Fachbereich Mathematik/Naturwissenschaften/Mint 16 Mathematik Fachcurriculum Mathematik – Leitbildbezug



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GA: Gruppenarbeit

SE: Schülerexperiment

LE: Lehrerexperiment

LV: Lehrervortrag / Tafelunterricht


Jahrgangsstufe 9 - Fortsetzung



Radioaktivität


KzK


Inhalt

Methoden

PzK

neu


PzK

vertieft

Mögliche Kontexte Bemerkung







brainstorming







Bilder/Video: Reaktorunfall-

Tschernobyl

Radioaktivität v. Stoffen aus

Haushalt/Garten



M II-2

Aufbau der Atome

SV




E5,E6,E11,K7

Folie, Modelle

M II-2

Entstehung der Atommodelle

StGr/ExpGr




E3,E5,E6,E7,K3,

K5,K6,K7,B9



u.a. Internetrecherche

W II-7

W II-8


Ionisierende Strahlung

LE




E1,E2

Nebelkammerspuren

M II-4

Strahlungsarten

SE

GA





E4,E5,E8,E9,K1,

K2,K4,K7


Exp. zum B-Feld,

Auswertung von Nebelkammeraufnahmen vom CERN/DESY



M II-2

Aufbau des Atomkerns

CM




E5,E6,E7,

Vorlage, Nuklidkarte

M II-4

Reichweite radioakt. Strahlung

SE/GA




E1,E4,E5,E9,K1,

K2,K3,K6


Experimente mit unterschiedlichen Absorbern

M II-4

Zerfallsgesetz

LE




E1,E9,E11

Isotopengenerator

M II-4

Zerfallsreihen

LV




E7,E9

Nuklidkarte

GA: Gruppenarbeit

SE: Schülerexperiment

LE: Lehrerexperiment

LV: Lehrervortrag / Tafelunterricht

SV: Schülervortrag

CM: Clustermethode

StGr: Stammgruppe

ExpGr:Expertengruppe
Radioaktivität


KzK


Inhalt

Methoden

PzK

neu


PzK

vertieft

Mögliche Kontexte Bemerkung

W II-8

Risiken und Nutzen

radioaktiver Strahlung



LV

Referate


Videofilm




E6,E7,E10,K1,K7,

K8,B1,B3,B10



Strahlentherapie,

Castor-Transporte,

Atomwaffentests,

u.w.


M II-5

Kernspaltung / Kernfusion

Referate




E5,E6,E7,E11,K4,

K5,K6,K8,B4,B6,

B9,B10


Reaktortypen,

Tokamak,


Laserfusion,


M II-5

Energieerzeugung der Sonne







s.o.

Lebensweg der Sonne,

H-R-Diagramm


GA: Gruppenarbeit

SE: Schülerexperiment

LE: Lehrerexperiment

LV: Lehrervortrag / Tafelunterricht

SV: Schülervortrag

CM: Clustermethode

StGr: Stammgruppe

ExpGr:Expertengruppe
Curriculum Profilklasse „Naturwissenschaften“ - Physik

Jahrgangsstufe 7


Inhaltsfelder

Kontexte

Methode

Licht und Schall







Lichtausbreitung

  • Streuung

  • Absorption

  • Reflexion

Besuch der „Phänomenta“ in Lüdenscheid
Sicher im
Straßenverkehr

SE

LE

GA



Schatten

  • Kern- und Halbschatten

  • Lochkamera

  • Licht und Schatten im Weltraum

z.B.:


Projekt im Zusammenarbeit mit Mathematik

Messen des Erdradius nach

Erathostenes


Recherche

SE

LE



GA

Sprechen und Hören

  • Ohren und Gehör

  • Vibration und Töne

  • Reflexion von Schall

  • Schall und Schwingungen

  • Tonhöhe

  • Ausbreitungsgeschwindigkeit

  • Die Ordnung der Töne

Musikinstrumente
Projekt: Lärm- selbst erforscht

Take care of your ears- Unterrichtsbausteine



LE

SE

Recherche



LV

GA



Jahrgangsstufe 9


Inhaltsfelder

Kontexte

Methode

Erneuerbare Energien







Sonnenenergie

  • Bestrahlungsstärke verschiedener Lichtquellen

  • Die Solarzelle als Energiewandler

  • Abschattung



Schaltung von Solarzellen


Nachbildung eines Tagesganges


SE

LV

GA



Recherche
z.B.

