Informatik

Kollegium der Informatik unterrichtenden Lehrkräfte

Frau StRin Sabine Reiß, Inf/M, Fachbetreuung Inf

und

Frau StRin Verena Haller, Inf/M

im Informatikunterricht der Jahrgangsstufen 6, 7, 9, 10, 11/12

Allgemeines

Es lässt sich nicht bestreiten, dass in allen Bereichen unseres Lebens automatisierte Informationsverarbeitung zunehmend Bedeutung gewinnt. Daher wurde mit dem G8 auch das Fach Informatik eingeführt.

„Die wesentliche Aufgabe des Informatikunterrichts am Gymnasium ist es [...], den Schülern ein systematisches, zeitbeständiges und über bloße Bedienerfertigkeiten hinausgehendes Basiswissen über die Funktionsweise, die innere Struktur sowie die Möglichkeiten und Grenzen informationstechnischer Systeme zu vermitteln.“ (Auszug Lehrplan)

Im Fach Informatik wird mehr als in anderen Fächern die informationstechnische Ausstattung der Schule benutzt.

Diese umfasst zwei Computerräume sowie einen Klassensatz mobil einsetzbarer Notebooks.

Lehrinhalte

Während in den 6. und 7. Klassen Informatik im Rahmen des Fachs Natur und Technik einstündig angeboten wird, ist Informatik im naturwissenschaftlich-technologischen Zweig (NTG) in den 9. und 10. Klassen ein eigenständiges, zweistündiges Fach. In der Oberstufe des NTG kann Informatik als Wahlpflichtfach gewählt werden (3-stündig).

  • 6. Klasse:
    Umgang mit Standardsoftware, Verständnis dabei genutzter theoretischer Konzepte: Grafiksoftware, Textverarbeitungssoftware, Präsentationssoftware, Dateisystem

  • 7. Klasse:
    Internet und E-Mail, Beschreibung von Abläufen, insbesondere: Programmieren mit einer Roboter-Simulation, z.B. Robot Karol

  • 9. Klasse NTG:
    Tabellenkalkulation/funktionale Sichtweise, Datenbanken/Datenmodellierung

  • 10. Klasse NTG:
    objektorientierte Modellierung und Programmierung

  • 11. Klasse NTG:
    Einsatz dynamischer Datenstrukturen, Fortsetzung der objektorientierten Modellierung und Programmierung, abschließendes Software-Projekt

  • 12. Klasse NTG:
    formale Sprachen und Automaten, Koordination und Synchronisation von Prozessen/Nebenläufigkeit, Rechnernetze, Aufbau und Funktionsweise eines Rechners, Grenzen der Berechenbarkeit

 

 

Darstellung der zweiten Runde der Fußball-EM 2008 als Baumdiagramm
Programmieren der Roboter-Simulation „Robot Karol"
Modellierung des Alkoholgehaltes im Blut als Datenflussdiagramm. Anschließend folgt eine Umsetzung des Diagramms in eine Tabellenkalkulation.
Modellierung und Programmierung einer Ampelanlage in der Java basierten Entwicklungsumgebung

LEGO Mindstorms NXT und EV3 am VHG

NXT und EV3 am VHG – Die neuen Roboter

Aus den zahlreichen faszinierenden Projekten der Robotik-AG unter Leitung von Herrn OStR Holger Freelandt sind bereits die LEGO Mindstorms RCX Roboter an der Schule und darüber hinaus auch über den jährlichen Tag der offenen Tür des VHGs bekannt geworden.

Seit Mitte November 2012 verfügt die Fachschaft Informatik nun auch über LEGO Mindstorms Roboter. Dabei handelte es sich anfangs um einen Vorführ-NXT (7. Klasse, Tag der offenen Tür am VHG), in den weiteren Jahren wurde dieser durch einen EV3-Roboter ergänzt, beides Nachfolgemodelle des RCX.

Seit September 2018 verwendet die Fachschaft Informatik nun auch einen Unterrichtssatz EV3-Roboter, die im umgestalteten Wahlfach Robotik zusammengesetzt und programmiert werden können.

Im G8-Lehrplan für den Informatikunterricht der 7. Klasse ist die Beschreibung von Abläufen mit Hilfe einer Robotersimulation vorgesehen.

