Informatik

"Ein Computer rechnet mit allem - nur nicht mit seinem Besitzer." (D. Hildebrandt)

Ziele und Inhalte

In Informatik – der Wissenschaft von der systematischen Darstellung, Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen, insbesondere der automatischen Verarbeitung mithilfe von Digital­rechnern, geht es nicht, wie viele Schüler meinen, darum, wie man lernt, einen Computer zu benutzen, auch wenn die sogenannte „Informations­technische Grundbildung“ an vielen Schulen zumeist von Informatikern unterrichtet wird und der Begriff Informatik hier sehr weit gefasst wird. Computer dienen vielmehr als Werkzeug bei der Beschäftigung mit Problemen der Speicherung, Übertragung und Verarbeitung von Daten.

Das Unterrichtsfach Informatik beschäftigt sich im Wesentlichen mit

  • dem Verständnis und dem Aufbau von Computern, ihrer Funktionsweise, ihren Möglichkeiten und ihren Grenzen,
  • ihrer universellen Verwendbarkeit auf der Basis von problemangepassten (Computer-)Programmen,
  • der Modellierung von Realwelt-Problemen mithilfe vorhandener oder selbst erstellter Computerprogramme, der Bearbeitung und der Interpretation der Ergebnisse ( = Rückbezug vom Modell auf die Realwelt),
  • der systematischen Informationsbeschaffung, -verarbeitung und -verwaltung,
  • der Verdeutlichung der Chancen und der Gefahren der EDV-Nutzung.

Wie keine andere Fachdisziplin hat die Informatik unseren Alltag in den letzten Jahren rasant verändert. Wir nutzen Smartphones und Tablets wie selbstverständlich, Navigationssysteme berechnen den schnellsten Weg ans Ziel. In zahlreichen Geräten sind heute Computer oder Microcontroller verbaut, in denen Programme für die Geräte­steue­rung sorgen: von Sprachassistenten über den Thermomix bis hin zur Hausautomation oder medizinischen Geräten im Krankenhausbereich. Es sind Algorithmen und neuartige Software bis hin zu „neuronalen Netzen“ und „künstlicher Intelligenz“, die uns in vielen Bereichen des Lebens den Alltag erleich­tern sollen: bei der Warenbestellung im Inter­net, bei der Transportlogistik an See- und Flughäfen, durch immer präzisere Wettervor­her­sagen, bei der Erfassung der im Chip des Personalausweises oder in der Kreditkarte gespeicherten Daten. Hierdurch gewinnen wir Vorteile, die wir aber auch gegen neue Risiken und Konsequenzen abwägen müssen. Meist ist uns gar nicht bewusst, wie sehr Informatik in unserem Alltag schon eine Rolle spielt. Das Fach Informatik vermittelt Schülern die notwendige Orientierung in einer zunehmend informatischen Gesell­schaft. Informatische Bildung versetzt sie in die Lage, Aufbau und die Wirkungsweise von Infor­matiksystemen zu verstehen und zu beurteilen, um diese selbstbestimmt und kompetent nutzen zu können, insbesondere im Rahmen der Entwicklung informatischer Modellbildung.

Wenn [...] Programmieren die Sprache des 21. Jahrhunderts ist, kann es nicht sein, dass es in dieser Hinsicht Analphabeten gibt (R. Yogeshwar, Wissenschaftsjournalist).

 

Wer Programmiersprachen beherrscht,

  • stärkt seine Fähigkeit, logisch zu denken. Dies hilft nicht nur kurzfristig in Fächern wie Mathematik oder Naturwissenschaften, sondern ein Leben lang.
  • steigert die Fähigkeit, auch nach Rückschlägen geduldig bei der Sache zu bleiben.
  • lernt strategisches Vorgehen zu entwickeln.
  • kann die digitale Welt erst richtig verstehen und bekommt eine Ahnung davon, wie Geräte funktionieren, die wir im Alltag ständig benutzen.
  • steigert seine Berufschancen enorm. Informationstechnisches Wissen wird in Zukunft mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Hier bietet sich ein spannendes, vielseitiges und zukunftssicheres Berufsfeld.
  • kann viel Freude an seiner Arbeit entwickeln und motivierende Erfolgserlebnisse erfahren. Informatik schlägt Brücken zwischen Kreativität und Logik.

Unterricht

Unterricht im Fach Informatik findet am Ritzefeld-Gymnasium statt

  • als Informationstechnologische Grundbildung im Rahmen des MINT-Unterrichts in Klasse 5 (2 Wochenstunden)
  • verpflichtend in Klasse 7 (2 Wochenstunden)
  • als „Angewandte Informatik“ im Wahlpflichtbereich WP II (Klasse 8/9) (2 Wochenstunden)
  • in der Sekundarstufe II als Grundkurs (3 Wochenstunden) in der der EF sowie als Grund- (3 Wochen­stunden) und Leistungskurs (5 Wochenstunden) in der Qualifika­tions­phase

Im Abitur kann das Fach Informatik sowohl als mündliches als auch als schriftliches Abiturfach im Grund- und Leistungskurs gewählt werden.

