Gymnasium Am Turmhof, Nyonsplatz 1, 53 894 Mechernich, Telefon 02443 - 4031, Fax 02443 - 8923

Informatik

In Zukunft wird nach den G9-Lehrplänen im Fachbereich Informatik folgendes am GAT unterrichtet:

Jahrgangsstufe 5: Digi (1) 

Jahrgangsstufe 6: Digi (1) 

Jahrgangsstufe 9: Mathematik/Informatik mit Robotik (3) 

Jahrgangstufe 10: Mathematik/Informatik mit Robotik (3) 

Jahrgangsstufe EPH: Vertiefungskurs Mathematik/Informatik/Robotik (2), in Planung GK Informatik (3)

Jahrgangsstufe Q1: in Planung: GK Informatik (3) und Projektkurs Robotik (3) 

Jahrgangsstufe Q2: in Planung: GK Informatik (3) 

Digi

Die Informatorische Grundbildung wird am GAT in den Klassen 5 und 6 einstündig unterrichtet. Während in der Klasse 5 Themen wie

- Was ist das Internet?
- Wie funktioniert eine Suchmaschine? - Internetrecherche
- Soziale Netztwerke - Verhaltensregeln und Privatsphäreeinstellungen
- Was darf ich veröffentlichen? - Urheberrechte
- Cybermobbing - Was kann ich tun?
- Was ist ein sicheres Passwort?
- Wie programmiere ich mit Scratch?

die Unterrichtsinhalte bestimmen, geht es in Klasse 6 um das Erlernen der verbreitetsten Anwendungssoftwares im Bereich Textverarbeitung, Tabellenkalkulation und Präsentation.

 

Mathematik/Informatik (Wahlpflichtkurs in den Jahrgängen 8 und 9)

Die Schüler erwerben in diesem Kurs auf der Grundlage mathematischer Fragestellungen Kenntnisse über die interaktive Nutzung von Informatik- und Kommunikationssystemen.

Vorgesehene Themenbereiche:

(1) „Mathematische Bausteine": Verschlüsselung (RSA-Algorithmus); Statistik (Korrelation und Regression); Geometrie (Goldener Schnitt); Übergänge (PageRank-Algorithmus); Vermessungstechnik/Geodäsie (Trigonometrie);

(2) „Am GAT sind die Robos los!" – Robotikprogrammierung mit Lego® Mindstorms® Education EV3 (MINT „greifbar machen");

   

(3) Ausbildung zu Medienscouts am GAT als Experten für kompetente und bewusste digitale Kommunikation (mit Hilfe des Mentorenprogramms der „Digitalen Helden").

Der Kurs wird dreistündig unterrichtet.

Entscheidungshilfen bei der Wahl des Kurses:

  • grundlegende mathematische Fertigkeiten und Fähigkeit zum abstrakten Denken; Interesse an mathematischen Fragestellungen und problemlösendem Denken; Frustrationstoleranz; Fähigkeit zum kollaborativen Arbeiten;
  • Interesse an Informatiksystemen (Kommunizieren, Kooperieren, Präsentieren) und Algorithmen (Modellieren und Implementieren) – hier im Besonderen: Interesse an der Robotikprogrammierung mit Lego® Mindstorms® Education EV3;
  • Interesse und Motivation sich zum Medienscout ausbilden zu lassen und jüngere Schülerinnen und Schüler am GAT beim Umgang mit persönlichen Daten im Internet, sozialen Netzwerken und bei der Präventation von Cybermobbing zu beraten.

 

Vertiefungskurs Informatik/Robotik (EPH)

B·O·B·3 (www.bob3.org) ist ein neu entwickeltes Konzept, um junge Menschen für Technik, Elektronik und Programmierung zu begeistern. Mit einem eigenen kleinen Roboter werden die Jugendlichen motivierend an interessante Themen aus den Bereichen Naturwissenschaften und Technik herangeführt. In dem anschließenden interaktiven Programmierkurs lernen die Schüler mit viel Spaß Inhalte aus den Themenbereichen Mathematik und Informatik. Das Ziel ist Schülerinnen und Schüler geschickt dazu zu motivieren, ein eigenes Interesse an den MINT-Themenbereichen auszubilden, damit Sie sich daraufhin in diesen Bereichen selbstständig beschäftigen können und wollen.

                    

Das vorgesehene Lernkonzept ‚Einstieg in die digitale Welt mit BOB3' basiert auf digitalen Mikrolerneinheiten, die eine motivierende Einführung in die textuelle Programmierung bieten. Zur Vertiefung und Differenzierung stehen zusätzlich passende Arbeitsblätter als OER-Materialien zur Verfügung. Als interaktive Programmieroberfläche ist www.ProgBob.org gleichzeitig ein motivierender Programmier-Kurs.