Experimentiertage am kitz.do

Einsatz der Energiekoffer der Elektromark Hagen


Solarthermie

  • Bau einer einfachen Solarthermieanlage

  • Modell Solardusche




Experimentiertag am kitz.do

Besuch des Schülerlabors der RUB



Windenergie

  • Messung der Windenergie

  • Ausgangleistung einer Anlage in Abhängigkeit von der Flügelform

  • Ausgangsleistung einer Windkraftanlage in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit

Geschichte der Windenergie


Einordnung von Windstärken

Windmühle und Auftrieb



Experimente am kitz.do

LV

SE


LV





Auf den folgenden Seiten finden Sie das Curriculum für die Sekundarstufe II.




Sachbereich und Themen

Kontext

Methoden

EF

1.Hj.

2.Hj.

Sachbereich Mechanik

1. Kinematik und Dynamik des Massenpunktes

1.1. Beschreiben von Bewegungen:

Gesetze der gleichförmigen und der gleichmäßig beschleunigten Bewegung,

1.2. Ursache von Bewegungen



  • Träge Masse, Trägheitssatz,

  • Kraft, Grundgleichung der Mechanik

  • Zusammengesetzte Bewegungen: Fallbewegung, waagerechter Wurf (evt. Wurfbewegung)

  • Bezugssysteme, Inertialsysteme

2. Energie und Arbeit

2.1. Mechanische Energie



  • Begriff von Arbeit und Energie

  • Kinetische  und potentielle Energie, Spannenergie

2.2 Erhaltungssätze

  • Energieerhaltung

  • Impuls

  • Impulserhaltung

  • Stoßvorgänge

2.3 Fakultativ:

Kreisbewegung und Gravitation

  • Kreisbewegung

  • Keplersche Gesetze

  • Gravitationsgesetz

  • Weltraumfahrt

Teilnahme am Straßenverkehr

Beschleunigungen aus dem Stand und der Bewegung, Bremsen, Faustformel der Fahrschulen bei Überholvorgän-gen



Physik und Sport

Kugelstoßen, optimaler Abflugwinkel




Physik in der Freizeit

Billard und Stoßvorgänge

Riesenrad, Karussell und Schiffsschaukel

Physik und Gesellschaft

Himmelsmechanik (Galileo, Keppler)

Inertialsysteme
Weltraumfahrt

Planeten- und Satellitenbewegung






  • Fahrbahn oder Luftkissentischexperimente

  • Demonstrationsexperimente

  • Schülerübungen (z.B. Rollenfahrbahn)

  • Computereinsatz (computerunterstütztes Messen, und Auswerten, Nutzen von Simulationsprogrammen)

  • Erstellen von Diagrammen

  • Experimentelle Untersuchung der Kreisbewegung

  • Lernen lernen:

Präsentationstechniken (Referate mit Power Point, Plakate)

Mitschreibtechniken

Farbliche Kodierung der Mitschriften

Eigene Formelsammlung erstellen





Eingeführte Lehrwerke: Impulse Physik Oberstufe, Klett-Verlag; Dorn-Bader Physik, Schroedel-Verlag
Hinweise für die Qualifikationsphase:

  • Grundsätzlich richtet sich die Auswahl und Gewichtung der einzelnen Inhalte nach den „allgemeinen Vorgaben zu den unterrichtlichen Voraussetzungen für die schriftlichen Prüfungen im Abitur in der gymnasialen Oberstufe“ der Landesregierung NRW (siehe http://www.standardsicherung.nrw.de/abitur-gost/fach.php?fach=22).

  • Im Leistungskurs werden die einzelnen Inhalte vertieft unterrichtet.




Sachbereich und Themen

Kontext

Methoden

Q1

1.Hj.

2.Hj.

Sachbereich Elektrik / Mechanik

1. Ladungen und Felder

  • Die elektrische Ladung

  • Das elektrische Feld, homogenes Feld eines Kondensators, Feldlinienbilder

  • Elektrische Feldstärke

  • Spannung und Potential im elektrischen Feld

  • Arbeit und Energie im elektrischen Feld

  • Kapazität

  • Kondensatorschaltungen

  • Auf- und Entladen eines Kondensators

  • Radialfeld

  • Milikan-Versuch

  • Freie Elektronen im elektrischen Feld

2. Magnetische Felder

  • Feldlinienbilder

  • Lorentzkraft

  • Magnetische Flussdichte

  • Hall-Effekt

  • Massenbestimmung des Elektrons

  • Wien-Filter; Massenspektrograph

3. Induktion

  • Induktion durch Flächenänderung

  • Induktion duch B-Feldänderung

  • Lenz`sche Regel

  • Selbstinduktion

  • Ein- und Ausschaltvorgang bei einer Spule

  • Energie des Magnetfeldes

  • Erzeugung von Wechselspannung

  • Zeigerdiagramm

  • (LK: Kondensator und Spule im Wechselstromkreis)

