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1. Leit­ge­dan­ken zum Kom­pe­ten­z­er­werb

1.1 Bil­dungs­wert des Fa­ches In­for­ma­tik

In­for­ma­tik ist ei­ne Wis­sen­schaft, die struk­tur­wis­sen­schaft­li­che und in­ge­nieur­wis­sen­schaft­li­che Kom­po­nen­ten ver­bin­det. Sie be­schäf­tigt sich da­zu sys­te­ma­tisch mit Kon­zep­ten zur Dar­stel­lung, Ver­ar­bei­tung, Struk­tu­rie­rung und zum Trans­port von In­for­ma­tio­nen und nutzt die­se Kon­zep­te für die Ent­wick­lung von In­for­ma­tik­sys­te­men.

Die In­for­ma­tik stellt heu­te ei­nen or­ga­ni­schen Teil vie­ler an­de­rer Dis­zi­pli­nen dar und hat die­se in kur­zer Zeit ver­än­dert. All­täg­li­ches Han­deln wird eben­so von die­sen In­for­ma­tik­sys­te­men ge­steu­ert wie die le­bens­not­wen­di­ge Grund­ver­sor­gung in den Be­rei­chen En­er­gie, Lo­gis­tik, Trans­port und Kom­mu­ni­ka­ti­on. Kin­der und Ju­gend­li­che be­we­gen sich al­so in ei­ner zu­neh­mend di­gi­ta­li­sier­ten Welt. Durch die Di­gi­ta­li­sie­rung ist ei­ne wei­te­re Di­men­si­on der rea­len Welt und des Zu­sam­men­le­bens ent­stan­den.

Ei­ner­seits ha­ben vie­le nur durch die In­for­ma­tik er­mög­lich­ten An­wen­dun­gen (wie zum Bei­spiel Na­vi­ga­ti­ons­sys­te­me, Wis­sens­da­ten­ban­ken, Kom­mu­ni­ka­ti­ons­platt­for­men, Un­ter­hal­tungs­elek­tro­nik, Strea­m­ing­diens­te, On­line­shop­ping, On­line­ban­king, Clou­d-Com­pu­ting, Mo­bi­les In­ter­net, Au­to­ma­ti­sier­te Fer­ti­gung, Si­cher­heits­sys­te­me, As­sis­tenz­sys­te­me, Me­di­zin­tech­nik) un­ser Le­ben be­rei­chert und ver­ein­facht. An­de­rer­seits birgt es auch Ge­fah­ren, wenn die au­to­ma­ti­sier­te und al­go­rith­men­ge­steu­er­te Ver­ar­bei­tung von In­for­ma­tio­nen durch mas­sen­haf­tes Er­he­ben und Ver­knüp­fen von Da­ten be­reits so in den All­tag in­te­griert ist, dass ei­ne Be­ein­flus­sung durch de­ren Pro­gno­sen und Hand­lungs­emp­feh­lun­gen häu­fig nicht mehr wahr­ge­nom­men wird.

Ziel des In­for­ma­tik­un­ter­richts ist es, dass Schü­le­rin­nen und Schü­ler ein Ver­ständ­nis für Hin­ter­grün­de, Me­cha­nis­men und Funk­ti­ons­wei­sen von in­for­ma­ti­schen Sys­te­men ent­wi­ckeln. Da­bei ist es von gro­ßer Be­deu­tung, nicht nur zu wis­sen, wie An­wen­dun­gen ge­nutzt wer­den, son­dern auch ih­re Funk­ti­ons­wei­se zu ver­ste­hen. Bei der Er­stel­lung von in­for­ma­ti­schen Pro­duk­ten er­le­ben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler, wie sie selbst ge­stal­te­risch tä­tig wer­den kön­nen und er­fah­ren ih­re Selbst­wirk­sam­keit. Ein Be­wusst­sein für die Exis­tenz und Re­le­vanz der Be­ein­flus­sun­gen durch in­for­ma­ti­sche Sys­te­me so­wie die Er­fah­rung, in­for­ma­ti­sche Sys­te­me selbst mit­ge­stal­ten zu kön­nen, tra­gen da­zu bei, dass sie als mün­di­ge Bür­ge­rin­nen und Bür­ger in der Ge­sell­schaft ver­ant­wor­tungs­voll Ent­schei­dun­gen tref­fen kön­nen.

Bei­trag des Fa­ches zu den Leit­per­spek­ti­ven

In wel­cher Wei­se das Fach In­for­ma­tik ei­nen Bei­trag zu den Leit­per­spek­ti­ven leis­tet, wird im Fol­gen­den dar­ge­stellt:

