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Schulinterner Lehrplan Informatik

ab Schuljahr 2014/2015

2. Entscheidungen zum Unterricht

2.1 Unterrichtsvorhaben

 

Die Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitzt den Anspruch, sämtliche im Kernlehrplan angeführten Kompetenzen abzudecken Dies entspricht der Verpflichtung jeder Lehrkraft, Schülerinnen und Schülern Lerngelegenheiten zu ermöglichen, so dass alle Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans von ihnen erfüllt werden können.

Die entsprechende Umsetzung erfolgt auf zwei Ebenen der Übersichts- und der Konkretisierungsebene.

Im Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben (Kapitel 2. 1. 1) wird die für alle Lehrerinnen und Lehrer gemäß Fachkonferenzbeschluss verbindliche Verteilung der Unterrichtsvorhaben dargestellt. Das Übersichtsraster dient dazu, den Kolleginnen und Kollegen einen schnellen Überblick über die Zuordnung der Unterrichtsvorhaben zu den einzelnen Jahrgangsstufen sowie den im Kernlehrplan genannten Kompetenzen, lnhaltsfeldern und inhaltlichen Schwerpunkten zu verschaffen. Der ausgewiesene Zeitbedarf versteht sich als grobe Orientierungsgröße, die nach Bedarf über- oder unterschritten werden kann um Freiraum für Vertiefungen, besondere Schülerinteressen, aktuelle Themen bzw. die Erfordernisse anderer besonderer Ereignisse (z.B. Praktika, Kursfahrten o.ä.) zu erhalten, wurden im Rahmen dieses schulinternen Lehrplans ca. 75 Prozent der Bruttounterrichtszeit verplant

Wahrend der Fachkonferenzbeschluss zum ,,Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben" zur Gewährleistung vergleichbarer Standards sowie zur Absicherung von Lerngruppenübertritten und Lehrkraftwechseln für alle, Mitglieder der Fachkonferenz Bindekraft entfalten soll, besitzt die exemplarische Ausweisung ,,konkretisierter Unterrichtsvorhaben" (Kapitel 2.1.2) empfehlenden Charakter. Referendarinnen und Referendaren sowie neuen Kolleginnen und Kollegen dienen diese vor allem zur standardbezogenen Orientierung in der neuen Schule, aber auch zur Verdeutlichung von unterrichtsbezogenen, fachgruppeninternen Absprachen zu didaktisch-methodischen Zugängen, fächerübergreifenden Kooperationen, Lernmitteln und -orten sowie vorgesehenen Leistungsüberprüfungen, die im Einzelnen auch den Kapiteln 2.2 bis 2.3 zu entnehmen sind. Abweichungen von den vorgeschlagenen Vorgehensweisen bezüglich der konkretisierten Unterrichtsvorhaben sind im Rahmen der pädagogischen Freiheit der Lehrkräfte jederzeit möglich. Sicherzustellen bleibt allerdings auch hier, dass im Rahmen der Umsetzung der Unterrichtsvorhaben insgesamt alle konkretisierten Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Berücksichtigung finden.

Da in den folgenden Unterrichtsvorhaben Inhalte in der Regel anhand von Problemsteilungen in Anwendungskontexten bearbeitet werden, werden in einigen Unterrichtsvorhaben jeweils mehrere Inhaltsfelder angesprochen.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.1 Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben

 

 

 1 Einführungsphase

 

Unterrichtsvorhaben E-I

Thema:

Einführung in die Nutzung von Informatiksyste-men und in grundlegende Begrifflichkeiten

 

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Informatiksysteme
  • Informatik, Mensch und Gesellschaft

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Binärsystem
  • Einzelrechner
  • Dateisystem
  • Internet
  • Einsatz von Informatiksystemen

Zeitbedarf: 12 Stunden

Unterrichtsvorhaben E-II

Thema:

Grundlagen der objektorientierten Analyse, Modellierung und Implementierung anhand von Beispielkontexten

Zentrale Kompetenzen:

  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Formale Sprachen und Automaten

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Objekte und Klassen
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache

Zeitbedarf: 12 Stunden

 

Unterrichtsvorhaben E-III

Thema:

Grundlagen der objektorientierten Programmierung und algorithmischer Grundstrukturen in Java anhand von einfachen Animationen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

lnhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Algorithmen 0.
  • Formale Sprachen und Automaten

Inhaltliche Schwerpunkte: 

  • Qbjekte und Klassen
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache
  • Analyse, Entwurf und Implementierung einfacher Algorithmen

Zeitbedarf: 18 Stunden

Unterrichtsvorhaben E-IV

Thema:

Modellierung und Implementierung von Klassen- und Objektbeziehungen anhand von grafischen Spielen und Simulationen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Algorithmen
  • Formale Sprachen und Automaten

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Objekte und Klassen
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache
  • Analyse, Entwurf und Implementierung einfacher Algorithmen

Zeitbedarf: 18 Stunden

 

 

 

Unterrichtsvorhaben E-V

Thema:

Such- und Sortieralgorithmen anhand kontextbezogener Beispiele

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

 Algorithmen1

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Algorithmen zum Suchen und Sortieren
  • Analyse, Entwurf und Implementierung einfacher Algorithmen

Zeitbedarf: 18 Stunden

Unterrichtsvorhaben E-VI

Thema:

Geschichte der digitalen Datenverarbeitung und die Grundlagen des Datenschutzes

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Informatik, Mensch und Gesellschaft
  • Informatiksysteme

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Wirkungen der Automatisierung
  • Geschichte der automatischen Datenverarbeitung
  • Digitalisierung

Zeitbedarf: 6 Stunden

    

     Stundensumme Einführungsphase:   84

 

2 Qualifikationsphase (Q1 und Q2) - Grundkurs

Unterrichtsvorhaben Q1- I

Thema:

Wiederholung der objektorientierten Modellierung und Programmierung anhand einer kontextbezogenen Problemstellung

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

lnhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Algorithmen
  • Formale Sprachen und Automaten
  • Informatiksysteme

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Objekte und Klassen
  • Analyse, Entwurf und Implementierung von Algorithmen
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache
  • Nutzung von Informatiksystemen

Zeitbedarf: 8 Stunden

Unterrichtsvorhaben Q1-II

Thema:

Modellierung und Implementation von Anwendungen mit dynamischen, linearen Datenstrukturen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

lnhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Algorithmen
  • Formale Sprachen und Automaten

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Objekte und Klassen
  • Analyse, Entwurf und Implementierung von Algorithmen
  • Algorithmen in ausgewâhlten informatischen Kontexten
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache

Zeitbedarf: 20 Stunden

 

 

 

 

Unterrichtsvorhaben Q1-III

Thema:

Suchen und Sortieren auf linearen Datenstrukturen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Algorithmen
  • Formale Sprachen und Automaten

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Analyse, Entwurf und Implementierung
  • von Algorithmen
  • Algorithmen in ausgewählten informatischen Kontexten
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache

Zeitbedarf: 16 Stunden

 

Unterrichtsvorhaben Q1-IV

Thema:

Modellierung und Nutzung von relationalen Datenbanken in Anwendungskontexten

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Algorithmen
  • Formale Sprachen und Automaten
  • lnformatiksysteme

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Datenbanken
  • Algorithmen in ausgewählten informatischen Kontexten
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache
  • Sicherheit

Zeitbedarf: 20 Stunden

 

Unterrichtsvorhaben Q1-V

Thema:

Sicherheit und Datenschutz in Netzstrukturen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Informatiksysteme
  • Informatik, Mensch und Gesellschaft

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Einzelrechner und Rechnernetzwerke
  • Sicherheit'
  • Nutzung von Informatiksystemen Wirkungen der Automatisierung

Zeitbedarf: 10 Stunden

 

Stundensumme Qualifikationsphase 1: 74 Stunden

 

 

 

Unterrichtsvorhaben Q2-I

Thema:

Modellierung und Implementation von Anwendungen mit dynamischen, nichtlinearen Datenstrukturen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Implementieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Daten und ihre Strukturierung
  • Algorithmen
  • Formale Sprachen und Automaten

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Objekte und Klassen
  • Analyse, Entwurf und lmplementierung von Algorithmen
  • Algorithmen in ausgewählten informatischen Kontexten
  • Syntax und Semantik einer Programmiersprache

