Informatik

Lehrkräfte

 

Wolfhard Klement

Eva März

Gerald Schmitt-Friedel

 

Informatik in der 6. Jahrgangsstufe

Ob Lehrer, Eltern oder Schüler – allen Beteiligten ist bewusst, dass das G8 vom Start weg einen hohen Einsatz von unseren Kindern erfordert. Um sie nicht zu überfordern, sollten wir deshalb jeden nur erdenklichen Spielraum nutzen, den die Reform des Gymnasiums uns eröffnet. Schon früh richtete sich deshalb im Pädagogischen Arbeitskreis des EGM das Augenmerk darauf, wie wir die Belastung unserer Schülerinnen und Schüler verringern können, ohne dabei Abstriche an der Qualität des Unterrichts in Kauf nehmen zu müssen.

Ein gutes Beispiel aus unserer Praxis, wie sich Unterrichtszeit sinnvoll – nämlich verbunden mit einer gleichzeitigen Verbesserung des Lernumfeldes – einsparen lässt, ist die bei uns in der sechsten Jahrgangsstufe durchgeführte Koppelung der Intensivierungsstunde Deutsch mit dem Fach Informatik. Was sich zunächst nach einer Zwangsheirat zwischen zwei unvereinbaren Partnern anhört, erweist sich bei näherem Hinsehen sehr schnell als Liebesbeziehung zweier sich ideal ergänzender Fächer.

Betrachten wir zunächst die Ausgangssituation.

Auch ohne allzu viel Fantasie kann jeder sich leicht vorstellen, wie viel effektive Unterrichtszeit einem Lehrer verbleibt, der mit 30 Schülern für 45 Minuten einen Computerraum benutzt! Unsere Kolleginnen und Kollegen aus dem Fach Natur und Technik, dem die Informatik zugeordnet ist (und trotz unseres neuen Ansatzes auch bleibt!), können aus früheren Jahren ein Lied davon singen. Den Informatikunterricht, der ein Drittel des Natur und Technik-Stoffes umfasst, aber als Blockunterricht auf einen Teil des Schuljahres zu beschränken, verbietet sich nicht nur aus organisatorischen, sondern auch aus pädagogischen Gründen.

An dieser Stelle ist nun pädagogische Kreativität gefragt! Und tatsächlich: Wer erst einmal begonnen hat, über den fachdidaktischen Tellerrand hinauszuschauen, dem springt die Verwandtschaft der Lerninhalte in den Fächern Informatik und Deutsch förmlich ins Auge:

  • Die Textverarbeitung ist das Arbeitsmittel schlechthin für den Umgang mit Texten, und zwar nicht nur beim Schreiben sachlicher Briefe und Berichte, sondern auch beim kreativen Schreiben und bei den gemeinhin nicht sonderlich beliebten Grammatikübungen.
  • Die Beherrschung geeigneter Präsentationsprogramme unterstützt die Kinder in vielfältiger Weise bei der Vorbereitung und Durchführung von Referaten und Vorträgen.
  • Objektorientiertes Denken und Arbeiten hilft den Schülerinnen und Schülern beim Klassifizieren und Hierarchisieren von Informationen in Stoffsammlungen, Schreibplänen und Gliederungen.

Hinzu kommen die unbestreitbaren organisatorischen und pädagogischen Vorteile, denn während der Intensivierungsstunden unterrichten wir die Schüler mit halber Klassenstärke – also zwei Lehrer je Klasse. Die Problematik der großen Gruppen im Computerraum ist also passé! Gleichzeitig lernen die Kinder schneller und effizienter, denn aufgrund der inhaltlichen Synergieeffekte und der angebotenen Projektarbeit befruchten sich beide Fächer gegenseitig. Kurz gesagt: Wir vermitteln Wissen aus der Informatik über Inhalte des Faches Deutsch und stärken damit beide Fächer.

Bei alldem verbleibt jedem Deutschlehrer genügend Spielraum, seine eigenen Schwerpunkte im Zusammenspiel mit der Informatik zu setzen.

