Curriculum „Informatik Grundlagen“

Curriculum
„Informatik Grundlagen“
Zusammenfassung des Inhalts:
• Einführung in den Aufbau von Computersystemen und ihren Bestandteilen.
Verständnis der Arbeitsweise eines Rechners.
• Einführung Netzwerktechnik
• Einführung Internet-Dienste / -Technologien
Begriffe und Elemente von Informationssystemen
Einführung Web-Beschreibungssprachen
• Einführung in die Programmierung
Modul
Studiengang
Umfang
"Informatik Grundlagen"
"Wirtschaftsingenieurwesen"
"3 ECTS-Punkte"
Durchführung:
Anzahl Lektionen
Verfasser:
Erstellt am:
Revidiert:
Ausgabe für:
Dozenten:
1. Studienjahr/1. Semester
2-3 WL
Martin Hüsler / Martin Stangl
4.5.2011
9.9.2013
Studienjahr 2013/2014
Martin Stangl / Martin Hüsler / Urs Adam
Curriculum "Informatik Grundlagen"
Inhaltsverzeichnis
1
2
3
4
Funktion im Rahmen der Gesamtausbildung ...................................................................................3
1.1
Leitidee ...........................................................................................................................................3
1.2
Operationalisierte Lernziele .........................................................................................................3
1.3
Voraussetzungen ..........................................................................................................................3
1.4
Dispositionsziel .............................................................................................................................3
1.5
Überblick ........................................................................................................................................4
1.6
Verteilung der angestrebten Kompetenz ....................................................................................4
1.7
Arbeitsaufwand .............................................................................................................................4
Unterrichtsorganisation ......................................................................................................................5
2.1
Lern- und Arbeitsformen im Studium .........................................................................................5
2.3
Leistungsbeurteilung....................................................................................................................5
2.4
Arbeitsmittel/Hilfsmittel ................................................................................................................5
Themen der Unterrichtsblöcke ...........................................................................................................6
3.1
Aufbau und Arbeitsweise des Computers .................................................................................6
3.2
Netzwerke ......................................................................................................................................6
3.3
Einführung Internet-Technologien ..............................................................................................7
3.4
Einführung in die Programmierung ............................................................................................7
Planung .................................................................................................................................................8
4.1
Stoffplan .........................................................................................................................................8
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Curriculum "Informatik Grundlagen"
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Funktion im Rahmen der Gesamtausbildung
1.1
Leitidee
Der Unterricht soll eine Einführung in die wichtigsten Gebiete der Netzwerktechnik und
Informatik geben. Die Studierenden müssen einen Überblick der verwendeten Konzepte
erhalten und verstehen.
Der Unterricht ist in 4 Schwerpunkte unterteilt:
1.
2.
3.
4.
1.2
Aufbau und Arbeitsweise des Computers, digitale Darstellung von "Daten"
Netzwerke
Einführung Internet -Technologien
Einführung in die Programmierung
Operationalisierte Lernziele
Die Studierenden kennen den Aufbau und die Arbeitsweise eines Computers. Sie
kennen die Bedeutung der Betriebssysteme und anderer Software.
Die Studierenden kennen nach diesem Unterricht den funktionellen Ablauf bei der
Datenübermittlung, die wichtigsten Komponenten eines Netzwerkes und die
elementaren Netzwerkprotokolle.
Die Studenten können die Dienste des Internets nutzen und wissen wie der
Datentransfer funktioniert. Weiter können sie eigene Webseiten entwickeln und dabei
Techniken wie HTML und CSS einsetzen.
Sie haben auch erste Erfahrungen mit einer Programmiersprache gemacht und sind in
der Lage in MS Excel eigene Funktionen zu implementieren.
1.3
Voraussetzungen
Der Unterricht wird im 1. Semester des 1. Studienjahres abgehalten. Die Studierenden
müssen keine speziellen Anforderungen erfüllen.
1.4
Dispositionsziel
Die Studierenden erweitern ihr Wissen selbständig mittels Fachliteratur jeder Art.
Sie sind auch bereit, mit englischen Unterlagen aus dem Internet zu arbeiten.
Sie sind offen, sich in neue Technologien einzudenken. Sie ersehen die Wichtigkeit, sich
ständig auf einem aktuellen Stand der Technik zu halten.
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Curriculum "Informatik Grundlagen"
1.5
Überblick
Dieser Kurs hat zum Ziel, allen Studenten einen Einblick in die aktuellen Techniken der
Informationsverarbeitung zu gewähren.
Dabei wird im ersten Block der Aufbau und die Arbeitsweise eines Computers erläutert.
