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Informatik (Schulversuch)

Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Strukturieren und Vernetzen
    • 2.1 Strukturieren und Vernetzen
    • mit dem Schulnetz (zum Beispiel Homeverzeichnis, Tauschverzeichnis, mobile Datenträger, Netzwerkdrucker) zielorientiert arbeiten
    • Dateien und Bezeichner (zum Beispiel für Variablen, Unterprogramme) aussagekräftig benennen
    • Beziehungen zwischen Daten/Objekten (zum Beispiel Hierarchien in Verzeichnisbäumen oder Stammbäumen, die Struktur des Internets, Verkehrsnetz als Graph) erkennen und erläutern
    • gleichartige Daten in geeigneten Datenstrukturen zusammenfassen (zum Beispiel Namensliste einer Klasse, Pixel einer Rastergrafik etc.)
    • Handlungsschritte chronologisch ordnen (auch aufgrund von kausalen Zusammenhängen)
    • Teillösungen zur Lösung des Gesamtproblems nutzen
    • Schnittstellen für Teilbereiche definieren, die unabhängig voneinander bearbeitet werden (zum Beispiel Gruppenarbeit, Protokolle bei Client-Server, Parameter und Rückgabewerte bei Unterprogrammen)
    • textuelle und grafische Modellierungssprachen zur Beschreibung und Entwicklung von Strukturen und Prozessen verwenden
    • ihre eigenen Arbeitsprozesse in Projekten planen und strukturieren, auf Abweichungen reagieren und den Verlauf dokumentieren
  • 2.2 Modellieren und Implementieren
    • 2.2 Modellieren und Implementieren
    • die für die Problemstellung relevanten Informationen herausarbeiten und fehlende beziehungsweise ergänzende Informationen beschaffen
    • für (Teil‑)Abläufe notwendige Eingabedaten und Ergebnisse beschreiben und in Form von Testfällen formalisieren
    • vorliegende Informationen für die Lösung geeignet aufbereiten (zum Beispiel durch Filtern, Reduktion, Kategorisieren)
    • charakteristische und verallgemeinerbare Bestandteile herausarbeiten (Abstraktion)
    • relevante Abläufe, Daten, Komponenten und ihre Beziehungen in informatischen Modellen darstellen
    • passende Komponenten, Strukturen und Lösungsstrategien für gegebene Problemstellungen auswählen und adaptieren
    • geeignete Programme und Hilfsmittel zur grafisch gestützten Modellierung einsetzen
    • unterschiedliche Perspektiven in die Entwicklung einer Lösung miteinbeziehen
    • Strukturen und Abläufe in einer Programmiersprache implementieren
    • geeignete Codebausteine aus verschiedenen Quellen auswählen, gegebenenfalls adaptieren und in eigene Programme einbauen und dabei rechtliche Rahmenbedingungen berücksichtigen
    • Programme gezielt gegen vorab formulierte Testfälle testen
    • Fehler in der Implementierung systematisch aufspüren und beheben
    • die Angemessenheit von Lösungen und die erreichten Resultate bewerten
  • 2.3 Kommunizieren und Kooperieren
    • 2.3 Kommunizieren und Kooperieren
    • fachspezifische Schreib- und Notationsweisen verwenden
    • Sachverhalte, eigene Ideen, Lösungswege und Ergebnisse zielgruppenorientiert und unter Beachtung der informatischen Terminologie erläutern und strukturiert darstellen
    • eigenen und fremden Programmcode in geeigneter Weise kommentieren und dokumentieren
    • vorhandene Dokumentationen und kommentierten Programmcode lesen und verstehen
    • arbeitsteilig als Team ihre Aufgaben planen, strukturieren, ausführen, reflektieren und präsentieren
    • zielorientiert auf einer vorhandenen Infrastruktur kommunizieren und geeignete digitale Werkzeuge zum kollaborativen Arbeiten verwenden
    • in Erarbeitung, Kooperation und Darstellung alltagsrelevante rechtliche Regelungen befolgen und verantwortungsvoll mit eigenen und fremden personenbezogenen Daten umgehen
    • charakteristische Merkmale verschiedener Kommunikationsformen (Mensch-Mensch, Mensch-Maschine, Maschine-Maschine) auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede analysieren und deren gesellschaftliche Auswirkungen bewerten
    • Sicherheitsaspekte bei ihrem Kommunikationsverhalten berücksichtigen und die gesellschaftliche Relevanz von verschlüsselter Kommunikation reflektieren
    • Aspekte von Toleranz und Akzeptanz von Vielfalt im Kontext informatischer Fragestellungen diskutieren
  • 2.4 Analysieren und Bewerten
    • 2.4 Analysieren und Bewerten
    • durch Analyse (zum Beispiel „gezieltes Anwenden“/Blackbox oder auch Codebetrachtung/Whitebox) Erkenntnisse über das Verhalten von informatischen Systemen gewinnen
    • informatische Modelle mit der jeweiligen Realsituation vergleichen
    • unterschiedliche Lösungsansätze und Vorgehensweisen miteinander vergleichen und bewerten
    • Optimierungsbedarf ermitteln und gegebenenfalls Lösungswege optimieren
    • Kenntnisse über den inneren Ablauf informatischer Systeme im Alltag nutzen
    • Einsatzbereiche und Grenzen von Modellen erkennen
    • Entscheidungen auf der Grundlage informatischen Sachverstands treffen und diese sachgerecht begründen
    • Auswirkungen von Computersystemen auf Gesellschaft, Berufswelt und persönliches Lebensumfeld aus verschiedenen Perspektiven bewerten
    • im Zusammenhang einer digitalisierten Gesellschaft einen eigenen Standpunkt zu ethischen Fragen in der Informatik einnehmen und ihn argumentativ vertreten
Leitperspektiven [+][-]

