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Allgemeine Informationen

In der Oberstufe erfolgt die Einteilung der Inhalte in die drei Lernfelder „Algorithmen und Datenstrukturen“, „Information und Daten“ und „Automaten und Sprachen“.

Um der Besonderheit des Faches gerecht zu werden, sollen diese drei Lernfelder nicht getrennt voneinander unterrichtet werden. Sie sollen in projektartigen Arbeitsphasen ineinander verknüpft behandelt und so in regelmäßigen Abständen wiederholt werden. So wird z.B. zunächst die Algorithmik behandelt und anschließend bei der Kryptologie ein Algorithmus zur Verschlüsselung von Informationen entwickelt.

Im Lernfeld 1 „Algorithmen und Datenstrukturen“ sollen Überlegungen „auf Papier“ an

Hand z.B. von Struktogrammen der Anwendung einer grafischen Programmiersprache vorausgehen (z.B. BYOB oder Scratch).

Es wird zunächst kein verpflichtendes Lehrbuch eingeführt.

Die verwendete Fachsprache, die schriftliche Darstellungsform und die verwendeten

Operatoren orientieren sich an den im Abitur verwendeten Standards.

 

 

Inhalte

Klasse 10

Informatik im Jahrgang 10 befindet sich zur Zeit noch in einer Pilot-Phase. Ein konkreter Lehrplan wird zur Zeit von der Fachgruppe erarbeitet. Sobald er fertig ist, wird er hier zu finden sein.

Die Einführungsphase

Für den Unterricht in der Einführungsphase ist zu berücksichtigen, dass es sich um einen Anfängerunterricht handelt. Neben Grundlagen, die für eine erfolgreiche Mitarbeit in der Qualifikationsphase notwendig sind, sind auch Inhalte zu vermitteln, die die Bedeutung von Informatiksystemen im Alltag verdeutlichen. Insbesondere, da einige Schülerinnen und Schüler das Fach Informatik nur für ein Jahr belegen. Hierfür ist genügend Zeit vorhanden, da das Lernfeld 3: Automaten und Sprachen

noch nicht behandelt werden muss.

Lernfeld 1: Algorithmen und Datenstrukturen

  • Grundlagen der Algorithmik

    • Elementare Kontrollstrukturen (Anweisung, Sequenz, Schleife, Verzweigung) benennen

    • Algorithmen entwerfen, implementieren und in standardisierter Form darstellen (z.B. Struktogramme)

    • Variablen und Wertzuweisungen erläutern, in Algorithmen verwenden und in Form einer Tracetabelle darstellen

    • Operationen zur strukturierten Implementierung von Algorithmen erstellen und verwenden

  • Statische und dynamische Datenstrukturen

    • Algorithmen mit elementaren Zeichenkettenoperationen entwerfen und implementieren

Lernfeld 2: Information und Daten

  • Kryptologie

    • Transposition und Substitution bei der Verschlüsselung von Daten prinzipiell beschreiben und unterscheiden

    • Monoalphabetische Verfahren (u.a. Caesar-Verfahren) implementieren

    • Häufigkeitsanalyse prinzipiell erläutern

    • Sicherheit einfacher Verschlüsselungsverfahren beurteilen

  • Datenschutz

    • Rechtliche Rahmenbedingungen für den Umgang persönlicher Daten erläutern, z.B. informationelle Selbstbestimmung und Datenschutzrichtlinien

  • Codierung

    • Grundlegende Codierungen von Daten beschreiben, u. a. Dualzahlen, ASCII und RGB-Modell

  • Übertragung von Daten (Internet)

    • Zentrale Komponenten eines Informatiksystems beschreiben

    • dezentralen Aufbau des Internets beschreiben und begründen

    • zentrale Komponenten des Internets nennen und Funktion erläutern, u.a. Client, Server, Router, DNS

    • Kommunikationswege im Internet beschreiben

    • Aspekte zur Sicherheit der Kommunikation im Internet beschreiben

Die Qualifikationsphase

Die Themen für die Qualifikationsphase müssen entsprechend der Hinweise zum schriftlichen Abitur bzw. der Schwerpunktthemen abgeändert werden. Die Inhalte für den Leistungskurs sind kursiv gesetzt.

