Informatik

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• Unterricht

• Wettbewerbe

Bedeutung

Digitale Geräte und Medien wie etwa Smartphones, Navigationsgeräte, Tablets, soziale Netzwerke und ›smarte‹ Komponenten in zahlreichen Alltagsgeräten sind aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Sie bereichern unser Leben enorm, bestimmen es aber auch immer mehr. Umso wichtiger ist es, die Funktionsweise dieser Geräte und Medien zu verstehen und die Auswirkungen, die sie auf unser Leben haben, beurteilen zu können.

All diese digitalen Produkte entstammen einer Industrie, deren Grundlage die Informatik ist, weshalb es mittlerweile unerlässlich ist, Informatik auch in der Schule zu unterrichten. Aus diesem Grund hat sich das Burgau-Gymnasium bereits zum Schuljahr 2018/2019, drei Jahre vor der Einführung des Pflichtfachs Informatik, dazu entschieden, an einem Modellversuch zum Schulfach Informatik in den Jahrgängen 5 und 6 teilzunehmen. Das wissenschaftlich begleitete Projekt wurde an ausgewählten Schulen in den Regierungsbezirken Köln und Düsseldorf durchgeführt und vom Dezernenten Klaus Killich geleitet. Seit dem Schuljahr 2020/2021 bieten wir nun bereits verpflichtenden Informatik-Unterricht für die Jahrgangsstufen 5 und 6 an.

Was aber ist nun Informatik genau und was wird im Schulfach Informatik unterrichtet?

Die Informatik ist, kurz gesagt, die Wissenschaft der automatisierten Verarbeitung von Informationen. Das heißt, es werden die Grundlagen untersucht, welche die Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Daten auf Computern überhaupt erst möglich machen.

Dabei geht es um Fragen wie:

• Wie kann man Daten so darstellen, dass sie digital gespeichert werden können?
• Wie kann man Daten mithilfe von elektronischen Bauteilen verarbeiten?
• Wie kann man Daten in komplexen Netzwerken sicher und effizient austauschen?
• Wie kann man mithilfe einfacher Befehle Software programmieren, die komplexe Aufgaben wie etwa Navigation oder Wettersimulationen durchführen kann?

Die Inhalte der einzelnen Jahrgangsstufen werden im Abschnitt ›Unterricht‹ genauer aufgeführt, an dieser Stelle soll aber bereits deutlich werden: Es handelt sich bei dem Schulfach Informatik weder um eine Anwender*innenschulung noch geht es primär um das Verwenden von digitalen Geräten im Unterricht. Sondern es geht darum, digitale Geräte und Medien zu verstehen. Dass hierbei sehr häufig Computer und digitale Geräte selbst zum Einsatz kommen, versteht sich natürlich von selbst.

Unterricht

Der Informatik-Unterricht beginnt am Burgau-Gymnasium seit dem Schuljahr 2020/2021 im Jahrgang 5, verpflichtend für alle Klassen. In den Jahrgängen 5 und 6 geht es zunächst um Grundlagen der Datenverarbeitung. Dabei wird beispielsweise erarbeitet, wie Computer grundsätzlich aufgebaut sind und wie Daten so dargestellt werden können, dass sie auf Computern gespeichert und verarbeitet werden können. Außerdem geht es um Kryptographie, die Lehre der Verschlüsselung von Daten. Es werden verschiedene Verfahren erarbeitet und bewertet, außerdem ist natürlich die enorme Bedeutung der Kryptographie für den modernen Informationsaustausch ein großes Thema.

Selbstverständlich wird auch in der Erprobungsstufe bereits programmiert!

Unter anderem geht es um die Programmierung des Calliope mini, eines Einplatinen-Computers, der, ähnlich wie ein Smartphone, über verschiedene Sensoren verfügt, mit denen er mit der Umgebung interagieren kann. Dabei werden zunächst mit einfachen Befehlen einige grundlegende Funktionen des Calliope ausprobiert. Aber auch komplexere Anwendungen können mit dem Calliope realisiert werden, von der Bewässerungsanlage bis zum Miniaturroboter ist alles möglich!

Im Differenzierungskurs in den Jahrgängen 9 und 10 (bis 21/22: Jahrgänge 8 und 9) werden zunächst die Grundlagen der Datenverarbeitung vertieft. Dabei geht es um die Frage, wie digitale Daten durch elektronische Bauteile verarbeitet werden können. Dazu werden zunächst einige Grundlagen der mathematischen Logik behandelt, anschließend entwerfen und testen die Schülerinnen und Schüler elektronische Schaltungen am Computer mithilfe einer entsprechenden Simulations-Software. Das Spektrum reicht hierbei von einfachen Grundschaltungen bis hin zu komplexen Komponenten, wie sie auch in Computern zum Einsatz kommen.

Der Jahrgang 10 steht ganz im Zeichen der Webseiten-Entwicklung mit den Bestandteilen HTML, CSS, Javascript und PHP. Im Rahmen eines unterrichtsbegleitenden Projektes erstellen die Schülerinnen und Schüler dabei eine eigene Webseite, die nach und nach ergänzt und erweitert wird. So wird erlerntes Wissen unmittelbar zur Erstellung eines eigenen Produktes angewendet.

Am Burgau-Gymnasium wird pro Jahrgang mindestens ein Differenzierungskurs angeboten.

Der zentrale Aspekt der Sekundarstufe II ist die objektorientierte Programmierung in Java. In der EF werden zunächst die Grundlagen gelegt, anschließend geht es dann darum, Anwendungen aus der Praxis zu erarbeiten und selbst zu realisieren: Von einfachen Sortieralgorithmen über lineare dynamische Datenstrukturen bis hin zu Datenbank-Schnittstellen und Netzwerk-Protokollen.

Am Burgau-Gymnasium wird in der Sekundarstufe II mindestens ein Grundkurs angeboten, die Wahl des Leistungskurses in der Qualifikationsphase ist i.d.R. über Koop-Kurse möglich.

Wettbewerbe

Eines der Highlights des Informatik-Unterrichts am Burgau-Gymnasiums ist jedes Jahr die Teilnahme unserer Kurse am Informatik-Biber. Dabei handelt es sich um einen Online-Wettbewerb, der einmal jährlich von der Gesellschaft für Informatik organisiert wird. Bei diesem Wettbewerb geht es vor allem um logisches Denken, Kreativität und Spaß an der Informatik!

Jeder Informatik-Kurs nimmt gemeinsam während des Unterrichts daran teil und wir können uns jedes Jahr über viele sehr gute Ergebnisse freuen.

Darüber hinaus unterstützen wir unsere Schülerinnen und Schüler bei der außerschulischen Teilnahme an weiteren Wettbewerben, wie z.B. dem Jugendwettbewerb Informatik und dem Bundeswettbewerb Informatik, die ebenfalls von der Gesellschaft für Informatik veranstaltet werden. Wir bieten hierzu bei Interesse Sprechstunden an, in denen die Schülerinnen und Schüler ihre bisherigen Ergebnisse darlegen können und einige Tipps und Anregungen für die Weiterarbeit erhalten.