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Informatik / Technik

Wahlpflichtbereich von 8. bis 10. Klasse

Das Wahlpflichtfach Informatik/Technik richtet sich an alle Schüler*innen, die Spaß im Umgang mit neuer Technik haben und Lust haben, informatische Kenntnisse durch anschauliche (z. B. Lego-Roboter), kreative und motivierende Unterrichtsinhalte (z. B. Lichtprojekte; 3D-Modelle) zu erlernen.

Neben einem erweiterten Verständnis für informatische Zusammenhänge wird eine starke Grundlage für viele spätere Berufsfelder geschaffen. Dabei lernen die Schüler*innen spielerisch, wie Abläufe funktionieren und kontrolliert werden und können immer besser und immer komplexere Strukturen erkennen.

Eine Vorerfahrung im Bereich der Informatik / Technik ist nicht notwendig. Den Einstiegen in die Themengebiete können auch Schüler*innen, die wenig Kontakt mit Computern oder Technik haben, ohne Probleme folgen und können sich zusätzlich im Team mit Mitschüler*innen austauschen und so eventuelle Schwierigkeiten überwinden.

Werkzeuge

Wir verwenden unter anderem Lego-EV3-Robotermodelle, also die neusten programmierbaren Roboter von Lego. Diese können mit Hilfe einer einfachen Programmierumgebung programmiert werden und so können die Schüler*innen selbstständig erfahren welche Auswirkungen ihre Programmierung hat. Die Roboter haben auch Sensoren, mit denen sie die Umwelt entdecken und darauf reagieren können. Aber natürlich nur, wenn man sie richtig programmiert.

Zunächst wird in Trainingsmissionen trainiert, bevor es in den Weltraum geht, wo eurer Roboter dann so programmiert werden muss, dass er wichtige Aufgaben ganz alleine löst.

Auch an Wettbewerben, wie der First Lego League (FFL) können wir in Teams mit unseren Robotern teilnehmen.

In der 10. Klasse arbeiten wir unter andem mit Arduino-Microcontrollern. Diese kleinen "Boards" kann man ebenso wie den Lego-Roboter programmieren. Es lassen sich aber noch viel mehr Sensoren anschließen und man kann kleine LED-Lichter steuern und so viele kreative (künstlerische) Projekte umsetzen. Einmal haben wir einen Microcontroller schon in den Weltraum geschickt (mit Hilfe eines Wetterballons), der uns von Sensoren gemessene Wetterdaten aufgezeichnet hat (Temperatur, Luftdruck, Höhe, Geschwindigkeit, Koordinaten etc.).

Schon einige Projekte wurden von Schüler*innen selbstständig umgesetzt. 

  • Infrarot-Fernbedienung für unsere Beamer (Jule, Finn und Lorenz)
  • Disco-Licht mit Lautstärkesensor und LED- (Carolina, Juliane und Lena)
  • Blumenbewässerungsanlage (Lukas und Sebastian)
  • LED-Matrix mit Laufschrift (Ruben und Paul)
  • ...

Neben diesen Werkzeugen, die man wortwörtlich "anfassen" kann, arbeiten wir mit Software, die jeder auch zuhause kostenfrei verwenden kann, da es sich um Standardsoftware handelt: Browser, einfache Programmierumgebungen, Office-Programme. Außerdem thematisieren wir auch neue Entwicklungen (3D-Modelle, Virtual Reality, Handy-Programmierung etc.).

Ihr habt auch die Möglichkeit nach einer kurzen Einführung unsere 3D-Drucker zu verwenden und für eure Projekte eigene Gegenstände zu drucken.


Unterrichtsvorhaben in Kurzform

  • "Was ist Informatik?"
    • Daten, Wissen, Information
    • Betriebssysteme: Installation, Funktionsweisen
    • Teilgebiete der Informatik: Wo wird Informatik eingesetzt
  • Robotik mit Lego Mindstorms EV3 Robotern
    • Grundlagen der Robotik
    • Trainingsmissionen
    • Weltraummissionen
    • Grundlagen der Programmierung
  • Konzepte von Textverarbeitungsprogrammen
    • Grundlegende Funktionalitäten
    • Stukturierung von Dokumenten
    • Gestaltungsmöglichkeiten
  • Verwendung von Tabellenkalkulationssoftware
    • Adressierung (relative / absolute)
    • einfache Formeln selbst entwickeln
    • Serienbriefe für eine Geburtstagsfeier
    • betriebswirtschaftliche Funktionen
  • Einsatz von Präsentationssoftware
    • Was macht eine gute Präsentation aus?
    • Gestaltungsmöglichkeiten
    • Einheitliches Design durch einen "Folienmaster"
  • Robotik: Eigenes Projekt mit Lego EV3 Robotern
    • Planung und Durchführung eines eigenen Projektes
    • z.B. Pfandautomat, Sortierroboter, Süßigkeitenautomat
  • Webseiten mittels HTML und CSS beschreiben
    • Inhalt und Struktur mit HTML
    • Design mit CSS
    • Einsatz moderner Werkzeuge zur Webseiten-Erstellung
  • Pixel- und Vektorgrafiken
    • Einsatzgebiete, Unterschiede
    • Nutzen von Werkzeugen
    • Kompressionsalgorithmen
  • Einsatz von Datenbanksoftware
    • Strukturieren von Daten
    • Abfragen von Daten
    • Datenschutzaspekte
  • Grundlagen von Stromkreisen, LEDs und Widerständen
    • Ohmsches Gesetz mit Experimenten messen und schlussfolgern
    • Schaltpläne lesen und umsetzen
  • Grundlagen der Microcontrollerprogrammierung durch Arduino
    • Ansteuern einer LED durch einfache Befehle
    • Erweiterung des Programms
    • Textbasiertes Programmieren
    • Sensoren auslesen und darauf reagieren
  • Transistoren, Schalter und Relais
    • Funktionsweise von Transistoren
    • Schalter, Transistoren und Relais mittels Arduino ansteuern
  • Erfinderwerkstatt
    • eigenes Projekt mit Microcontroller umsetzen
    • Sensoren verwenden
    • 3D-Hüllen / Bauteile modellieren und drucken