I. Pädagogische Leitideen

        1. Die Bildungs- und Erziehungsziele in der gymnasialen Oberstufe

                Allgemeine Ziele der GyO: vertiefte allgemeine Bildung, Einführung in die Wissenschaftspropädeutik, das Erreichen der  Studierfähigkeit und die Entwicklung und Förderung einer mündigen Persönlichkeit

             Dabei werden fünf Kompetenzfelder unterschieden:

        Kompetenzfeld der eigenen Person

        Gesellschaftliches, politisches, sozialethisches Kompetenzfeld

        Wissenschafts- und erkenntnistheoretisches Kompetenzfeld

        Kompetenzfeld Kommunikation, Kultur und Ästhetik

        Kompetenzfeld der Beruflichkeit

 

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         2. Lernen in der gymnasialen Oberstufe

 

·         neben inhaltlichem Lernen wird zunehmend auch methodisches, soziales sowie reflexives Lernen wichtig

·         eine zunehmend  selbstgesteuerte Auseinandersetzung mit Inhalten in Form aktiver Lernhandlungen wird gefordert

·         Unterrichtsmethoden und -inhalte müssen sich verstärkt auf die späteren gesellschaftlichen und beruflichen Anforderungen ausrichten.

·         Teamfähigkeit, durch kooperative Arbeitsformen erworben, stellt zugleich eine wichtige schulische und berufliche Qualifikation dar.

·         Lehrende, die auf die Ausbildung von Kompetenzen zielen,  geben die Verantwortung für das Lerngeschehen ab, ohne sich ihrer vollständig entledigen zu können.

 

 

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        3. Besondere Strukturen der gymnasialen Oberstufe

       

        Fachlichkeit und Überfachlichkeit

         

        Ziel: Wahrnehmung und Reflexion unterschiedlicher Perspektiven.

 

        Arbeit in Grund- und Leistungskursen

 

        Grundkurs: - modellhafte Einführung in die Materie

       - Probleme sind Anwendungsbezogen

       - grundlegende Sachverhalte und Strukturen in der Regel punktuell und exemplarisch abhandeln

    = hohes Maß von Orientierungswissen vermittelt

        Leistungskurs:  - Einführung spezieller Verfahrensweisen oder Analysemethoden

       - fachmethodische Vertiefung

       - Vollständigkeit und Erprobung instrumentellen Wissens im vorwissenschaftlichen Bereich

    = Abstraktionsgrad der Arbeit und das Maß des Verfügungswissens hoch

        evtl. Vermittlung der Systematik eines Faches und seiner Methoden

 

        Brückenfunktion der 11. Jahrgangsstufe

 

        Die Sicherung grundlegender instrumenteller Kompetenzen in den Kernfächern Deutsch, Mathematik und Fremdsprachen ist Ziel

        der Jahrgangsstufe 11. Die feststellbaren Wissens- und Leistungsunterschiede sind häufig durch voneinander abweichende Lebens- und

        Lernerfahrungen entstanden. Diese auszugleichen ist Aufgabe der Eingangsphase der GyO.

 

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        II. Informatik

        Informatik im mathematisch-naturwissenschaftlichen Aufgabenfeld

 

        Was ist Informatische Bildung:

 

        Informatische Bildung ist:

·              jener Teil der Allgemeinbildung, der die Welt unter informationellen Aspekten betrachtet.

·               ist das Ergebnis von Lernprozessen, durch die Grundlagen, Methoden, Anwendungen, Arbeitsweisen und die gesellschaftliche Bedeutung von Informations- und Kommunikationstechnologien erschlossen werden.

 

        Zentrale Aufgaben der informatischen Bildung:

·              Persönlichkeitsentwicklung

·              Vermittlung der grundlegenden Wirkprinzipien von Informatiksystemen

·              Einordnung der Voraussetzungen, Chancen, Risiken und Folgen bei der Entwicklung zur Informationsgesellschaft und der damit sich verändernden Lebens- und Arbeitsformen.

 

        Das Fach Informatik leistet seinen Beitrag zur informatischen Bildung.

