Tabelle 74: Positionierung des Informatikunterrichts in Rheinland-Pfalz

Informatik an der Hauptschule

An der Hauptschule findet die Informationstechnische Grundbildung innerhalb des Fachs Arbeitslehre statt, welches in den Klassen 7 bis 9 mit 3 Wochenstunden und in Klasse 10 mit 2 Wochenstunden unterrichtet wird. Die ITG beginnt in der 7. Klasse in Form eines Lehrgangs und soll in den Klassen 8 bis 10 innerhalb der Lernbereiche Technik, Haushalt und Wirtschaft vertieft und ergänzt werden. Dabei ist das Ziel die grundlegende Qualifikation der Schüler in folgenden Handlungsfeldern:

·        Verarbeiten von Informationen

·        Verstehen von Anleitungen

·        Entwickeln von Technikverständnis

·        Entwickeln von Planungsfähigkeit

·        Befähigen zur Zusammenarbeit [RP01]

Informatik an der Realschule

An den Realschulen in Rheinland-Pfalz ist die informatische Bildung sehr unterschiedlich realisiert und wird von einigen Schulen in den Klassenstufen 7 und 8 im Rahmen des Wahlpflichtfachs Textverarbeitung als EDV aufgegriffen. Andere Realschulen realisieren eine verpflichtende informatische Grundbildung für alle Schüler. Aus dieser uneinheitlichen Situation heraus ist im Jahr 2003 eine fachdidaktische Kommission entstanden, die die prüfen sollte, inwieweit ein neues Wahlpflichtfach Informationstechnologie an der Realschule seine Berechtigung habe. Die Kommission kommt in einer Handreichung zur informatischen Bildung zu folgenden zwei Ergebnissen:

·        Allen Schülern müssen zunächst durch einen fundierten IT-Unterricht informatische Grundkenntnisse (Fundamentum) vermittelt werden.

·        Darüber hinaus sollen interessierte Schüler vertiefende Kompetenzen (Additum) erlangen können.

Die Ergebnisse bestätigen der Kommission, dass ein Wahlpflichtfach Informationstechnologie, insbesondere an der Realschule, durchaus seine Berechtigung habe. [RP06]

Informatik am Gymnasium

Die informatische Grundbildung findet integrativ statt.

Wahlfach Informatik in der Mittelstufe

In Jahrgangsstufe 9 und 10 haben die Schüler die Möglichkeit Informatik als Wahlfach im Umfang von 2 Wochenstunden zu belegen. Zur Entstehung dieser Arbeit liegt ein Lehrplanentwurf zur Erprobung vor. Ziel des Unterrichts ist die Entwicklung eines Grundverständnisses über die Wirkprinzipien von Informatiksystemen sowie deren Nutzung als Werkzeuge zur Beschaffung, Verwaltung und Bearbeitung von Information. Neben dem flexiblen Umgang mit digital dargestellter Information, lernen die Schüler auch den Entwurf und die Realisierung von Informatiksystemen kennen und reflektieren deren Wechselwirkungen mit der Gesellschaft. Die zu vermittelnden Inhalte werden im Lehrplan aus einem Grundschema heraus entwickelt, welches besagt, dass Information vor dem Transport innerhalb von Rechnernetzen oder der automatisierten Verarbeitung durch Informatiksysteme zunächst in digitaler Form dargestellt werden muss, sodass die neu erzeugten, bzw. transportierten Daten anschließend durch den Menschen interpretiert und somit zur Entstehung neuer Information dienen können. Der Lehrplan gliedert sich in die drei Inhaltsbereiche Grundlagen der Informationsverarbeitung, Algorithmisches Problemlösen und Nutzung und Modellierung von Datenbanken. In den folgenden Tabellen sind die diesen Inhaltsbereichen zugeordneten Kompetenzen und Pflichtinhalte aufgelistet, über welche die Schüler am Ende des Unterrichts verfügen sollen. Eine bestimmte Reihenfolge ist dabei nicht vorgesehen.

Tabelle 75: Grundlagen der Informationsverarbeitung

Im Inhaltsbereich Grundlagen der Informationsverarbeitung sollen jene Kompetenzen vermittelt werden, welche die Grundlagen für den vertiefenden Einblick in die Wirkungsweise von Informatiksystemen bilden.

Tabelle 76: Algorithmisches Problemlösen

Der Inhaltsbereich Algorithmisches Problemlösen widmet sich der automatisierten Verarbeitung von Daten mithilfe des Computers auf der Grundlage präziser Verarbeitungsvorschriften. Im Unterricht soll dabei der Blick auf interessante und altersgemäße Probleme gerichtet werden und die Vermittlung allgemeiner Strukturen im Vordergrund stehen.