Die lehrplanbezogene Arbeit in unserem „Doppelfach“ wird ergänzt durch einen zusätzlich angebotenen Tastschreibkurs: Die meisten Schüler des Jahrgangs ergreifen gern die Gelegenheit, sich rechtzeitig in einer Schlüsseltechnik unseres Informationszeitalters schulen zu lassen.

Trotz Fächerkoppelung und Projektunterricht blieb und bleibt es jedoch dabei, dass die in Informatik erbrachten Leistungen zu einem Drittel für die Note im Fach Natur und Technik zählen. Um das Bild von der Liebesheirat zwischen Deutsch und Informatik noch einmal aufzugreifen: In Wahrheit handelt es sich – fast könnte man sagen um eine ménage à trois zwischen den beteiligten Fächern, und zwar zum Wohle aller Beteiligten. Und so möchte ich dieser ungewöhnlichen Fächerkombination ein möglichst langes Leben wünschen!

Gerald Schmitt-Friedel
Informatiklehrer

 

 

 

Informatik in der 9./10. Jahrgangsstufe

In der Stundentafel des naturwissenschaftlichen-technologischen Zweiges ist ab der 9. Jahrgangsstufe Informatik als eigenständiges Fach vorgesehen. Es wird jeweils zweistündig unterrichtet.

 

Für die 9. Jahrgangsstufe:

Im Fach Natur und Technik (Schwerpunkt Informatik) haben sich die Schüler vor allem mit der Darstellung von Information mithilfe fertiger Informatiksysteme beschäftigt; dabei haben sie einfache Modellierungskonzepte verwendet, die sie nun schrittweise erweitern. So lernen sie im Verlauf dieser und der folgenden Jahrgangsstufe, Zusammenhänge und Vorgänge aus ihrem Lebensumfeld durch Modelle präzise zu erfassen und nach und nach mit Werkzeugen der Informatik zielgerichtet umzusetzen bzw. eigene Programme zu erstellen. 
Viele Prozesse in Arbeitswelt und Technik lassen sich wegen ihrer Komplexität nur überschauen, indem man sie in Teilprozesse gliedert. An Beispielen aus verschiedenen Lebensbereichen lernen die Jugendlichen, Verarbeitungsvorgänge in einzelne Funktionen zu gliedern und deren Zusammenwirken in Form von Datenflüssen zu beschreiben. Tabellenkalkulationssysteme erweisen sich zur Umsetzung der Funktionen als geeignetes Hilfsmittel. 
In vielen Bereichen unserer Gesellschaft ist die effiziente Verwaltung sehr großer, komplexer Datenmengen mithilfe von Datenbanksystemen unverzichtbar geworden. Zur kompetenten Nutzung solcher Systeme benötigen die Schüler Einblicke in deren logische Struktur. Daher lernen sie an praxisnahen Beispielen, wie man Daten für Datenbanken aufbereitet, die erarbeiteten Strukturen realisiert und damit auch deren Eignung prüfen kann. Die Beurteilung der Chancen und Risiken von Datenbanken setzt zusätzlich grundlegende Kenntnisse aus den Bereichen Datenschutz und Datensicherheit voraus, die anhand der bearbeiteten Beispiele erworben werden.
 [ Auszug aus dem Lehrplan Informatik, Bayern] 

 

Für die 10. Jahrgangsstufe:

Nachdem sich die Schüler in der zweiten Hälfte des vorangegangenen Schuljahrs mit statischer Modellierung beschäftigt haben, wenden sie sich nun grundlegenden Konzepten der automatischen Verarbeitung von Information zu. Anknüpfend an ihre Erfahrungen mit einfachen Abläufen bei der Bedienung von Automaten aus ihrer Lebensumgebung, wie z. B. Fahrkartenautomaten, lernen sie, dass sich diese Abläufe durch eine Gliederung in Zustände und Zustandsübergänge der beteiligten Objekte beschreiben lassen. Folgen von Zustandsübergängen führen die Schüler zu den Grundstrukturen von Algorithmen. Die Jugendlichen erkennen dabei die wesentlichen Bausteine algorithmischer Ablaufbeschreibungen wieder, mit denen sie sich bereits in Jahrgangsstufe 7 beschäftigt haben. Sie verwenden nun Algorithmen zur Beschreibung der Funktionsweise von Methoden und vertiefen dabei ihre Kenntnisse im Erstellen von Ablaufvorschriften.

