Informatik - ?· Grundstrukturen in Java anhand von ein-fachen Animationen Zentrale Kompetenzen: Zentrale…

  • Published on
    18-Sep-2018

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<ul><li><p>1 </p><p>Schulinterner Lehrplan am Amplonius-Gymnasium Rheinberg </p><p>zum Kernlehrplan fr die gymnasiale Oberstufe </p><p>Informatik (Stand: 05.02.2018) </p></li><li><p>2 </p><p>Inhalt </p><p>Seite </p><p>1 Die Fachgruppe Informatik am Amplonius-Gymnasium </p><p>2 Entscheidungen zum Unterricht 6 </p><p>2.1 Unterrichtsvorhaben 6 2.1.1 bersichtsraster Unterrichtsvorhaben 8 </p><p>2.1.2 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben 16 </p><p>2.2 Grundstze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit 56 2.3 Grundstze der Leistungsbewertung und Leistungsrckmeldung 57 </p><p>3 Entscheidungen zu fach- und unterrichtsbergreifenden Fragen 60 </p><p>4 Qualittssicherung und Evaluation 61 </p></li><li><p>3 </p><p>1 Die Fachgruppe Informatik am Amplonius-Gymnasium </p><p>Das Amplonius-Gymnasium in der lndlich geprgten Kleinstadt Rhein-berg (ca. 31.000 Einwohner) ist das einzige vollausgebaute Gymnasium der Stadt mit ca. 1.000 Schlerinnen und Schlern. Im Schuljahr besu-chen ca. 630 Schlerinnen und Schler die Sek. I, ca. 370 die gymnasiale Oberstufe. </p><p>Gem seinem Schulprogramm ist das Amplonius-Gymnasium fcher- und kursmig breit aufgestellt und bietet seinen Schlerinnen und Sch-lern ein differenziertes Lern- und Arbeitsangebot. </p><p>Die vier Schwerpunkte des Schulprogramms, die alle untereinander Ver-bindungen aufweisen, sind: Kulturelles Leben soziale Verantwortung, kologie und Umwelt, Chance Europa und Die Informationsgesell-schaft des 21. Jahrhunderts. Alle diese vier Schwerpunkte sind zu sehen vor dem gemeinsamen Hintergrund Qualitt des Lernens - Lernen fr die Zukunft, d. h. alle vier Schwerpunkte werden vor diesem Hintergrund umgesetzt und realisiert und bercksichtigen stndig diese gemeinsame Basis. </p><p>Das Fach Informatik ist vor diesem gemeinsamen Hintergrund des Schul-programms zu verorten. </p><p>Die Lehrerbesetzung der Schule ermglicht einen ordnungsgemen Fa-chunterricht in der Sekundarstufe I. Laut Stundentafel wird das Fach In-formatik folgendermaen unterrichtet: </p><p> 2 Stunden WPII in Klassenstufe 8 und 9 (Informationstechnologie). </p></li><li><p>4 </p><p>In der gymnasialen Oberstufe werden z. Zt. durchschnittlich ca. 130 Sch-lerinnen und Schler pro Stufe unterrichtet. Das Fach Informatik ist in der Regel in der Einfhrungsphase (EF) mit 1-2 Grundkursen, in der Qualifika-tionsphase (Q1 und Q2) je Jahrgangsstufe mit 1-2 Grundkursen vertreten. </p><p>In der Schule sind die Unterrichtseinheiten in der Regel als Doppelstun-den, in Ausnahmefllen auch als Einzelstunden 45 Minuten organisiert. In der gymnasialen Oberstufe gibt es im Grundkurs 1 Doppel- und 1 Ein-zelstunde wchentlich. </p><p>Dem Fach Informatik stehen 3 Fachrume zur Verfgung. </p><p>Rheinberg, im Februar 2018 </p></li><li><p>5 </p></li><li><p>6 </p><p>2 Entscheidungen zum Unterricht </p><p>Hinweis: Die nachfolgend dargestellte Umsetzung der verbindlichen Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans findet auf zwei Ebenen statt. Das bersichtsraster gibt den Lehrkrften einen raschen berblick ber die laut Fachkonferenz verbindlichen Unterrichtsvorhaben pro Schuljahr. In dem Raster sind auer dem Thema des jeweiligen Vorhabens das schwerpunktmig damit verknpfte Inhaltsfeld bzw. die Inhaltsfelder, inhaltliche Schwerpunkte des Vorhabens sowie Schwerpunktkompetenz-bereiche ausgewiesen. Die Konkretisierung von Unterrichtsvorhaben fhrt weitere Kompetenzerwartungen auf und verdeutlicht vorhabenbezo-gene Absprachen, z.B. zur Festlegung auf einen Aufgabentyp bei der Lernerfolgsberprfung durch eine