  • Bil­dung für nach­hal­ti­ge Ent­wick­lung (BNE)
    Der In­for­ma­tik­un­ter­richt för­dert ver­ant­wor­tungs­vol­les und nach­hal­ti­ges Den­ken und Han­deln. Als Grund­la­gen­fach leis­tet In­for­ma­tik ei­nen Bei­trag zur Leit­per­spek­ti­ve Bil­dung für nach­hal­ti­ge Ent­wick­lung, in­dem stets tech­ni­sche, an­wen­dungs­be­zo­ge­ne und ge­sell­schaft­li­che Kom­po­nen­ten mit­ein­an­der ver­knüpft wer­den. Die stän­di­gen Wei­ter­ent­wick­lun­gen der tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten fin­den in der Re­gel sehr schnell Ein­gang in das all­täg­li­che Le­ben und ver­än­dern das Ver­hal­ten der Men­schen. Oft wer­den sie ein fes­ter Be­stand­teil des All­tags, oh­ne dass zu­vor von der Ge­sell­schaft die Chan­cen und Ri­si­ken re­flek­tiert wur­den. Nur ein Ver­ständ­nis der tech­ni­schen Hin­ter­grün­de er­laubt es, fun­dier­te Aus­sa­gen zur ethi­schen Be­wer­tung der Neue­run­gen zu tref­fen und zu sach­li­chen Be­grün­dun­gen zu kom­men.
  • Bil­dung für To­le­ranz und Ak­zep­tanz von Viel­falt (BTV)
    Sämt­li­che di­gi­ta­len Sys­te­me (zum Bei­spiel Me­di­zin­tech­nik, Fahr­zeu­ge, Schließ­sys­te­me, Geld­ver­kehr, Kom­mu­ni­ka­ti­ons­platt­for­men) ha­ben Aus­wir­kun­gen auf das ge­sell­schaft­li­che Le­ben. Da­bei sind bei de­ren Ent­wick­lung in­di­vi­du­el­le Be­deu­tun­gen für ver­schie­de­ne ge­sell­schaft­li­che Grup­pen ein­schließ­lich Min­der­hei­ten (Men­schen mit Be­hin­de­rung, An­ge­hö­ri­ge ver­schie­de­ner Län­der und Eth­ni­en, se­xu­el­ler Ori­en­tie­run­gen, Re­li­gio­nen etc.) zu be­rück­sich­ti­gen.
    Neue tech­ni­sche Mög­lich­kei­ten bie­ten ne­ben ei­ner Rei­he von Chan­cen je­doch im­mer auch Mög­lich­kei­ten für Miss­brauch: Zum Bei­spiel stellt das In­ter­net ei­ne um­fas­sen­de Res­sour­ce für In­for­ma­ti­on dar und er­mög­licht die welt­wei­te Kom­mu­ni­ka­ti­on und Ver­net­zung von Men­schen un­ter­schied­li­cher kul­tu­rel­ler Prä­gung und Welt­an­schau­ung. Min­der­hei­ten ha­ben ei­ne Platt­form, um auf sich auf­merk­sam zu ma­chen, und auch ei­ne un­ab­hän­gi­ge Be­richt­erstat­tung aus to­ta­li­tä­ren Staa­ten ist mög­lich. Be­stimm­te In­ter­es­sen­grup­pen nut­zen die­se Tech­no­lo­gi­en je­doch auch, um Mei­nun­gen und An­sich­ten zu ver­stär­ken, zu be­ein­flus­sen oder zu ma­ni­pu­lie­ren. Ein ge­ziel­ter Ein­fluss auf die öf­fent­li­che Mei­nung ist ei­ne Ge­fahr für die Ak­zep­tanz von ge­sell­schaft­li­cher Viel­falt und för­dert Vor­ur­tei­le und Kli­schees. Nur wenn die Schü­le­rin­nen und Schü­ler die Struk­tu­ren des In­ter­nets und die da­hin­ter ste­hen­den tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten ver­ste­hen, kön­nen sie In­for­ma­tio­nen an­ge­mes­sen be­wer­ten.
  • Prä­ven­ti­on und Ge­sund­heits­för­de­rung (PG)
    Die zu­neh­men­de Durch­drin­gung al­ler Le­bens­be­rei­che mit In­for­ma­tik­sys­te­men führt zu ei­ner Viel­zahl neu­er Chan­cen, aber auch Ri­si­ken, die im In­for­ma­tik­un­ter­richt si­tua­ti­ons­be­zo­gen auf­ge­grif­fen wer­den kön­nen. Im In­for­ma­tik­un­ter­richt wer­den die Schü­le­rin­nen und Schü­ler an ei­nen ver­ant­wor­tungs­vol­len Um­gang mit Com­pu­tern und mo­bi­len End­ge­rä­ten her­an­ge­führt. Sie nut­zen die im All­tag größ­ten­teils zum Me­di­en­kon­sum ver­wen­de­ten mo­bi­len End­ge­rä­te und In­for­ma­tik­sys­te­me als Ar­beits­mit­tel und wer­den so be­fä­higt, von der Rol­le des rei­nen Kon­su­men­ten in die Rol­le des be­wusst Han­deln­den und Ge­stal­ten­den zu tre­ten. Dies för­dert die Selbst­wirk­sam­keit in ei­ner zu­se­hends kon­sum­ori­en­tier­ten Ge­sell­schaft und trägt zur Ent­wick­lung und Stär­kung der Per­sön­lich­keit von Schü­le­rin­nen und Schü­lern bei.