4. Mechanische Schwingungen

  • Erarbeitung der Grundkenntnisse von Schwingungen an Beispielen von mechanischen Schwingungen

  • Schwingungsvorgänge und Schwingungsgrößen,

  • harmonische Schwingung,

  • gekoppelte Schwingungen (Überleitung zu mechanischen Wellen)

Auf der Suche nach der Elementarladung

Vorstellung von Elektronen, Erzeugung von Feldern durch elektrische Ladungen, Kräfte auf Ladungen, Bestimmung der Ladung des Elektrons)



Hat das Elektron eine Masse?

Ablenkung von Elektronen im magnetischen Feld, Masse des Elektrons



Das Magnetfeld in Natur und Technik

Magnetfeld der Erde, Stromleitung in Metallen, Magnetfeldmessungen, Wirbelstrombremse



Wandlung und Verteilung elektrischer Energie

Erzeugung von Spannung, Wechselstrom, Energieversorgung




Menschliches Hören und Wahrnehmen von Schall

Entstehung von Schall, Ausbreitung und Überlagerung, Schalldämpfung






  • Lernen lernen:

- Erarbeitung physikalischer Texte

- Erstellen von Mind Maps





  • Analogiebetrachtungen




  • Experimente (SV oder LD):

- Milikan Versuch

- Stromwaage

- Fadenstrahlrohr

- Spulen


  • Bilden von physikalischen Wirkungsketten




  • Schülerexperimente, Erstellung von Versuchsprotokollen









Sachbereich und Themen

Kontext

Methoden

Q2

1.Hj.


1. Mechanische Wellen

Entstehung und Ausbreitung von Transversalwellen und Longitudinalwellen



  • Grundlagen und Grundgrößen,

  • Huygensches Prinzip,

  • Interferenz von Wasserwellen,

  • Beugung, Reflexion und Brechung von Wasserwellen

2. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

  • Wellentheorie des Lichts

  • Doppelspalt, Einfachspalt und Gitter

3. Quantenphysik

  • Dualismus Welle-Teilchen: Fotoeffekt und Gegenfeldmethode

  • H-Bestimmung

  • Compton Effekt (LK)

  • Materiewellen

  • Bragg`sche Bedingung

4. Atomphysik

  • Atommodelle

  • Franck-Hertz Versuch

  • Röntgenstrahlung

5. Kernphysik

  • Ionisierende Strahlung

  • Radioaktiver Zerfall

  • Nachweisverfahren radioaktiver Strahlung

  • Zerfallsgesetz, Zerfallsreihen

  • Strahlungsgrößen

Physik und Medizin / Musik

Beispielsweise: Funktion von Musikinstrumenten, Funktion des menschlichen Gehörs, Anwendung des Ultraschalls in der Medizin



Informationsübertragung durch elektromagnetische Wellen

Einsatz von Computersimulationen beim Welle-Teilchen-Dualismus



Physik und Geschichte

Vom Photoeffekt zum Photonenmodell

Anwendbarkeit und Grenzen physikalischer Modellvorstellungen

Erkenntnisse über den Atomkern, von der klassischen Vorstellung zur Quantenphysik



Biologische Wirkungen radioaktiver Strahlung




  • Planung, Durchführung, Auswertung und Modifikation von Experimenten, Analogiebetrachtungen,

  • Einsatz von Animationen aus dem Internet zur Veranschaulichung von elektromagnetischen Wellen,

  • selbständige Erarbeitung von Informationen zur historischen

  • Entwicklung der Nachrichtentechnik und Funktionsweise der Rundfunkübertragung und zur biologischen Wirkung elektrischer und magnetischer Felder (Elektrosmog)

  • Mikrowellen

  • C14Methode







6. Relativitätstheorie (Nur LK)

  • Konstanz der Licht-geschwindigkeit und Konsequen-zen (Michelson-Experiment),

  • Relativistische Kinematik und relativistischer Impuls

  • Äquivalenz von Masse und Energie

Spezielle relativistische Phänomene

z.Bsp.: Die Relativität der Gleichzeitigkeit, Zwillingsparadoxon, Science-Fiction und Physik, GPS Systeme






Leistungsbewertungskonzept Physik

Da erfolgreiches Lernen kumulativ ist, sind Unterricht und Lernerfolgsüberprüfungen darauf gerichtet, grundlegende Kompetenzen, die an den vorangegangenen Jahren erworben wurden, wiederholt anzuwenden.