Klausur. </p><p>2.1 Unterrichtsvorhaben </p><p>Die Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitzt den Anspruch, smtliche im Kernlehrplan angefhrten Kompetenzen ab-zudecken. Dies entspricht der Verpflichtung jeder Lehrkraft, Schlerinnen und Schlern Lerngelegenheiten zu ermglichen, so dass alle Kompe-tenzerwartungen des Kernlehrplans von ihnen erfllt werden knnen. </p><p>Die entsprechende Umsetzung erfolgt auf zwei Ebenen: der bersichts- und der Konkretisierungsebene. </p><p>Im bersichtsraster Unterrichtsvorhaben (Kapitel 2.1.1) wird die fr alle Lehrerinnen und Lehrer gem Fachkonferenzbeschluss verbindliche Ver-teilung der Unterrichtsvorhaben dargestellt. Das bersichtsraster dient dazu, den Kolleginnen und Kollegen einen schnellen berblick ber die Zuordnung der Unterrichtsvorhaben zu den einzelnen Jahrgangsstufen sowie den im Kernlehrplan genannten Kompetenzen, Inhaltsfeldern und inhaltlichen Schwerpunkten zu verschaffen. Der ausgewiesene Zeitbedarf versteht sich als grobe Orientierungsgre, die nach Bedarf ber- oder unterschritten werden kann. Um Freiraum fr Vertiefungen, besondere Schlerinteressen, aktuelle Themen bzw. die Erfordernisse anderer be-sonderer Ereignisse (z.B. Praktika, Kursfahrten o..) zu erhalten, wurden im Rahmen dieses schulinternen Lehrplans ca. 75 Prozent der Bruttoun-terrichtszeit verplant. </p><p>Whrend der Fachkonferenzbeschluss zum bersichtsraster Unterrichts-vorhaben zur Gewhrleistung vergleichbarer Standards sowie zur Absi-cherung von Lerngruppenbertritten und Lehrkraftwechseln fr alle Mit-glieder der Fachkonferenz Bindekraft entfalten soll, beinhaltet die Auswei-sung Konkretisierter Unterrichtsvorhaben (Kapitel 2.1.2) Beispiele und Materialien, die empfehlenden Charakter haben. Referendarinnen und </p></li><li><p>7 </p><p>Referendaren sowie neuen Kolleginnen und Kollegen dienen diese vor allem zur standardbezogenen Orientierung in der neuen Schule, aber auch zur Verdeutlichung von unterrichtsbezogenen fachgruppeninternen Absprachen zu didaktisch-methodischen Zugngen, fcherbergreifenden Kooperationen, Lernmitteln und -orten sowie vorgesehenen Leistungs-berprfungen, die im Einzelnen auch den Kapiteln 2.2 bis 2.3 zu ent-nehmen sind. </p><p>Da in den folgenden Unterrichtsvorhaben Inhalte in der Regel anhand von Problemstellungen in Anwendungskontexten bearbeitet werden, werden in einigen Unterrichtsvorhaben jeweils mehrere Inhaltsfelder angesprochen. </p></li><li><p>8 </p><p>2.1.1 bersichtsraster Unterrichtsvorhaben </p><p>I) Einfhrungsphase </p><p>Einfhrungsphase </p><p>Unterrichtsvorhaben EF-I Thema: Einfhrung in die Nutzung von Informa-tiksystemen und in grundlegende Begriff-lichkeiten </p><p>Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Informatiksysteme </p><p> Informatik, Mensch und Gesellschaft </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Einzelrechner </p><p> Dateisystem </p><p> Internet </p><p> Einsatz von Informatiksystemen </p><p>Zeitbedarf: 6 Stunden </p><p>Unterrichtsvorhaben EF-II </p><p>Thema: Grundlagen der objektorientierten Analyse, </p><p>Modellierung und Implementierung anhand </p><p>von statischen Grafikszenen </p><p>Zentrale Kompetenzen: </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Objekte und Klassen </p><p> Syntax und Semantik einer Program-</p><p>miersprache </p><p>Zeitbedarf: 8 Stunden </p></li><li><p>9 </p><p>Einfhrungsphase </p><p>Unterrichtsvorhaben EF-III </p><p>Thema: Grundlagen der objektorientierten Pro-grammierung und algorithmischer Grundstrukturen in Java anhand von ein-fachen Animationen Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Objekte und Klassen </p><p> Syntax und Semantik einer Pro-</p><p>grammiersprache </p><p> Analyse, Entwurf und Implementie-</p><p>rung einfacher Algorithmen </p><p>Zeitbedarf: 