  • Be­ruf­li­che Ori­en­tie­rung (BO)
    In den letz­ten Jah­ren hat sich auf­grund der Ent­wick­lun­gen in der In­for­ma­ti­ons­tech­no­lo­gie ein Wan­del in der Be­rufs­welt voll­zo­gen. Ei­ni­ge klas­si­sche Be­rufs­bil­der ver­lie­ren an Be­deu­tung, Aus­bil­dun­gen wer­den um in­for­ma­ti­sche In­hal­te er­gänzt und es wur­den völ­lig neue Be­rufs­fel­der ge­schaf­fen. Der Wirt­schafts­stand­ort Deutsch­land wä­re in sei­ner heu­ti­gen Form oh­ne di­gi­ta­li­sier­te und au­to­ma­ti­sier­te Ge­schäfts­pro­zes­se un­denk­bar. Die Leit­per­spek­ti­ve Be­ruf­li­che Ori­en­tie­rung und die In­for­ma­tik bil­den ei­ne wert­vol­le Sym­bio­se. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen im In­for­ma­tik­un­ter­richt ver­schie­de­ne An­wen­dungs­fel­der der In­for­ma­tik ken­nen. Er be­fä­higt sie, in ih­rem spä­te­ren Be­ruf die di­gi­ta­len Werk­zeu­ge re­flek­tiert aus­zu­wäh­len und ein­zu­set­zen. Sie ler­nen, wie In­for­ma­tik die mo­der­ne Ge­sell­schaft prägt, und wer­den be­fä­higt, die­se selbst mit­zu­ge­stal­ten. Durch ei­ne früh­zei­ti­ge In­ter­es­sen­bil­dung er­mög­licht der In­for­ma­tik­un­ter­richt ei­nen ge­schlechts­neu­tra­len Zu­gang zur Ar­beits­welt und räumt mit ste­reo­ty­pen Sicht­wei­sen von in­for­ma­tik­na­hen Be­rufs­bil­dern auf.
  • Me­di­en­bil­dung (MB)
    Auch die In­for­ma­tik trägt zur Me­di­en­bil­dung bei. Wäh­rend sich an­de­re Schul­fä­cher in der Re­gel mit der Nut­zung be­stehen­der Sys­te­me be­schäf­ti­gen, schult der In­for­ma­tik­un­ter­richt das Ver­ständ­nis der Funk­ti­ons­wei­se die­ser Sys­te­me und be­fä­higt die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu ei­ner re­flek­tier­ten und ver­ant­wor­tungs­be­wuss­ten Nut­zung der ein­ge­setz­ten Sys­te­me.
    Nur ein Ver­ständ­nis der hin­ter den An­wen­dungs­pro­gram­men ste­hen­den in­for­ma­ti­schen Grund­kon­zep­te führt zu pro­dukt- und ver­si­ons­un­ab­hän­gi­gem Kon­zept­wis­sen, wel­ches die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­fä­higt, auch in Zu­kunft neu­en An­for­de­run­gen kom­pe­tent be­geg­nen zu kön­nen. Der In­for­ma­tik­un­ter­richt legt die Grund­la­gen für ei­nen ver­ant­wor­tungs­vol­len Um­gang mit Da­ten und sen­si­bi­li­siert Schü­le­rin­nen und Schü­ler, die Rech­te an­de­rer zu wah­ren und ih­re ei­ge­nen Da­ten zu si­chern.
  • Ver­brau­cher­bil­dung (VB)
    Der Er­werb von Wa­ren und Dienst­leis­tun­gen fin­det zu­neh­mend über das In­ter­net statt. Da­bei wer­den Kun­den per­so­na­li­sier­te An­ge­bo­te auf­grund von ge­sam­mel­ten Da­ten un­ter­brei­tet. Das Wis­sen über die Er­he­bung der Da­ten und über die Wir­kungs­wei­sen der da­hin­ter­ste­hen­den Sys­te­me be­fä­higt Schü­le­rin­nen und Schü­ler, re­flek­tiert Kon­sum­entschei­dun­gen zu tref­fen. Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­fah­ren im In­for­ma­tik­un­ter­richt, dass kos­ten­lo­se An­ge­bo­te oft da­durch fi­nan­ziert wer­den, dass im Ge­gen­zug per­sön­li­che Da­ten zur Ver­fü­gung ge­stellt wer­den, die von Un­ter­neh­men ge­winn­brin­gend ver­wer­tet wer­den.