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen
3.3.3 Rechner und Netze
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3.3.3 Rech­ner und Net­ze

Die boo­le­sche Al­ge­bra ist die theo­re­ti­sche Grund­la­ge von Schalt­net­zen und Schalt­wer­ken, aus de­nen die Hard­ware re­al exis­tie­ren­der In­for­ma­tik­sys­te­me be­steht. Aus­ge­hend von ein­fa­chen Wahr­heits­ta­feln ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Me­tho­den ken­nen, um zu­neh­mend kom­ple­xe­re Schalt­net­ze zu ent­wi­ckeln und zu op­ti­mie­ren.

An­hand des Von-Neu­man­n-Rech­ners ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ei­ne kon­kret rea­li­sier­ba­re Ma­schi­ne und ih­ren in­ne­ren Auf­bau ken­nen. Er stellt an­de­rer­seits ei­ne von der kon­kre­ten Rea­li­sie­rung un­ab­hän­gi­ge Mo­dell­ma­schi­ne dar, bei der Da­ten und Pro­gramm im sel­ben Spei­cher lie­gen und de­ren Funk­tio­na­li­tät auf ei­nem stän­di­gen Be­fehls­zy­klus ba­siert. Sie kön­nen hard­ware­ab­hän­gi­ge Mi­kro­pro­gram­me in ei­ner Si­mu­la­ti­ons­um­ge­bung im­ple­men­tie­ren, um Ma­kro­be­feh­le ei­ner Von-Neu­man­n-Mo­dell­ma­schi­ne zu er­stel­len oder de­ren Ma­kro­be­fehls­satz zu er­wei­tern. Die­sen nut­zen sie ex­em­pla­risch, um ein­fa­che hard­ware­un­ab­hän­gi­ge Pro­gram­me zu im­ple­men­tie­ren.

Meh­re­re mit­ein­an­der ver­bun­de­ne Rech­ner kön­nen mit­hil­fe von Pro­to­kol­len, wel­che die Kom­mu­ni­ka­ti­on re­geln, kom­mu­ni­zie­ren. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler bau­en ih­re bis­he­ri­gen Kennt­nis­se über Pro­to­kol­le aus, in­dem sie das Prin­zip der pa­ke­tori­en­tier­ten Da­ten­über­tra­gung und das ver­ein­fach­te Schich­ten­mo­dell an ei­nem kon­kre­ten Bei­spiel er­läu­tern. Sie stel­len Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ab­läu­fe mit­hil­fe von Se­quenz­dia­gram­men dar.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen

Rech­ner

Net­ze
Umsetzungshilfen

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