Die Inhalte des Leistungskurses und der Grundkurse im Fachbereich Praktische Informatik

Leistungskurs Technikwissenschaften

Der Unterricht im Schwerpunkt Datenverarbeitungstechnik hat die Aufgabe und das Ziel, den Schülerinnen und Schülern die gesellschaftlichen Wandlungsprozesse, die durch die moderne Datenverarbeitungstechnik initiiert und forciert werden, verständlich und bewältigbar zu machen. Es wird der Einsatz moderner Kommunikations- und Präsentationsmittel vermitteln und die grundlegenden Methoden zur Informationsgewinnung und –verarbeitung nahegebracht, um den Anforderungen in einer zunehmend informatorisch geprägten Berufs- und Arbeitswelt gewachsen zu sein.

Die Jahrgangsstufe 11 (Einführungsphase) dient dazu, die neuen Schülerinnen und Schüler, welche mit unterschiedlicher Vorbildung an die Karl Kübel Schule kommen, auf eine gemeinsame fachliche Ausgangsposition zu bringen und sie damit auf die Qualifikationsphase (Jahrgangsstufen 12 und 13) optimal vorzubereiten.

Der Kurs "Strukturiertes Problemlösen 1" findet während dem ersten Halbjahr der Klasse 11 statt. In ihm sollen die grundlegenden Prinzipien der Informationsverarbeitung herausgearbeitet werden.

Die verbindlichen Unterrichtsinhalte sind im Lehrplan vorgegeben:

Verbindliche Unterrichtsinhalte Stichworte und Hinweise
Datenschutz Datenschutzgesetz
Grundbegriffe Problemanalyse, Algorithmus, Umsetzung in einer Programmiersprache
Testverfahren Testaten, Testfälle
Entwicklungsumgebung Verarbeitungsmodelle von Compiler- undInterpreter-SprachenAnwendung von Projektverwaltung, Hilfesystemund Debugger
Grafische Darstellung von Algorithmen Struktogramme
Variablen und Ausdrücke Variablen, Konstanten, elementare Datentypen, Operatoren und Ausdrücke
Kontrollstrukturen Bedingte Anweisungen, Mehrfachauswahl, Wiederholungsstrukturen, Ausnahmebehandlung

Der Kurs „Strukturiertes Problemlösen 2“ baut auf den oben genannten Kurs auf und vermittelt im zweiten Schulhalbjahr die Thematik um die strukturierten Datentypen und das Konzept der Modularisierung. Neben exemplarischen Grundalgorithmen auf strukturierte Datentypen bildet die Schnittstellenbeschreibung von Teilprogrammen (Methoden) und die Kommunikation zwischen Programmteilen (Parameterübergabe bei Methoden) den Schwerpunkt.
Mit dem Erwerb der informatischen Grundbildung in der Jahrgangsstufe 11 sollen die sozialen, kommunikativen, methodischen und fachlichen Kompetenzen erworben und ausgebaut werden.

Dazu setzen wir geeignete Computer (PCs und Laptops) ein und nutzen moderne Programmiersprachen und Entwicklungsumgebungen wie zum Beispiel Java mit BlueJ; eine für Lernzwecke didaktisch konzipierte IDE. Diese kann sich jeder aus dem Internet kostenlos herunterladen um sie zu Hause auf seinem eigenen PC zu nutzen.

Aktuelle Betriebssysteme von Microsoft und ausgewählte Entwicklungswerkzeuge werden im Rahmen der MSDN-academic-alliance den Schülerinnen und Schüler für die private Nutzung im Rahmen ihrer Lernzwecke zur Installation auf ihrem eigenen PC zur Verfügung gestellt.

Die Lerninhalte sind elektronisch aufbereitet und werden in einer Lernplattform, auch außerhalb des Unterrichts, den Lernenden zur Verfügung gestellt. Damit haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, die Inhalte vorangegangener Stunden zur Wiederholung oder zur Vertiefung erneut durchzuarbeiten. Foren und Chaträume runden die Lernumgebung ab und unterstützen die Schülerinnen und Schüler, welche über die Region verstreut sind, gemeinsam über Inhalte zu diskutieren oder Lösungen zu erarbeiten. Hiermit werden die Voraussetzungen geschaffen, damit die Schülerinnen und Schüler sich in einer Dienstleistungs- und Informationsgesellschaft zurechtfinden, in der die Datenverarbeitungstechnik eine Schlüsselfunktion einnimmt, welche das Beherrschen der vierten Kulturtechnik zunehmend notwendig macht.

