Informatik (Schulversuch)
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Strukturieren und Vernetzen
    • 2.1 Strukturieren und Vernetzen
    • mit dem Schulnetz (zum Beispiel Homeverzeichnis, Tauschverzeichnis, mobile Datenträger, Netzwerkdrucker) zielorientiert arbeiten
    • Dateien und Bezeichner (zum Beispiel für Variablen, Unterprogramme) aussagekräftig benennen
    • Beziehungen zwischen Daten/Objekten (zum Beispiel Hierarchien in Verzeichnisbäumen oder Stammbäumen, die Struktur des Internets, Verkehrsnetz als Graph) erkennen und erläutern
    • gleichartige Daten in geeigneten Datenstrukturen zusammenfassen (zum Beispiel Namensliste einer Klasse, Pixel einer Rastergrafik etc.)
    • Handlungsschritte chronologisch ordnen (auch aufgrund von kausalen Zusammenhängen)
    • Teillösungen zur Lösung des Gesamtproblems nutzen
    • Schnittstellen für Teilbereiche definieren, die unabhängig voneinander bearbeitet werden (zum Beispiel Gruppenarbeit, Protokolle bei Client-Server, Parameter und Rückgabewerte bei Unterprogrammen)
    • textuelle und grafische Modellierungssprachen zur Beschreibung und Entwicklung von Strukturen und Prozessen verwenden
    • ihre eigenen Arbeitsprozesse in Projekten planen und strukturieren, auf Abweichungen reagieren und den Verlauf dokumentieren
  • 2.2 Modellieren und Implementieren
    • 2.2 Modellieren und Implementieren
    • die für die Problemstellung relevanten Informationen herausarbeiten und fehlende beziehungsweise ergänzende Informationen beschaffen
    • für (Teil‑)Abläufe notwendige Eingabedaten und Ergebnisse beschreiben und in Form von Testfällen formalisieren
    • vorliegende Informationen für die Lösung geeignet aufbereiten (zum Beispiel durch Filtern, Reduktion, Kategorisieren)
    • charakteristische und verallgemeinerbare Bestandteile herausarbeiten (Abstraktion)
    • relevante Abläufe, Daten, Komponenten und ihre Beziehungen in informatischen Modellen darstellen
    • passende Komponenten, Strukturen und Lösungsstrategien für gegebene Problemstellungen auswählen und adaptieren
    • geeignete Programme und Hilfsmittel zur grafisch gestützten Modellierung einsetzen
    • unterschiedliche Perspektiven in die Entwicklung einer Lösung miteinbeziehen
    • Strukturen und Abläufe in einer Programmiersprache implementieren
    • geeignete Codebausteine aus verschiedenen Quellen auswählen, gegebenenfalls adaptieren und in eigene Programme einbauen und dabei rechtliche Rahmenbedingungen berücksichtigen
    • Programme gezielt gegen vorab formulierte Testfälle testen
    • Fehler in der Implementierung systematisch aufspüren und beheben
    • die Angemessenheit von Lösungen und die erreichten Resultate bewerten
  • 2.3 Kommunizieren und Kooperieren
    • 2.3 Kommunizieren und Kooperieren
    • fachspezifische Schreib- und Notationsweisen verwenden
    • Sachverhalte, eigene Ideen, Lösungswege und Ergebnisse zielgruppenorientiert und unter Beachtung der informatischen Terminologie erläutern und strukturiert darstellen
    • eigenen und fremden Programmcode in geeigneter Weise kommentieren und dokumentieren
    • vorhandene Dokumentationen und kommentierten Programmcode lesen und verstehen
    • arbeitsteilig als Team ihre Aufgaben planen, strukturieren, ausführen, reflektieren und präsentieren
    • zielorientiert auf einer vorhandenen Infrastruktur kommunizieren und geeignete digitale Werkzeuge zum kollaborativen Arbeiten verwenden
    • in Erarbeitung, Kooperation und Darstellung alltagsrelevante rechtliche Regelungen befolgen und verantwortungsvoll mit eigenen und fremden personenbezogenen Daten umgehen
    • charakteristische Merkmale verschiedener Kommunikationsformen (Mensch-Mensch, Mensch-Maschine, Maschine-Maschine) auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede analysieren und deren gesellschaftliche Auswirkungen bewerten
    • Sicherheitsaspekte bei ihrem Kommunikationsverhalten berücksichtigen und die gesellschaftliche Relevanz von verschlüsselter Kommunikation reflektieren
    • Aspekte von Toleranz und Akzeptanz von Vielfalt im Kontext informatischer Fragestellungen diskutieren
  • 2.4 Analysieren und Bewerten
    • 2.4 Analysieren und Bewerten
    • durch Analyse (zum Beispiel „gezieltes Anwenden“/Blackbox oder auch Codebetrachtung/Whitebox) Erkenntnisse über das Verhalten von informatischen Systemen gewinnen
    • informatische Modelle mit der jeweiligen Realsituation vergleichen
    • unterschiedliche Lösungsansätze und Vorgehensweisen miteinander vergleichen und bewerten
    • Optimierungsbedarf ermitteln und gegebenenfalls Lösungswege optimieren
    • Kenntnisse über den inneren Ablauf informatischer Systeme im Alltag nutzen
    • Einsatzbereiche und Grenzen von Modellen erkennen
    • Entscheidungen auf der Grundlage informatischen Sachverstands treffen und diese sachgerecht begründen
    • Auswirkungen von Computersystemen auf Gesellschaft, Berufswelt und persönliches Lebensumfeld aus verschiedenen Perspektiven bewerten
    • im Zusammenhang einer digitalisierten Gesellschaft einen eigenen Standpunkt zu ethischen Fragen in der Informatik einnehmen und ihn argumentativ vertreten

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

3.2.2.1 Struk­tu­rier­te und ob­jekt­ori­en­tier­te Pro­gram­mie­rung

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­wei­tern ih­re vor­han­de­nen Pro­gram­mier­kennt­nis­se. Der bis­her eher pro­pä­deu­ti­sche Um­gang mit un­ter­schied­li­chen Da­ten­ty­pen wird mit den ver­tief­ten Kennt­nis­sen über Text- und Zahl­co­die­run­gen in Zu­sam­men­hang ge­bracht. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler set­zen Da­ten­ty­pen ziel­ge­rich­tet ein und be­ach­ten die Pro­ble­ma­tik bei Ty­pum­wand­lun­gen.

