War die Informatik in der Unterstufe noch Teil des übergeordneten Faches Natur und Technik, so gibt es Informatik ab der 9. Klasse als eigenständiges Unterrichtsfach mit zwei Unterrichtsstunden pro Woche. Mit der Selbständigkeit des Faches steigen auch die fachlichen Ansprüche. Was in der Unterstufe noch überwiegend spielerischen Charakter hat, bekommt nun einen deutlich stärkeren theoretischen Unterbau.

In der Oberstufe kann Informatik im naturwissenschaftlichen Zweig in zwei verschiedenen Varianten belegt werden und das Abitur (schriftlich oder mündlich) abgelegt werden:

  • grundlegendes Niveau (3 Wochenstunden)
  • erhöhtes Niveau (5 Wochenstunden)

 

Übersicht: Unterrichtsinhalte

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Grundlegendes Anforderungsniveau

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Erhöhtes Anforderungsniveau

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Jahrgangsstufe 9

Tabellenkalkulationsprogramme sind mächtige Werkzeuge, die in fast allen Berufsfeldern genutzt werden.

In der 9. Jahrgangsstufe erfahren die Schülerinnen und Schüler viele interessante Details über deren Einsatzmöglichkeiten und Leistungsfähigkeit. In diesem Kapitel lernen wir, wie Daten verarbeitende Prozesse durch Funktionen und Datenflüsse dargestellt werden können. Die praktische Umsetzung wird mit einem Tabellenkalkulationsprogramm (z.B. Excel) realisiert.

 

Der zweite Schwerpunkt beschäftigt sich mit der Verarbeitung größerer Datenmengen, was in unserer Gesellschaft eine immer größere Bedeutung erlangt. Dabei bekommen die Schülerinnen und Schüler einen ersten Einblick in die Struktur von Datenbanken. Ein besonders wichtiges Lernziel ist es dabei, zu erkennen, wie man mit einfachen SQL-Abfragen, die gesuchten Informationen herausfiltern kann. Außerdem erarbeiten wir in diesem Rahmen Aspekte von Datensicherheit und Datenschutz.

 

Zudem lernen wir die Grundlagen einer objektorientierten Programmiersprache (Java). Dazu gehört der Aufbau einer einfachen Klasse mit ihren Attributen, Konstruktoren und einfachen Methoden und Algorithmen. Dabei werden erste einfache Generalisierungshierarchien modelliert und implementiert.
Neben den Inhalten aus dem NuT-Unterricht aus den Jahrgangsstufen 6 und 7 werden keine spezielle Programmierkenntnisse benötigt.

Jahrgangsstufe 10

In dieser Jahrgangsstufe analysieren und strukturieren Datenbestände anhand geeigneter Praxisbeispiele. Dabei erkennen wir Redundanzen und Anomalien und beurteilen dadurch entstehende Probleme. Dabei bauen wir unsere Kenntnisse über Datenbanksysteme aus und suchen uns Informationen aus einem großen Datenbestand aus mehreren Tabellen heraus.

Ebenso werden die Kenntnisse der objektorientierten Programmierung aus der Jahrgangsstufe 9 weiter ausgebaut. Ähnlich wie bei den Datenbanken werden hier Beziehungen mittels Referenzen implementiert und ggfs. mit Hilfe einfacher Datenstrukturen gespeichert. Im Laufe des Jahres wenden wir die Kenntnisse auf Anwendungsbeispiele (z.B. Simulation einer Ampelschaltung oder von Warteschlangen an Kassen im Supermarkt) an. Klassiker der Computerspiele (z.B. Pong oder Snake) können ebenfalls im Laufe des Schuljahres programmiert werden.

 

Jahrgangsstufe 11

Mit Hilfe von Graphen werden netzwerkartige Strukturen modelliert. Dabei werden wir uns mit Problemen beschäftigen, welche das Durchlaufen von Graphen und das Suchen von kürzesten Wegen thematisieren.

Darüber hinaus werden wir uns mit dem Codieren und Verschlüsseln von Informationen befassen. Bereits in der Antike wurden Nachrichten verschlüsselt übermittelt und wird in der heutigen digitalen Welt immer wichtiger. In diesem Abschnitt lernen wir unter anderem die Grundprinzipien von Verschlüsselungsverfahren.

Des Weiteren beantworten wir die Frage, wie Rechner in einem Netzwerk, speziell im Internet, miteinander kommunizieren können und werden einfache Client-Server-Anwendungen programmieren.

Abschließend wagen wir einen Ausflug in Neuroinformatik und betrachten künstliche neuronale Netze, die eine wichtige Rolle in der Forschung an Künstlicher Intelligenz einnehmen.

 

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