Informatik in der Oberstufe

Informatik ist ein in der Oberstufe neu einsetzendes Fach, das keinerlei Vorkenntnisse (wie z.B. aus Differenzierungskursen) voraussetzt. Man braucht kein Computer-Experte sein. 

In der Informatik geht es um die systematische Darstellung, Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen. Dabei steht vor allem die automatische Verarbeitung mithilfe von Informationssystemen wie Computern im Vordergrund.

In der Oberstufe wird mit verschiedenen Modellierungs- und Entwicklungsumgebungen gearbeitet, die beim Arbeiten an der Problemlösung helfen und frei verfügbar sind. So kann man in der Schule und zu Hause mit den gleichen Werkzeugen arbeiten. Man arbeitet aber nicht nur am Computer, sondern entwickelt auch viele Lösungsansätze und Modelle auf dem Papier.

Einführungsphase

Die allgemeine informatische Vorgehensweise besteht aus der Entwicklung eines objektorientierten Modells. Man versucht zunächst ein Problem oder eine Situation zu beschreiben und zu durchleuchten. Insbesondere die beteiligten Objekte des Problems oder der Situation (wie z. B. eine Schülerin oder ein Buch) bilden den Ausgangspunkt für das Modell. Man bedient sich verschiedener grafischer Darstellungsformen und spezieller Diagramme (UML-Diagramme). So entsteht ein statisches und dynamisches Modell, das man nun in einer objektorientierten Programmiersprache umsetzen kann. An unserer Schule wird die weit verbreitete Sprache "Java" verwendetet. Im Rahmen der Umsetzung des entwickelten Modells ("programmieren") werden natürlich auch algorithmische Grundelemente thematisiert. Die Entwicklung und Gestaltung von grafischen Benutzeroberflächen wird im Rahmen von kleinen Projekten wie z.B. einem Würfelspiel eingebunden.

Qualifikationsphase

In der Qualifikationsphase werden die in der Einführungsphase erworbenen Kompetenzen bzgl. der objektorientierten Modellierung vertieft. Es werden aber vor allem zentrale Datenstrukturen thematisiert. Man beschäftigt sich z.B. mit Fragen, wie man Daten möglichst strukturiert speichern kann, wie man diese gespeicherten Daten durchsuchen kann und wie man auf eine bestimmte Information möglichst schnell zugreifen kann. Dabei stehen neben den Datenstrukturen auch Algorithmen („Rezepte“) zum Suchen und Sortieren von Daten im Vordergrund.

Zur Anwendung der erworbenen Kompetenzen und des Fachwissens wird ein heute sehr wichtiges und unverzichtbares Anwendungsgebiet der Informatik betrachtet: Netzwerke und das Internet. Im Rahmen dieses umfangreichen Themengebietes werden einige interessante Aspekte herausgegriffen und thematisiert. Neben einfachen Client-Server-Anwendungen (z.B. ein Netzwerk-Chat) wird vor allem ein Schwerpunkt im Bereich der Sicherheit in Netzwerken gesetzt. Es wird die Frage gestellt, wie man heute sicherheitsbewusst mit seinen persönlichen Daten umgehen kann und welche hilfreichen Möglichkeiten uns die Informatik zum Schutz der eigenen Daten bietet. Eine einfache aber effektive Möglichkeit zum Schutz der eigenen Daten besteht in der Verschlüsselung der Daten. Dies wird im Rahmen des Themas Kryptologie anhand verschiedener Verschlüsselungsverfahren theoretisch und praktisch (z.B. verschlüsselte Emails) thematisiert.

Es wird zudem die Speicherung und Verarbeitung sehr großer Datenmengen anhand von Datenbanken vertieft. Auch hier bleibt es bei der bekannten informatischen Vorgehensweise, bei der man zunächst ein Modell für die Datenbank entwickelt und dies später dann umsetzt.

Zum Ende der Qualifikationsphase wird die Funktionsweise von Computern bzw. von Informationssystemen aus einer eher theoretischen Perspektive betrachtet. Man arbeitet mit einfachen Modellen von Computern (Automaten) und beschäftigt sich z.B. mit der Frage, ob ein Computer grundsätzlich jedes Problem lösen kann und wenn ja, wie viel Zeit er für eine mögliche Lösung benötigt.