Navigationsmenüs (Musterschule)

Informatik im Wahlpflichtbereich (Kl. 8-10)

Wir sind umgeben von Computern, Tablets, Smartphones, Mikroprozessoren und Elektronik-Chips - manchmal merken wir es gar nicht, so selbstverständlich gehört die IT (Informationstechnik) inzwischen zu unserem Leben.

Ob in der Schule oder im privaten Bereich - oder später im Studium oder im Beruf: Überall begegnen wir Informatiksystemen.

Doch anstatt sie lediglich anzuwenden, haben wir die Chance, "hinter die Kulissen" zu schauen und zu begreifen, wie diese Technik funktioniert. Denn nicht sie soll uns, sondern wir wollen sie beherrschen, mitgestalten und zu unserem Vorteil nutzen!

Und das ist wirklich faszinierend!

Worum geht es?

Für das Unterrichtsfach Informatik in der Sekundarstufe I gibt es ein sog. Kerncurriculum (KC), in dem festgelegt ist, welche Kompetenzen im Fach Informatik in der Sek. I vermittelt werden. Und zwar nur im Fach Informatik, in keinem anderen sonst!

Darin unterscheiden wir vier verschiedene Lernfelder:

  • Daten und ihre Spuren
  • Computerkompetenz
  • Algorithmisches Problemlösen
  • Automatisierte Prozesse

Einzelheiten dazu findest du hier kompakt zusammengefasst - oder (ausführlich im Original) unter http://db2.nibis.de/1db/cuvo/datei/kc_informatik_sek_i.pdf.

"Das ist mir zu abstrakt. Bitte gib mir Bespiele!" - Kein Problem:

Hier eine Auswahl von typischen Fragestellungen und Unterrichtsbeispielen, mit denen wir uns im Wahlpflichtfach Informatik (Kl. 8-10) beschäftigen:

  • Was sind eigentlich Daten? Wie werden sie codiert, wie im Computer gespeichert, verarbeitet und von A nach B transportiert?
  • Wie löst ein Computer ein Problem? Was ist ein Programm? Wie bringen wir dem Computer etwas Neues bei? Wie arbeitet ein Computer? Können Computer denken? Müssen wir Angst vor der KI haben?
  • Wie funktionieren Roboter und Automaten? Wie kann man sie programmieren? Welche Gefahren bestehen?
  • Wie ist das Internet aufgebaut? Wie funktioniert es? Welche Rechte habe ich z. B. am eigenen Bild? Wie erstelle ich eine eigene Website? Was muss ich beim Veröffentlichen von Daten beachten?
  • Wie lassen sich Daten so verschlüsseln, dass sie sicher gespeichert und übertragen werden können?
  • Was ist eine Datenbank? Wie benutze ich sie? Wie organisiere ich selbst große Datenmengen? Was ist (wo?) über mich gespeichert?
  • Was kann ich hinsichtlich der typischen Standardsoftware (Office etc.) noch lernen? Wie gestalte ich eine umfangreiche Arbeit z.B. mit automatischem Inhaltsverzeichnis usw.?
  • Wie kann ich Bilder bearbeiten? Wie erstelle ich 3D-Animationen? Was ist AR oder VR? Machen Spiele süchtig?

Unterrichtsbeispiel "Informationen und Daten"

Kennst du QR-Codes? - Natürlich! - Meinst du. - Aber was steckt dahinter? Welche Information ist darin codiert? Warum sind sie so "pixelig"? Wie kann ein Computer sie erkennen? Kann ich die selber machen? (JA!)

Codes begegnen uns im täglichen Leben sehr häufig. Z.B. beim Einkaufen als "Barcode" (Strichcode). Hast du dich schon einmal gefragt, wie dieser Code aufgebaut ist und wie ein Barcode-Scanner funktioniert?

Informationen werden codiert, damit z.B. ein Computer diese Informationen als sog. Daten verarbeiten kann. Doch wie geschieht dies? Wozu werden Daten verwendet? Wie sind sie codiert und welcher Code ist günstig? Wer legt die "Standards" fest? Was bedeutet ASCII? Was sind Bits und Bytes? Was ist ein Terabyte? Wie werden Daten gespeichert? Wie werden sie verschlüsselt, damit sie kein Unbefugter lesen kann?