Zu den klassischen Naturwissenschaften erfolgt in der Jahrgangsstufe 5 im Rahmen des MINT-Unterrichts eine Informationstechnologische Grundbildung (ITG) – und in der Jahrgangsstufe 7 wird Infor­matik als zusätzliches Fach unterrichtet. Um das MINT-Profil weiter zu schärfen, wird ab dem Schuljahr 2018/19 das Fach MINT fächer­verbindend unterrichtet (Experimentieren in den Fächern Biologie, Chemie und Physik). Inhalte des Fachs ITG werden in diesen MINT-Unterricht bzw. in den Fachunterricht integriert. In Klasse 7 werden die Inhalte des Kernlehrplans Informatik für den Wahlpflichtbereich II (im 9-jährigen gymnasialen Bildungsgang, G 9) verpflichtend für alle Schüler vermittelt. Das ermöglicht Freiräume, im Wahlpflichtbereich II im Fach „Angewandte Informatik“ die praktische Umsetzung informatischen Wissens in den Vordergrund zu rücken und vermehrt Projekte durchzuführen.

Die im Medienkompetenzrahmen NRW für die Erprobungs- und Mittelstufe dargestellten Kompetenzen werden im Fach­unterricht vermittelt, so dass eine enge Verknüpfung der Medienbildung und -erziehung mit den MINT-Fächern gewährleistet ist.

ITG (MINT) in Jahrgangsstufe 5 – Ziele und Inhalte:

  • Erlernen wichtiger Grundlagen der Informations- und Kommunikationstechnik (Medienausstattung, digitale Werkzeuge, Datenorganisation, Datenschutz und Informationssicherheit)
  • Selbstständiges, systematisches Recherchieren, Auswerten und kritisches Bewerten von Informationen
  • Kommunikations- und Kooperationsprozesse und -regeln
  • Medienproduktion und -präsentation, Quellendokumentation und rechtliche Aspekte
  • Analyse von Medien, Meinungen, Identitätsbildung und selbstregulierte Mediennutzung
  • Problemlösen und Modellieren in altersgerechten und lernfördernden Programmiersprachen

Roboter-Workshops für Mädchen der Jahrgangsstufe 6

Informatik in Jahrgangsstufe 7

In den von der Gesellschaft für Informatik herausgegebenen Grundsätzen und Standards für die Informatik in der Schule heißt es in Bezug auf die Ziele des Informatikunterrichts in der Sekundarstufe I:

„Das übergeordnete Ziel informatischer Bildung in Schulen ist es, Schülerinnen und Schüler bestmöglich auf ein Leben in einer Informationsgesellschaft vorzubereiten, das maßgeblich durch den verbreiteten Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien sowohl im privaten als auch im beruflichen Bereich geprägt ist. Jede Schülerin und jeder Schüler soll dazu in die Lage versetzt werden, auf einem der jeweiligen Schulart angemessenen Niveau den grundlegenden Aufbau von »Informatiksystemen« und deren Funktionsweise zu verstehen, um damit einerseits deren zielgerichtete Anwendung bei der Lösung von Problemen, aber auch die leichte Erschließung anderer Systeme der gleichen Anwendung zu ermöglichen.“

Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, orientieren wir uns an den Vorgaben des Kernlehrplans Informatik für den Wahlpflichtbereich II, die unter Akzentuierung ausgewählter Themenbereiche, wie z.B.

  • Datenschutz (Kryptologie), Datenkomprimierung, Such- und Sortieralgorithmen,
  • Programmieren (Datenkontrollstrukturen, Datenspeicherung und -verwaltung) unter Verwendung der Programmiersprache Tigerjython
  • Strategien entwickeln

unter Einbezug projekt- und praxisorientierter Unterrichtsreihen incl. eines Grundkurses „Löten“. Die Berück­sichtigung der Inhalte und Kompetenzen des Kernlehrplans Informatik (WP II) schafft Freiräume für den Unterricht „Angewandte Informatik“ in der Jahrgangsstufe 8/9 bzw. 9/10 (G9), die durch vermehrte Durchführung von Projekten und vertiefte Vermittlung von praxisbezogenen Kenntnissen genutzt werden. Um einen Neu-Einstieg in Informatik in der Oberstufe auch für diejenigen Schüler zu ermöglichen, die das Wahlpflichtfach „Angewandte Informatik“ nicht gewählt haben, wird am Ritzefeld-Gymnasium in der Sekundarstufe I auf das Programmieren in Java verzichtet und auf andere Programmiersprachen zurückgegriffen.

Informatik im Wahlpflichbereich II – Angewandte Informatik

Zurzeit sind die Inhalte des Wahlpflichtfachs Informatik im WP II (Stufe 8/9) und die vermittelten Kompetenzen noch stark an den Kernlehrplan Informatik für den WP II angelehnt, jedoch wird mit wachsenden Vorkenntnissen, die im Informatikunterricht der Jahrgangsstufe 7 vermittelt werden, die praxisorientierte Arbeit in Projekten deutlich mehr Raum einnehmen.

