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