Unterrichtsbeispiel "Digitalelektronik"

Das Wort "Computer" bedeutet Rechner. Wie ist er aufgebaut, wie funktioniert er? Warum "rechnet" der Computer im Zweiersystem? Wie addiert ein Computer zwei Zahlen? Wie lassen sich aus elementaren logischen Verknüpfungen wie NICHT-, UND- bzw. ODER-Gatter komplexere Schaltungen zusammenbasteln? Wie wird ein Bit gespeichert? Diese und ähnliche Fragen werden praktisch mithilfe eines Elektronik-Stecksystems und mit Hilfe von Simulationssoftware geklärt.

Unterrichtsbeispiel "Eigene Computerspiele"

Jeder hat schon ´mal ein Computerspiel gespielt. Sei es auf dem PC, auf einer Spielekonsole oder auf dem Handy. Hast du dich auch schon gefragt, wie diese Spiele "gemacht" sind? Was braucht man dazu? Kann man damit reich werden? Oder süchtig davon? - Wir programmieren unsere eigenen Computerspiele, z.B. mit der grafischen Programmiersprache Scratch. Und lernen so nebenbei auch noch Programmieren. Das macht wirklich Spaß! Manchmal muss man etwas "Tüfteln", aber wenn´s dann läuft, freut man sich umso mehr.

Unterrichtsbeispiel "Datenübertragung mit Licht"

Schnelles Internet gefällig? Klar, aber wie? - Natürlich mit Glasfaser- statt mit Kupferkabeln, also mit sog. Lichtwellenleiter-Technik. Aber wie funktioniert das? Wie lassen sich Daten per Licht übertragen? - Wir bauen unsere eigene "Licht-Daten-Übertragung" mit einem Arduino-Board, das die Daten codiert und entsprechende Lichtimpulse sendet, und mit einem Pico-Board, das diese Lichtimpulse empfängt und entschlüsselt. Alles ganz einfach - in Scratch!

Unterrichtsbeispiel "Robotik"

Spielst du gern mit LEGO? Möchtest du ´mal einen Roboter bauen? Und ihn "zum Leben erwecken", indem du ihn programmierst? - Hier lernst du es! - Wie baue ich einen Roboter zusammen? Aus welchen Einzelteilen besteht er? Welche Sensoren und Aktoren verwendet er? Wie kann ein Roboter programmiert werden, damit er bestimmte Aufgaben erledigen kann? Wie kann er autonom (eigenständig) z.B. durch ein Labyrinth fahren? Wie kommunizieren Roboter mit uns bzw. untereinander? Sind Roboter "Jobkiller"? Können Roboter lernen, fühlen und denken? Wohin geht die Entwicklung? Müssen wir Angst vor Robotik und KI (Künstlicher Intelligenz) haben? Dürfen Drohnen töten? Was können wir verantworten?

Unterrichtsbeispiel "Datenbanken"

Datenbanken? Klingt kompliziert, wir benutzen sie aber ganz selbstverständlich, z.B. beim "Googlen". In Sekundenbruchteilen erhalten wir zu unserem Suchbegriff einen Weblink. Wie geht das so schnell? Wie werden große Datenmengen gespeichert? Wie kann man Informationen darin finden? Wie kann man sie sortieren, auflisten, verknüpfen mit anderen? "Digitales Gold" - so nennt man inzwischen das, was wir im Netz an Informationen von uns oder anderen preisgeben. Kann man damit bezahlen? Welches Interesse haben große Digitalkonzerne daran? Was passiert mit unseren Kontaktdaten, wenn wir uns z.B. bei WhatsApp bzw. Facebook anmelden? Haben wir ein Recht, über unsere Daten zu bestimmen? Was bedeutet Datenschutz konkret? - In der Unterrichtseinheit "Datenbanken" lernst du, wie "relationale" Datenbanken aufgebaut sind und wie man sie verwendet - z.B. mit der weltweit verbreiteten Abfragesprache SQL. Und wir machen uns Gedanken zum Thema Datenschutz und "Big Data".

