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Informatik: Curriculum

Schulinternes Curriculum zum Differenzierungsangebot

Mathematik – Informatik, Klasse 8/9

Das fächerübergreifende Differenzierungsangebot Mathematik – Informatik wird als fortlaufender Kurs über zwei Schuljahre (Klasse 8 und 9) angeboten. Der Kurs ist für alle Schülerinnen und Schüler gedacht, die Spaß an Mathematik und dem Umgang mit Computern haben. Anhand unterschiedlicher Anwendungsprogramme soll der Umgang mit dem Computer erlernt und vertieft werden und ein Verständnis für algorithmische Zusammen­hänge geweckt werden. Vorwissen aus der Informatik wird nicht vorausgesetzt.

Sowohl in Klasse 8 als auch in Klasse 9 ist der Unterricht zweistündig. Pro Halbjahr werden zwei einstündige Klassenarbeiten geschrieben, die in der Regel aus einem  theoretischen und einem praktischen Teil am Rechner bestehen.

Vorgesehen ist ein Besuch des Heinz-Nixdorf-MuseumsForums in Paderborn, das als das größte Computermuseum weltweit gilt, sowie eine Teilnahme aller Schüler am Biber-Wettbewerb.

Die verbindlichen Vorgaben des Kurses sind bewusst so gewählt, dass wichtige inhaltliche und methodische Grundlagen behandelt werden, darüber hinaus aber auch Zeit für eigene Schwerpunktsetzungen bleibt.

Klasse 8

Inhalte

Ziele

Software/Hardware

Kurze Einführung in das Schulnetzwerk

  • Hinweis auf die Benutzerordnung
  • Bedeutung der Laufwerke mit Berechtigungsvergabe
  • Baumstruktur der Ordnerablage

Die SuS sollen die Struktur eines Netzwerkes verstehen und das Schulnetzwerk kompetent nutzen können.

  • Windows Explorer
  • (Command Shell)

Kleine Rechnerkunde

  • Bestandteile eines Rechners benennen und Klassifizieren (Ein-/Ausgabegeräte, Speicher, ..)
  • Rechner auseinander- und wieder zusammenbauen
  • Kenndaten eines Rechners (Speicherplatz, Arbeitsspeicher, Prozessor-Leistung, Bildschirmauflösung, ...)
  • Rechner im Alltag wiederfinden

Die SuS sollen Rechner als vielseitig einsetzbare Maschinen begreifen, deren konkrete Funktionalität durch die einzelnen Rechnerelemente bestimmt wird. Sie sollen lernen, mögliche Ursachen für fehlerhaftes Verhalten eines Rechners zu bestimmen.  

  • Rechner zum Auseinanderbauen
  • (elektronische Geräte mit integriertem Rechner)

Textverarbeitung (Grundlagen vom Methodentag und aus anderen Fächern vorhanden)

  • Grundlagenwiederholung
  • Zeichen, Absätze, Aufzählungen, … und ihre Attribute
  • Texte unter Verwendung von Formatvorlagen strukturieren
  • besondere Elemente wie Inhalts­ver­zeich­nis erstellen, Zusammenbinden von Einzelbeiträgen, Serienbrief schreiben

Die Schüler sollen anhand eines konkreten Textver­ar­bei­tungs­pro­gramms die Möglichkeiten und Struk­tu­ren von elektronischer Textverarbeitung kennen­lernen. Sie sollen in die Lage versetzt werden, sich selbstständig in andere Textverarbei­tungsprogram­me einzuarbeiten. 

  • ein herausgestelltes Textverarbeitungs-programm
  • alternative Textverarbeitungs-programme
  • (Word, Open Office, Linux-Varianten)

HTML

  • Funktionsweise des Internet
  • Aufbau einer HTML-Seite
  • grundlegende HTML-Befehle
  • Darstellung dynamischer Inhalte
  • Tabellen, RGB-Farbmodell, Einbindung von Graphiken, …
  • Verlinkung von Seiten
  • Grundlagen der Internetsuche und der Seiten-Filterung
  • (Vertiefung z.B. durch Erstellung eines eigenen HTML-Projekts)

Die SuS sollen verstehen, wie die Internetseiten zu ihnen nach Hause kommen. Aufbauend auf ihrem Wissen über Textverarbei­tung sollen die Schüler lernen, funktionale HTML-Seiten zu erstellen und sinnvolle Suchkriterien aufzustellen.

