Der Fachbereich Informatik

Das Angebot
ITG(Informationstechnische Grundbildung)
Das Fach ITG wird nicht als separates Unterrichtsfach angeboten, sondern ist in Klasse 7 in den Erdkundeunterricht integriert. Informatische Inhalte werden zweckgerichtet zum Beispiel für Daten-auswertungen und Präsentationen genutzt. Auch in kleinen Projekten werden Computerhandhabung und grundlegende informationstechnische Kenntnisse vermittelt. Hier der Link zum Rahmenplan.

Informatik
In der Qualifikationsphase werden beginnend in Klasse 11 und weiterführend in Klasse 12 Grundkurse angeboten. Da der Informatikunterricht lediglich über zwei Jahre belegt werden kann, ist es nicht möglich Informatik als 3.Prüfungsfach(schriftlich) oder 4.Prüfungsfach(mündlich) für das Abitur zu wählen. Allerdings besteht die Möglichkeit für Informatik als Bezugsfach in der
5. Prüfungskomponente(Präsentation). (Link zum Rahmenplan)

Lehrer
Unser Fachbereich wird von Herrn Schrade geleitet.

Ausstattung

An der Schule gibt es vier mit je 15 Computern ausgestattete Räume, die für alle Lerngruppen nutzbar sind. Für den Informatikunterricht werden zwei davon genutzt. Es steht ein großes Repertoire an Software zur Verfügung, das fortlaufend aktualisiert wird.
Im Unterricht kommen die Lehrbücher Informatik mit Java Bd. 1 bis 3 von Bernhard Schriek zum Einsatz. Eine Teilansicht ist im Netz zu finden. Sie sind die wichtigsten, aber nicht die einzigen Bücher, die uns zur Verfügung stehen.

Unterricht

Der Unterricht greift die Erfahrungen der Schüler auf und ist überwiegend projektorientiert. Teamfähigeit sowie die Fähigkeit Probleme zu lösen und dabei konzeptionell vorzugehen, werden durch gemeinsame Arbeit an Projekten geschult. Die Schüler erfahren Teamarbeit als sinnvolles und notwendiges Mittel um Ziele zu erreichen.

Inhalte und Unterrichtsbeispiele der ersten beiden Semester

Grundbegriffe der Informatik wie Bit, Byte, Hard- und Software, Betriebssystem, Bios, Information und ihre Darstellung, sowie die historische Entwicklung werden als Einstieg in die Informatik behandelt.
Auch die Computer von heute besitzen prinzipiell noch immer die Von Neumann Architektur, der wir uns in einigen Stunden widmen.
Vom Programmtext zum maschinenausführbaren Code könnte man den nächsten Abschnitt überschreiben. Mit einer assemblerähnlicher Programmiersprache werden hier schon kleine Programme geschrieben(Addition von Zahlen, Umwandlung von Binär in Dezimalzahl o.ä.).
Dabei verwenden wir eine Simulation des know-how Computers. Mehr dazu findet man auf der Seite
http://www.wolfgang-back.com/knowhow_home.php.
Anschließend wird die objektorientierte Programmiersprache Java eingeführt, die wir auch im weiteren Unterricht verwenden.
Wir arbeiten mit der zu Lehrzwecken entworfenen Entwicklungsumgebung BlueJ, die es Anfängern ermöglicht, Zusammenhänge der objektorientierten Programmierung (OOP) besser zu verstehen. Auch wenn der Unterricht überwiegend praxisorientiert gestaltet ist, werden wichtige theoretische Grundlagen geklärt und dabei Begriffe wie z. B. Interpreter und Compiler veranschaulicht. Auch die Grundbegriffe der OOP (Klasse, Objekt, Attribut, Methode) stehen dabei im Mittelpunkt.
Wir verwenden unter anderem die Java-Bibliotheken Stifte und Mäuse(SuM), die unter der gleichen Adresse wie die Bücher(s.o.) zum Download bereit stehen.

Der Einstieg in die Programmierung geschieht über die Erstellung kleiner Malprogramme.
Die Kontrollstrukturen Schleife und Verzweigung, Mehrfach-Verzweigung, sowie erste Datentypen werden anhand kleiner Projekte vermittelt:
Abi-Rechner, BMI-Rechner (Link), MSA-Rechner, Fadengrafik, Taschenrechner für Grundrechenarten sowie ein Dartspiel (Link) und ein Billardspiel (Link) werden programmiert. Dabei kommen nicht nur fertige Klassen (Zusammenfassung von Programmcode) zum Einsatz, sondern auch eigene, im Unterricht modellierte und programmierte Klassen. Der Umgang mit der UML-Notation und ihre Anwendung werden vermittelt, indem an den Unterrichtsprojekten gezeigt wird, dass  Klassen bzw. Objekte nicht mehr nur für sich stehen, sondern in Beziehungen zueinander treten.
Die Vererbung(Ist-Beziehung) wird exemplarisch an Oberflächenkomponenten von Java-Swing oder durch erweiterte Grafikelemente bei der Grafikprogrammierung mit SuM behandelt.
Im Billardspiel (Link) interagieren verschiedene Objekte z.B. Kugeln untereinander oder mit dem Tisch bzw. dem Queue. Die Beziehungen Assoziation(Kennt-Beziehung) und Aggregation(Hat-Beziehung) werden in diesem Zusammenhang thematisiert.
Bei der Entwicklung eines Programms zur Kontoführung kommen Arrays (Felder) zum Einsatz. Arrays sind Datenstrukturen, die es dem Programmierer ermöglichen, Daten und Objekte zu organisieren.

Beim Thema Datenbanken befassen wir uns mit der Modellierung von Daten mit dem Entity-Relationship-Modell. „Wie werden große Datenmengen strukturiert?“ ist hier die Frage oder „Was ist eine Datenbank?“ und „Welche Anforderungen werden an sie gestellt?“. Mit der Datenbankabfragesprache SQL bekommen wir aus gegebenen Datenbanken die Informationen die uns interessieren.
Sobald die Daten bestimmten Personen zugeordnet werden können, muss man sich mit dem Datenschutz befassen, was wir an dieser Stelle auch ausführlich tun.

 

Das 2. Unterrichtsjahr

Im 2. Unterrichtsjahr werden die Schwerpunkte der ersten zwei Semester auf einem höheren Niveau aufgegriffen, vertieft und auf folgende Themen bezogen:

-Einfache Sortieralgorithmen: Bubble-sort, Insert-sort

-Verschlüsselung von Daten mit kryptographischen Verfahren unter Anwendung von Zeichenkettenverarbeitung

-Persistenz(dauerhafte Speicherung von Objekten),Textdateien

Modellierung eines Kodier- bzw. Dekodierprogramms für monoalphabetische Chiffrierung (Erweiterung: „Codeknackprogramm“)

- Klassenbeziehungen (Vererbung, Aggregation, Assoziation)

-Bedeutung der Verschlüsselungsverfahren (Bezug zu Kryptodebatte: Privatsphäre vs. Kriminalitätsbekämpfung)

-Schlangen(Warteschlangen-Simulation) Projekt

-Kritische Betrachtung von GUIs (Ergonomie)

-Binäre Bäume: Suchen, Einfügen in Zahlbäumen(Projekt)

-Einführung der Rekursion: Ausgabe der Bäume und Suche in Bäumen rekursiv, Rekursive Grafik

-Datenbanken: Normalformen, komplexe Datenbankabfragen

-Soziale Netzwerke