Beide Kompetenzarten (prozess- und konzeptbezogene Kompetenzen), gehen gleichwertig in die Bewertung ein. Die diesbezüglichen Beobachtungen der Lehrkräfte erfassen die Qualität, Häufigkeit und Kontinuität der Unterrichtsbeiträge der Schüler. Diese Beiträge werden in mündlichen, schriftlichen und praktischen Formen erbracht.

Grundsätze

- Die Beurteilungskriterien müssen zu Beginn des Schulhalbjahres und / oder vor Beginn der Unterrichtseinheit klar gemacht werden

- Beurteilbar sind der Prozess, das Produkt und/oder die Präsentation

Sekundarstufe I

Die Note setzt sich aus den Einzelleistungen im Bereich der sonstigen Mitarbeit zusammen. Hierzu gehören:

- Beiträge zur Beschreibung, Erklärung und Beurteilung physikalischer Probleme, Sachverhalte und Zusammenhänge im Unterrichtsgespräch,

- Referate

- Schriftliche Übungen,

- Mitarbeit bei Experimenten und in Gruppenarbeitsphasen,

- Auswertung von Experimenten und Anfertigung von Protokollen,

sinnvolle Unterrichtsmitschriften / Heftführung,

- Präsentation der Hausaufgaben.

Insgesamt hat sich folgende Gewichtung in der Leistungsbewertung bewährt:

Die zu bewertende Leistung bilden kontinuierliche mündliche Beiträge im Klassenverband- und im Gruppenunterricht, das Experimentierverhalten, schriftliche Übung(en), mündliche Stundenzusammenfassungen vor der Klasse, Referate, Präsentation der Hausaufgaben an der Tafel und die Heftführung in die Bewertung ein.

Dabei müssen nicht alle Leistungsbereiche in einem Schuljahr abgedeckt werden.

Beurteilungskriterien sind hierbei u.a.:

- sachgerechtes Diskutieren und Argumentieren,

- Klarheit der Gedankenführung,

- angemessene Fachsprache,

- sachliche Richtigkeit und Vollständigkeit,

- Grad der Selbständigkeit und Komplexität sowie

- erfolgreiches Experimentieren.

Für die mündlichen und schriftlichen Leistungsbewertungen ist das nachfolgende Kriterienraster verbindlich.

Kriterien der Notengebung

Beurteilung der sonstigen Mitarbeit:



Note

Klassengespräch Die Schülerin, der Schüler...

Gruppenarbeit Die Schülerin, der Schüler ...

1

- wirkt maßgeblich an der Lösung des Problems einer Stunde mit, indem sie/er theoretische Kenntnisse und besondere Ideen einbringt.

- wirkt maßgeblich an der Planung, Durchführung und Ausarbeitung der Gruppenarbeit mit und bringt dabei ihre/seine theoretischen Kenntnisse sowie besondere zielführende Ideen ein.

2

- gestaltet das Unterrichtsgespräch durch eigene Beiträge und Antworten auf anspruchsvollere Fragen mit.

bringt dabei auch Ergebnisse aus früheren Stunden des Schuljahres ein.

- kann am Ende der Stunde den Verlauf der Überlegungen und das Ergebnis ausführlich wiedergeben.


- wirkt maßgeblich an der Planung, Durchführung und Ausarbeitung der Gruppenarbeit mit (auch einfache Arbeiten).

- gestaltet die Ausarbeitung aufgrund ihrer/seiner theoretischen Kenntnisse mit und kann die Vorgehensweise in der Gruppe begründen.



3

- bringt zu einfachen Fragestellungen des Unterrichts Beobachtungen, Beispiele u.A. angemessen ein.

- beteiligt sich ggf. an der Gestaltung des Tafelanschriebs und hat ihn vollständig im Heft.

- kann am Ende der Stunde den Verlauf der Überlegungen und das Ergebnis ausführlich wiedergeben.


- beteiligt sich an einfachen Arbeiten.

- beteiligt sich an der Organisation und Durch­führung der Arbeit.

- erstellt die Ausarbeitung in Zusammenarbeit mit der Gruppe.


4

- verfolgt weitgehend passiv das Unterrichtsgeschehen, kann aber auf Rückfragen fachlich richtig antworten

- übernimmt Tafelanschriebe vollständig ins Heft.

