Der Informatikunterricht in den Jahrgangsstufen 8 und 9 bietet den Schülerinnen und Schülern nicht nur die Möglichkeit, sich in Anwendersysteme einzuarbeiten, sondern befähigt sie auch dazu, Methoden der Softwareentwicklung vom Entwurf über die Realisierung bis hin zur Fehlerbehebung praktisch zu erproben. Dabei werden vor allem kooperative Unterrichtsformen genutzt, die einen modernen und effizienten Arbeitsprozess gewährleisten. Die Entwicklungsumgebungen für eigene Softwareprojekte sind altersstufengemäß zunächst auf grafische Programmierelemente reduziert und werden dann in Richtung textbasierte Programmierung erweitert.

Die Schülerinnen und Schüler lernen in Jahrgangsstufe 9 im Schwerpunkt „Arbeitsweise von Computersystemen“ insbesondere, dass der Computer nicht bloß eine „Blackbox“ ist, die sich zum Lösen von kleinen Alltagsherausforderungen eignet, sondern ein komplexes System atomarer Verarbeitungstechniken, die sich alle auf den binären Zustand „Null“ und „Eins“ zurückführen lassen.

In selbst entworfenen Schaltungen werden mit diesen elementaren Zuständen eindrucksvolle Ergebnisse erzielt – wie beispielsweise die automatisierte Steuerung eines Ampelsystems, eines Lauflichts oder einer 7-Segment-Anzeige. Dabei wird besonderer Wert auf den Bezug zur Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler gelegt.

Auch der häufig nur beiläufig angesprochene Aspekt der Datensicherheit und der zentralen rechtlichen Bestimmungen im Internet, etwa im Hinblick auf die Nutzung fremder Inhalte, findet am Riesener-Gymnasium die gebotene Berücksichtigung.

Unterrichtsinhalte

Jahrgang 8

Anwendersysteme

  • Tabellenkalkulation mit Excel oder Libre Office Calc., Erstellung einfacher Rechenblätter, Formatierungen, Anwendung von Formeln, relativen und absoluten Bezüge etc.
  • ggf. Verknüpfung von Excel und Word bzw. Libre Office Writer und Calc: Erstellung von Serienbriefen, Datenbanken (z. B. Access)

Methoden der Softwareentwicklung 

  • Einstieg ins Programmieren mit Scratch, Erstellung einfacher Animationen,   Kennenlernen von verschiedenen Schleifen etc.
  • Programmieren mit WinLogo und/oder Hamstersimulator, einfache Grafikanwendungen, Schreiben von eigenen Prozeduren mit Variablen und Schleifen, Rekursion etc.

Jahrgang 9

Arbeitsweise von Computersystemen

  • Rechnerarchitekturen (von Neumann Rechner).
  • Umwandeln von Dezimal- und Binärzahlen und anderen Zahlensystemen, Rechnen mit Binärzahlen (insb. Einer- und Zweierkomplement)
  • Schaltwerke und Schaltnetze (Gatter, Addierer, DNF, KNF, KV-Diagramme, Flipflops). Zur Visualisierung wird die freie Software LogiSim eingesetzt.
  • Kryptographie: einfache Verschlüsselungsverfahren (Skytala, Cäsar, Vigenere), ggf. Implementation in Excel

Simulation

  • Petri-Netze: Netzgraphen, ST-Systeme, Erzeuger-Verbraucher-Systeme, Deadlock, Nebenläufigkeit, Synchronisation, Erreichbarkeitsanalyse (Tabelle, Graph)
  • Kara: einfache Automaten und zustandgesteuertes Programmieren
  • Medienerziehung: Das Internet – ein rechtsfreier Raum?

Es sollen Probleme und Gefahren mit den Schülerinnen und Schülern besprochen, ggf. auch auf aktuelle Ereignisse eingegangen werden.