1.2 Kom­pe­ten­zen

Die Aus­wir­kung der Di­gi­ta­li­sie­rung auf ge­sell­schaft­li­che Ent­wick­lun­gen hat in den ver­gan­ge­nen Jah­ren ste­tig zu­ge­nom­men. Da­her ist die Be­fä­hi­gung der Schü­le­rin­nen und Schü­ler, ihr Le­ben in ei­ner In­for­ma­ti­ons­ge­sell­schaft selbst­be­stimmt füh­ren und ge­stal­ten zu kön­nen und auch auf zu­künf­ti­ge Ent­wick­lun­gen und die da­mit ver­bun­de­nen Fra­ge­stel­lun­gen vor­be­rei­tet zu sein, nur durch den Er­werb ent­spre­chen­der Kom­pe­ten­zen er­reich­bar.

Zen­tra­le Kon­zep­te der In­for­ma­tik

Grund­la­ge für die Aus­wei­sung von Kom­pe­ten­zen sind zen­tra­le Kon­zep­te der In­for­ma­tik. Da­bei neh­men Kon­zep­te des In­for­ma­ti­schen Den­kens (Com­pu­ta­tio­nal Thin­king) ei­nen gro­ßen An­teil ein. Die­se be­schrei­ben den Pro­zess, ein Pro­blem und die zur Ver­fü­gung ste­hen­den Da­ten zu un­ter­su­chen, spe­zi­fi­sche Mus­ter zu er­ken­nen, We­sent­li­ches von Un­we­sent­li­chem zu un­ter­schei­den und da­mit ei­ne Lö­sung zu ent­wi­ckeln, die so prä­zi­se be­schrie­ben wird, dass sie leicht im­mer wie­der aus­ge­führt wer­den kann. Wich­ti­ge Lö­sungs­stra­te­gi­en sind „Zer­le­gung in Teil­pro­ble­me“, „Abs­tra­hie­ren“, „Mus­ter­er­ken­nung“ und „Al­go­rith­mi­sie­rung“. An den Pro­zess der Pro­blem­lö­sung schlie­ßen sich Re­fle­xi­on und Be­wer­tung der Er­geb­nis­se an. Die­se Vor­ge­hens­wei­sen sind ty­pisch für die In­for­ma­tik, kön­nen aber auch in an­de­ren Dis­zi­pli­nen an­ge­wen­det wer­den.

Die im Bil­dungs­plan for­mu­lier­ten Kom­pe­ten­zen stel­len die Um­set­zung die­ser Kon­zep­te im In­for­ma­tik­un­ter­richt dar. Die­se sind in zwei Be­rei­che un­ter­teilt:

  • Pro­zess­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen
  • In­halts­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen

Ein zeit­ge­mä­ßer In­for­ma­tik­un­ter­richt be­rück­sich­tigt da­bei stets die Ver­knüp­fung von in­halts­be­zo­ge­nen und pro­zess­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen.



Zen­tra­le Kon­zep­te der In­for­ma­tik in den pro­zess­be­zo­ge­nen und in­halts­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen (Gra­fik: A. Mit­tag)
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Pro­zess­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen

Pro­zess­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen be­schrei­ben im Bil­dungs­plan Kom­pe­ten­zen, die über al­le Schul­jah­re ei­nes Fa­ches in ei­nem län­ge­ren Pro­zess er­wor­ben wer­den. Im Fal­le von In­for­ma­tik liegt die be­son­de­re Si­tua­ti­on vor, dass in­for­ma­ti­sche In­hal­te über ver­schie­de­ne Fä­cher ver­teilt sind, die ei­nen je­weils ei­ge­nen Fach­plan in­ner­halb der Bil­dungs­plä­ne ha­ben. Die pro­zess­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen im vor­lie­gen­den Fach­plan kön­nen nur den Zeit­raum von Klas­se 7 ab­de­cken. Da­her wer­den die meis­ten der ge­nann­ten pro­zess­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen in die­sem Zeit­raum nicht ab­schlie­ßend er­wor­ben, son­dern kön­nen nur an­ge­bahnt wer­den.

Die pro­zess­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen glie­dern sich in vier Kom­pe­tenz­be­rei­che:

  • Struk­tu­rie­ren und Ver­net­zen
  • Mo­del­lie­ren und Im­ple­men­tie­ren
  • Kom­mu­ni­zie­ren und Ko­ope­rie­ren
  • Ana­ly­sie­ren und Be­wer­ten

Struk­tu­rie­ren und Ver­net­zen
Die In­for­ma­tik als Struk­tur­wis­sen­schaft be­schäf­tigt sich mit der Struk­tu­rie­rung von Da­ten und Pro­zes­sen (Al­go­rith­men). Gro­ße Da­ten­men­gen kön­nen nur dann au­to­ma­ti­siert und ef­fi­zi­ent ver­ar­bei­tet wer­den, wenn sie in ei­ner ge­eig­ne­ten Struk­tur vor­lie­gen. Auch Al­go­rith­men sind letzt­end­lich Struk­tu­ren aus ele­men­ta­ren Bau­stei­nen. An­hand von ein­fa­chen Bei­spie­len ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu­nächst grund­le­gen­de Bau­stei­ne und Struk­tu­ren von Al­go­rith­men ken­nen. Kom­ple­xe­re Pro­blem­stel­lun­gen kön­nen in ein­zel­ne Teil­pro­ble­me auf­ge­teilt wer­den, die oft für sich ein­fa­cher lös­bar sind. Zer­le­gun­gen er­hö­hen zu­dem die Über­sicht­lich­keit und er­mög­li­chen es, die Teil­lö­sun­gen in an­de­ren Kon­tex­ten wie­der­zu­ver­wen­den. Die ein­zel­nen Hand­lungs­schrit­te wer­den an­schlie­ßend chro­no­lo­gisch ge­ord­net und zu ei­ner Ge­samt­lö­sung ver­eint.

Mo­del­lie­ren und Im­ple­men­tie­ren
Um rea­le oder kon­stru­ier­te Pro­ble­me lö­sen zu kön­nen, müs­sen sie zu­nächst auf­be­rei­tet wer­den. So kön­nen De­tails weg­ge­las­sen wer­den, wenn sie für die Lö­sung ir­rele­vant sind, oder sie müs­sen weg­ge­las­sen wer­den, um ein Pro­blem über­haupt be­herrsch­bar zu ma­chen. In den zur Ver­fü­gung ste­hen­den In­for­ma­tio­nen müs­sen Re­gel­mä­ßig­kei­ten, Wie­der­ho­lun­gen, Ähn­lich­kei­ten oder Ge­setz­mä­ßig­kei­ten er­kannt wer­den, um cha­rak­te­ris­ti­sche und ver­all­ge­mei­ner­ba­re Be­stand­tei­le zu abs­tra­hie­ren. Da­nach wer­den Ab­läu­fe, Da­ten und Be­zie­hun­gen in in­for­ma­ti­schen Mo­del­len dar­ge­stellt. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler im­ple­men­tie­ren Al­go­rith­men in ei­ner ge­eig­ne­ten Pro­gram­mier­um­ge­bung und tes­ten ih­re Pro­gram­me auf Feh­ler und die Er­geb­nis­se auf Rea­li­täts­re­le­vanz.