Modul 1: Einführung und Grundlagen

Angefangen bei ersten Programmierschritten und dem Verstehen des Prinzips der Programmierung von Hardware (Compilieren, Übertragen) lernen die Schüler einzelne Aktionen zu programmieren, erzeugen einfache Sequenzen, erlernen das Prinzip der Verzögerung mit der delay()-Funktion, programmieren diverse LED-Blinklicht-Varianten, experimentieren mit verschiedenen Farbkonstanten und lernen Funktionen mit Parametern kennen.

Modul 2: Sensoren & Kontrollstrukturen

Die Schüler lernen Verzweigungen anhand der Kontrollstruktur ‚if / else' kennen und arbeiten mit Vergleichsoperatoren und Wahrheitswerten. In kleinen Programmbeispielen wird die Verzweigung konkret zur Auswertung des IR-Sensors eingesetzt. In diesem Zusammenhang lernen die Schüler das Konzept von Variablen kennen und anwenden. Sie lernen die einzelnen Hardware-Bestandteile des Roboters und die jeweiligen Funktionen kennen. Anhand der Software-Bibliothek des BOB3 setzen sie sich mit Methoden, Funktionen und Parametern auseinander und erlernen als weitere Kontrollstruktur das Prinzip und die Anwendung von ‚for-Schleifen'. Zum Abschluss der Lerneinheit erfolgt eine einfache Fehlersuche, bei der die Schüler lernen, Fehler im Programmcode zu entdecken und zu beheben.

Modul 3: Funktionen & Sensorik

Die Schüler vertiefen das Prinzip und die Anwendungsmöglichkeiten von Variablen und setzen das erlernte Wissen in kleinen Programmbeispielen um. In verschiedenen Experimenten mit den Multifeld-Touch-Sensoren verwenden sie Variablen, um die jeweils aktuellen Sensorwerte abzuspeichern und während des Programmablaufs zur Verfügung zu stellen. In diesem Zusammenhang beschäftigen sie sich intensiver mit der genauen Funktionalität der Sensoren und setzen sich mit dem Zeit-Multiplex-Verfahren auseinander. Als weitere Kontrollstrukturen lernen die Schüler ‚Switch-Case-Verzweigungen' und ‚While-Schleifen' kennen und vertiefen ihr Wissen zur Kontrollstruktur ‚if / else' anhand einer Leistungsüberprüfung. Die Schüler erlernen den Sinn und Zweck von Funktionen und erarbeiten den Unterschied von Funktionen mit und ohne Parameter. In verschiedenen Experimenten mit dem IR-Sensor werden Funktionen mit Rückgabewert konkret zur Auswertung eingesetzt. In diesem Zusammenhang erwerben die Schüler weiteres Wissen zur Funktionalität des IR-Sensors, insbesondere zum Reflexionsverfahren. Anschließend definieren die Schüler eigene Funktionen und diskutieren das aus diesen Möglichkeiten resultierende Potential. Zum Abschluss der Lerneinheit werden offene Aufgaben, wie z.B. die Programmierung eines Parksensors angeboten.

 

Projektkurs Informatik/Robotik (Q1) (Ausblick)

Der Projektkurs richtet sich an informatorisch und technisch interessierte Schüler, die den Vertiefungskurs Informatik/Robotik in der Einführungsphase absolviert haben. Im Zentrum des Kurses, der viele Freiräume bietet, stehen Informatiksysteme und Algorithmen, die im obigen Vertiefungskurs grundgelegt und nun vertieft, erweitert und angewendet werden sollen. Es besteht die Möglichkeit des fächerverbindenden und fächerübergreifenden Arbeitens (Physik, Biologie, Chemie, Informatik, Astronomie, Maschinenbau, ...). Kontakte zum Fraunhofer-Institut Euskirchen, der RWTH Aachen, der Deutschen Mechatronics Mechernich, dem Astropeiler Eschweiler oder ausgewählten Ingenieurbüros (z. B. www.id-engineering.com) sind denkbar (mögliche Bezüge: Robotik, Energietechnik, Sensorik, E-Mobilität, Künstliche Intelligenz, ...). Hier können Wettbewerbsbeiträge entstehen ("Jugend forscht"), hier kommen unsere neuen iPads im Rahmen der Datenaufbereitung und Präsentation (Videoschnitt) zum Zuge.

 

 


Stand: gedruckt am 01.10.2020
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