- kann am Ende der Stunde den Verlauf der Überlegungen und das Ergebnis hinreichend, ggf. mit Hilfen, wiedergeben.

- kann wesentliche Inhalte der letzten Stunden wiedergeben.



- beteiligt sich an einfachen Arbeiten

- hat am Ende eine Mitschrift im Heft.

- kann den Verlauf der Arbeitsphase und die Auswertung hinreichend, ggf. mit Hilfen, erklären


5

- ist über eine längere Zeit hinweg unaufmerksam.

- schreibt nur unvollständig mit.

- kann den Verlauf der Überlegungen und das Ergebnis trotz Hilfen nicht angemessen wiedergeben.


- beschäftigt sich während der Arbeit anderweitig.

- hat die Ausarbeitung nur lückenhaft übernommen.

- ist nicht in der Lage, den Verlauf der Arbeits­phase und die Auswertung zu erklären


6

- folgt dem Unterricht nicht und verweigert die Mitarbeit

- verweigert die Mitarbeit


Sekundarstufe II

Für Schüler(innen), die das Fach Physik gewählt haben, setzt sich die Zeugnisnote zu 50% aus der zusammengesetzten Note aus dem schriftlichen Bereich und zu 50% aus der zusammengesetzten Note der beiden Quartalsnoten der sonstigen Mitarbeit  zusammen.

Im schriftlichen Bereich können Klausuren ggf. in Form einer Facharbeit erbracht werden.

·     Bei Klausuren gilt folgende Einteilung der Notenskala:

- Unter 20% der erreichten Punktzahl wird die Note „ungenügend“ vergeben.

- Ab 40% der erreichten Punktzahl wird die Note „ausreichend“ vergeben.

- Die weiteren Notenstufen werden gleichmäßig verteilt.

In Klausuren können folgende Aufgabenarten – auch vermischt – vorkommen: Bearbeitung eines Demonstrationsexperimentes, Durchführung und Bearbeitung eines Schülerexperimentes sowie Bearbeitung eines begrenzten physikalischen Problems anhand fachspezifischer Materialien (Versuchsbeschreibungen nicht durchgeführter Experimente, Texte, Messwerte, Graphen o.ä.). Jede Klausur enthält auch einen quantitativen Anteil; reine „Rechenklausuren“ mit physikalischen Größen werden nicht gestellt.

·     Facharbeiten: Die Facharbeit ersetzt eine Klausur im zweiten Halbjahr der Q1. Die Themenwahl bleibt dem Schüler in der Absprache mit der jeweiligen Lehrkraft überlassen. Bei der Erstellung der Arbeit müssen die schulspezifischen Regelungen der FHS berücksichtigt werden. Außerdem werden der Leistungsbewertung folgende Aspekte zugrunde gelegt:

 

1. Formale Aspekte



- Äußere Form

- Lesbarkeit

- Gliederungssystem

- Vollständiger Literatur- und Quellennachweis (Digitale Quellen dürfen nicht

   den Hauptanteil ausmachen. Vom Nutzer veränderbare Internetlexika sind

   keine verlässliche, wissenschaftliche Quelle.)

- Ausdruck, Rechtschreibung, Grammatik, Zeichensetzung.

2. Methodische Aspekte

- Logischer Aufbau ohne Sprünge, Lücken im Argumentationsgang

- Bezüge zwischen Einleitung, Hauptteil und Schlussteil

- Fachsprache

- Erklärung von Fachbegriffen

- Fachspezifische Methoden (z.B. Beweis, Experiment)

- Veranschaulichungen

- Absicherung durch Quellenbelege

- Klare Trennung von Daten/Fakten und persönlicher Meinung/Wertung

3. Inhaltliche Aspekte

- Korrekte Erfassung der Themenstellung, Themenbezug

- Überzeugende Zitatauswahl

- Verknüpfung verschiedener inhaltlicher Aspekte

- Textliche Erläuterung der eingebundenen Tabellen, Diagramme,...

- Schlüssige Auswertung

- Kritische Reflexion

4. Sonstige Aspekte

- Vorbesprechungen

- Kreativität bei der Arbeitsplanung von Experimenten

- Problemlösung

- Engagement

- Eigenständigkeit

Die Note der sonstigen Mitarbeit setzt sich aus den Einzelleistungen in folgenden Bereichen zusammen. Hierzu gehören:

- Unterrichtsbeiträge einschließlich mündlicher Stundenzusammenfassungen,

- Referate

- schriftliche Übungen

- Mitarbeit bei Experimenten und in Gruppenarbeitsphasen,

- Auswertung von Experimenten und Anfertigung von Protokollen,

- sinnvolle Unterrichtsmitschriften /Heftführung,

- Präsentation der Hausaufgaben.