Tabelle 77: Nutzung und Modellierung von Datenbanken

Im Inhaltsbereich Nutzung und Modellierung von Datenbanken lernen die Schüler dieses große Gebiet der Informatik kennen. In der Auseinandersetzung mit möglichst lebensnahen Beispielen sollen die Schüler zum einen Einblick in die informatische Modellierungsproblematik bekommen und zum anderen Auswirkungen des Einsatzes von Datenbanksystemen auf die Gesellschaft mit Blick auf den Datenschutz diskutieren. [RP03]

Informatik in der Oberstufe: Grundfach

In der gymnasialen Oberstufe in Rheinland-Pfalz, der sogenannten Mainzer Studienstufe, hat der Schüler die Möglichkeit Informatik als 3 Wochenstunden umfassendes Grundfach, bzw. als 5-stündiges Leistungsfach zu belegen.

Der Grundkurs soll den Schülern jenes Wissen vermitteln, welches zur kompetenten Nutzung und Beurteilung von Informatiksystem benötigt wird. Dazu ist der Unterricht in sechs Inhaltsbereiche segmentiert, die jeweils eine in Teilkompetenzen untergliederte inhaltsbezogene Kompetenz beschreiben. Jeder Teilkompetenz sind verbindliche Inhalte zugeordnet. Weiterhin führt der Lehrplan zu jedem Inhaltsbereich Ergänzungen auf, die zur Gestaltung eventueller Freiräume dienen können und diesen Bereich vertiefen. Sämtliche Inhaltsbereiche müssen im Unterricht behandelt werden, wobei weder die Reihenfolge noch der Zeitrahmen vorgegeben sind. In den folgenden Tabellen werden die Inhaltsbereiche (Tabellenüberschriften) mit zugehörigen Kompetenzen (Tabellenkopf) und Teilkompetenzen aufgelistet.

Tabelle 78: Information und ihre Darstellung

Der Themenbereich Information und ihre Darstellung vermittelt Kenntnisse über die Grundlagen der Informationsverarbeitung. Ziel ist das Verständnis des 3-schrittigen Ablaufs computerunterstützter Informationsverarbeitung: geeignete Darstellung der Information in Form von Daten; maschinelle Verarbeitung der Daten; Interpretation der erzeugten Daten und Neugewinn von Information. Weiterhin sind rechtliche Aspekte und der Datenschutz Thema dieser Unterrichtseinheit. Additiv können formale Sprachen und Automaten in den Unterricht einbezogen werden.

Tabelle 79: Aufbau und Funktionsweise eines Rechners

Das Wissen über Aufbau und Funktionsweise eines Rechners soll den Computer entmystifizieren und den Schülern das notwendige Verständnis zur Einschätzung der Möglichkeiten und Grenzen von Computersystemen vermitteln. Inhalte sind zum einen die Komponenten und die Arbeitsweise eines Rechners, zum anderen Assembler- und Maschinensprachen, als auch die Übersetzung und Interpretation von Hochsprachen. Zusätzlich kann das Thema Komponenten eines Rechners mit Digitaltechnik realisieren aufgegriffen werden, das unter anderem logischer Grundoperationen und Schaltnetze behandelt.

Tabelle 80: Kommunikation in Rechnernetzen

Der Inhaltsbereich Kommunikation in Rechnernetzen soll zunächst die Struktur sowie die notwendigen Dienste und Protokolle von Rechnernetzen behandeln. Weiterhin steht die Frage der Datensicherheit bei der Übertragung von Daten als zentrales Thema im Raum sowie geeignete Schutzmaßnahmen gegen Missbrauch. Additiv kann das Thema Verfahren der Kommunikation in Rechnernetzen realisieren aufgegriffen werden.

Tabelle 81: Algorithmisches Problemlösen

Der Themenbereich Algorithmisches Problemlösen soll nicht geschlossen, sondern mit anderen Bereichen vernetzt unterrichtet werden. Es sollen Algorithmen aus praktischen Problemstellungen heraus entwickelt und implementiert werden. Ergänzend können die Grenzen algorithmisch arbeitender Systeme theoretisch aufgezeigt werden, wobei als Berechnungsmodell die Turingmaschine eingeführt wird.

Tabelle 82: Informatische Modellierung

Die Informatische Modellierung spielt innerhalb der Informatik eine zentrale Rolle, daher gilt dieser Themenbereich der Vermittlung von Basiskonzepten zustandsbasierter Modellierung aber auch den Grundideen der Objektorientierung und führt die nötigen Begriffe rund um Objekte und Klassen ein. Als Additum steht das Thema Komplexere objektorientierte Modelle entwickeln und implementieren auf dem Lehrplan, das sich mit Vererbung und Polymorphie beschäftigt.

