Informatik

Nov 1, 2021 | MINT

Das Fach Informatik wird in den Jahrgangsstufen EF bis Q2 als Grundkurs angeboten. Zum Teil finden die Kurse in Kooperation mit dem Gymnasium an der Waldstraße statt, wodurch ein durchgängiges Angebot bis zum Abitur gewährleistet und auch die Wahl als 3. oder 4. Abiturfach möglich ist. Bereits in der Sekundarstufe I im Wahlpflichtbereich II der Stufen 8 und 9 kann zudem der Kurs „Praktische Informatik“ gewählt werden, in dem die vielfältige Nutzung moderner Kommunikations- und Informationstechnik im Mittelpunkt steht. Weitere Informationen dazu befinden sich in der Rubrik „Angebote – Differenzierung 8/9“.

Bedingt durch die rasante Entwicklung in der Informationstechnologie sind die Inhalte der Informatikkurse mehr als in anderen Fächern einem stetigen Wandel unterzogen. Die Aufstellung gibt daher nur den momentanen Stand unter Berücksichtigung der geltenden Richtlinien für die SII und der Vorgaben des Zentralabiturs wieder. Die wichtigsten Themen im Überblick (Stand 2018):

Jahrgangsstufe EF

  • einfache Programme in JAVA (Dienste, Kontrollstrukturen)
  • Klassen und Objekt deren Beziehungen (HAT, KENNT, IST)
  • abstrakte Klassen (Generalisierung, Konkretisierung)
  • Ereignisanwendung (inkl. interaktive Komponenten)
  • Informatik: Mensch und Gesellschaft (Datenschutz)

Jahrgangsstufe Q1

  • kleines Programmierprojekt (optional)
  • (generische) Listenstrukturen (Queue, Stack, lineare Liste)
  • Algorithmik: Rekursion
  • Such- und Sortieralgorithmen
  • (generische) Baumstrukturen (inkl. Suchbaum)

Jahrgangsstufe Q2

  • endliche Automaten und formale Sprachen
  • Datenbanken (inkl. Sicherheitsfragen)
  • Backtracking und/oder Graphentheorie (optional)
  • Programmierprojekt (2. Halbjahr)

In den Richtlinien findet man auch weitere Themen, die zusätzlich behandelt werden können, abhängig von der Unterrichtssituation und von den Interessen der Lerngruppe. Insbesondere bietet es sich an (z.B. in 12/Q2),  eine komplexere Software in einem Gruppenprojekt zu realisieren, bei dem das zuvor Erlernte in Planung und Implementierung angewendet und im Team umgesetzt wird. Hier einige Beispiele aus den Vorjahren:

  • 2010 :  Arcadegames (Autorennen, Kicker, Snake, Panzerschlacht)
  • 2012 :  Strategiespiele (Schiffe versenken u.ä.)
  • 2013 :  Streckenauskunft (U-Bahn-Netz)
  • 2014 :  Kartenspiele (Black Jack, Uno, Mau Mau u.a.)
  • 2015 :  Gesellschaftsspiele (Mensch ärgere dich nicht, Dame u.a.)
  • 2017 :  Strategiespiele (Monopoly, Survival, 4-Gewinnt, Kalaha, u.a.)

Der Informatik-Unterricht

Gegen Ende der 90er Jahre gelang der objektorientierten Programmierung (OOP) mit der Verbreitung von Delphi (auf der Basis von PASCAL) und JAVA (Oracle, ehem. Sun) auch in der Schule der Durchbruch. Insbesondere Java wurde zur Standardprogrammiersprache an den Universitäten, da sie sich besonders für Internetanwendungen (Applets) eignet und kostenlos verfügbar ist. Zudem läuft ein Javaprogramm unabhängig von der verwendeten Hardware, so dass Programme, die in der Schule erstellt werden, problemlos zu Hause auch unter Linux oder MacOS laufen. Das Konzept „Objekte schicken sich Botschaften und reagieren darauf.“ ist seit etwa 15 Jahren das Leitmotiv des Informatikunterrichts.

Als Java-Entwicklungsumgebung kommt die Plattform BlueJ (www.bluej.org) zum Einsatz, die an der University of Kent (UK) speziell für den Unterricht geschaffen wurde. Neben einem leistungsstarken Debugger gibt es die Möglichkeit, interaktiv Objekte zu erzeugen, diese zu inspizieren und ihnen Nachrichten zu schicken. BlueJ wird inzwischen an vielen Schulen und Hochschulen für die Ausbildung genutzt.

Speziell für den Schulunterricht wurde von Bernhard Schriek (ehem. Mariengymnasium Werl) und anderen die Bibliothek „Stifte und Mäuse“ (SuM) entwickelt. Sie besteht aus einer Vielzahl von Modulen wie z.B. Grafik, Steuerelemente (Knöpfe, Rollbalken, Textfenster usw.), Anbindung einer SQL-Datenbank oder sowie mediale Funktionen (Bild, Film, Sound). Die in Java komplizierte Ereignisverwaltung wurde ebenfalls in eine fertige Klasse integriert, so dass die Schüler und Schülerinnen sich von Beginn an auf die wesentlichen Inhalte der Informatik konzentrieren können.

Als Lehrwerk für OOP mit Java wird in EF „Informatik mit Java“ (Band I) von Bernard Schriek und in Q1 „Informatik“ (Band 2) aus dem Schöningh-Verlag verwendet. In der Stufe Q2 wurde bisher auf die Einführung eines Lehrwerks verzichtet.

Mit dem folgenden JAVA-Programmtext kann man sich einen Eindruck verschaffen, wie mit den SuM-Klassen gearbeitet wird. Ein fallender Dartpfeil dreht sich nach einem Mausdruck und fliegt danach auf eine Zielscheibe. Mit den Tasten ‚r‘ und ‚l‘ lässt sich die Richtung während des Fluges beeinflussen. Das Projekt wird bereits im 1. Halbjahr der Jgst. 10 (EF) behandelt.

Beispielprogramm „Dart“ als JAVA-Quelltext (PDF)