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Bezirksregierung Düsseldorf

 

Zertifikatskurs Sekundarstufe II

 

Informatik für die gymnasialen Oberstufe - Qualifikationserweiterung

 

(in Arbeit)

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Implementierungssprache: Java

Moderatoren: Peter Damann, Friedhelm vom Hau

 

Im Hinblick auf den neuen Kernlehrplan Informatik wird dieser Zertifikatskurs ab dem Schuljahr 2014/15 nur noch auf der Basis von Java angeboten.

 

Ziele

 

Seit dem Schuljahr 2006/07 wird dieser Zertifikatskurs „Informatik in der gymnasialen Oberstufe“ durchgeführt.

Diese Weiterqualifizierungsmaßnahme richtet sich an Lehrerinnen und Lehrer, die in der Sek. II Informatikunterricht erteilen sollen und die Lehrbefähigung Sek. II nicht besitzen oder bisher keine Unterrichtserfahrung in der objektorientierten Programmierung mit Java haben. Ziel der Fortbildung ist es, die Lehrerinnen und Lehrer auf der Basis vorhandener Grundkenntnisse im Umgang mit dem Medium Computer zu befähigen, Informatikunterricht gemäß den Vorgaben für das Zentralabitur zu unterrichten.

Die inhaltliche Konzeption der Fortbildungsmaßnahme orientiert sich dabei an den obligatorischen Problemfeldern des Grundkursfaches. Hierzu gehören der Bezug zur Realität (Modellbildung), die Abbildung auf den Rechner und die programmgesteuerte Informationsgewinnung. Dies schließt Grundtechniken in einer objektorientierten Programmiersprache ebenso ein, wie den Blick auf die gesellschaftlichen Auswirkungen des Rechnereinsatzes sowie methodische Gesichtspunkte.

 

Das Konzept

 

Die inhaltliche Konzeption orientiert sich an den obligatorischen Problemfeldern des Grundkursfaches.

 

Hierzu gehören:

  • der Bezug zur Realität (Modellbildung),
  • die Abbildung auf den Rechner und die
  • programmgesteuerte Informationsgewinnung

 

Das schließt ein: 

  • Grundtechniken in einer objektorientierten Programmiersprache,
  • den Blick auf die gesellschaftlichen Auswirkungen des Rechnereinsatzes sowie
  • unterrichtsmethodische Gesichtspunkte.

 

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Sprachkonzept JAVA
  • Grundlagen der Programmierung und der Algorithmik
  • Objektorientierte Modellierung
  • Grundlegende Beziehungen zwischen Klassen und zwischen Objekten
  • Entwurf von Klassenhierarchien (Objektbeziehungen und Vererbung)
  • Lineare Strukturen und Baumstrukturen zur Verwaltung von Objektmengen
  • Automaten und Formale Sprachen
  • Netzwerke
  • Datenbanken
  • Ausgewählte Aspekte zum Zentralabitur nach Absprache mit den Teilnehmern

 

Die Fortbildung findet 14tägig ganztägig statt mit den folgenden Themen und Inhalten, die nach Absprache mit den Teilnehmern unterschiedlich gewichtet und an den einzelnen Terminen thematisiert werden werden.

 

Die Themen (Übersicht):

 

Teil 1:  Einführung in objektorientiertes Modellieren

 

Die Inhalte von Teil 1 schaffen die theoretischen und praktischen Voraussetzungen für den Informatikunterricht in der Qualifikationsphase. Behandelt wird ein Paket von Einstiegs- und Übungsaufgaben für den Unterricht, ergänzt um den notwendigen theoretischen und methodischen Überbau für den unterrichtenden Lehrer.

 

Beispiel: Eine virtuelle Landschaft mit  zahlreichen Objekten ist Ausgangspunkt für objektorientiertes Modellieren

 

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Material:

Das Paket enthält  Skripten für die Hand des Schülers (als Lehrbuchersatz), die einführenden Programme für den Lehrer sowie weiteres unterrichtsbegleitendes Material.