Tabelle 83: Software-Entwicklung

Das komplexe Thema der Software-Entwicklung soll zunächst in mehreren kleineren Projekten vermittelt werden, um zum Verständnis verschiedener informatischer Konzepte beizutragen. Die Schüler sollen erkennen, dass es sich hier um eine vielschichtige Aufgabe handelt, die für gewöhnlich strukturiert und organisiert und in Teilaufgaben gegliedert innerhalb eines Teams bearbeitet wird. Hierbei soll neben den wichtigen Gütekriterien auch die systematische Vorgehensweise vermittelt werden. Fakultativ kann ein umfangreiches Projekt durchgeführt werden und somit das Wissen in diesem Bereich vertieft werden. [RP04]

Informatik in der Oberstufe: Leistungsfach

Der Informatikunterricht im 5-stündigen Leistungsfach gliedert sich in zehn Inhaltsbereiche, wobei jedem Inhaltsbereich bestimmte zu erwerbende Kompetenzen zugeordnet werden, die dem Schüler durch die Bearbeitung der zugehörigen, im Lehrplan aufgelisteten Inhalte vermittelt werden. Informatik als Leistungsfach befreit nicht von der Wahl einer Naturwissenschaft oder Mathematik als weiteres Leistungsfach.

Tabelle 84: Verbindliche Inhaltsbereiche und Erweiterungsmöglichkeiten

Der Lehrplan schreibt weder eine Reihenfolge noch Zeitvorgaben für die zu behandelnden Pflichtinhalte vor, jedoch wird eine Verzahnung der verschiedenen Inhaltsbereiche empfohlen. Sollten Freiräume entstehen, können diese mit den erweiterten Inhaltsbereichen gefüllt werden. Die folgenden Tabellen zeigen eine Übersicht der zu vermittelnden Kompetenzen.

Tabelle 85: Algorithmen und Datenstrukturen

Im Themenbereich Algorithmen und Datenstrukturen sollen die vorhandenen Grundkenntnisse vertieft und erweitert werden. Den behandelten Algorithmen und Datenstrukturen sollen praktische Problemstellungen zugrunde liegen und eine abschließende Implementierung ist erwünscht.

Tabelle 86: Zustandsbasierte Modellierung

Zustandsbasierte Modellierung soll als einfacher und häufig anwendbarer Modellierungsansatz kennen gelernt werden und mit Hilfe von Zustandsautomaten beschrieben werden.

Tabelle 87: Objektorientierte Modellierung

Die Objektorientierte Programmierung ist ein wichtiges Programmierkonzept und soll wiederholt in kleineren Projekten geübt werden, sodass die Ideen und Konzepte häufiger angewandt und somit verinnerlicht werden können.

Tabelle 88: Grundlagen systematischer Software-Erstellung

Das Erlernen der Grundlagen systematischer Software-Erstellung sollte sich mit zunehmender Tiefe über die gesamte Oberstufe erstrecken und Inhalte von der Erfassung und Spezifikation bis hin zum Testen der Software umfassen.

Tabelle 89: Sprachen und Automaten

Das Gebiet Sprachen und Automaten vermittelt Wissen über die Kommunikation zwischen Maschinen sowie zwischen Mensch und Maschine. Die Inhalte sollen möglichst durch die Verzahnung mit praktischen Problemstellungen herausgearbeitet werden.

Tabelle 90: Grenzen algorithmisch arbeitender Systeme

Die Grenzen algorithmisch arbeitender Systeme sollen aufgrund ihrer Relevanz angemessen im Informatikunterricht behandelt werden, wobei eine Verzahnung mit Fragen nach den Grenzen formaler Beschreibbarkeit von Sprachen mit Hilfe von Grammatiken und Automaten angestrebt wird.

Tabelle 91: Kommunikation in Rechnernetzen

Die Kommunikation in Rechnernetzen, lokal sowie global, bildet einen wichtigen Bestandteil des Informatikunterrichts. Der Unterricht soll ein grundlegendes Verständnis und den Einblick in einzelne Teilbereiche gewährleisten.

Tabelle 92: Rechnerarchitektur

Ein Verständnis über Rechnerarchitektur und Funktionsweise des Computers trägt zur Entmystifizierung des Rechners bei, wobei sowohl auf die Hardware als auch auf die zur Vermittlung notwendige Software eingegangen wird.

Tabelle 93: Deklarative Programmierung: prädikativ oder funktional

Für diesen Themenbereich stehen zwei von der objektorientierten Programmierung abweichende Ansätze zur Wahl. Entweder können sich die Schüler mit der prädikativen Programmierung und in diesem Zusammenhang mit der Prädikatenlogik auseinandersetzen oder sie erlernen das Konzept der funktionalen Programmierung.

Tabelle 94: Wechselwirkungen zwischen Informatiksystemen, Individuum, Gesellschaft

In diesem Themenbereich stehen die Auswirkungen der Informationstechnik auf die Gesellschaft im Vordergrund. Neben Chancen und Risiken werden auch ethische und rechtliche Aspekte diskutiert. Außerdem sollen die Schüler in die Lage versetzt werden, Informationstechnik sozialverträglich zu gestalten und verantwortungsvoll einzusetzen. Dazu werden notwendige Themen wie Datenerhebungen unter dem Aspekt Datenschutz sowie Kommunikation unter dem Aspekt der Datensicherheit im Unterricht aufgegriffen und erörtert. [RP05]