Mit der Ob­jekt­ori­en­tier­ten Pro­gram­mie­rung (OOP) ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ein neu­es Pro­gram­mier­pa­ra­dig­ma ken­nen. Sie im­ple­men­tie­ren ei­ge­ne Klas­sen und re­geln den Zu­griff auf At­tri­bu­te mit­hil­fe von Zu­griffs­me­tho­den (Da­ten­kap­se­lun­g/Ge­heim­nis­prin­zip). Sie nut­zen As­so­zia­ti­on und Ver­er­bung zur Mo­del­lie­rung und Im­ple­men­tie­rung von Klas­sen­be­zie­hun­gen.

Bei der Ob­jekt­ori­en­tier­ten Mo­del­lie­rung (OOM) ent­wer­fen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Klas­sen­dia­gram­me in der Mo­del­lie­rungs­spra­che UML (Uni­fied Mo­del­ling Lan­gua­ge).

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen

Va­ria­blen und Da­ten­ty­pen

(1)

die Be­grif­fe Va­ria­ble, Be­zeich­ner, Da­ten­typ, Wert, De­kla­ra­ti­on, Initia­li­sie­rung, Wert­zu­wei­sung und Gül­tig­keits­be­reich er­läu­tern

(2)

pri­mi­ti­ve Da­ten­ty­pen für ganz­zah­li­ge Wer­te, Gleit­kom­ma­wer­te und boo­le­sche Wer­te un­ter Be­ach­tung ih­res Wer­te­be­reichs ver­wen­den

(3)

im­pli­zi­te und ex­pli­zi­te Ty­pum­wand­lun­gen (ty­pe casts) zur Kon­ver­tie­rung von Wer­ten un­ter­schied­li­cher Da­ten­ty­pen in­ein­an­der ver­wen­den und da­bei auf­tre­ten­de Pro­ble­me be­schrei­ben

(4)

Ope­ra­tio­nen auf Zei­chen­ket­ten durch­füh­ren (un­ter an­de­rem Ver­ket­ten)

Ob­jekt­ori­en­tie­rung

(5)

ei­ge­ne Klas­sen­de­fi­ni­tio­nen mit At­tri­bu­ten und Me­tho­den im­ple­men­tie­ren

(6)

Re­fe­renz­va­ria­blen/Re­fe­renz­ty­pen mit pri­mi­ti­ven Va­ria­blen / pri­mi­ti­ven Da­ten­ty­pen ver­glei­chen

(7)

[nur LF]

(8)

Me­tho­den mit und oh­ne Rück­ga­be­wert so­wie mit und oh­ne Pa­ra­me­ter im­ple­men­tie­ren und den Be­griff der Me­tho­den­si­gna­tur er­läu­tern

(9)

die Funk­ti­on von Zu­griffs­mo­di­fi­ka­to­ren (pu­blic, pri­va­te, pro­tec­ted) er­läu­tern und die­se ver­wen­den

(10)

die Kap­se­lung von At­tri­bu­ten und Me­tho­den (Ge­heim­nis­prin­zip) er­läu­tern und in ei­ge­nen Im­ple­men­tie­run­gen ver­wen­den (un­ter an­de­rem Zu­griff auf At­tri­bu­te über Zu­griffs­me­tho­den)

(11)

[nur LF]

(12)

[nur LF]

(13)

die Rol­le von Kon­struk­to­ren beim Er­zeu­gen von In­stan­zen ei­ner Klas­se (Ob­jek­ten) er­läu­tern und die­se im­ple­men­tie­ren

(14)

[nur LF]

(15)

[nur LF]

(16)

das Kon­zept der Ver­er­bung er­läu­tern und in Mo­del­lie­run­gen und Im­ple­men­tie­run­gen an­wen­den

(17)

[nur LF]

(18)

[nur LF]

Mo­del­lie­rung und Do­ku­men­ta­ti­on

(19)

Al­go­rith­men in den No­ta­ti­ons­for­men Nas­si-Shnei­der­man-Dia­gramm und Pseu­do­code dar­stel­len und in­ter­pre­tie­ren

(20)

UM­L-Klas­sen­dia­gram­me mit Ver­er­bung und As­so­zia­ti­on (auch re­kur­siv) ent­wer­fen und zur Mo­del­lie­rung nut­zen

(21)

ih­ren Pro­gramm­code nach gän­gi­gen Stan­dards kom­men­tie­ren und da­zu vor­han­de­ne Hilfs­mit­tel der Ent­wick­lungs­um­ge­bung nut­zen

(22)

Do­ku­men­ta­tio­nen zu ge­ge­be­nem Quell­code und Bi­blio­the­ken nut­zen


Umsetzungshilfen
Hinweis
Die Beispielcurricula, Synopsen und Kompetenzraster sind bei den inhaltsbezogenen Kompetenzen des jeweiligen Faches zu finden.