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Informatik Curriculum NEU

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Informatik Curriculum NEU

  1. 1. Ernst-Moritz-Arndt-GymnasiumCurriculum im Fach InformatikJahrgangsstufe/Kurs 8 - 13CurriculumJahrgangsstufe 8 durchgängige Nutzung einer Lernplattform Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden ZeitvorgabeUmgang mit Software  Textverarbeitung (ausgewählte Themen) Nutzung informatischer Werkzeuge Hoher Anteil 20 Wochen  Tabellenkalkulation Modellieren selbstständiger Arbeit o Relative/absolute Adressierung Systematisieren Lernen durch Lehren o Bedingungen Operieren o Funktionen Erfassen  Einführung in Datenbanken (optional) Auswerten  Präsentation Beurteilen o Layout Projektarbeit o Farbgestaltung o Stofffülle o Animationen  Internet Teamarbeit o Funktionsweise o Datenschutz o Recherche Projektarbeit  Grafik (optional) Teamarbeit o Einfache Bildbearbeitung o Bildformate o Comic-GestaltungFunktionsweise von Software (I)  Homepagegestaltung Darstellen Projektarbeit 20 Wochen o Einführung in HTML Anwenden Selbständigkeit o Einführung JavaScript (Interaktivität) Konstruieren  Formularerstellung Beurteilen  Erste Algorithmik (z.B. mit Kara/Karol etc.) Kommunizieren Präsentieren -1-
  2. 2. CurriculumJahrgangsstufe 9 durchgängige Nutzung einer Lernplattform Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden ZeitvorgabeFunktionsweise von Hardware  Funktionsweise des PCs Systematisieren Einsatz von LOCAD oder 20 Wochen o CPU, ROM, RAM Operieren DigitalSimulator o Von-Neumann-Modell Anwenden o Adressierung Konstruieren  Digitale Informationsdarstellung Auswerten Arbeit mit SIMULOG- o Binärcodierung Kommunizieren Bausteinen o Bit/Byte Präsentieren  Verarbeitung digitale Informationen o Logische Gatter o Logische Funktionen o Halbaddierer, Volladdierer  Schaltwerke o FlipFlops o Schieberegister o Codierwerke  Einführung Maschinensprache (optional) o SIMULOGFunktionsweise von Software (II)  Algorithmische Strukturen Problemlösen Projektarbeit mit Methoden 20 Wochen o Zuweisungen und Variablen Modellieren der Softwareentwicklung o Schleifen Systematisieren o Bedingungen Operieren Arbeit mit Robot Karol  Algorithmische Dekomposition Anwenden und Python (Modularisierung) Konstruieren o Methoden Auswerten  Softwareprojekt Kommunizieren o Python (oder PHP, JavaScript) PräsentierenCurriculumJahrgangsstufe 10siehe Jahrgangsstufe 9-G8 -2-
  3. 3. CurriculumJahrgangsstufe 11 durchgängige Nutzung einer Lernplattform Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden ZeitvorgabeEinstieg in die Programmierung  Imperative Programmierung Systematisieren Einsatz Leitprogramm- 20 Wochen o Einfache Datentypen Operieren Methode o Ein-/Ausgabe Anwenden o Anweisungen und Kontrollstrukturen Konstruieren Selbstständiges Arbeiten  Bedingungen Auswerten  Schleifen Modellieren o Methoden Problemlösen  Nutzung von komplexeren Datenstrukturen Beurteilen o Array o ArrayList o Stack und Queue  Einfache Sortier- und Suchverfahren Stationen lernen o Binäre Suche Gruppenpuzzle o SelectionSort o InsertionSort o BubbleSort  Einführung in die Kryptologie Besuch der Schüler-Krypto o Caesar-Verschlüsselung (Uni Bonn) o mono-/polyalphabetische VerfahrenEinstieg in die Objektorientierung Modellieren  OOD Systematisieren Methoden der 20 Wochen o Modellierungsprinzipien Operieren Softwareentwicklung o Entwurfsmodelle wie MVC Anwenden o UML-Diagramme Konstruieren Arbeit in verteilten  OOP Auswerten Gruppen, Lernen durch o Klasse, Objekt Problemlösen Lehren o Attribut, Methode Beurteilen Nutzung von JavaEditor, o Konstruktor Dokumentieren Greenfoot und Lego o Vererbung Mindstorms o GUI-Programmierung o Diverse Softwareprojekte (u.a. Android) Umgang mit der Java-API -3-
