Informatik
Informatik am WGG - Lernen für die Zukunft
Die moderne Kommunikation ist ohne das World Wide Web, insbesondere über soziale Netzwerke, nicht mehr vorstellbar. Bei der Suche nach Information hat der Computer gedruckte Lexika für viele überflüssig gemacht. Die Steuerung von Maschinen und Kraftwerken und sogar des eigenen Hauses bzw. der eigenen Wohnung übernimmt der Computer.
Die schnelle Entwicklung der Informationstechnologie sorgt dafür, dass wir in nahezu allen Bereichen des täglichen und beruflichen Lebens mit Computern oder vernetzten Geräten konfrontiert werden. Die Beherrschung dieser immer komplexer werdenden Systeme wird dadurch schwieriger, weshalb Wissen aus der Informatik in nahezu allen Berufsbereichen und im täglichen Leben vorausgesetzt wird.
Je mehr wir uns also mit Informatik beschäftigen, desto besser verstehen wir die uns zur Verfügung stehenden Softwaresysteme und können diese auch effektiver verwenden.
Inhalte des Informatikunterrichts
Die wesentliche Aufgabe des Informatikunterrichts am Gymnasium ist es, den Schüler*innen ein systematisches, zeitbeständiges und über bloße Bedienerfertigkeiten hinausgehendes Basiswissen über die Funktionsweise, die innere Struktur sowie die Möglichkeiten und Grenzen informationstechnischer Systeme zu vermitteln. Dadurch wird ihnen deren sinnvolle, kompetente und verantwortungsbewusste Nutzung und Beurteilung ermöglicht.
In der Unterstufe ist der Informatikunterricht in das Fach Natur und Technik der 6. und 7. Jahrgangsstufe als ein Schwerpunkt für alle Ausbildungsrichtungen integriert. Ein wesentliches Ziel ist es, den Schüler*innen ein solides Grundwissen für den Umgang mit Information sowie eine erweiterbare Vorstellung für die Arbeit mit Informatiksystemen zu geben. Hierzu werden eine Reihe typischer Softwarewerkzeuge (Graphikprogramme, Textverarbeitungsprogramme, Präsentationsprogramme, Browser, HTML-Editoren, E-Mail-Programme) praktisch erkundet, sodass die Schüler*innen eine Vorstellung von deren Funktionsweise und Anwendungsbereichen entwickeln können. Außerdem beschäftigen sich die Schüler*innen mit hierarchischen sowie vernetzten Informationsstrukturen und erhalten bei der Arbeit mit einem einfachen Programmiersystem (z.B. Robot Karol, EOS) erste Einblicke in die automatische Informationsverarbeitung.
Im Naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasium wird das Fach Informatik in der 9. und 10. Jahrgangsstufe zweistündig unterrichtet und baut auf dem in der 6. und 7. Jahrgangsstufe erworbenen Wissen auf. Die Schüler*innen befassen sich einerseits mit der Modellierung von Funktionen und Daten anhand von Problemen aus ihrem Lebensumfeld unter Verwendung von Tabellenkalkulations- und Datenbanksystemen und andererseits mit der algorithmischen Beschreibung von Abläufen und deren Umsetzung in eigenen objektorientierten Programmen. An der Schule verwenden wir die Programmiersprache Java und nutzen die Online-IDE als webbasierte Entwicklungsumgebung.
Die Schüler*innen erwerben dadurch ein breites Spektrum an Denk- und Beschreibungsschemata und lernen Strategien kennen, die die Bearbeitung komplexer und vernetzter Problemstellungen auch außerhalb der Informatik erlauben. Die einzelnen Problemstellungen werden stets am Computer umgesetzt, so dass der Unterricht sehr handlungsorientiert ist und die Einübung der für die Zukunft wichtigen Kompetenzen im Umgang mit dem Computer fördert.
Sowohl im Naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasium als auch im Sprachlichen Gymnasium wird das Fach Informatik in der 11. Jahrgangsstufe zweistündig unterrichtet. Für alle Schüler*innen geht es dabei um die Themen Codierung und Verschlüsselung, Kommunikation in Netzwerken und Künstliche Intelligenz, die für einen verantwortungsbewussten, mündigen Umgang mit Medien große Relevanz besitzen. Ein weiterer Schwerpunkt im NTG ist die Datenstruktur Graph, wohingegen im SG das Thema Algorithmik auf eine mögliche Wahl des Faches Informatik in der 12. und 13. Klasse vorbereitet.
In der 12. Jahrgangsstufe werden rekursive Datenstrukturen (Listen, Bäume) besprochen, wobei deren Nutzen als häufig verwendbare Modellierungsmuster herausgestellt wird. Der gemeinsame Zugriff auf Ressourcen führt zum Problem der Kommunikation und Synchronisation parallel ablaufender Prozesse, bei dessen Lösung die Jugendlichen erneut den Anwendungsbereich ihrer Modellierungstechniken erweitern. Bei der Erstellung größerer Softwareprodukte eignen sich die Schüler*innen neben effizienten Designstrategien hilfreiche Vorgehensweisen für die Arbeit in einem Team an, die auch außerhalb informatischer Aufgabenstellungen gewinnbringend einsetzbar sind.
Die 13. Jahrgangsstufe hat zunächst die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine, d.h. Sprache, zum Thema. Neben der Funktionsweise eines Rechners werden auch die Grenzen der Berechenbarkeit durch Computer hinterfragt. Als Abschluss wird das für die Zukunft enorm wichtige Thema Künstliche Intelligenz aufgegriffen, um ein vertieftes Verständis für die Funktionsweise von maschinellem Lernen und Sprachmodellen zu erhalten.