Die Jahrgangsstufe 12 (Qualifikationsphase) baut auf die in der Einführungsphase behandelten Standardalgorithmen auf  Dabei wird im Unterricht nun die objektorientierte Softwareentwicklung vertieft. Das Ziel des objektorientierten Ansatzes ist es, Programmmodule zu gestalten, welche Realitätsaspekte einheitlich darstellen, zu überschaubaren Programmen führen und wieder verwendbar sind.

Im ersten Halbjahr lernen die Schülerinnen und Schüler in diesem Kurs, einen Anwendungsfall zu analysieren sowie durch Abstraktion und Reduktion Objekte und Klassen mit ihren relevanten Eigenschaften und Methoden zu bilden. Strukturelle Beziehungen, Datenrepräsentation und zeitliche Abläufe werden modellhaft dargestellt und die geplanten Strukturen des Softwaresystems in ein lauffähiges Programm übersetzt.

Das erste Halbjahr schließt mit der Projektwoche ab. In dieser wird den Kursteilnehmern die Möglichkeit gegeben, ein komplexes Projektthema frei zu wählen und die Umsetzung in einer Woche zu planen, zu konzipieren und zu realisieren, ohne den normalen schulischen Ablauf (Pausengong und wechselnden Unterrichtsfächer).

Im zweiten Halbjahr steht die Datenkommunikation im Mittelpunkt. Der Kurs Datenkommunikation soll Kenntnisse über die Arbeitsweise und Programmierung von Kommunikations-Schnittstellen vermitteln. Dabei wird herausgearbeitet, dass zur Abwicklung des Datenaustausches Vereinbarungen (Protokolle) nötig sind und welchen Einfluss die technischen Randbedingungen auf diese Vereinbarungen haben. Behandelt wird im Einzelnen die Struktur dieser Protokolle sowie gebräuchliche Verfahren für die im Rahmen der Protokolle zu erledigenden Teilaufgaben. Dabei wird zwischen verschiedenen Einsatzbereichen (Direktverbindung, lokale Netze, Weitverkehrsnetze) unterschieden und die Anforderungen aus der Sicht der Anwendungen klassifiziert.

Die Jahrgangsstufe 13 (Qualifikationsphase) behandelt im ersten Halbjahr den Themenschwerpunkt Datenbanken. In diesem werden die Grundkonzepte von Datenbanken, die ER-Modellierung, die Normalisierung, sowie SQL als plattformunabhängige Abfragesprache thematisiert und mit Werkzeugen wie MS-Access und XAMP an authentischen Situationen umgesetzt. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen einen Ausschnitt der realen Welt und erhalten durch Abstraktion und Reduktion die relevanten Merkmale des jeweiligen Problems. Sie erarbeiten ein strukturiertes Datenmodell durch Klassifizierung der Objekte (Entitäten) und der Bildung von Objekttypen (Entity-Sets) mit ihren relevanten Eigenschaften (Attributen). Im zweiten Halbjahr werden im Leistungskurs LK13.2 Webbasierte Anwendungen untersucht und erstellt. Der Kurs ergänzt die vorangegangenen Leistungskurse „Objektorientierte Software-Entwicklung“, „Datenkommunikation“ und „Datenbanken“. Er rundet somit die Thematik der Anwendungsentwicklung ab, wobei insbesondere internet-basierte Datenquellen betrachtet werden. Die Schülerinnen und Schüler lernen auf diese Weise die Wirkprinzipen des umfassenden Informationssystems Internet näher kennen.

Grundkurs Technologie

Jahrgangangsstufe 11 (4 Wochenstunden)

  • Grundlagen der Elektronik
  • Digitaltechnik
  • Funktionseinheiten eines PCs
  • Peripheriegeräte
  • Speichermedien
  • Dokumentations- und Präsentationstechniken

Jahrgangsstufe 12 (3 Wochenstunden)

  • Betriebssysteme
  • Ladevorgang eines Betriebssystems
  • Dateisysteme
  • Netzwerktechnik
  • Übertragungsmedien
  • Kommunikationsmodelle
  • TCP/IP-Referenzmodell

Jahrgangsstufe 13 (3 Wochenstunden)

  • Prozessautomatisierung
  • Web-Publishing
  • Web-Tools
  • Digitale Bildverarbeitung

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