Autor: Philipp Dippon

Was geschieht mit meinen Daten? Wie kann man etwas aus den unendlichen Datenmengen herausfinden? Ist Big Data schlecht? Und vor allem: Wie programmiere ich meine eigene Software?

Unter anderem um diese Fragen dreht sich der Unterricht in Informatik in der 9. und 10. Jahrgangsstufe. Mit dem Grundwissen der objektorientierten Sichtweise aus der Unterstufe geht es jetzt richtig zur Sache.

Nach der Einführung in die Datenverarbeitung mit Tabellenkalkulationssystemen (wie Excel oder Libre Office Calc) lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Funktionsweise großer Datenbanksysteme kennen. Sie strukturieren und analysieren tausende Datensätze, speichern diese effizient und ziehen neue Informationen aus den Datenbanken mithilfe der Auszeichnungssprache SQL (Structured Query Language).
Im Anschluss lernen sie den Aufbau der Programmiersprache Java kennen und können so durch die Planung mit Klassen- und Objektdiagrammen eigene Software erstellen, testen und verbessern. Der Unterricht findet dabei stets projektorientiert mit verschiedenen Beispieldatenbanken und Programmen statt.

Während in der 9. Klasse verschiedene Klassen von Objekten noch getrennt voneinander verarbeitet wurden, verwenden die Lernenden in der 10. Jahrgangsstufe zunehmend Beziehungen zwischen Objekten, um komplexere Fragestellungen zu lösen.
Mehr dazu in den Lehrplänen der Informatik Info9 und Info10

Die im G9 neu hinzugekommene 11. Jahrgangsstufe eröffnet den Blick auf weitere Bereiche der Informatik: Durch die Betrachtung von Graphen als Datenstruktur vollziehen die Schülerinnen und Schüler die Verarbeitung von vernetzten Strukturen nach und lernen wichtige Algorithmen zur Wegsuche kennen. Auch im Thema Kommunikation im Netzwerk bauen sie auf ihr Wissen der Unterstufe auf und werfen einen Blick hinter die Kulissen ihrer Lebenswelt: Suchalgorithmen, Navigationssystem und Kartendaten, Client-Server-Anwendungen, Internetprotokolle…

Darüber hinaus spielen auch die Themen Codierung und Verschlüsselung sowie technische und gesellschaftliche Aspekte künstlicher Intelligenz eine wichtige Rolle.
Mehr dazu im Lehrplan: Informatik 11

Vertiefende, neue und anspruchsvolle Inhalte in den Bereichen objektorientierte Programmierung, Informationssicherheit, theoretische Informatik, maschinennahe Programmierung und künstliche Intelligenz erwarten die Schüler in der Oberstufe des Gymnasiums. Genauere Informationen in den entsprechenden Lehrplänen (12 und 13).

Wie kann ich Informationen auf unterschiedliche Art mit dem Computer darstellen?
Wie funktioniert das Internet?
Was bedeutet Programmieren?
Und warum reden die Informatiker immer von Objekten?

Das gehört alles zu den informatischen Themen der Unterstufe.

Bereits in der 6. Klasse lernt man hier die unterschiedlichsten Arten von Dokumenten kennen, gestaltet Bilddateien in Form von Vektor- oder Pixelgraphiken, Textdokumente und Multimediapräsentationen. Nebenbei üben sich die Schülerinnen und Schüler auch ständig darin, Dateien zu organisieren und deren Speichersystem im Computer zu verstehen. In einem mehrwöchigen Projekt am Ende des Jahres erstellen sie eine eigene Präsentation und achten auf Urheberrecht und Quellenangaben.

Mehr dazu im Lehrplan: Natur und Technik 6

Eine zentrale Kernidee der Informatik ist die Objektorientierte Sichtweise. Mit dieser können die Lernenden bereits in diesen beiden Jahren den Aufbau verschiedenster Software analysieren und sich deren Funktionsweise strukturiert selbst aneignen. So gliedern sie verschiedene Grafik- und Textelemente in Objekte mit gleichartigen Eigenschaften (Attributen), deren Werte durch entsprechende Funktionen (Methoden) verändert werden können.

Die großen Themen Internet und Algorithmik bestimmen die 7. Klasse. So lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Funktionsweise des Internets und des World Wide Webs kennen, erstellen eigene Internetseiten und verknüpfen diese mit Hyperlinks zu einer vernetzten Struktur. Sie hinterfragen Chancen und Risiken digitaler Kommunikation, wie sie ihnen täglich im Alltag begegnet.

Auf spielerische Art beginnen sie erste eigene Programme zu erstellen. Beispielsweise programmieren sie den Roboter Karol, damit er vielfältige Aufgaben mit Ziegelsteinen in seiner Welt erledigen kann oder verwenden eine blockbasierte Programmiersprache, um mit Scratch unterschiedliche Projektideen von der interaktiven Zeichnung/Geschichte bis zum eigenen PC Spiel umzusetzen.

Mehr dazu im Lehrplan: Natur und Technik 7