 

Beschluss 2. FK 2018/19: "Die Fachgruppe Informatik beschließt, dass der Stoffverteilungsplan in der Qualifikationsphase wie folgt aussehen soll: 12/1: Algorithmen und Datenstrukturen, 12/2: Automaten und Sprachen, 13/1: Information und Daten, 13/2: Informatikprojekt:"

Lernfeld 1: Algorithmen und Datenstrukturen

  • Grundlagen der Algorithmik

    • Funktionsweise eines gegebenen Algorithmus analysieren und in schriftlich verbalisierter Form darstellen

    • Geeignete Variablentypen verwenden und dabei zwischen lokaler und globaler Variable unterscheiden

    • zwischen primitiven Datentypen und Objektreferenzen unterscheiden

    • Übergabeparameter und Rückgabewerte in Operationen verwenden

    • Effizienz von Algorithmen beurteilen (Speicherbedarf und Zahl der Operationen)

    • Konzept der Rekursion erläutern, rekursive Algorithmen entwerfen und implementieren und die Strategie „Teile und herrsche“ dabei erläutern

  • Klassen und Objekte

    • Algorithmen mit gegebenen oder eigenen Klassen/Objekte entwerfen und implementieren

    • Klassen und deren Beziehungen (Assoziation, Vererbung) entwerfen und durch Klassendiagramme darstellen

  • statische und dynamische Datenstrukturen

    • die Verwaltung von, das Suchen in und die Sortierung von mehreren Daten des gleichen Typs in Reihungen prinzipiell erläutern

    • Algorithmen mit ein- und zweidimensionalen Reihungen entwerfen und implementieren

    • die Datenstrukturen Stapel, Schlange und dynamische Reihung prinzipiell erläutern

    • Algorithmen mit Stapel, Schlage und dynamische Reihung entwerfen und implementieren

    • die Datenstruktur Binärbaum prinzipiell erläutern

    • Algorithmen zur Ausgabe der Daten eines Binärbaums in pre- post- und inorder Reihenfolge entwerfen und implementieren

    • Algorithmen zur Suche und zum Einfügen in binäre Suchbäume entwerfen und implementieren

Lernfeld 2: Information und Daten

  • Kryptologie

    • polyalphabetische Substitution, u.a. das Vigenère-Verfahren, prinzipiell beschreiben

    • die Sicherheit eines gegebenen symmetrischen Verschlüsselungsverfahrens beurteilen

    • symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung unddie jeweilige Anwendungsbereiche prinzipiell beschreiben und unterscheiden

    • digitale Signaturen und Zertifikate prinzipiell erläutern

    • ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren entwerfen und implementieren

    • die Funktionsweise eines modernen symmetrischen Blockchiffreverfahrens prinzipiell erläutern

  • Datenschutz

    • Chancen und Risiken der automatisierten Datenanalyse diskutieren

  • Codierung und Übertragung von Daten

    • Möglichkeiten zur Datenkomprimierung beschreiben, u.a. Lauflängencodierung, Huffman-Codierung

    • Protokoll zur Übertragung von Daten über einen Kommunikationskanal entwerfen und implementieren

    • Kompressionsverfahren zu einem gegebenen Sachverhalt entwerfen und implementieren

    • Vor- und Nachteile verlustfreier und verlustbehafteter Kompression von Daten erläutern

    • Möglichkeiten der Fehlererkennung und –korrektur bei der Datenübertragung erläutern, u.a. Paritätsbit, (7,4)-Hamming-Code