Den Schülern wird deutlich, dass in der objektorientierten Sichtweise alle bisher angewandten Techniken zielgerichtet und miteinander verzahnt zur Lösung umfangreicherer Aufgabenstellungen genutzt werden können. Gleichzeitig gewinnen sie ein deutlich tieferes Verständnis für die bereits in den Jahrgangsstufen 6 und 7 eingeführten Fachbe­griffe der objektorientierten Sichtweise.

Die neuen Inhalte begegnen den Schülern im Rahmen von ausbaufähigen Aufgabenstellungen, wobei die praktische Arbeit einen großen Anteil des Unterrichts umfasst. Gleichzeitig erfahren die Jugendlichen auch schrittweise die grundlegenden Vorgehensweisen bei der Planung von Softwareprojekten. Sie erkennen, dass erst durch sorgfältig geplante Teamarbeit in Verbindung mit einem soliden Fundament an Wissen und einer klar strukturierten Vorgehensweise die Lösung von schwierigen, für den Einzelnen zu umfangreichen Aufgabenstellungen möglich wird.
[Auszug aus dem Lehrplan Informatik, Bayern]

 

 

Physical Computing

Dieses neue Teilgebiet der Technik beschäftigt sich mit Anwendungen der Informatik (IT, Computing) um die Umgebung physikalisch-technisch zu erfassen.

In den letzten Jahren hat dieser Bereich eine enorme Bedeutung gewonnen. Die vielfältigen Sensoren in Smartphones und Tabletcomputern ermitteln Helligkeit, die Lage im Raum, Temperatur, geografische Koordinaten usw. um die Displayhelligkeit oder das Navigationssystem zu steuern.

Stellmotore und Servoantriebe ermöglichen die Regelung von Heiz- bzw. Kühlgeräten u.v.m.

Roboter und autonome Fahrzeuge haben Sensoren, um die Umgebung zu registrieren und Aktoren, um auf die erhaltenen Informationen reagieren zu können.

Um diese Sachverhalte zu verstehen und hochtechnische Anwendungen zu entwickeln, muss man sich mit „Physical Computing“ beschäftigen. Das sich ständig weiterentwickelnde Feld der „smarthome“-Geräte und die vielen Anwendungen in der Technik ermöglichen jungen Menschen ein breites Berufsspektrum.

Die Verfügbarkeit preisgünstiger Micro-Controller wie Arduino-Boards, verbunden mit einfachen Programmiermöglichkeiten erleichtern den Einstieg in diesen neuen Zweig der Technik.

Im Wahlfach „Physical Computing“ geht es zunächst um Halbleiter und ihre Weiterentwicklung in Temperatursensoren (NTCs), Transistoren und Leuchtdioden (LEDs). Anhand einfacher Schaltungen und Messungen soll Verständnis für die Elektronik gewonnen werden. Bei der Programmierung des Micro-Controllers „Arduino“ werden informationstechnische Grundlagen erarbeitet. Dazu gehören der Umgang mit Kontrollstrukturen (Wiederholungsschleifen und Verzweigungen) und selbstentwickelten Funktionen bzw. Methoden. Zusammen mit Tastern, Temperatur- und Annäherungssensoren kann die Umgebung erfasst werden. Die Ausgabe der gewonnenen Informationen erfolgt im einfachsten Fall durch Leuchtdioden, Piezo-Schallerzeuger und Stellmotoren.

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