  • Untersuchung der Grundlagen künstlicher Intelligenz und des maschinellen Lernens auf der Basis einfacher neuronaler Netze und großer Datenmengen als Abgrenzung zum algorithmischen Denken
  • Nutzung der Automatentheorie zur Programmierung und Steuerung autonomer Systeme (Roboter)

Themen der Informatik in der Differenzierung 8/9

  • Datenbanken erstellen, nutzen und bewerten
  • Automatisierte Prozesse (Robotersteuerung oder ähnliches) modellieren und programmieren
  • Graphiken unter den Aspekten der Bildmanipulation und Meinungsbeeinflussung bearbeiten
  • Hardware analysieren zur Erarbeitung zeitimmanenter Grundmodelle 
  • Aspekte des Internets betrachten zum Webdesign, Datenschutz und zu Sicherheitsfragen
  • Komplexe Anwendungen (z.B. der Kryptographie) modellieren und programmieren
  • Implizite Behandlung der Standardsoftware durch Präsentationen, Werbeplakate, …

Themen der Informatik in der Oberstufe

  • Erlernung moderner objektorientierter Softwareentwicklung im Vergleich zur EVA-basierten Programmierung
  • Vergleich rekursiver und iterativer Algorithmen als unterschiedliche Problemlösestrategien
  • Aspekthafte Betrachtung der Wechselwirkungen von Informatik, Mensch und Gesellschaft
  • Analyse und Entwicklung moderner kryprografischer Verfahren sowie deren Angriffsmöglichkeiten
  • Entwicklung von Standardalgorithmen und deren kritische Reflexion 
  • Anlayse von Datentypen in ihrer Struktur, ihrer Einsatzmöglichkeiten und ihrer Entwicklung 
  • Vergleich effizienter dynamischer Datenstrukturen sowie Entwicklung und Anwendung eigener abstrakter Datenstrukturen
  • Modellierung relationaler Datenbanken und deren Nutzung sowie Umsetzung 
  • Betrachtung grundlegender Eigenschaften formaler Sprachen im Rahmen regulärer Grammatiken und endlicher Automaten
  • Steuerung und Programmierung moderner Hardware (zB Einplatinencomputer) unter Verwendung des Von-Neumann-Prinzips 
  • Durchführung ausgewählter komplexer Projekte (OOM-Softwareprojekt, Kryptographie, ... ) 
  • Modellierung und Analyse von Rechnernetzen (Topologie, Protokolle, Firewall, ... ) 
  • Vertiefung der künstlichen Intelligenz und des maschinellem Lernen auf der Basis neuronaler Netze
  • nur im LK: ausgewählte Aspekte der Graphentheorie (kürzeste Wege, Routing, . . . ) 

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