Der Informatikunterricht der Einführungsphase ist explizit für Anfänger ausgelegt. Ein Besuch des Unterrichts „Ange­wandte Informatik“ im Wahlpflichtbereich (Jahgangsstufe 8/9) wird nicht vorausgesetzt. Durch die in der gymna­sialen Ober­stufe neu zu erlernende Programmiersprache Java werden Kenntnisse angeglichen und die Grundlagen für eine spiralförmige Vertiefung informatischer Inhalte in der Qualifikationsphase gelegt. Wesentliche Bereiche des Faches werden in ihren Grundzügen bereits in der Einführungsphase unterrichtlich thematisiert.

Grund- und Leistungskurse

Der Informatikunterricht in der Sekundarstufe II setzt diese Entwicklung fort mit dem Ziel, Fähigkeiten zur kritischen und verantwortungsvollen Analyse, Modellierung und Implementierung komplexer Informatiksysteme zu fördern und zu entwickeln. Dabei konzentriert sich der Unterricht stets auf fundamentale und zeitbeständige informatische Ideen, Konzepte und Methoden und schließt auch die Auseinandersetzung mit Fragen einer menschengerechten Gestaltung und der Sicherheit von Systemen sowie der Folgen und Wirkungen des Einsatzes von Informatiksystemen ein.

In der Qualifikationsphase steht das systematische Programmieren in der Programmiersprache Java und algorith­mi­sches Problemlösen im Vordergrund. Der Unterricht ist am Konzept der objektorientierten Programmierung ausge­richtet. Inhaltliche Schwerpunkte sind im Curriculum ausgewiesen.

Zu den wesentlichen Inhalten gehören typische Datenstrukturen und Algorithmen, ausgewählte Aspekte der theore­tischen Informatik (Grenzen der Computerberechenbarkeit, Automatenmodelle, etc.) und die Program­mierung in vernetzten Systemen und Datenbanken (SQL). Alle im Informatikunterricht eingesetzten Programme und Werkzeuge sind frei und kostenlos verfügbar, so dass die Schüler das im Unterricht Erlernte auch zu Hause üben und vertiefen können.

Die Qualität des Informatikunterrichtes wird zwar nicht an der Anzahl und der Leistungsfähigkeit der für den Unter­richt vorhandenen Computer gemessen, jedoch ist am Ritzefeld-Gymnasium, das als Digitale Schule ausge­zeichnet worden ist, eine mediale Infrastruktur vorhanden, die den Computer zu dem macht, was er in der Schu­le sein soll – ein ausreichend vorhandenes, selbstverständliches Unterrichtsmedium und Werkzeug.

  • PC-Räume mit insgesamt 58 Schülerarbeitsplätzen
  • Selbstlernzentrum mit 10 Schülerarbeitsplätzen
  • Notebook-Klasse ausgestattet mit Convertibles (in Klassenstärke)
  • interaktive Tafeln in allen Fachräumen
  • Internet-Anbindung aller Rechner über das Schulnetz bzw. über WLAN
  • weitere einzelne Rechner und Notebooks in den Fachräumen
  • mobile Einheiten (Notebook + Beamer)
  • LEGO NXT- und EV3-Roboter
  • Calliope- und BOB3-Platinen
  • Arduino-Microcontroller
  • Raspberry Pi-Computer

Generell ermöglichen wir unseren Schülern, im Bereich derProjektkurse und Arbeitsgemeinschaften aus den Schwer­punkten „Wissen vertiefen“, „Kreativität entwickeln“, Gesund und aktiv leben“ und „Gemeinschaft stärken“ auszu­wählen und halten entsprechende Angebote für alle Jahrgangsstufen bereit, z.B.

Ziel unserer MINT-Förderung ist es auch, Schüler zur Teilnahme an MINT-Wettbewerben zu motivieren und sie bei der Durchführung zu unterstützen. Wettbewerbe bieten die Möglichkeit, besondere Talente zu entfalten, ungeahnte Fähigkeiten zu entdecken und vor allem Spaß und Freude an der Auseinandersetzung mit MINT-Fragestellungen zu entwickeln und zu vertiefen. Hierzu versuchen wir, in jedem Fach mit ausgewählten Wettbewerben eine große Zahl an Schülern zu erreichen (Breitenförderung) und den Einstieg in eine Wettbewerbskultur zu erleichtern, die ergänzt wird durch Wettbewerbe, die auf eine Talent- bzw. Spitzen- oder Begabtenförderung fokussiert. Übergänge zu Ange­bo­ten der Studien- und Berufsorientierung, die die Weiterbildung der Schüler durch Fortbil­dun­gen an Hochschulen und in Betrieben umfasst, sind hier fließend.

Fachkollegium

gesamte Fachschaft

Herr Dr. Bettscheider

Herr Bock

Herr Dittrich (Referendar)

Herr Grouls

Herr Horbach (stellv. Fachvorsitzender)

Herr Dr. Ostrowski (Fachvorsitzender)


Curricula und Leistungsbewertung


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