        Hierzu gehören vor allem:

                  Analyse, Beschreibungen und Modellierung komplexer Systeme

                  Problemlösungsmethoden und ihre Bewertung

                  Reflexion des Verhältnisses von Mensch und Technik

                  Verantwortungsbewusster Umgang mit Informatiksystemen

                  Schöpferisches Denken und Motivation

                  Kommunikative und kooperative Arbeitsformen

 

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        1. Bedeutung des Faches Informatik in der gymnasialen Oberstufe

 

            Gegenstand des Informatikunterrichts

 

        Drei miteinander verknüpfte Sichtweisen in der Informatik

Sichtweise

Teilbereich fachlicher Kompetenz

Beispiel

Theoriebildung auf jeder Stufe der Abstraktion

Theorie:

Fähigkeit, Beziehungen zwischen Objekten (formal) zu beschreiben und die Gültigkeit zu beweisen

Computerprogramme, die helfen, Theorien zu beweisen, die die Konsistenz oder Inkonsitenz von Spezifikationen überprüfen,

Gegenbeispiele generieren und Testfälle durchspielen.

Modellbildung auf jeder Stufe der Theoriebildung und des Entwurfes

Abstraktion:

Fähigkeit, diese Beziehungen zu benutzen, um Voraussagen zu machen, die mit den realen Dingen der Welt verglichen werden können

Supercomputer, die mathematische Modelle realer Prozesse evaluieren und Netzwerke, die den Informationsaustausch über wissenschaftliche Experimente erst ermöglichen.

Entwurfsphasen auf jeder Stufe der Theoriebildung und des Abstraktionsprozesses

Design:

Fähigkeit, spezifische Instanzen der Beziehungen zu implementieren um informationelle Prozesse zu gestalten.

Komplexe Entwurfs-

und Simulationssysteme ermöglichen z.B. den korrekten Entwurf von Mikroschaltkreisen,

Programmierumgebungen und den effizienten Entwurf von Software

 

·              Die Informatik entwickelt – auch im Zuge von Internet und Medienentwicklungen - ihre eigenen anwendungsbasierten Ausprägungen, die Informations- und Kommunikationstechnologien.

·              Schülerinnen und Schüler sollen informatische Konzepte dazu nutzen können, Elemente ihrer Erfahrungswelt zu verstehen, d.h. zu ordnen, zu erklären und gegebenenfalls zu beeinflussen.  

 

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            Ziele und Aufgaben des Faches Informatik in der GyO

 

        Wichtige Methoden des informatischen Problemlösens (& Texterschliessung):

        Komplexitätsbewältigung

        Reflexion

        Kommunikation

        Berufsorientierung

 

        Informatikunterricht muss sich an folgenden Aufgaben ausrichten:

·              Problem erkennen, analysieren und mit systematischen Techniken in eine algorithmische Lösung überführen.

·              formale Lösungsabläufe formulieren und einem informationstechnischem System zur Verarbeitung übergeben.

·              Grundlagenwissen

·              Probleme der Automatisierung von Arbeitsprozessen, der Datensicherheit und des Datenschutzes

 

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        2. Unterrichtsgestaltung im Fach Informatik

         2.1 Fachmethoden - Formen des Lehrens und Lernens

 

        Methoden, um Daten und Informationen zu erarbeiten

        Erschließen von Informationsquellen

        Bearbeiten unterschiedlicher Informationsrepräsentationen

        Systematisieren und Strukturieren von Inhalten aus informationstechnischen Systemen

        Handlungsorientiertes Arbeiten im Kontext von Informatiksystemen

 

        Methoden zur Bearbeitung von Informationen

        Auswahl und Strukturierung von Informationen

        Einordnung informationelle Prozesse in Alltagsvorgänge

        Benutzung von Computer- und Informatiksystemen als Werkzeug

        Zusammenstellung und Präsentation von Arbeitsergebnissen

        Gruppenarbeit

        Mehrperspektivität

 

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        2.2 Zur Arbeit in Grundkursen und Leistungskursen

 

        Grundkurses: - grundlegende informatische Ausbildung

- Motive der teilnehmenden Schülerinnen und Schüler werden verstärkt aufgenommen  

- grundlegende Fragestellungen, Sachverhalte, Problemkomplexe, Strukturen und Darstellungsformen eines Faches

- Zusammenhänge im Fach in exemplarischer Form erkennbar werden lassen; im Mittelpunkt des Unterrichts stehen unterschiedliche Problemlösungsmethoden mit den entsprechenden Werkzeugen.