Die Beurteilungskritierien für die hier erbrachten Leistungen orientieren sich an den schon für die Sekundarstufe I erläuterten Aspekten.



2.3.21 Informatik
Das Fach Informatik wird an der Friedrich-Harkort-Schule seit 1979 unterrichtet: zunächst nur in Form von Grundkursen der Sekundarstufe II, später auch im Bereich der Mittelstufen-differenzierung und für einige Jahre auch in Leistungskursen. Seit 1979 hat sich die technische Ausstattung der Schule von einigen PCs des Typs Commodore 2001 über vernetzte Commodore-Rechner und schließlich ein PC-Netzwerk bis zum gegenwärtig installierten Intranet mit mehreren Servern, 2012 angeschafften Client-PCs und Internet-Anbindung entwickelt. Aktuell wird das Fach Informatik im Wahlpflichtbereich II der Jahrgangsstufen 8 und 9 mit zwei Wochenstunden und in Grundkursen der Oberstufe dreistündig unterrichtet.
Besonderheiten des Faches

Informatik kann als junge Disziplin nicht auf eine lange Tradition zurückblicken. Das Verständnis von Aufgaben, Gegenständen und Methoden dieses Faches beginnt sich erst seit einigen Jahren zu festigen: Informatik versteht sich als Wissenschaft, Technik und Anwendung der systematischen Verarbeitung und Übermittlung von Informationen, insbesondere mit digitalen Daten­verarbeitungs­anlagen. Neben Theorie, Methodik, Analyse und Konstruktion von Anwendungen wird auch die Reflexion der Auswirkungen Gegenstand der Informatik. Neben den Einsatzmöglichkeiten und Funktionsweisen von Anwendersoftware, die exemplarisch erarbeitet werden, bieten sich vielfältige Möglichkeiten verschiedenste Themen mit Hilfe des Rechners neu einzuführen. Die Schüler sollen mit Hilfe des Computers Algorithmen zur Lösung bedeutender Probleme erlernen. Dazu werden die Schüler in grundlegende Techniken des Programmierens eingewiesen. Dabei werden grundlegende mathematische Kenntnisse vermittelt, die in der Rechnerarchitektur ihre Anwendung finden und nicht im „Regelunterricht Mathematik” gelehrt werden. Andererseits unterstützen Kenntnisse der Mathematik aus dem „Regelunterricht Mathematik” die Einführung vieler informationstechnischer Problemstellungen, wie sie z.B. bei Netzwerktechnologien oder Programmentwicklungen eine entscheidende Rolle spielen. Stets steht die Arbeit mit dem Rechner und dem Netzwerk im Vordergrund.



Ziele / Kompetenzen

Im Differenzierungsbereich Informatik sollen die Schüler sowohl mit grundlegenden Konzeptionen der Rechnertechnologie und -anwendung vertraut gemacht werden als auch mathematisch-logische Fertigkeiten mit Bezug zur Informatik erwerben.



Inhalte
Themen im Differenzierungskurs Informatik 8/ 9

Umgang mit Software (Anwenderprogrammen)

Dateiverwaltungs-, Textverarbeitungs- und Tabellenkalkulationssysteme sollen zur Lösung anwendungsbezogener Aufgaben genutzt werden. Beispielsweise könnten folgende Themen angesprochen werden:

- Organisation eines Betriebes

- Aufstellung und Auswertung eines Fragebogens

- Simulation des Bevölkerungswachstums

Mögliche Inhalte sind:

- Nutzung von Textverarbeitungssystemen

- Nutzung von Tabellenkalkulationssystemen

- Graphische Darstellung von Daten

- Nutzung von Dateiverwaltungssystemen/Datenbanken

- Nutzung vernetzter Informations- und Kommunikationssysteme


Funktionsweise von Software

Die in diesem Halbjahr vorgesehenen Inhalte betreffen den Bereich „Methoden der Softwareentwicklung“, Schwerpunkte sind hier: Grundlagen von HTML, Erstellung einer eigenen Homepage sowie Nutzung von HTML-Quelltexteditoren


Mögliche Inhalte sind

Einführung in die Robotik und die Programmierumgebung Scratch oder LOGO

Anhand von LegMindstorms (NXC) werden die Schüler in die Grundlagen der Regelungstechnik und deren technische Umsetzung im Bereich der Robotik eingeführt.