  • HTML-Texteditor
  • HTML Wisiwyg-Editor
  • unterschiedliche Web-Browser

Standard Tabellenkalkulation (Grund­lagen vom Methodentag und aus anderen Fächern vorhanden)

  • Grundlagenwiederholung
  • Formatierung (Analogien zur Textverarbeitung aufzeigen)
  • relativer / absoluter Zellbezug bei Formeln
  • Diagramme
  • ausgewählte Beispiele aus der Mathematik (mathematische Näherungsverfahren, Wahr­scheinlichkeitsrechnung, …)

Die Schüler sollen anhand eines konkreten Tabellenkalkulations­pro­gramms die Möglichkeiten und Strukturen elektronischer Tabellen­kalkulation kennenlernen. Sie sollen in die Lage versetzt werden, sich selbstständig in neue Tabellenkalkulations­pro­gram­me einzuarbeiten. 

  • ein herausgestelltes Tabellenkalkulationsprogramm
  • alternative Tabellenkalkulationsprogramme
  •  (Excel, Open Office, Linux-Varianten)

Vertiefung der oben genannten Themen oder Einblick in weitere Themenbereiche (z.B. Scratch, Bildbearbeitung)

   

Klasse 9

Inhalte

Ziele

Software/Hardware

Kryptographie mit Tabellenkalkulation

  • Kryptographie versus Codierung (z.B. Barcode, CDs, …)
  • einfache Verschlüsselung­salgorithmen (z.B. Caesar, Vigènere, Alberti-Chiffre, …)
  • Entschlüsselungsverfahren (z.B. Brut-Force-Angriff, Häufigkeits­analyse, …)
  • Datenschutz - Datensicherheit
  • (Vertiefung durch Verwendung des Crypt-Tools, Rucksack-Algorithmus, …)

Die SuS sollen die Not­wen­shy;digkeit von Verschlüsselung erkennen und einschätzen können, wie gut einzelne Infor­mationen geschützt werden müssen. Dabei lernen die SuS Verschlüsse­lungs­algorithmen ent­sprechend ihrer Sicherheit und dem benötigten Rechenaufwand zu kathegorisieren.

  • ein herausgestelltes Tabellenkalkulationsprogramm
  • (CryptTool)

Dynamische Geometrie (zweidimensional, ohne Bewegung)

  • Grundlagen geometrischer Konstruktionen
  • Elemente eines dynamischen Geometrieprogramms
  • Konstruktion spezieller Vielecke
  • Konstruktion von Körpern und Körpernetzen (z.B. platonische Körper, unregelmäßige Körper, Häuser, …)
  • (Vertiefungen z.B. durch Kon­struktion von Kirchen­fen­stern, Nachbau realer Objekte, …)
Die SuS sollen die geometrischen Strukturen von alltäglichen Objekten durchschauen, indem sie Objekte so ­kon­struieren, dass sie veränderbar sind, jedoch immer ihre wesentliche Struktur behalten. Dabei werden Möglichkeiten und Grenzen der Konstruktion mit dem Rechner beleuchtet und das räumliche Vorstellungs­vermögen der Schüler wird geschult.
  • DynaGeo
  • (GeoGebra)

Dreidimensionale Konstruktionen

  • Virtuelle Umgebungen
  • Darstellung dreidimensionaler Körper
  • Textur, Schattenwurf, Licht
  • Bewegung
  • (Vertiefung z.B. durch selbstgewählte Gruppenprojekte)

Die SuS sollen die mathe­matischen Grundlagen der Darstel­lung dreidimen­sionaler bewegter Objekte kennenlernen. Sie sollen einfache Bilder nach vorgegebenen Kriterien erstellen und die Bilder anderer bewerten können. Dabei werden Möglichkei­ten und Grenzen der Kon­struktion mit dem Rechner beleuchtet und das räum­liche Vorstellungs­vermögen der Schüler wird geschult.

Pov-Ray

 

Vertiefung der oben genannten Themen oder Einblick in weitere Themenbereiche (z.B. Bau und Steuerung von Lego-Robotern, komplexe Zahlen, Bits und Bytes)

   

Informatik in der Oberstufe

Themenfelder

11

  • Algorithmen und Datenstrukturen: Kontrollstrukturen, Verzweigungen
  • Objekte und Klassen

12

  • Dynamische Datenstrukturen
  • abstrakte Datentypen: Liste, Stack, Schlange, Baum

13

  • Projekte
  • Theoretische Informatik: Rechner, Scanner, Parser, Compiler