Das Informatikprofil

Die Grafik zeigt den Aufbau der Informatik-Ausbildung am MiGy einschließlich des neuen Profilfachs IMP.

* eine mündliche Abiturprüfung in Informatik kann nur abgelegt werden, wenn IMP oder der Brückenkurs Informatik besucht worden ist.

Auch mit dem Brückenkurs Informatik kann man Informatik 3 Std. und 5 Std. in der Jahrgangsstufe belegen.

Aufbau im Detail

Basiskurs Medienbildung

Der seit der Bildungsplanreform 2016 eingeführte Basiskurs Medienbildung wird bei uns über eine Poolstunde in der Klasse 5 durchgeführt. Lerninhalte sind u.a.

  • Umgang mit dem PC und dem Betriebssystem
  • Aufbau des Dateisystems: wo speichere ich meine Dateien?
  • Erstellen und Bearbeiten von Textdokumenten mit einer Textverarbeitung

 

Lego-Mindstorms-AG

In den Klassen 5 und 6 wird die Arbeitsgemeinschaft Lego-Mindstorms für Ganztagesschüler angeboten. Dort lernen wir in kleineren Gruppen (bis max. 15 Schülerinnen und Schüler), wie man einen Lego-Mindstorms-Roboter aufbaut, mit Sensoren bestückt und ihn programmiert. Zuerst gibt es Trainingsmissionen, bei denen die grundlegende Funktionsweise der Sensoren und des Antriebs des Roboters betrachtet wird. Dabei werden die Programmierkonzepte Anweisung, Sequenz, Wiederholung und Verzweigung kennengelernt. Die Sensoren bieten Gelegenheit, den physikalischen Hintergrund von Farb- und Ultraschallsensor zu besprechen. Auch die Steuerung des Roboters bietet Gelegenheit, sich mit Winkeln und dem Umfang eines Kreises zu beschäftigen.

Nach den Trainingsmissionen geht es dann auf den Mars, um das Gelernte bei den Marsmissionen anzuwenden.

 

Aufbaukurs Informatik

Der für alle verpflichtende Aufbaukurs Informatik in Klasse 7 ist im Stundenplan mit einer Stunde verankert. In dem Jahr behandeln wir vier Themen:

  1. Daten und Codierung
  2. Algorithmen (=Programmierung)
  3. Netzwerke
  4. Informationsgesellschaft und Datensicherheit

Daten und Codierung behandeln wir anhand verschiedener Codes, z.B. Morse-Code oder QR-Code. Mit dem Binärcode lernen wir, wie der Computer Zahlen, Texte und Bilder speichern und versenden kann.

Bei der Programmierung nutzen wir die visuelle Programmiersprache Scratch um ein kleines Spiel zu programmieren. Dabei werden grundlegende Programmierkonzepte eingeführt.
Kommunikation zwischen Smartphones, Tablets und PCs findet in einem Netzwerk statt. An einem Modell lernen wir den Datenaustausch und die Struktur dieses Netzwerkes und des Internets kennen.

Das Leben in der heutigen Informationsgesellschaft erfordert auch ein gewisses Maß an praktischem und rechtlichem Wissen zum Umgang mit dem Handy. Hier geben wir Tipps und behandeln grundlegend und in einfachen Fällen das Urheberrecht, das Recht am eigenen Bild und Aspekte des Datenschutzes.
Ein zentrales Mittel zur Privathaltung der eigenen Daten ist Verschlüsselung. Wir lernen das Prinzip und üben es an klassischen Verschlüsselungsverfahren.

 

IMP (Informatik-Mathematik-Physik)

In den Klassenstufen 8 bis 10 wird am MiGy als einem der ersten Gymnasien im Landkreis seit dem Schuljahr 2018/19 das Profilfach IMP angeboten. Dies kann man alternativ zu Spanisch und NWT wählen und hat wie die pro Jahr 4 Wochenstunden. In diesem Fachverbund werden die drei namensgebenden Fächer getrennt unterrichtet, allerdings immer mit der Klammer Informatik, die die Themen zusammenhält. Die zeitliche Aufteilung der Wochenstunden sieht so aus:

 

KlassenstufeInformatikMathematikPhysik
7211
8112
9121

 

Das Ziel von IMP ist:

bessere Vorbereitung auf Kursstufe und Studium durch Vertiefung der mathematischen und physikalischen Kompetenzen, z. B.:

  • Modellbildung
  • Experimentieren und naturwissenschaftliche Arbeitsweisen
  • Strategien zum Lösen mathematischer Probleme
  • Implementierung von Programmen zum Lösen von Problemen aus Mathematik und Physik

 

Informatik

In Informatik werden die Inhalte aus dem Aufbaukurs (Codes und Daten, Programmierung, Verschlüsselung und informationelle Selbstbestimmung) vertieft.

  • Daten und Codierung:
    • Daten komprimieren
    • Prüfsummen bilden
    • Kürzesten Weg in einem Graphen finden
  • Algorithmen
    • Programmieren erst mit einer grafischen und später mit einer textuellen Programmiersprache, bei uns zurzeit Java. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler durch Testen, Fehler aufzuspüren und lernen Strategien, fehlerfreien Code zu schreiben. Sie implementieren interaktive Programme mit einer einfachen grafischen Benutzerschnittstelle.
  • Rechner und Netzwerke
    • Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie man einzelne Geräte adressiert (IP-Adressen), wie Daten durch das Netz fließen (Routing) und wie Namen von Rechnern im Internet findet (Domain Name System – DNS)
    • Es werden Schaltnetze aus logische Verknüpfungen simuliert.
  • Informationsgesellschaft und Datensicherheit
    • Die Schülerinnen und Schüler lernen, welche Technologien für das (automatisierte) Erheben von Daten genutzt werden und lernen so, sensibel mit ihren persönlichen Daten umzugehen.
    • Durch Verschlüsselung werden Daten geschützt. Welche Verschlüsselungsarten es gibt, wie diese benutzt und wie gebrochen werden, wird vermittelt. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der asymmetrischen Verschlüsselung.

