Wahlpflichtunterricht

Inhalte des Wahlpflichtunterichts Informatik Klasse 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.

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 von der in Klasse 8 unterrichteten Informationstechnischen Grundbildung (ITG) unterscheidet. 

 

Überblick über die Fachinhalte =>  Schulinternes Curriculum Wahlpflichtunterricht 9 und 10

Algorithmen und Datenstrukturen I*

• Datenmodellierung: Variablen, Konstanten, Standard-Datentypen, Reihungen, Listen, Verbunde, Klassen

• algorithmen Steuerstrukturen: Anweisungen, Operatoren, Kontrollstrukturen (Sequenz, Auswahl, Schleifen)·

• formale Darstellung der algorithmischen Grundbausteine als Struktogramme

• 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)

• 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

* gearbeitet wird im 1. Halbjahr mit Python, dann wird Haskell vermittelt

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)

Grundzüge der Technischen Informatik

• Stellenwertsysteme und Rechnen in B

• Grundlagen der boolschen Algebra, boolsche Funktionen und Schaltfunktionen

• Aufbau und Funktionsweise von Rechneranlagen, vonNeumann-Modell

• Erstellung und Bewertung von Schaltnetzen

• Minimierung mit Karnaugh-Veitch

• Simulation und Testen von Schaltnetzen

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

• Datenschutz: Recht auf informationelle Selbstbestimmung, Datenschutzgesetze, Rechte als Betroffener, Datenschutzbeauftragter, Datenspuren und Data-Mining, Verbraucherschutz, aktuelle Probleme des Datenschutzes (Internet, social media)

Multimedia

• Bilder: Physikalische Grundlagen von Licht und Farbe, additive und subtraktive Farbmodelle mit Bezug zu Ausgabegeräten (Monitor, Drucker)

• Biologische Grundlagen des Sehens, Trägheit des Auges als Grundlage scheinbarer Bewegtbilder

• Audio: Töne als wellenförmige Druckschwankungen von Luftteilchen, Anatomie des Ohres und Leistung des Gehirns beim Hören,

• physikalische Grundlagen der Tonhöhen und Lautstärkeempfindung, bei Bearbeitung mit musikalischem Schwerpunkt Tonleitern und mathematisch-physikalische Grundlagen

• Unterschied zwischen analogen und digitalen Datenmodellierungen, Digitalisierung als Wandlungsvorgang mit den Parametern

• Fotobearbeitung, Modellierung von Raumdaten (Stadtpläne, Landkarten), Illustration von Webseiten

• digitale Tonerzeugung und -bearbeitung, Melodiekomposition, Stimmveränderung, Stimmanalyse digitale Musikproduktion, digitale Spiele und künstliche Welten

• digitale Musikproduktion, digitale Spiele und künstliche Welten

 

Ralf Dorn, Fachleiter Informatik