Der didaktische Ansatz dieser Einführung sind hier auf dem Informatiktreff an anderer Stelle beschrieben, und das Material steht zum Download (Versionen für Delphi und Java/BlueJ) bereit und wird daher an dieser Stelle nicht wiederholt:

 

Einführung in die Objektorientierte Programmierung mit Java/BlueJ

 

 

Thema:  Einführung in objektorientiertes Modellieren

01  Vom Problem zum Modell

02  Vom Modell zum Programm

 

Thema:  Umgang mit Objekten

03  Projekt Baukasten

 

Thema:  Erzeugen von Klassen

04  Projekt Haus

05  Projekt Ampel

Ein erstes nicht-graphisches Beispiel:

06  Projekt Bruchrechnung

 

Thema:  Grafik-Konzept

07   Projekt Landschaft

 

Thema:  Vererbung

08  Projekt Blühende Landschaften

09  Klassenhierarchien

Vererbung an nichtgraphischen Beispielen:

10  Projekt Gemischte Zahlen

11  Projekt Mitarbeiterverwaltung

 

Thema:  Kennt-Beziehungen (Assoziationen)

12  Projekt Billard

13  Wischfeste Zeichnungen

 

Thema:  Modellieren mit Unified Modelling Language (UML)

14  Projekt Memory: UML mit UMLed

Das Memoryspiel wird mit Hilfe von UMLEd modelliert und implementiert.

 

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Teil 2:  Weitere obligatorische Inhalte und Schwerpunkt für das Zentralabitur NRW

 

Der Scherpunkt liegt hier auf der Aufbereitung der Vorgaben für das Zentralabitur NRW.

 

Thema:  Lineare Strukturen

15  Projekt Sortieren

Am Beispiel Büchereiverwaltung: Sortierverfahren und ihre Bewertung

 

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Dabei auch Vergleich: Listenstruktur - Feldstruktur - Listenklassen in Java

Der Bezug zu einem Datenbanksystem wird später wieder aufgegriffen.

 

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16 Listenstrukturen verwenden

Verwenden der Listenstruktur List gemäß den Vorgaben des Zentralabiturs

 

17  Spezielle Listenstrukturen

Verwenden der speziellen Listenstrukturen Stack und Queue gemäß den Vorgaben des Zenrtralabiturs.

 

 Beispiel: Tastaturpuffer

Beispiel: Warteschlange an der Supermarktkasse

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Beispiel: Rangierproblem

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Beispiel: UPN-Taschenrechner

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Beispiel: Umwandlung eines Terms in Postfix-Notation

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Thema: Baumstrukturen

 

 

Thema:  Erweiterte Betrachtungen zu algorithmischen Grundstrukturen

 

 

Thema:  Klausuren im Informatikunterricht

 

 

Teil 3:  Weitere Themen und Inhalte 

 

Die Themen bearbeiten Inhalte, die gemäß dem neuen Kernlehrplan Informatik Sek. II verbindliche Unterrichtsinhalte sind, auch wenn sie im derzeitigen Zentralabitur nicht oder nur fakultativ vorkommen.

 

Thema: Client-Server Programmierung

 

In den Vorgaben zum Zentralabitur ist dieses Thema verbunden mit:

 

Thema: Kryptographie

 

 

Thema:  Endliche Automaten

 

  

Thema: Formale Sprachen

 

Thema: Datenbanken 

 

 

Die Reihenfolge und die Gewichtung der Themen wird jeweils mit den Kursteilnehmern abesprochen.

 

 

Werkzeuge

 

Alle im Kurs verwendeten Software-Pakete und Werkzeuge sind kostenfrei verfügbar.

 

(Stand: 12.04.2014)

 

 

 

 

 

 

 
 
Tuesday, 21. November 2017 / 07:12:31