Kom­mu­ni­zie­ren und Ko­ope­rie­ren
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler do­ku­men­tie­ren ih­re Ar­beits­schrit­te und (Teil‑)Er­geb­nis­se und be­die­nen sich da­bei fach­li­cher Ter­mi­no­lo­gie und ge­eig­ne­ter Vi­sua­li­sie­run­gen. Nur dann kön­nen Lö­sun­gen be­zie­hungs­wei­se Lö­sungs­we­ge von an­de­ren nach­voll­zo­gen wer­den. Sie be­ar­bei­ten ge­eig­ne­te Pro­blem­stel­lun­gen ar­beits­tei­lig und ver­wen­den da­bei vor­han­de­ne In­fra­struk­tur zur Kom­mu­ni­ka­ti­on und Zu­sam­men­ar­beit (zum Bei­spiel Tau­schlauf­werk, Cloud­diens­te).

Ana­ly­sie­ren und Be­wer­ten
Die Ana­ly­se von Sach­ver­hal­ten fin­det im In­for­ma­tik­un­ter­richt auf un­ter­schied­li­chen Ebe­nen statt. So ana­ly­sie­ren die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Auf­ga­ben­stel­lun­gen, vor­lie­gen­den Pro­gramm­code, das Ver­hal­ten von Sys­te­men mit un­be­kann­tem in­ne­ren Auf­bau (black box) so­wie die ge­sell­schaft­li­chen Aus­wir­kun­gen von in­for­ma­ti­schen Sys­te­men. Mit der Lö­sung ei­nes Pro­blems ist der Ar­beits­pro­zess in der In­for­ma­tik in der Re­gel nicht ab­ge­schlos­sen. Beim Re­fle­xi­ons­pro­zess wer­den Lö­sun­gen mit der Aus­gangs­si­tua­ti­on ver­gli­chen und ge­ge­be­nen­falls Über­le­gun­gen zur Ver­bes­se­rung an­ge­stellt. Dies führt zur Be­wer­tung und Über­ar­bei­tung der Lö­sun­gen. Pro­blem­lö­sen ist in der In­for­ma­tik ein ite­ra­ti­ver Pro­zess, der am En­de zu ei­ner op­ti­mier­ten Lö­sung führt. In der Re­gel gibt es nicht nur ei­ne rich­ti­ge Lö­sung, son­dern ei­ne Viel­zahl mög­li­cher Um­set­zun­gen. Dar­über hin­aus be­wer­ten die Schü­le­rin­nen und Schü­ler die Aus­wir­kung in­for­ma­ti­scher An­wen­dun­gen, Struk­tu­ren und Denk­wei­sen auf die Ge­sell­schaft so­wie de­ren Sinn­haf­tig­keit.

In­halts­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen

In­for­ma­tik be­schäf­tigt sich mit der Dar­stel­lung, der au­to­ma­ti­schen Ver­ar­bei­tung, Spei­che­rung und Über­tra­gung von In­for­ma­tio­nen. Da­bei ist die Re­prä­sen­ta­ti­on der In­for­ma­ti­on in Form von di­gi­ta­len Da­ten Vor­aus­set­zung für de­ren wei­te­re au­to­ma­ti­sier­te Ver­ar­bei­tung. Die­se Prin­zi­pi­en sind die Grund­la­ge für die Glie­de­rung der in­halts­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen.

Da­ten und Co­die­rung
Co­die­rungs­vor­schrif­ten be­schrei­ben, wie In­for­ma­tio­nen in ein stan­dar­di­sier­tes For­mat ge­bracht wer­den kön­nen. Bei der Un­ter­su­chung von all­täg­li­chen Co­die­run­gen wer­den Ele­men­te der zu­grun­de­lie­gen­den Co­die­rungs­vor­schrif­ten her­aus­ge­ar­bei­tet. Dar­aus las­sen sich all­ge­mei­ne Mus­ter ab­lei­ten. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren die (De‑)Co­die­rung von Bil­dern und Tex­ten auf die (De‑)Co­die­rung von Zah­len im Bi­närs­ys­tem zu­rück.

Al­go­rith­men
Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen al­go­rith­mi­sche Grund­bau­stei­ne und Kon­troll­struk­tu­ren an­hand von Ar­beits­ab­läu­fen aus ih­rer Er­fah­rungs­welt ken­nen und kön­nen sie dann zur Lö­sung von Pro­ble­men ein­set­zen. In­for­ma­ti­sche Mo­del­le er­leich­tern das Ver­ständ­nis des Auf­baus von Al­go­rith­men.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­fah­ren, dass ein Al­go­rith­mus auch für va­ri­ie­ren­de Pro­blem­stel­lun­gen (zum Bei­spiel un­ter­schied­li­che An­fangs­wer­te, Be­nut­zer­inter­ak­ti­on) ge­eig­net sein muss. Sie müs­sen die Ge­mein­sam­kei­ten und Un­ter­schie­de die­ser va­ri­ie­ren­den Pro­blem­stel­lun­gen er­ken­nen, um pas­sen­de Al­go­rith­men zu ent­wer­fen.