  4. 4. CurriculumJahrgangsstufe 12 durchgängige Nutzung einer Lernplattform Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden ZeitvorgabeRekursion  Einfache Rekursionen Systematisieren Gruppenpuzzle 20 Wochen  Rekursion - Iteration Operieren Stationen lernen  Komplexität Anwenden  Höhere Sortieralgorithmen Konstruieren Einsatz von JavaEditor und o QuickSort Auswerten Greenfoot o MergeSort, HeapSort (Leistungskurs) Modellieren  Backtracking Problemlösen MathePrisma-Module (Uni o Ausgewählte Aufgabenstellungen (z.B. Beurteilen Wuppertal) Türme von Hanoi, n-Damen-Problem, Darstellen Springer, Labyrinth) Dokumentieren Nutzung visualisierter o ~ mit Schranke Systeme (Sortierverfahren) o Branch-and-Bound (Leistungskurs)Dynamische Datenstrukturen  Liste, Keller, Schlange, Ring Systematisieren Nutzung visualisierter 20 Wochen  Baum Operieren Systeme (ADT-Modell) o Binärbaum inkl. Anwendungen Anwenden o geordneter Baum inkl. aller Operationen Konstruieren MathePrisma-Module (Uni o Traversierungen (Pre-, In-, PostOrder) Auswerten Wuppertal) o AVL (Leistungskurs) Modellieren  Graphenstrukturen Problemlösen o Exemplarisch im Grundkurs (TSP) Beurteilen o Adjazensliste, -matrix Darstellen o im Leistungskurs vertieft: Dokumentieren  Ungerichteter Graph  Tiefen-/Breitensuche  Wegenetze  Königsberger Brückenproblem  Kürzester Weg (Dijkstra, Floyd- Warshall)  TSP  Abschließend: Softwareprojekt -4-
  5. 5.  Heuristiken o Greedy-Algorithmen o Ausgewählte Aufgabenstellungen (z.B. Nutzung visualisierter Sintflut-Algorithmus, Genetische Systeme Algorithmen, Ameisen-Algorithmus, (Unterrichtsvideos) „Rechnen mit DNA“) auch Komplexitätstheorie (P=NP?) Kryptologie Nutzung von CrypTool o Symmetrische (Deutsche Bank) Verschlüsselungsverfahren (z.B. Caesar, Vigenére) MathePrisma-Module (Uni o Asymmetrische Wuppertal) Verschlüsselungsverfahren (z.B. DES, RSA) o Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch o Datenschutzaspekte -5-
  6. 6. CurriculumJahrgangsstufe 13 durchgängige Nutzung einer Lernplattform Inhalte Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Methoden ZeitvorgabeEndliche Automaten und formale Sprachen  Exemplarisch im Grundkurs Systematisieren 25 Wochen o Deterministische und Operieren Automatenvisualisierung nichtdeterministische endliche Anwenden (Machines, JFLAP) Automaten Konstruieren o Potenzmengenkonstruktion Auswerten LEGO Mindstorms als TM o Reguläre Sprachen und Grammatiken Modellieren (Schülerlabor Aachen)  Vertieft im Leistungskurs Problemlösen o weitere Automatenmodelle: (nicht)- Beurteilen Nutzung visualisierter deterministischer Kellerautomat, Darstellen Systeme Turingmaschine Dokumentieren (Turingsimulatoren) o weitere Grammatiken: kontextfrei, - sensitiv o Chomsky-Hierarchie o Zusammenhänge Automat – Grammatik – Sprache o Berechenbarkeitstheorie, Halteproblem  Anwendung o Compilerbau (Scanner, Parser) o Exemplarische Definition einer eigenen Sprache o Spracherweiterungen -6-
  7. 7. Relationale Datenbanken  Modellieren mit dem Entity-Relationship-Modell Problemlösen Nutzung von MySQL 15 Wochen  Überführung des ERM in ein relationales Modell Systematisieren (XAMPP)  Normalisierung in die 1. bis 3. Normalform Dokumentieren  Umsetzung in einem Datenbanksystem Operieren Nutzung von MySQL in (MySQL) Anwenden Verbindung mit JAVA  SQL-Abfragen über eine und mehrere Darstellen miteinander verknüpfte Tabellen (SELECT … Konstruieren FROM … WHERE …, (LEFT/RIGHT) JOIN, Auswerten AS, ORDER BY, GROUP BY, COUNT, Modellieren MAX/MIN, SUM, AVG) Beurteilen  Datenbankabfragen mit SQL in einem JAVA- Programm  Softwareprojekt mit MySQL und JAVANetzwerke  Grundlegende Eigenschaften eines Problemlösen Erarbeitung mittels 10 Wochen Netzwerkprotokolls Systematisieren Netzwerktool  Prüfverfahren in Netzwerkprotokollen Dokumentieren  SimpleMailTransportProtocol (SMTP) Operieren Arbeit mit PuTTY und  PostOfficeProtocol 3 (POP3) Anwenden Mail-Server  Erarbeitung weiterer Protokolle Darstellen o TCP, UDP Konstruieren eigenständige Erarbeitung o IP Auswerten von Präsentationen zu den o HTTP Modellieren Protokollen o FTP Beurteilen o IMAP  Zusammenfassung im OSI-Schichtenmodell Orientierung an den  Programmierung verschiedener Netzwerk- Zentralabitur-Klassen Anwendungen (Client- und Client/Server- Anwendungen) wie Online-Shops oder Mehrspieler-TicTacToe -7-

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