- Orientierungswissen hat Vorrang

- Vermittlung wesentlicher Arbeitsmethoden des Faches

- mindestens eine Programmiersprache ist obligatorisch.

- keine Methodenlehre, sondern Unterricht anhand anspruchsvoller Inhalte der Informatik in Verbindung mit lebensweltlich relevanten Fragestellungen.

- genügend Rahmenbedingungen für das selbständige Arbeiten vorhanden

 

        Leistungskurs:  -  starke Orientierung an der Systematik der Fachwissenschaft

- vertiefte Beherrschung der fachlichen Arbeitsmittel und -methoden, ihre selbständige Anwendung und theoretische Reflexion,

- Formale Beschreibungsmethoden bei der Modellbildung, der Problemlösung und Programmierung, bei der Verifikation der Lösung und bei der Beschreibung der verwendeten Methoden und Verfahren

- mind. eine weitere Programmiersprache mit einem anderen Sprachparadigma

- fachüberschreitende Aspekte behandelt

- keine größeren Anteile des informatischen Grundstudiums vorweggenommen werden

 

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        2.3 Einführungsphase

·              Gelegenheit um  individuelle Defizite auszugleichen und individuelle Stärken einzubringen.

·              Größere Selbständigkeit der Schülerinnen und Schüler bei der praktischen Arbeit mit Informatiksystemen

·              behandelt werden Softwarewerkzeuge, die das Nachvollziehen des Verhaltens eines Informatiksystems in exemplarischer Weise ermöglichen.

·              bereits in der 1. Phase der Jahrgangsstufe 11 soll die weitere Arbeitsweise in der Oberstufe deutlich werden, d.h. es muss der Beratungsauftrag dieser Phase für die Kurswahl deutlich werden.

 

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        2.4 Inhalte des Unterrichts

 

        Im Mittelpunkt einer Kurssequenz stehen die fachlichen Grundlagen – Inhalte und Methoden der Informatik –, sowie deren        

        Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen.

        Insbesondere sind zu vermitteln:

        ·              Methoden zur algorithmischen Problemlösung,

        ·              Strukturen und Kenntnisse über Darstellungen, Formalismen und Strukturen,

        ·       grundlegende Methoden aus der Praktischen Informatik,

        ·              Kenntnisse über Rechnerarchitekturen und über Objekt- und Prozessstrukturen,

        ·              Probleme analysieren

        ·              Modelle entwickeln, implementieren, analysieren und simulieren,

        ·              informationsverarbeitende Systeme zweckentsprechend einsetzen zu können und für Anwendungen verfügbar zu machen,

        ·              kooperative Arbeit im Rahmen größerer Projekte (auch fachübergreifend)

 

        Ausserdem (fachübergreifend):

        ·              Querverbindungen zu Fragestellungen aus Nachbardisziplinen herstellen

        ·              relevante Sachverhalte der Informatik aus aktuellem Anlass aufzugreifen und fachüberschreitend zu bearbeiten

 

        Die fachspezifischen Inhalte des Informatikunterrichts in der gymnasialen Oberstufe unterliegen

·              Leitgesichtspunkten

·              informatischen Themenbereichen und

·              Zugangslinien

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        2.4.1 Leitgesichtspunkte

 

        Unverzichtbare Inhalte des Informatikunterrichts: generalisierbare Techniken zur Modellbildung und zur (Weiter-) Entwicklung von        

        Anwendungssystemen sowie Verfahren zur Nutzung, Analyse und Bewertung vorliegender Informatiksysteme.

