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.

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