  • Datenbanken

    • Aufbau relationaler Datenbanken mit den Begriffen Datensatz, Attribut, Primärschlüssel, Fremdschlüssel und Tabelle erläutern

    • Beispiele für Einfüge-, Änderungs- und Löschanomalien nennen

    • ein gegebenes Datenbankschema auf Anomalien und Redundanzen untersuchen

    • einfache Abfragen und Verbundabfragen über mehrere Tabellen formulieren

    • Abfragen an Datenbanken unter Verwendung von Aggregatfunktionen formulieren

    • ein gegebenes ER-Diagramm interpretieren

    • Datenbanken unter Verwendung des ER-Modells modellieren

    • ein ER-Modell in ein relationales Schema umsetzen

    • gegebene Datenbankmodellierung beurteilen und verändern

Lernfeld 3: Automaten und Sprachen

  • Automatenmodelle

    • Aufbau und Funktion eines deterministischen endlichen Automaten (DEA) beschreiben

    • Aufbau und Funktion eines endlichen Automaten mit Ausgabe beschreiben (Mealy-Automat)

    • Automatenmodelle in Form von Zustandsgraphen entwickeln und implementieren

    • Funktion eines durch einen Zustandsgraphen vorgegebenen Automaten analysieren

    • Grenzen von endlichen Automaten bei der Problemlösung erläutern

    • Aufbau und Funktion eines Kellerautomaten beschreiben

  • formale Sprachen

    • Eigenschaften formaler Sprachen im Vergleich zu natürlichen Sprachen nennen

    • die von einer Grammatik erzeugte Sprache beschreiben

    • reguläre und kontextfreie Grammatiken entwerfen

    • Zusammenhang zwischen regulären Grammatiken und endlichen Automaten erläutern

Leistungsbewertung

Leistungsbewertung

Im Jahrgang 10 wird eine Klassenarbeit pro Schulhalbjahr geschrieben.

In der Einführungsphase wird eine Klassenarbeit pro Schulhalbjahr geschrieben.

In der Qualifikationsphase werden drei Klausuren im ersten Jahr der Qualifikationsphase und zwei Klausuren im zweiten Jahr der Qualifikationsphase geschrieben, wenn Informatik Prüfungsfach ist.

In der Qualifikationsphase werden zwei Klausuren pro Schuljahr geschrieben, wenn Informatik kein Prüfungsfach ist.

Der Anteil der schriftlichen Leistung beträgt in den Halbjahren mit nur einer Klausur 40 % der Gesamtzensur, der Anteil der sonstigen Leistung dementsprechend 60 %.

In den Halbjahren mit zwei Klausuren beträgt der Anteil der schriftlichen Leistung 50 % der Gesamtzensur, der Anteil der sonstigen Leistung dementsprechend 50 %.

Zu den sonstigen Leistungen gehören z.B.

  • Beiträge im Unterrichtsgespräch,

  • Mündliche Überprüfungen,

  • Unterrichtsdokumentation,

  • Anwenden fachspezifischer Methoden und Arbeitsweisen,

  • Präsentationen,

  • Mitarbeit in Partner- und Gruppenarbeit,

  • Ergebnisse von Partner- und Gruppenarbeit und deren Darstellung,

  • Projekt- und Langzeitaufgaben,

  • Freie Leistungsvergleiche (z.B. Schülerwettbewerbe).

Beschluss 1. FK 2018/19: „Die Fachgruppe Informatik beschließt, dass in der
Einführungsphase eine Klassenarbeit pro Schulhalbjahr geschrieben wird,
beginnend ab der Einführungsphase im Schuljahr 2018/2019.“ 
 
 
Beschluss 2. FK 2018/19: "Die Fachgruppe Informatik beschließt, dass in der Einführungsphase bei Klausuren Verstöße gegen die sprachliche Richtigkeit grundsätzlich zu kennzeichnen sind. Im ersten Halbjahr des 11. Jahrgangs gibt es noch keinen Punktabzug, jedoch eine Anmerkung sowie entsprechende Beratung der Schülerinnen und Schüler. Ab dem zweiten Halbjahr des 11. Jahrgangs gilt die Regelung der Qualifikationsphase. Diese Regelung beginnt ab der Einführungsphase im Schuljahr 2019/2020."
 