Um den Schülern einen ersten Einblick in die objektorientierte Programmierung zu geben, können die Schüler in Scratch Miniwelten zeichnen bzw. aus vorhandenen Materialien zusammenstellen. Diesen Objekten können dann Programme bzw. Skripte zugeordnet werden, die ihr Verhalten beschreiben. Die Programmierung erfolgt ausschließlich mit visuellen Elementen. Der Schwerpunkt liegt auf der Vermittlung algorithmischer Konzepte, syntaktische Probleme werden umgangen.



- Einführung in die Programmierung mit LOGO

Mit Hilfe der Programmiersprache LOGO werden Aufgabenstellungen mittels typischer Methoden der Informatik (sogenannter algorithmischer Verfahren) gelöst. In LOGO werden z. B. mit Hilfe eines elektronischen Igels (Zeichenstift) Grafiken erstellt und Simulationen (z.B. überlagerte Bewegungen) durchgeführt.


Funktionsweise von Hardware; Prozessdatenverarbeitung

In diesem Themenschwerpunkt geht es darum, zu verstehen, wie ein Computer arbeitet und auf welchen technischen oder mathematischen Grundlagen seine Fähigkeiten beruhen. Was ist z.B. ein Bit? Wie werden Informationen digital dargestellt? Die Schüler sollen einen ersten Einblick in die Funktionsweise von Hardware erhalten. Die Vertiefung bleibt dem Informatikunterricht der gymnasialen Oberstufe vorbehalten.


Themen sind hier:
Dualsystem, Funktion und Aufbau von Gatterschaltungen, Addition von Dualzahlen, Schaltnetze und einfache Schaltwerke.
Softwareprojekte und -simulationen

Anhand der für dieses Halbjahr benannten Inhalte werden die Bereiche „Methoden der Softwareentwicklung“ und „Simulation“ behandelt. Es sollen im Rahmen von Projekten die in den vorangegangenen Halbjahren erworbenen Kenntnisse im algorithmischen Bereich vertieft werden. Dazu kann auch die Vorstellung einer Präsentation (hier Power Point o.ä.) gehören.

So ist es denkbar, ein größeres Softwareprojekt wie einen Vokabel- oder Rechentrainer oder auch ein Spielprogramm zu entwickeln, in kleineren Teams zu realisieren (Benutzeroberfläche, Eingaberoutinen, logische Teile usw.), zu präsentieren und zu dokumentieren. Alternativ könnte auch mit Hilfe des ER-Modells die Modellierung einer Betriebs-Situation erfolgen und in ein Datenbanksystem übertragen werden.

Zur Simulation dient die Simulations- und Modellbildungssoftware Dynasys:

- Beschreibung von Wachstumsvorgängen u.ä.

- Simulation in der Biologie, Ökonomie, Medizin oder Physik

- Modelle der Bevölkerungsentwicklung ...

Mit Dynasys lassen sich relativ komplexe Zusammenhänge mit Hilfe einer grafischen Beschreibung modellhaft formulieren und simulieren.



Informatik in der Einführungs- und Qualifikationsphase
Der Informatikunterricht der Sekundarstufe II (Einführungs- und Qualifikationphase) vermittelt die obligatorischen Inhalte des Fachcurriculums (Kapitel 2.3.1, Seite 23 ff.) in einer objektorientiert angelegten Unterrichtssequenz.

Mit Hilfe der Programmierumgebung DELPHI (oder JAVA) und deren Klassenbibliothek und gegebenenfalls Alice o.ä. im Vorlauf wird das Konzept der ereignisorientierten Programmierung erweitert und vertieft. Die Schüler/-innen wenden sowohl Strukturierungskonzepte, die Kontrollfunktionen und Datentypen als auch Grundprinzipien der objektorientierten Programmierung auf klassische Probleme der Algorithmik an.

Im Weiteren wird die objektorientierte Programmierung und Analyse (OOA/OOP) vertieft fortgeführt. Insbesondere werden höhere Datenstrukturen wie Listen und Bäume, aber auch Untersuchungen im algorithmischen Bereich thematisiert.