Unterrichtsbeispiel "Netzwerke"

Wie "funktioniert" das Internet? Das "Netz der Netze"! - Was ist ein Netzwerk? Wie werden Daten übertragen, Dienste angeboten und abgerufen? Was ist ein Server, was ein Client? Welche "Sprache" (sog. Protokolle) sprechen die Netzwerk-Komponenten? Wer überwacht das Internet? Wie werden Daten verschlüsselt? Wie kann ich sicher sein, dass die besuchte Website "echt" ist? Wie schütze ich mich vor "Phishing-Mails", vor Viren und Würmern, vor Hacker-Angriffen? Welche Daten darf ich bzw. sollte ich nicht in sozialen Netzwerken verbreiten? Wie funktioniert WhatsApp etc.? Wie ist eine Website aufgebaut? Kann ich selbst (im schulinternen Netz) eine eigene Website gestalten? (JA!) Was muss ich bei einer eventuellen Veröffentlichung beachten - z.B. hinsichtlich des Copyrights bzw. Urheberrechts?

Unterrichtseinheit "Office"

Computerkompetenz? - Wenn danach bei einer Bewerbung gefragt wird, sollte sich der Bewerber bzw. die Bewerberin einigermaßen gut z.B. in Word, Excel und Powerpoint auskennen. Doch Hand auf´s Herz: Wie steht´s mit der eigenen Computerkompetenz im Bereich "Office-Software". Kl. 5/6 ist schon lange her, und dort haben wir ja auch nur die "Basics" kennengelernt! - Kann ich ein automatisches Inhaltsverzeichnis in Word anlegen? Kann ich eine Excel-Tabelle als Objekt in eine Powerpoint-Präsentation einbinden? Bin ich fit, wenn es um spezielle Formatierungen, das Einfügen von Multimedia-Inhalten oder Internet-Links geht? - All das und vieles mehr kann in dieser Unterrichtseinheit gelernt werden. Ganz praktische Dinge, die jede(r) beherrschen sollte, um z.B. eine Facharbeit ohne größere Probleme anfertigen zu können.

Unterrichtsbeispiel "3D-Grafik"

Kaum ein aktueller Kinofilm oder Werbeclip kommt ohne Computeranimation aus. Architekten und Designer erschaffen Dinge, bevor man sie überhaupt anfassen kann. Bewegte oder unbewegte 3D-Bilder faszinieren uns. - In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen wir uns mit Grundlagen der Bildbearbeitung (2D/3D) und lernen ein Programm kennen, mit dem wir dreidimensionale Grafiken und Animationen anfertigen können: Blender3D. Näheres zu diesem kostenlosen Programm (mit vielen tollen Beispielen) gibt es hier:

https://www.blender.org/features/

Außerdem tauchen wir in die "virtuelle Realität" (VR) ein, und wir verknüpfen unsere reale Welt mit der virtuellen durch "AR" (augmented Reality). Sehr spannend, vor allem mit einem 3D-Drucker und unseren VR-Brillen!

Neugierig?

Das ist gut so, denn Neugierde und Spieltrieb sind im Informatikunterricht genau richtig. Natürlich brauchen wir auch eine gute Portion "Logisches Denken", Geduld - auch wenn´s nicht sofort klappt - und auf jeden Fall Teamfähigkeit, denn wir arbeiten sehr häufig in Kleingruppen an einem Projekt. Auch sprechen wir oft über aktuelle Themen aus dem IT-Bereich. Vieles ist im Fluss, für das es noch keine Lösungen gibt. Darum machen wir uns auf den Weg!

Bei Interesse oder Fragen wende dich an einen unserer Informatiklehrer, oder - wenn du dich am Ende der Klasse 7 für das kommende Schuljahr entscheiden musst: Wähle einfach das Wahlpflichtfach Informatik!