 
 

Berufliche Orientierung

 

Beitrag des Faches zur Beruflichen Orientierung

Beitrag zur Beruflichen Orientierung (Sekundarstufe I und II): In allen Berufen und Wissenschaften haben sich die Arbeitsweisen durch die Methoden der Informatik und den Einsatz informatischer Systeme grundlegend verändert. Dies erfordert ein vertieftes Verständnis informatischer Zusammenhänge, um über das reine Anwenden hinaus, kreativ, reflektiert und zielgerichtet mit Informatiksystemen arbeiten zu können. Die dazu notwendigen Verfahren und Kenntnisse werden insbesondere durch den Informatikunterricht vermittelt.

Die Erfahrungen und Erkenntnisse aus dem Informatikunterricht sind somit für alle Schülerinnen und Schüler wichtig, da sie ihnen helfen, die Herausforderungen im privaten und beruflichen Alltag als mündige Bürgerinnen und Bürger zu meistern. Es steht zudem exemplarisch für das weite Feld technischer Berufe. Dies gilt sowohl für Ausbildungsberufe als auch für Studiengänge, bei denen die Informatik eine zentrale Rolle spielt.

Das Fach Informatik thematisiert zudem soziale, ökonomische, ökologische und politische Phänomene und Probleme der nachhaltigen Entwicklung und trägt dazu bei, wechselseitige Abhängigkeiten zu erkennen und Wertmaßstäbe für eigenes Handeln sowie ein Verständnis für gesellschaftliche Entscheidungen zu entwickeln. Mit dem Erwerb spezifischer Kompetenzen wird im Unterricht des Faches Informatik der Bezug zu verschiedenen Berufsfeldern hergestellt. Die Schule ermöglicht es damit den Schülerinnen und Schülern, Vorstellungen über Berufe und über eigene Berufswünsche zu entwickeln, die über eine schulische Ausbildung, eine betriebliche Ausbildung, eine Ausbildung im dualen System oder über ein Studium zu erreichen sind. Der Fachunterricht leistet somit auch einen Beitrag zur Berufsorientierung, ggf. zur Entscheidung für einen Beruf.

aus: Niedersächsisches Kultusministerium: Kerncurriculum für das Gymnasium (Sekundarstufe I und Sekundarstufe II)

Zusammenarbeit mit außerschulischen Partnern: Das Hildegard-von-Bingen-Gymnasium wird bei der Umsetzung der Maßnahmen der Beruflichen Orientierung von regionalen und außerschulischen Partnern unterstützt. Die Zusammenarbeit mit Betrieben schließt alle Einrichtungen ein, die den Schülerinnen und Schülern Bezüge und Erfahrungen im Kontext der Arbeitswelt ermöglichen. In Kooperation mit verschiedenen regionalen Betrieben findet ein Austausch über Ziele, Inhalte und die Organisation einschließlich der Vor- und Nachbereitung der Maßnahmen statt; die Durchführung ist gekoppelt an die curricularen Inhalte des Faches Informatik. Erste Durchführungen sind ab dem Schuljahr 2021/2022 geplant.

Auszüge aus: RdErl. d. MK vom 17.09.2018 - 24-81403 - VORIS 22410

 

Geplante Kooperationen mit regionalen Betrieben

Projekt: passt-dat?

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# Praktikum # Ausbildung # Schule # Studium # Twistringen 

Fachverlinkung: passt-dat

Konkrete Kooperationen sind noch in Planung! 

 
 

Fachgruppe

Ludger Hamm Henning Wilkenn