Information zum Wahlpflichtunterricht 8/9 - Fächerkombination M/If/Ph/Tc

Der gesellschaftliche Wandel zur Informationsgesellschaft erfordert neben dem Beherrschen der traditionellen Kulturtechniken Schreiben, Lesen und Rechnen das erlernen einer weiteren Kulturtechnik: Das Programmieren.

Programmieren bedeutet nicht  unbedingt das Schreiben von Computerprogrammen in einer Sprache wie Java, sondern vielmehr das Beschreiben von bedingten Abläufen in einer wohldefinierten und begrenzten Umgebung – dies setzen wir in verschiedenen Kontexten / Modulenmit den passenden Werkzeugen unter Benutzung der Pcs um.

Die Unterrichtsinhalte M/If/Ph/Tc bestehen aus verschiedenen Modulen, welche unterschiedlich umfangreich sind und die unterschiedlich intensiv bearbeitet werden können. Einige Module sind für unseren Unterricht obligatorisch, im Wesentlichen aber einigen sich SchülerInnen und Lehrer auf verschiedene Module.

Die Module im Einzelnen sind:

·         Tabellenkalkulationssysteme (EXCEL)
- Rechnungen automatisieren, Formeln, Datentypen
- Zuordnungen und Funktionen, Grafiken, Verkettung von Funktionen, Datenverteiler
- Bedingte Terme, logische Funktionen, funktionale Modellierung
- Statistik und Regression, Anwendung für Versuchsauswertungen [nicht obligatorischer Teil]

·         Webdesign und HTML mit CSS; PHP und MySQL
- Gestaltung einfacher Webseiten, HTML
- CSS und ggf. PHP (in Verbindung mit Datenbanken, MySQL)
- JavaScript und Dynamisierung
- Webdesignprojekt

·         Robotik
- Roboter und ihre Aufgaben
- Robotermodelle mit Lego Mindstorms NXT und Fischer Technik bauen
- Roboter programmieren mit Ablaufdiagrammen
- Roboter lösen Probleme
- Roboter kommunizieren miteinander
- Roboter und Gesellschaft, Ökonomie rund um die Robotik
- Roboterprojekte
- Roboter in JAVA programmieren (in Verbindung mit Programmierkurs)

·         Datenbanken (Access, MySQL) und SQL
- Datenbanktabellen, Schemata, Datensätze, Datentypen
- Einfache Abfragen (SELECT), Zerlegung von Abfragen
- Tabellenschlüssel, Redundanz und Konsistenz
- Objekte, Klassen und Beziehungen, Datenmodellierung, das Relationenmodell
- Beziehungen in Tabellen, Normalformen, Datenbankentwurf
- Tabellen auswerten, JOINS, Tabellen erweitern und verändern, Aggregatfunktionen
- CREATE, INSERT, UPDATE und DELETE als weitere SQL-Befehle
- JOINS
- Datenschutz- und Sicherheit
- Datenbankprojekte

·         Kryptologie – Geheime Botschaften
- Cäsarchiffren und ihre Kryptoanalyse
- Vigenère-Chiffre und Friedman/Kasiski-Analyse; Cryptools; Transpositionsverfahren
- Enigma
- DataEncrytionStandard und AdvancedEncryptionStandard
- AxCrypt und TrueCrypt als Anwenderprogramme
- Symmetrie/Asymmetrie und Schlüsselaustausch nach Diffie-Hellman
- RSA-Verfahren und sichere Emails mittels Enigmail

·         Mathematische Grundlagen
- Rechnen im Dualsystem (und ggf. im Hexadezimalsystem)
- Bool’sche Algebra
- Grundlagen der Kryptographie
- Grundlagen der Relationenalgebra

·         CNC-Technik am Beispiel einer Drehbank
- Drehbanken und CAM, CNC
- G-Codes zur Steuerung
- Von der Zeichnung (CAD) zum Programm
- Projekt: Schachfiguren o.Ä.

·         Dynamische Systeme und grafische Modellbildung mittels DYNASYS
- Untersuchung verschiedener dynamischer Systeme aus Biologie, Geografie, Physik, Ökonomie
- Grafische Modellbildung bei dynamischen Systemen
- Abhängigkeiten, Zuflüsse, Zustandsgrößen, Parameter
- Iterative Lösung und Prognosen
- Modellbildungssystem DYNASYS
- Anwendung und Interpretation der Bedeutung in verschiedenen Wissenschaften, Grenzen
- Klimamodelle

·         Grundlagen der PC-Technik
- Digitale Logik: AND-; NAND-; OR-; NOR-; XOR-Gatter
- Physik von Dioden und Transistoren
- Bau dieser Gatter in RDL-DTL- oder TTL-Logik aus elektrotechnischen Bauteilen
- Halbaddierer und Volladdierer
- Speicherbausteine: Register; FlipFlops
- Simulation des Baus eines Mikrocomputers
- Bau eines 4Bit-Computers aus elektrotechnischen Bausteinen
- Mikrocontroller-Praxis und Asembler-Programmierung
- Simulationen (LoCad; LogikSim; Digitalsimulator; KTechlab; …)

·         ECDL (European Computer Driving Licence)
- es besteht ggf. die Möglichkeit durch verschiedene Selbstlernmodule auf die ECDL-Prüfung vorzubereiten und diese dann abzulegen

·         Einführung in die Computeralgebra mittels des Computeralgebrasystems (CAS) Maple/ Derive
- Variablen, Parameter, Terme
- Funktionen und graphische Darstellung
- Kompliziertere mathematische Modelle entwickeln und lösen

·         Physik und Technik
- Bau technischer Modelle und ihre physikalischen Berechnungen: Getriebe, Lenkungen, …
- Vernetzung zur Robotik und Physik
- Projektarbeiten (evt. auch hydraulisch/pneumatisch)
- Bau physikalischer Erfahrungsexperimente a la Phänomenta (nach Möglichkeiten des SGR)
- Durchführung physikalischer Experimente mit digitaler Messwerterfassung, Auswertung mittels PC

·         Programmierkurs (JAVA oder Delphi/Pascal)
- Objekte und Klassen, Attribute und Datentypen -> „Objektorientierte Konzepte“
- Zustandsmodelle und Diagramme (UML)
- Methoden und Interaktion (Funktionen)
- Algorithmen und Problemlösung, Schleifen
- Beziehungen zwischen Objekten und Kommunikation
- * Generalisierung
- Softwareprojekte
- * GUI-Entwurf und Programmierung
- verwendete Software: JAVA SDK, BlueJ, Greenfoot, JAVA-Editor, …
- ggf. Steuerungsprogramme für Roboter
- ggf. JAVA-Applets und Webdesign

·         Textverarbeitung mittels LaTex und/oder WORD

·         Präsentation von Informationen mittels PowerPoint

·         Linux: Installation, Konfiguration und Administration; Arbeiten unter Linux

·         Netzwerke: wie funktioniert das eigentlich
- Technik; OSI-Schichtenmodell; Protokolle; …

·         Video-; Grafik- und Audiobearbeitung mittels PCs
- Podcast-Projekt

Die Liste an Modulen kann nach Bedarf und Interesse erweitert werden, sofern die Möglichkeiten des SGR dies zulassen. Ansprechpartner: Herr Faßbender
Einige Informationen sind auch auf www.unterrichtsportal.org/Rolf/rolf.html verfügbar. Das ist das Unterrichtsportal von Herrn Faßbender. Leider muss der größte Teil passwortgeschützt bleiben.