Rech­ner und Net­ze
Ne­ben dem Rech­ner als al­go­rith­men­ver­ar­bei­ten­de Ma­schi­ne ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler den Rech­ner als Teil­neh­mer in Net­zen ken­nen. Die Ver­net­zung von Rech­nern bil­det die Grund­la­ge ver­teil­ten Ar­bei­tens und mo­der­ner Kom­mu­ni­ka­ti­on. Ne­ben Kon­zep­ten der Da­ten­über­tra­gung ist das Zu­sam­men­spiel zwi­schen den ein­zel­nen Kom­po­nen­ten der ver­teil­ten An­wen­dung ent­schei­dend.

In­for­ma­ti­ons­ge­sell­schaft und Da­ten­si­cher­heit
In der In­for­ma­ti­ons­ge­sell­schaft muss je­der Ein­zel­ne die Ver­ant­wor­tung für sei­ne Da­ten im Hin­blick auf Ver­füg­bar­keit, Ver­trau­lich­keit und In­te­gri­tät über­neh­men. Da­zu ge­hö­ren zum ei­nen der recht­li­che Rah­men im Um­gang mit ei­ge­nen und frem­den per­so­nen­be­zo­ge­nen Da­ten und Bil­dern wie auch der si­che­re Um­gang da­mit. Ein­fa­che Ver­schlüs­se­lungs­ver­fah­ren zei­gen die Prin­zi­pi­en der Kryp­to­lo­gie. Die Ana­ly­se von ver­schlüs­sel­ten Tex­ten wird zum Bre­chen ein­fa­cher Ver­schlüs­se­lungs­ver­fah­ren ge­nutzt. Es wird deut­lich, dass nur die Ver­mei­dung von Schwach­stel­len zu si­che­ren Ver­schlüs­se­lungs­ver­fah­ren füh­ren kann.

1.3 Di­dak­ti­sche Hin­wei­se

In Klas­se 7 kom­men die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zum ers­ten Mal sys­te­ma­tisch mit In­for­ma­tik in Be­rüh­rung. Die Ver­bin­dung von All­tags­er­fah­run­gen mit dem Ver­ständ­nis in­for­ma­ti­scher Kon­zep­te und Struk­tu­ren steht als über­ge­ord­ne­tes Ziel über den ein­zel­nen Kom­pe­ten­zen und ins­be­son­de­re über Fer­tig­kei­ten im Um­gang mit Werk­zeu­gen.

An­fangs­un­ter­richt
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­fü­gen be­reits über viel­fäl­ti­ge Er­fah­run­gen und Fra­ge­stel­lun­gen, hin­ter de­nen in­for­ma­ti­sche Prin­zi­pi­en ste­cken und für wel­che die Schü­le­rin­nen und Schü­ler bis­her kei­ne fun­dier­ten Er­klä­rungs­an­sät­ze ha­ben. Hier bie­ten sich zahl­rei­che Mög­lich­kei­ten, All­tags­er­fah­run­gen zu the­ma­ti­sie­ren und in­for­ma­ti­sche Kon­zep­te be­zie­hungs­wei­se de­ren Aus­wir­kun­gen sicht­bar zu ma­chen. Die Be­deu­tun­gen for­ma­ler De­fi­ni­tio­nen wer­den oft hin­ter das Ver­ständ­nis von Ide­en tre­ten, man­che Kon­zep­te kön­nen im An­fangs­un­ter­richt auch nur an­ge­bahnt und von Schü­le­rin­nen und Schü­lern er­ahnt wer­den. Be­griff­lich­kei­ten und theo­re­ti­scher Un­ter­bau soll­ten im An­fangs­un­ter­richt nur so­weit ver­tieft wer­den, als sie zur Lö­sung von im Un­ter­richt al­ters­an­ge­mes­sen be­han­del­ba­ren Pro­blem­stel­lun­gen nö­tig sind.

Dif­fe­ren­zie­rung
Für Schü­le­rin­nen und Schü­ler ist der Auf­bau­kurs In­for­ma­tik die ers­te sys­te­ma­ti­sche Be­geg­nung mit in­for­ma­ti­schen The­men. Grund­le­gen­de Kon­zep­te der In­for­ma­tik ste­hen im Mit­tel­punkt des Un­ter­richts und vie­le Be­grif­fe und Zu­sam­men­hän­ge wer­den zu­nächst pro­pä­deu­tisch be­han­delt. Aus die­sem Grund un­ter­schei­den sich die Aus­for­mu­lie­run­gen der Ni­veau­stu­fen ei­ni­ger Teil­kom­pe­ten­zen nur ge­ring­fü­gig, die Dif­fe­ren­zie­rung er­folgt dann über ent­spre­chen­de Kom­ple­xi­tät der Bei­spie­le und die schü­ler­ge­rech­te Aus­ge­stal­tung des kon­kre­ten Un­ter­richts.