 

        Der konkrete Unterricht soll die genannten fünf Leitgesichtspunkte im Zusammenhang mit der fortschreitenden Entwicklung von

        Informatiksystemen erschließen:

 

        L1 Umgang mit Informationen

        L2 Wirkprinzipien von Informatiksystemen

        L3 Informatische Modellierung

        L4: Problemlösen und Interaktion mit Informatiksystemen

        L5: Wechselwirkungen zwischen Informatiksystemen, Individuum und Gesellschaft

 

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        2.4.2 Themenbereiche

 

        T1 Fundamentale Algorithmen der Informatik

        T2 Konzepte von Programmiersprachen

        T3 Verteilte Systeme

        T4 Fragestellungen der künstlichen Intelligenz

        T5 Prozessverarbeitung in technischen Systemen

        T6 Geschichte der Informatikentwicklung

        T7 Datenbanken und Informationssysteme

        T8 Modellbildung und Simulation

        T9 Computergraphik und Bildverarbeitung

        T10 Sprach- und Signalverarbeitung

        T11 Datenschutz und Datensicherheit

        T12 Textverarbeitung, Dateiverwaltung, Tabellenkalkulation, Informationspräsentation, CS-Anwendungen

        T13 Grundlagen der Theoretischen Informatik

 

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        2.4.3 Zugangslinien

        Für die Hauptphase soll eine der folgenden vier Zugangslinien gewählt werden, um einen vertieften Zugang zu informatischen Inhalten unter

        Berücksichtigung von den Leitgesichtspunkte und informatischen Themenbereichen zu eröffnen.

 

        Z1 Internet - orientierte Zugangslinie

        Z2 Sprachen - orientierte Zugangslinie

Die Gestaltung dieser Kurssequenz orientiert sich an Möglichkeiten und am strukturellen Aufbau der gewählten Softwareentwicklungsumgebung.

        Z3 Tool – orientierte Zugangslinie

        Z4 Themen - orientierte Zugangslinie

Die fachliche Bandbreite der betrachteten "Informatiksysteme" (am Beispiel des Internets), der verfügbaren "Tools" und der "Themen" bestimmt jeweils die Reihenfolge und Tiefe der bereitzustellenden Lösungskonzepte.

 

        Die gewählte Zugangslinie soll bis zum Ende der gymnasialen Oberstufe nicht mehr gewechselt werden.

 

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        2.5 Gestaltung von Kurssequenzen

 

        Bei der konkreten Erstellung von Kurssequenzen durch die Fachberatungen greifen die drei oben genannten Gestaltungsebenen:    

        Leitgesichtspunkte, Informatische Themenbereiche und Zugangslinien ineinander.

 

·              eine Kurssequenz hat verschiedene Leitgesichtspunkte,  nicht mehr als zwei Themenbereiche und eine Zugangslinie

 

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        2.6 Fachübergreifender Unterricht

 

        Anknüpfungspunkte für fachübergreifendes Lernen:

·              Mathematik: der gemeinsam verwendete Algorithmenbegriff wird thematisiert und seine Implikationen für „Berechenbarkeit“ erschlossen

·              sprachlichen Fächer: Fragen nach Syntax, Semantik, Erkennen, Erzeugen, Übersetzen und Verstehen von Texten werden aufgegriffen

·              künstlerisch-musischen Fächer: durch praktisch-gestalterische Medienarbeit wird der Zugang zu fachspezifischen Lerninhalten ergänzt

·              Fächer des gesellschaftswissenschaftlichen Aufgabenfeldes: die Themen „Datenschutz“, „Computerkriminalität“, „Auswirkungen der Informations- und Kommunikationstechnologien“ werden hinterfragt

·              Philosophie: Wechselbeziehung zwischen Mensch und Maschine werden hinterfragt

·              Fächern des mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Aufgabenfeldes sowie mit wirtschaftswissenschaftlichen Fächern: Modellierungskonzepte und  Simulationsaussagen werden erprobt

 

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        2.7 Leistungsbewertung im Informatikunterricht

 

        Leistungsbewertung dient der kontinuierlichen Rückmeldung für Lernende, Erziehungsberechtigte und Lehrkräfte.

