Informatik am Hardenberg-Gymnasium

In der Infor­matik geht es genau­so wenig um Com­put­er, wie in der Astronomie um Teleskope.
Eds­ger Dijk­stra

Sage mir exakt, worin dein­er Mei­n­ung nach der Men­sch ein­er Mas­chine über­legen sei, und ich werde einen Com­put­er bauen, der deine Mei­n­ung wider­legt.
Alan Tur­ing

Infor­ma­tion ist der zen­trale Begriff im Infor­matikun­ter­richt. Daraus resul­tieren The­men wie die Darstel­lung, Ver­ar­beitung, Übersendung und Inter­pre­ta­tion von Infor­ma­tio­nen.
Bei der Darstel­lung von Infor­ma­tio­nen wie auch bei der Analyse von Infor­ma­tion­ssys­te­men spielt die Mod­ell­bil­dung, bei der Auss­chnitte der Wirk­lichkeit ziel­gerichtet vere­in­facht und struk­turi­ert dargestellt wer­den, eine wesentliche Rolle. Die Ler­nen­den erken­nen, dass die Erstel­lung eines Mod­ells den wichtig­sten Arbeitss­chritt zwis­chen der Prob­le­mer­fas­sung und der Umset­zung auf einem Soft­waresys­tem darstellt und für das Ver­ständ­nis infor­ma­tis­ch­er Abläufe entschei­dend ist. An vielfälti­gen prak­tis­chen Beispie­len sehen sie, dass bei der Vere­in­fachung der betra­chteten Zusam­men­hänge ein­er­seits die für den jew­eili­gen Zweck wesentlichen Aspek­te erhal­ten bleiben müssen, ander­er­seits unwesentliche Gesicht­spunk­te nicht mehr in Erschei­n­ung treten dür­fen.
Die Schüler erfahren, dass je nach Art des Anwen­dungszusam­men­hangs unter­schiedliche Betra­ch­tungsweisen notwendig sind, und ler­nen dementsprechend im Lauf des Unter­richts ver­schiedene Modellierungs¬techniken ken­nen. Die wichtig­sten Eigen­schaften und Funk­tio­nen eines Sys­tems wer­den von den Schülern in graphis­chen Darstel­lun­gen exakt und anschaulich fest­ge­hal­ten, sodass sie diese auch mit ihren Mitschülern besprechen kön­nen. Sie ver­wen­den die Fach­sprache in alters­gemäßer Weise; diese erlaubt es ihnen, die wesentlichen Erken­nt­nisse unab­hängig von kur­zlebi­gen tech­nis­chen Strö­mungen oder speziellen Pro­duk­ten zu for­mulieren.
Erstellte Mod­elle wer­den von den Schülern mit einem Infor­matiksys­tem real­isiert, die Ergeb­nisse wer­den disku­tiert und über­prüft. Dabei erwer­ben die Schüler sukzes­sive ein bre­ites Spek­trum an Denk-Meth­o­d­enkom­pe­tenz und Beschrei­bungss­chema­ta und ler­nen Strate­gien ken­nen, die im Lauf der Zeit die Bear­beitung auch kom­plex­er und ver­net­zter Prob­lem­stel­lun­gen erlauben.

Unterstufe

Im Schw­er­punkt Infor­matik des Fachs Natur und Tech­nik wird eine gemein­same Basis aus Wis­sen und Fähigkeit­en unter Ein­beziehung unter­schiedlich­ster Vorken­nt­nisse hergestellt, die die Schüler aus dem pri­vat­en und schulis­chen Bere­ich bere­its mit­brin­gen. Die Kinder beschäfti­gen sich mit alters­gemäßen Auf­gaben­stel­lun­gen aus ihrer Erfahrungswelt. Sie gestal­ten Graphik-, Text- und Mul­ti­me­di­adoku­mente, struk­turi­eren Infor­ma­tion, ord­nen sie und beschäfti­gen sich mit Hyper­textstruk­turen sowie mit elek­tro­n­is­ch­er Post. Zudem erhal­ten die Schüler erste Ein­blicke in die automa­tis­che Infor­ma­tionsver­ar­beitung. Die Analyse der bear­beit­eten Doku­mente zeigt ihnen, dass diese jew­eils aus bes­timmten Objek­ten mit charak­ter­is­tis­chen Eigen­schaften beste­hen. Mit dieser Sichtweise kön­nen die Kinder unab­hängig von der jew­eils ver­wen­de­ten Soft­ware eine Vielzahl von Phänome­nen im Zusam­men­hang mit Infor­matiksys­te­men ver­ste­hen. Das Vorge­hen ist alters­gemäß spielerisch und hand­lung­sori­en­tiert, aber trotz­dem genau und sys­tem­a­tisch. Es wird der Grund­stein für den Auf­bau angemessen­er Mod­elle und für die Ver­wen­dung ein­er klaren, effizien­ten Fach­sprache in späteren Jahrgangsstufen gelegt.