Va­ria­ti­on von Pro­blem­stel­lun­gen
In be­son­de­rer Wei­se bie­tet der in­for­ma­ti­sche Zu­gang zur Pro­blem­lö­sung auch die Mög­lich­keit, über die Gren­zen der ur­sprüng­li­chen Auf­ga­ben­stel­lung hin­aus zu den­ken. Durch ver­än­der­te An­for­de­run­gen, Rah­men­be­din­gun­gen oder Va­ria­ti­on der Pro­blem­grö­ße wer­den in­for­ma­ti­sche Lö­sungs­kon­zep­te ver­deut­licht, nach­voll­zieh­bar ge­macht oder hin­ter­fragt. Fra­ge­stel­lun­gen der Art „Wie hät­te man es an­ders ma­chen kön­nen?“, „Ist die ge­fun­de­ne Lö­sung op­ti­mal?“ oder „Wo en­den die Ein­satz­be­rei­che der ge­fun­de­nen Lö­sung?“ ge­hö­ren zum Stan­dard­re­per­toire des In­for­ma­tik­un­ter­richts.

Ge­schlechts­neu­tra­ler In­for­ma­tik­un­ter­richt
Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­sit­zen oft­mals dif­fu­se Vor­stel­lun­gen von In­for­ma­tik und de­ren Auf­ga­ben­be­rei­chen und brin­gen Rol­len­kli­schees mit, die sich dann im Un­ter­richt wi­der­spie­geln. Die­se Pro­ble­ma­tik wird im In­for­ma­tik­un­ter­richt auf­ge­grif­fen: Pro­gram­mier­bei­spie­le und Übun­gen wer­den so ge­wählt, dass sie in glei­chem Ma­ße Jun­gen und Mäd­chen an­spre­chen. Bei der Pro­blem­lö­sung wer­den schü­ler­spe­zi­fi­sche Her­an­ge­hens­wei­sen be­rück­sich­tigt, plan­vol­le und pro­bie­ren­de Vor­ge­hens­wei­sen er­gän­zen sich sinn­voll.

Ak­tu­el­le Be­zü­ge
Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­den in all­täg­li­chen Si­tua­tio­nen oder in den Nach­rich­ten mit in­for­ma­ti­schen The­men kon­fron­tiert. Dies reicht von zu­nächst un­er­klär­ba­rem Ver­hal­ten (zum Bei­spiel Feh­ler­mel­dun­gen) beim Be­die­nen von End­ge­rä­ten bis zu Nach­rich­ten über tech­ni­sche Ent­wick­lun­gen oder Zwi­schen­fäl­le im Zu­sam­men­hang mit In­for­ma­tik­sys­te­men. Vie­le die­ser ak­tu­el­len Er­eig­nis­se bie­ten ge­eig­ne­te An­knüp­fungs­mög­lich­kei­ten, um so­wohl die in­for­ma­tisch-tech­no­lo­gi­schen As­pek­te als auch die Aus­wir­kun­gen auf In­di­vi­du­um und Ge­sell­schaft zu be­leuch­ten.

In­for­ma­tik in In­dus­trie und Be­rufs­welt
Fast al­le Ele­men­te ent­lang ei­ner Wert­schöp­fungs­ket­te sind zu­neh­mend mit­ein­an­der ver­netzt. Da­her wei­sen im­mer mehr Be­rufs­fel­der in­for­ma­ti­sche Be­zü­ge auf und für vie­le Be­ru­fe ist in­zwi­schen ein grund­le­gen­des Ver­ständ­nis in­for­ma­ti­scher Kon­zep­te not­wen­dig. An ge­eig­ne­ten Bei­spie­len von In­dus­trie­zwei­gen oder Be­rufs­bil­dern kön­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler dies ken­nen­ler­nen.

Pro­gram­mie­ren
Pro­gram­mie­ren als Rea­li­sie­rung von Ide­en in Soft­ware als schöp­fe­ri­scher und pro­duk­ti­ver Pro­zess ist ein we­sent­li­cher Be­stand­teil des In­for­ma­tik­un­ter­richts. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen Pro­blem­lö­sun­gen, die auf grund­le­gen­den Pro­gram­mier­bau­stei­nen ba­sie­ren und er­fah­ren so, dass die Lö­sung nicht in den Bau­stei­nen selbst, son­dern haupt­säch­lich in der Art und Wei­se ih­rer An­ord­nung liegt. Grund­sätz­lich bie­ten Pro­gram­mier­auf­ga­ben die Chan­ce, dass Schü­le­rin­nen und Schü­ler die Ar­beits­er­geb­nis­se an­hand des Pro­gramm­ab­laufs be­zie­hungs­wei­se ‑er­geb­nis­ses selbst­stän­dig und un­ab­hän­gig von der Lehr­kraft über­prü­fen kön­nen. Hier ist ei­ne be­hut­sa­me Her­an­füh­rung durch die Lehr­kraft er­for­der­lich, da­mit die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen, die­se ob­jek­ti­ve Rück­mel­dung zur Wei­ter­ent­wick­lung ih­rer Lö­sung zu nut­zen.