18 Stunden </p><p>Unterrichtsvorhaben EF-IV </p><p>Thema: Modellierung und Implementierung von Klas-sen- und Objektbeziehungen anhand von grafischen Spielen und Simulationen </p><p>Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Objekte und Klassen </p><p> Syntax und Semantik einer Program-</p><p>miersprache </p><p> Analyse, Entwurf und Implementierung </p><p>einfacher Algorithmen </p><p>Zeitbedarf: 18 Stunden </p></li><li><p>10 </p><p>Einfhrungsphase </p><p>Unterrichtsvorhaben EF-V </p><p>Thema: Such- und Sortieralgorithmen anhand kontextbezogener Beispiele Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Algorithmen </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Algorithmen zum Suchen und Sortie-</p><p>ren </p><p> Analyse, Entwurf und Implementie-</p><p>rung einfacher Algorithmen </p><p>Zeitbedarf: 9 Stunden </p><p>Unterrichtsvorhaben EF-VI </p><p>Thema: Geschichte der digitalen Datenverarbeitung und die Grundlagen des Datenschutzes Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Informatik, Mensch und Gesellschaft </p><p> Informatiksysteme </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Wirkungen der Automatisierung </p><p> Geschichte der automatischen Datenverar-</p><p>beitung </p><p> Digitalisierung </p><p>Zeitbedarf: 15 Stunden </p><p>Summe Einfhrungsphase: 74 </p></li><li><p>11 </p><p>II) Qualifikationsphase (Q1 und Q2) - GRUNDKURS </p><p>Qualifikationsphase 1 </p><p>Unterrichtsvorhaben Q1-I Thema: Wiederholung der objektorientierten Model-lierung und Programmierung anhand einer kontextbezogenen Problemstellung Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p> Informatiksysteme </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Objekte und Klassen </p><p> Analyse, Entwurf und Implementierung </p><p>von Algorithmen </p><p> Syntax und Semantik einer Program-</p><p>miersprache </p><p> Nutzung von Informatiksystemen </p><p>Zeitbedarf: 8 Stunden </p><p>Unterrichtsvorhaben Q1-II </p><p>Thema: Modellierung und Implementierung von Anwendungen mit dynamischen, linearen Datenstrukturen Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Objekte und Klassen </p><p> Analyse, Entwurf und Implementie-</p><p>rung von Algorithmen </p><p> Algorithmen in ausgewhlten informa-</p><p>tischen Kontexten </p><p> Syntax und Semantik einer Pro-</p><p>grammiersprache </p><p>Zeitbedarf: 20 Stunden </p></li><li><p>12 </p><p>Qualifikationsphase 1 </p><p>Unterrichtsvorhaben Q1-III </p><p>Thema: Suchen und Sortieren auf linearen Daten-strukturen Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Analyse, Entwurf und Implementierung </p><p>von Algorithmen </p><p> Algorithmen in ausgewhlten informa-</p><p>tischen Kontexten </p><p> Syntax und Semantik einer Program-</p><p>miersprache </p><p>Zeitbedarf: 16 Stunden </p><p>Unterrichtsvorhaben Q1-IV </p><p>Thema: Modellierung und Nutzung von relationa-len Datenbanken in Anwendungskontex-ten Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p> Informatik, Mensch und Gesellschaft </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Datenbanken </p><p> Algorithmen in ausgewhlten informa-</p><p>tischen Kontexten </p><p> Syntax und Semantik einer Pro-</p><p>grammiersprache </p><p> Sicherheit </p><p>Zeitbedarf: 20 Stunden </p></li><li><p>13 </p><p>Qualifikationsphase 1 </p><p>Unterrichtsvorhaben Q1-V </p><p>Thema: Sicherheit und Datenschutz in Netzstruktu-ren Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Informatiksysteme </p><p> Informatik, Mensch und Gesellschaft </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Einzelrechner und Rechnernetzwerke </p><p> Sicherheit </p><p> Nutzung von Informatiksystemen, Wir-</p><p>kungen der Automatisierung </p><p> Zeitbedarf: 10 Stunden </p><p>Summe Qualifikationsphase 1: 74 Stunden </p></li><li><p>14 </p><p>Qualifikationsphase 2 </p><p>Unterrichtsvorhaben Q2-I Thema: Modellierung und Implementierung von Anwendungen mit dynamischen, nichtlinea-ren Datenstrukturen Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Implementieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Daten und ihre Strukturierung </p><p> Algorithmen </p><p> Formale Sprachen und Automaten </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Objekte und Klassen </p><p> Analyse, Entwurf und Implementierung </p><p>von Algorithmen </p><p> Algorithmen in ausgewhlten informa-</p><p>tischen Kontexten </p><p> Syntax und Semantik einer Program-</p><p>miersprache </p><p>Zeitbedarf: 24 Stunden </p><p>Unterrichtsvorhaben Q2-II Thema: Endliche Automaten und formale Spra-chen Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Modellieren </p><p> Darstellen und Interpretieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Endliche Automaten und formale Spra-</p><p>chen </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Endliche Automaten </p><p> Grammatiken regulrer Sprachen </p><p> Mglichkeiten und Grenzen von Au-</p><p>tomaten und formalen Sprachen </p><p>Zeitbedarf: 20 Stunden </p></li><li><p>15 </p><p>Qualifikationsphase 2 </p><p>Unterrichtsvorhaben Q2-III Thema: Prinzipielle Arbeitsweise eines Computers und Grenzen der Automatisierbarkeit Zentrale Kompetenzen: </p><p> Argumentieren </p><p> Kommunizieren und Kooperieren </p><p>Inhaltsfelder: </p><p> Informatiksysteme </p><p> Informatik, Mensch und Gesellschaft </p><p>Inhaltliche Schwerpunkte: </p><p> Einzelrechner und Rechnernetzwerke </p><p> Grenzen der Automatisierung </p><p> Zeitbedarf: 12 Stunden </p><p>Summe Qualifikationsphase 2: 56 Stunden </p></li><li><p>16 </p><p>2.1.2 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben </p><p>Im Folgenden sollen die im Unterkapitel 2.1.1 aufgefhrten Unterrichtsvorhaben konkretisiert werden. </p><p>Hinweis: </p><p>Verbindliche Festlegungen der Fachkonferenz: Die Fachkonferenz hat Themen, Leitfragen und die Ausfhrungen unter der berschrift Vorhabenbezogene Konkretisierung verbind-lich vereinbart, ebenso die Sequenzierung der Unterrichtsvorhaben (erste Tabellenspalte) und die ausgewiesenen Kompetenzen (zweite Tabellenspalte). Alle Mitglieder der Fachkonferenz haben sich darauf verstndigt, in ihrem Unterricht Lerngelegenheiten an-zubieten, so dass Schlerinnen und Schler diese Kompetenzen im Rahmen der festgelegten Unterrichtssequenzen erwerben oder vertiefen knnen. Unterrichtliche Anregungen: Die angefhrten Beispiele, Medien und Materialien sind dagegen Vorschlge bzw. Hilfen fr die Lehrkrfte. In diesen Bereichen sind Abweichungen von den vorgeschlagenen Vorgehensweisen mglich. </p><p> In der Einfhrungsphase knnen z. B. das didaktische Greenfoot-Szenario Planetenerkundung (Schningh-Lehrwerk) oder die didaktische Bibliothek GLOOP verwendet werden. Die folgenden Installationspakete und Dokumentationen stehen zur Verfgung: </p><p> Installationspakete (Windows ) </p><p> Installationspakete (MacOS) </p><p> Installationspaket GLOOP (Linux) </p><p> Dokumentationen </p><p> In der Qualifikationsphase werden die Unterrichtsvorhaben unter Bercksichtigung der Vorgaben fr das Zentralabitur Informatik in </p><p>NRW konkretisiert. Diese sind verlinkt unter der Adresse </p><p> https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/cms/zentralabitur-gost/faecher/fach.php?fach=15 (abgerufen: 05.02.2018) </p></li><li><p>17 </p><p>I) Einfhrungsphase </p><p>Die folgenden Kompetenzen aus dem Bereich Kommunizieren und Kooperieren werden in allen Unterrichtsvorhaben der Einfhrungsphase vertieft und sollen aus Grnden der Lesbarkeit nicht in jedem Unterrichtsvorhaben separat aufgefhrt werden: Die Schlerinnen und Schler...</p></li></ul>