Jahrgangsstufe 9

Am Natur­wis­senschaftlich-tech­nol­o­gis­chen Gym­na­si­um Jahrgangsstufe 9 (NTG)werden in der Mit­tel­stufe die im Anfang­sun­ter­richt einge­führten Grund­la­gen aufge­grif­f­en, ver­tieft und ergänzt. In der Jahrgangsstufe 9 gewin­nen die Schüler mit der funk­tionalen Mod­el­lierung einen ersten Zugang zur For­mal­isierung und Struk­turierung von größeren, als Ganzes kaum über­schaubaren Prozessen. Sta­tis­che Daten­mod­el­lierung hil­ft ihnen bei der Ver­wal­tung sehr großer, kom­plex­er Daten­men­gen. Bere­its in dieser Jahrgangsstufe gewin­nen außer­dem Fragestel­lun­gen an Bedeu­tung, die gesellschaftlich rel­e­vante As¬pekte wie die Wech­sel­wirkun­gen zwis­chen Infor­matiksys­te­men, Indi­vidu­um und Gesellschaft betr­e­f­fen.

9. Jahrgangsstufe Grund­wis­sen HGF

Jahrgangsstufe 10

Mit der objek­to­ri­en­tierten Mod­el­lierung wer­den in Jahrgangsstufe 10 (NTG)die ver­schiede­nen Mod­el­lierung­stech­niken ver­bun­den. Bei der Beschrei­bung und Struk­turierung von Abläufen ler­nen die Schüler Grund­prinzip­i­en von Auto­mat­en, Algo­rith­men und Pro­gram­men aus objek­to­ri­en­tiert­er Sicht ken­nen. Sie unter­suchen sys­tem­a­tisch die Kom­mu­nika­tion bzw. Inter­ak­tion zwis­chen Objek­ten und ver­wen­den Gen­er­al­isierung sowie Spezial­isierung als Konzepte zur Beschrei­bung von Ver­wandtschafts­beziehun­gen. Die Jugendlichen erken­nen, dass sich die Vorge­hensweise und die Grun­dideen der objek­to­ri­en­tierten Mod­el­lierung auch auf viele Sit­u­a­tio­nen des All­t­ags gewinnbrin­gend anwen­den lassen.

Jahrgangsstufen 11 und 12

Auf­bauend auf dem voraus­ge­gan­genen Infor­matikun­ter­richt eignen sich die Schüler in den Jahrgangsstufen 11 und 12 weit­er­führende Konzepte und Meth­o­d­en der Infor­matik an. Den Schw­er­punkt bildet zunächst die Unter­suchung dynamis­ch­er Infor­ma­tion­sstruk­turen. Dabei ler­nen die Jugendlichen das für größere Soft­waresys­teme unverzicht­bare Prinzip der Rekur­sion ken­nen. Bei der Pla­nung und arbeit­steili­gen Durch­führung eines größeren Soft­ware­pro­jek­ts wen­den sie Konzepte der prak­tis­chen Soft­wa­reen­twick­lung an. Hier­bei erwer­ben sie auch auf den All­t­ag über­trag­bare Ken­nt­nisse über die Organisa¬tion und Syn­chro­ni­sa­tion von Abläufen. Ein fundiertes Ver­ständ­nis für die prinzip­ielle Funk­tion­sweise eines Rech­n­ers gewin­nen die Schüler durch die genauere Beschäf­ti­gung mit dem Vor­gang der Kom­mu­nika­tion mit der Mas­chine. Über­legun­gen zu den Gren­zen der maschinellen Berechen­barkeit unter­stützen sie bei der real­is­tis­chen Ein­schätzung der tat­säch­lichen Möglichkeit­en der Infor­ma­tion­stech­nolo­gie, wie sie für ein selb­st­bes­timmtes Leben und Arbeit­en in unser­er Infor­ma­tion­s­ge­sellschaft notwendig ist. Für inter­essierte Jugendliche bietet sich die Möglichkeit, Infor­matik auch als Sem­i­nar zu wählen.
Hand­lungs- und prob­le­mori­en­tiertes Arbeit­en ste­ht im Infor­matikun­ter­richt im Vorder­grund. Deshalb spielt der Ein­satz von Rech­n­ern und Net­zen eine wichtige Rolle