Pro­gram­mier­um­ge­bung
Die Ent­schei­dung für ei­ne ge­eig­ne­te Pro­gram­mier­spra­che be­zie­hungs­wei­se Pro­gram­mier­um­ge­bung soll­te stets nach Ge­sichts­punk­ten der al­ters­an­ge­mes­se­nen Ver­mitt­lung in­for­ma­ti­scher Kon­zep­te er­fol­gen. Tex­tu­el­le Pro­gram­mier­spra­chen stel­len durch stren­ge syn­tak­ti­sche Vor­ga­ben ge­ra­de für Pro­gram­mier­an­fän­ge­rin­nen und ‑an­fän­ger ei­ne ho­he Her­aus­for­de­rung dar. Di­dak­ti­sche Pro­gram­mier­um­ge­bun­gen mit zum Bei­spiel block­ba­sier­ten Spra­chen er­mög­li­chen im An­fangs­un­ter­richt ei­ne Fo­kus­sie­rung auf die al­go­rith­mi­schen Bau­stei­ne (An­wei­sun­gen, Kon­troll­struk­tu­ren) und de­ren Zu­sam­men­spiel durch Struk­tu­rie­rung. Die Mög­lich­keit ei­nes an­spre­chen­den gra­fi­schen Out­puts hat für Schü­le­rin­nen und Schü­ler ei­nen ho­hen Auf­for­de­rungs­cha­rak­ter und mo­ti­viert da­zu, ei­ge­ne Ide­en um­zu­set­zen, birgt je­doch auch die Ge­fahr, dass al­go­rith­mi­sche Struk­tu­ren zu­guns­ten der gra­fi­schen Aus­ge­stal­tung in den Hin­ter­grund tre­ten.
Die Pro­gram­me sol­len hier­bei nicht auf ei­nen rein li­nea­ren Ab­lauf (zum Bei­spiel Ani­ma­ti­on von Ge­schich­ten) be­schränkt sein, da dies das Ein­üben der al­go­rith­mi­schen Kon­troll­struk­tu­ren nicht för­dert. Ei­ne ge­eig­ne­te Auf­ga­ben­stel­lung kann hier ent­spre­chen­de Vor­ga­ben schaf­fen.

In­for­ma­tik mit und oh­ne Rech­ner­ein­satz
Die Be­schäf­ti­gung mit in­for­ma­ti­schen In­hal­ten ge­schieht nicht aus­schließ­lich mit di­gi­ta­len End­ge­rä­ten. Die Ver­mitt­lung mit­hil­fe von „un­plug­ge­d“-Ele­men­ten (zum Bei­spiel Nach­spie­len mit ge­eig­ne­ten Ge­gen­stän­den, in Pa­pier­form, durch Rol­len­spie­le) kann da­zu bei­tra­gen, die Ker­n­idee in­for­ma­ti­scher Kon­zep­te in den Vor­der­grund zu rü­cken und Ab­len­kun­gen, die im Um­gang mit Werk­zeu­gen oft un­ver­meid­lich sind, zu re­du­zie­ren.

Pro­jekt­ar­ti­ges Ar­bei­ten
Der In­for­ma­tik­un­ter­richt bie­tet den Schü­le­rin­nen und Schü­lern hand­lungs- und pro­blem­ori­en­tier­te Un­ter­richts­si­tua­tio­nen, in de­nen sie er­wor­be­ne Kom­pe­ten­zen und er­lern­tes Wis­sen an­wen­den kön­nen. Ein Pro­gram­mier­pro­jekt in be­grenz­tem zeit­li­chen Um­fang ist – bei ge­eig­ne­ter Auf­ga­ben­stel­lung – schon im An­fangs­un­ter­richt in Klas­se 7 mög­lich und för­dert ins­be­son­de­re den Auf­bau pro­zess­be­zo­ge­ner Kom­pe­ten­zen. Der Rah­men für die Auf­ga­ben­stel­lung muss so von der Lehr­kraft vor­ge­ge­ben wer­den, dass so­wohl die fach­li­chen An­for­de­run­gen als auch die zu er­war­ten­de Band­brei­te an Ide­en der Schü­le­rin­nen und Schü­ler dar­in Platz fin­den.

Säch­li­che Aus­stat­tung und In­fra­struk­tur
Bei der Kon­zep­ti­on des Un­ter­richts sind stets die ört­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten (un­ter an­de­rem räum­li­che Lö­sung, End­ge­rä­te, In­fra­struk­tur) zu be­rück­sich­ti­gen. Grund­sätz­lich ist ei­ne Um­set­zung der In­hal­te des Auf­bau­kur­ses In­for­ma­tik mit di­gi­ta­len End­ge­rä­ten selbst­ver­ständ­lich. Der Ein­satz von Soft­ware, Lern­platt­for­men etc. muss da­bei in­di­vi­du­ell auf vor­han­de­ne Struk­tu­ren und Aus­stat­tung ab­ge­stimmt wer­den. Dem Um­gang mit der In­fra­struk­tur kommt da­bei die Rol­le ei­nes Werk­zeu­ges zu. Die­ses soll ge­gen­über der Ver­mitt­lung in­for­ma­ti­scher In­hal­te in den Hin­ter­grund tre­ten. Wie Werk­zeu­ge in der ein­zel­nen Un­ter­richts­stun­de ein­ge­setzt wer­den, ist in der je­wei­li­gen di­dak­ti­schen Kon­zep­ti­on zu über­prü­fen.




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