        Sie ist eine Grundlage der Beratung sowie der Förderung der Schülerinnen und Schüler.

        Grundsätze der Leistungswertung:

·              Bewertet werden die im Unterricht erbrachten Leistungen.

·              Die Leistungsbewertung bezieht sich auf die im Unterricht vermittelten Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten.

·              Leistungsbewertung muss alle transparent sein.

·              Die Kriterien für die Leistungsbewertung müssen in der Fachberatung offengelegt und zwischen den Fachlehrerinnen und Fachlehrern abgesprochen werden.

 

        Die beiden notwendigen Beurteilungsbereiche sind:

 

        Klausuren

 

        Sonstige Mitarbeit

 

        Bei gruppenorientierten Arbeitsformen soll die individuelle Leistung erkennbar sein. Bei fachübergreifenden Projekten bildet der

        fachspezifische Anteil den Kern der Bewertung.

 

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        Anhang

       

        A1     Einordnung von Modellierungswerkzeugen in Programmiersprachen, Softwareentwicklungsumgebungen und Softwaresysteme

 

        A2     Grundlagen und Fachbegriffe

        Praktische Informatik: Programmierung; Daten- und Informationsstrukturen; Parallele Prozesse

        Theoretische Informatik

        Technischen Informatik

        der Angewandten Informatik

        Mathematische Grundlagen und Hilfsmittel

        Grundlagen von Informatik und Gesellschaft

 

        A3      Informatische Themenbereiche

        Fundamentale Algorithmen der Informatik

        Konzepte von Programmiersprachen

        Verteilte Systeme

        Fragestellungen der künstlichen Intelligenz

        Prozessverarbeitung in technischen Systemen

        Geschichte der Informatikentwicklung

        Datenbanken und Informationssysteme

        Modellbildung und Simulation

        Computergraphik und Bildverarbeitung

        Sprach- und Signalverarbeitung

        Datenschutz und Datensicherheit

        Textverarbeitung, Dateiverwaltung, Tabellenkalkulation, Informationspräsentation, CSAnwendungen

        Grundlagen der Theoretischen Informatik

        Grundlagen der Rechnertechnologie

     

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        A4         Zuordnung von informatischen Themenbereichen zu Leitgesichtspunkten und Zugangslinien

        A5         Mind-Map zu vier Zugangslinien

        A6         Hinweise zu Kurssequenzen und Zugangslinien

            Der Rahmenlehrplan Informatik verfolgt das Konzept, Lernzusammenhänge

        zu gestalten. Ein zentraler Aspekt dieser Gestaltung sind vier unterschiedliche Zugangslinien

 

        Da die unterrichtliche Tradition des Faches Informatik noch nicht mit der anderer Fächer vergleichbar ist, wird für jede Zugangslinie eine

        Kurssequenz als Orientierungshilfe vorgeschlagen.

 

        Z1    Internet-orientierte Zugangslinie

                - Internet als verteiltes Informatiksystem wird als ein fachliches Spiegelbild der vergangenen und zukünftigen Entwicklung

                    der Informations- und Kommunikationstechnologien betrachtet.

                - Aufgaben und Probleme sollen die multiperspektivische Sichtweise auf die Informatik verdeutlichen

 

        Z2    Sprachen-orientierte Zugangslinie

                - verfolgt den klassischen Ansatz der "Kerninformatik" : Softwarebereich: Konzepte von Programmiersprachen und

                                                                                                              Algorithmen aus unterschiedlichen Bereichen werden betrachtet

                                                                          Hardware: logische und technische Grundlagen der Rechnertechnologie werden verdeutlicht

                - Aufgaben und Probleme sollen algorithmische Sichtweise auf die Informatik verdeutlichen

 

        Z3    Tool-orientierte Zugangslinie

                - Softwareentwicklungswerkzeug mit seinen Möglichkeiten und Grenzen stehen im Vordergrund

 

        Z4    Themen-orientierte Zugangslinie

                - Ausweitung der anwendungsorientierten Informatik

                - Aufgaben und Probleme sollen den Prozess der Problemlösung in den Vordergrund stellen

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