An den bayerischen Gymnasien wird dazu überwiegend Robot Karol eingesetzt, eine Programmierumgebung, mit der ein virtueller Roboter auf dem Computerbildschirm gesteuert werden kann. Jedesmal am Tag der offenen Tür des VHGs konnten die Besucher der Computerräume in einem Roboter-Workshop Karol anhand zweier Aufgaben kennenlernen bzw. neu ausprobieren.

Die LEGO-Mindstorms-Roboter können ergänzend zu Robot Karol im Informatikunterricht der 7. Klasse anhand selbst entwickelter kleiner Programmieraufgaben eingesetzt werden.

Als realer Roboter verfügt der LEGO Mindstorms Roboter über mehrere Sensoren, mittels denen er mit seiner Umgebung kommunizieren kann. Dazu gehört ein Lichtsensor (Erkennung ausgeprägter Helligkeitskontraste), mit dessen Hilfe der Roboter beispielsweise einer schwarzen Linie auf einem Blatt Papier folgen kann, oder Drucksensoren, über die der Roboter reagieren kann, wenn er zum Beispiel an der Wand angestoßen ist. Daneben sind im Roboter-Experimentierkasten für Schulen noch ein Ultraschallsensor (Objektwahrnehmung, Entfernungsmesser), ein Geräuschsensor (Reagieren auf Geräusche/Lautstärke) und die in den Motoren integrierten Rotationssensoren (Wahrnehmung des Drehwinkels eines Rades) vorhanden.

Die Programme werden für den LEGO Mindstorms Roboter – wie auch bei Robot Karol – in einer extra für die Schule entwickelten, sogenannten Minisprache am Computer entwickelt. Beim Roboter wird das erstellte Programm anschließend via Verbindungskabel oder Bluetooth-Schnittstelle auf den Brick, das intelligente „Herzstück“ des Roboters (ein leistungsstarker Mikroprozessor), übertragen. Dieser leitet die Programmbefehle auf die Motoren des Roboters weiter bzw. empfängt Signale von den Sensoren. Ob der Roboter „macht“, was man ihm über das Programm befohlen hat, lässt sich also sofort austesten.

Da der Informatikunterricht in der 7. Jahrgangsstufe am VHG klassenweise in Halbgruppen zu etwa 14 Schülern stattfindet, können sich diese beim Aufspielen ihres Programms auf den Roboter besser abwechseln als im Klassenverband – auch könnten Programme in Kleingruppen erstellt und ausprobiert werden.

Aus Erfahrung, unter anderem mit Schülerkursen an der Universität Passau, bin ich sicher, dass unsere Schüler gerne mit diesem „echten“ und anfassbaren Roboter experimentieren werden. Auch die Steuerung der Roboter mit der Programmiersprache Java, die im Informatikunterricht ab der 10. Jahrgangsstufe behandelt wird, wäre ein denkbares Einsatzgebiet.

Foto und Text von: S. R.

Umgang in sozialen Netzwerken

Auf Nachfrage werden Tutoren aus der 10. Jahrgangsstufe eingesetzt, um interessierten Schülerinnen und Schülern der Unterstufe im Umgang mit sozialen Netzwerken Rede und Antwort zu stehen, sie bei Interesse bei der korrekten Einrichtung eines Profils zu unterstützen, aber diese auch für die damit verbundenen Gefahren im Vorfeld zu sensibilisieren.

Ein Bewusstsein für Chancen und Risiken von sozialen Netzwerken und ähnlichen Angeboten im Internet wird außerdem im Unterricht der 7. Jahrgangsstufe (im Bereich Natur-und-Technik, Schwerpunkt Informatik, Lehrplanpunkt NT 7.2.1 Vernetzte Informationsstrukturen – Internet, „In diesem Rahmen werden auch rechtliche Aspekte des Interneteinsatzes angesprochen.“/ NT 7.2.2 Austausch von Information, „Sicherheit") sowie in der 9. Jahrgangsstufe (Inf 9.2.3 Datensicherheit und Datenschutz, „gesetzlicher Rahmen“) entwickelt und damit verbundene Problemstellungen angemessen aufgegriffen (s. auch unter der Rubrik „Links“).

S. R.

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