 

Mathematik

Mathematische Grundlagen der Kryptologie

  • Rolle der Primzahlen beim Verschlüsseln von Daten

Logik und Graphen

  • Wie rechnet eigentlich ein Computer?
  • Wozu braucht ein Navi Mathematik?

Geometrie

  • Vorgehen beim Lösen von (geometrischen) Problemen
  • Wieso hilft mir das auch in Informatik und Physik?

Funktionen im Sachkontext

  • Wie entsteht ein Bild und wie erzeugt man Bewegung auf dem Bildschirm?

 

Physik

  • Vertiefung der Optik (Mikroskop, Kamera, Glasfaser, Bilderfassung …)
  • Schwerpunkt Astronomie und Astrophysik in allen 3 Klassenstufen
  • Halbleiterphysik
  • Vertiefung Bewegungslehre (z.B. reale Bewegungen simulieren)
  • Vergleich von Simulation und Realität
  • Schülerpraktika in Optik und Elektrizitätslehre

 

Brückenkurs Informatik

In Klasse 10 wird, bei ausreichender Zahl an Teilnehmerinnen und Teilnehmern, der Brückenkurs Informatik angeboten. Dieser zweistündige Kurs ist für die Schülerinnen und Schüler gedacht, die Spanisch oder NWT als Profilfach gewählt haben und ein Interesse an Informatik haben. Er findet zusätzlich zum Unterrichtsangebot in Klasse 10 statt. Wer den Brückenkurs Informatik besucht, darf dann in der Jahrgangsstufe 11 und 12 das Basisfach (3-Std.) und das Leistungsfach (5-Std.) wählen. Wählt man in den Jahrgangsstufen 11 und 12 das Wahlfach Informatik (2-Std.), so ermöglicht einem der Brückenkurs, dass man in Informatik eine mündliche Abiturprüfung ablegt, falls alle anderen Bedingungen an die Wahl der mündlichen Prüfungsfächer im Abitur gegeben sind.
Im Brückenkurs Informatik werden zwei Klassenarbeiten geschrieben und es gibt eine Zeugnisnote. Die Note im Brückenkurs ist allerdings nicht versetzungsrelevant, weder im negativen, noch im positiven Sinne.

Themen entsprechen denen des Informatik-Teils von IMP, allerdings reduziert auf die Inhalte, die Voraussetzung für die Oberstufenkurse in Informatik sind. So fällt z.B. das Programmieren mit einer grafischen Programmiersprache (z.B. AppInventor oder Scratch) weg und es wird nur mit einer textuellen Programmiersprache (z.B. Java) gearbeitet.

 

Wahlfach Informatik (2-Std.)

Als zusätzliches Angebot für alle Schülerinnen und Schüler, ganz gleich ob Sie Spanisch, IMP oder NWT gewählt haben, gibt es das Wahlfach Informatik, das 2-stündig unterrichtet wird. Für IMP-Schülerinnen und Schüler gibt es an einigen Stellen Überschneidungen zu den Themen aus IMP, da in diesem Kurs Grundlagen für alle Schülerinnen und Schüler gelegt werden müssen.

Unsere Themen sind u.a.

  • Einstieg in die Programmierung mit Java
  • Objekt-orientierte Programmierung
  • Datenbanksysteme
  • Netzwerke
  • Schaltnetze und logische Verknüpfungen
  • Verschlüsselung

 

Basisfach Informatik (3-Std.)

Dieses Fach wird in der Kursstufe in 11 und 12 angeboten mit 3 Stunden in der Woche. Teilnehmen dürfen nur die Schülerinnen und Schüler, die das Fach IMP belegt haben oder den Brückenkurs Informatik in Klasse 10. Die Inhalte entsprechen denen vom Leistungsfach Informatik, werden aber nicht so vertieft behandelt.

 

Leistungsfach Informatik (5-Std.)

Im Leistungsfach Informatik werden informatische Inhalte tiefgehend behandelt. Die Teilnahme am Brückenkurs Informatik in Klasse 10 oder dem Profilfach IMP sind eine formale und auch inhaltliche Voraussetzung, damit man den Kurs besuchen darf.

Unsere Themen sind u.a.

Praktische Informatik

  • Objekt-orientierte Programmierung
  • Einfache und komplexere Algorithmen
  • Rekursion als Lösungsprinzip
  • Abstrakte Datentypen
  • Datenbanksystem

Theoretische Informatik

  • Automaten, Syntaxdiagramme und Grammatiken zur Beschreibung formaler Sprachen
  • Turing-Maschinen
  • Grenzen des Computereinsatzes

Technische Informatik

  • Netzwerke
  • Aufbau eines Rechners

Informatik und Gesellschaft

  • Informationelle Selbstbestimmung, Datenschutz
  • Ethische Fragen des Computereinsatzes
  • Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung

 

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