Unabhängig vom gewählten Sprachparadigma ist die Behandlung maschinennaher Konzepte wie z.B. des Konzepts des Von-Neumann-Rechners, des Compilerbaus, Funktionen der Systemsoftware oder anderer technischer Prinzipien. Der Unterricht führt schließlich zu ausgewählten Gebieten der theoretischen Informatik wie logisch-technischer Grundlagen sowie der logischen Programmierung (PROLOG) und Aspekten der Automatentheorie und der formalen Sprachen.

Die im Zuge des expandierenden Internets bedeutsamen Netzstrukturen ergänzen den Informatik-Unterricht.

Unterrichtssituation

Wir haben an der FHS zwei Rechnerräume mit Beamerausstattung und je 14 Arbeitsplätzen, an denen die Schülerinnen und Schüler in der Regel in Zweiergruppen arbeiten. Unsere PCs sind in ein Netzwerk integriert und besitzen Internet-Zugang.



Voraussetzungen

Wir verwenden an der FHS das Paket Office 2000 von Microsoft, alternativ die freie und deshalb kostenlose Bürosoftware Open Office (http://de.openoffice.org). Die ansonsten verwendete Software ist Freeware und somit den Schülern zugänglich.



Leistungsbewertungskonzept Informatik

Das Fach wird zur Zeit als Grundkursfach und in der Mittelstufendifferenzierung angeboten.


Grundkurse JS 10 bis JS 12:

Je nach Wahl der Schülerin bzw. des Schülers werden zwei Klausuren pro Halbjahr geschrieben. Die Arbeitszeit der Klausuren beträgt zwei Unterrichtsstunden in der JS 10/11 oder 3 Stunden in der JS 12.


Zentraler Bestandteil des Informatikunterrichts ist die praktische Umsetzung des Gelernten in Programme, die meistens in der Programmiersprache Delphi am Rechner implementiert werden. Alternativ können Simulationsprogramme zum Einsatz kommen. Dabei ist die Fehlersuche durch Umgang mit Informations- und Hilfesystemen ein wesentlicher Punkt bei der praktischen Umsetzung.
Die projektorientierte Arbeit ist ein weiteres zentrales Merkmal im Informatikunterricht. Folgende Punkte sind dabei angemessen zu berücksichtigen:

  1. Das Gesamtergebnis der Gruppe,

  2. Die Aufteilung des Projektes sowie die Absprache von Schnittstellen,

  3. Kontrolle und Tests der Individualleistungen sowie die sachgerechte Integration,

  4. Überblick über das Gesamtprojekt für alle teilnehmenden Schüler,

  5. Die Fähigkeit des Einzelnen, Teilergebnisse der Gesamtgruppe vorzutragen.

In jedem Halbjahr kann eine schriftliche vorher angekündigte Übung von maximal 30 Minuten zu einer unmittelbar vorausgegangenen Unterrichtseinheit geschrieben werden.


Die (optionalen) Klausuren enthalten neben bekannten Unterrichtsinhalten auch Anwendungs-aufgaben wie die Formulierung oder Analyse von Prozeduren und weiterführende Problem-stellungen, die selbstständige Leistungen erfordern.
Differenzierung JS 8 und JS 9:

Die Schülerinnen und Schüler schreiben 2 einstündige Kursarbeiten pro Halbjahr. Schriftliche Tests sind nicht vorgesehen.


Die Leistungsbewertung im Fach Informatik orientiert sich an den Grundsätzen der Leistungsbewertung, die im Schulgesetz Nordrhein Westfalen festgelegt sind:

  1. Die Leistungsbewertung soll über den Stand des Schülers Aufschluss geben; sie soll auch Grundlage für die weitere Förderung der Schülerin oder des Schülers sein.

  2. Die Leistungsbewertung bezieht sich auf die im Unterricht vermittelten Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten. Grundlage der Leistungsbewertung sind alle von der Schülerin oder dem Schüler im Beurteilungsbereich „Schriftliche Arbeiten“ und im Beurteilungsbereich „Sonstige Leistungen im Unterricht“ erbrachten Leistungen.

Beide Beurteilungsbereiche sind angemessen zu berücksichtigen.

1 „Die Unterrichtsinhalte im Fach Biologie werden wie in den KMK-Bildungsstandards unter der Perspektive der Basiskonzepte (...) betrachtet.“ (Kernlehrplan für das Gymnasium – Sekundarstufe I in NRW, Biologie, S.20)

2 „Die prozessbezogenen Kompetenzen beschreiben die Handlungsfähigkeit von Schülerinnen und Schülern in Situationen, in denen naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen erforderlich sind“ (Kernlehrplan für das Gymnasium – Sekundarstufe I in NRW, Biologie, S.16)

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