Zeitbedarf:  24 Stunden

Unterrichtsvorhaben Q2-II

Thema:

Endliche Automaten und forma!e Sprachen

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Modellieren
  • Darstellen und Interpretieren
  • Kommunizieren und Kooperieren

Inhaltsfelder:

  • Endliche Automaten und formale Sprachen

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Endliche Automaten
  • Grammatiken regulärer Sprachen
  • Möglichkeiten und Grenzen von Automaten und formalen Sprachen

Zeitbedarf: 20 Stunden

 

 

 

Unterrichtsvorhaben Q2-III

Thema:

Prinzipielle Arbeitsweise eines Computers und Grenzen der Automatisierbarkeit

Zentrale Kompetenzen:

  • Argumentieren
  • Kommunizieren und Kooperieren
  • Inhaltsfelder:
  • Informatiksysteme
  • Informatik, Mensch und Geseilschaft

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Einzelrechner und Rechnernetzwerke
  • Grenzen, der Automatisierung

Zeitbedarf: 12 Stunden

 

Stundensumme Qualifikationsphase 2: 56 Stunden

 

 

 

 

 

 

 

2.1.2 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben

Hinweis: Thema. Inhaltsfelder, inhaltliche Schwerpunkte und zentrale Kompetenzen hat die Fachkonferenz verbindlich vereinbart. In allen anderen Bereichen sind Abweichungen von den vorgeschlagenen Vorgehensweisen bei der Konkretisierung der Unterrichtsvorhaben möglich. Darüber hinaus enthält dieser schulinterne Lehrplan in den Kapiteln 2.2 bis 2.3 übergreifende sowie z.T. auch jahrgangsbezogene Absprachen zur fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit, zur Leistungsbewertung und zur Leistungsrückmeldung. Je nach internem Steuerungsbedarf können solche Absprachen auch vorhabenbezogen vorgenommen werden.

 

Es wird in dieser Entwurfsfassung jeweils ein Beispiel für die Einführungsphase und für den Grundkurs der Qualifikationsphase vorgeschlagen.

 

1 Einführungsphase

Im Folgenden soll das erste der im Unterkapitel 2.1.1 aufgeführten Unterrichtsvorhaben exemplarisch konkretisiert werden. Diese Konkretisierung hat vorschlagenden Charakter, ohne die pädagogische Freiheit des Lehrenden einschränken zu wollen.

 

Unterrichtsvorhaben EF-I

Thema: Einführung in die Nutzung von Informatiksystemen Und in grundlegende Begrifflichkeiten

Leitfragen: Womit beschäftigt sich die Wissenschaft der Informatik? Wie kann die in der Schule vorhandene informatische Ausstattung genutzt werden?

 

Vorhabenbezogene Konkretisierung

Das erste Unterrichtsvorhaben stellt eine allgemeine Einführung in das Fach Informatik dar. Dabei ist zu berücksichtigen, dass für manche Schülerinnen und Schüler in der Einführungsphase der erste Kontakt mit dem Unterrichtsfach Informatik stattfindet, sodass zu Beginn Grundlagen des Fachs behandelt werden sollten.

 

Zunächst wird auf den Begriff der Information eingegangen und die Möglichkeit der Kodierung in Form von Daten thematisiert. Anschließend wird auf die Übertragung von Informationen bzw. Daten im Sinne des Sender-Empfänger-Modells eingegangen Dabei wird eine überblickartige Vorstellung der Kommunikation von Rechnern in Netzwerken erarbeitet.

Des Weiteren soll der grundlegende Aufbau eines Rechnersystems im Sinne der Von-Neumann-Architektur erarbeitet werden und mit dem grundlegenden Prinzip der Datenverarbeitung (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe) in Beziehung gesetzt werden.

Bei der Beschäftigung mit Datenkodierung, Datenübermittlung und Datenverarbeitung ist jeweils ein Bezug zur konkreten Nutzung der informatischen Ausstattung der Schule herzustellen So wird in die verantwortungsvolle Nutzung dieser Systeme eingeführt.

Zeitbedarf 6 Stunden

 

 

 

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