Um die Theorie noch zu vertiefen wird ein Computer von Grund auf in einem Praktikum
zusammengebaut. Die Studierenden kennen die Rechenweise von Computern, die PCArchitektur, die Bedeutung der Betriebssysteme und Standardsoftware.
Im zweiten Block, Netzwerktechnik, werden die Grundlagen der Vernetzung und
Datenübertragung erarbeitet. Erklärungen sollen das Verständnis erleichtern.
Im dritten Teil werden die Grundlagen zum Themenbereich Internet vermittelt. Alle sollen
wissen, was sich hinter einem Browser abspielt. Es werden Übungen zu den Themen EMail, News und Filetransfer durchgeführt. Auch eine eigene Website wird geschrieben
und Themen wie CSS und XML werden in Übungen erläutert.
Im vierten und letzten Teil lernen die Studenten die Grundkonzepte des Programmierens
anhand MS Excel, wo sie eigene Funktionen implementieren.
1.6
Verteilung der angestrebten Kompetenz
Kompetenz
K1=35%
K2=25%
K3=25%
K4=5%
K5=5%
K6=5%
1.7
Art
Wissens-Fragen
Verständnis-Fragen
Anwendungs-Fragen
Analyse-Fragen
Synthese-Fragen
Beurteilungs-Fragen
Profil
•••••••
•••••
•••••
•
•
•
Arbeitsaufwand
Das Modul zählt drei ECTS-Punkte, was einem Arbeitsaufwand von 90 Arbeitsstunden
entspricht.
Die Studierenden sind somit gehalten, in etwas denselben Arbeitsaufwand wie im
Stundenplan vorgesehen noch zu Hause zu erbringen.
Dieser Aufwand kann, je nach Vorkenntnissen, stark variieren.
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Unterrichtsorganisation
2.1
Lern- und Arbeitsformen im Studium
Der Unterricht wird hauptsächlich als Vorlesung abgehalten (50%). Zusätzlich wird er mit
Fallstudien, praktischen Übungen, Gruppenarbeit und Einzelarbeit ergänzt.
Als Hilfsmittel wird die Tafel, Aufgaben auf dem Web, Musterlösungen, Folien und
Skriptteile eingesetzt.
Der Unterricht findet wöchentlich in Blöcken á 3 Lektionen statt. Etwa die Hälfte der
Stunden wird für Theorie (z.T. Vorlesung) verwendet und in der anderen Hälfte finden
betreute praktische Übungen (meist am Computer) statt.
Unterrichtsform
Vorlesung(Theorie)
Vorlesung(Beispiele)
Präsentationen
Gruppenarbeit
Einzelarbeit
Tutorial/Leitprog.
2.3
Anteil
25%
20%
5%
15%
30%
5%
Profil
•••••
••••
•
•••
••••••
•
Leistungsbeurteilung
Die Leistungsbeurteilung wird wie folgt durchgeführt:
Es findet nach Abschluss des Semester eine Modulschlussprüfung statt (Dauer: 90min /
90 Punkte können erreicht werden). Falls diese bestanden wird, werden für dieses
Modul 3 ECTS-Punkte gutgeschrieben.
Während dem Semester können in 4 Übungskontrollen je 2 Punkte (insgesamt maximal
8 Punkte) erreicht werden, welche zu den erreichten Punkten der Modulschlussprüfung
addiert werden.
2.4
Arbeitsmittel/Hilfsmittel
Den Studierenden wird das Buch “Einführung in die Informatik” von H.-P. Gumm & M.
Sommer, Oldenbourg Verlag, empfohlen. Ausserdem für den vierten Teil das Buch
„Excel 2010 VBA-Programmierung“ von Microsoft Press welches auch im 3. Semester
im Modul Programmieren und Datenbanken weiterverwendet werden kann.
Für die praktischen Übungen und die Hausaufgaben wird ein eigener Laptop benötigt.
Für jedes Teilgebiet werden Unterlagen abgegeben und auf dem "Active Directory" oder
auf den Webseiten der Dozierenden zur Verfügung gestellt.
- Schulzimmer mit Netzwerkanschluss und Videobeamer.
- Persönlicher Notebook, Microsoft Windows 7, XP oder Vista
- MS Office 2010
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Curriculum "Informatik Grundlagen"
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Themen der Unterrichtsblöcke
In der Folge werden die vier Hauptblöcke des Faches genauer erläutert. Jeder Block
beinhaltet den Unterrichtsstoff für ca. 9 - 12 Lektionen.
3.1
Aufbau und Arbeitsweise des Computers
3.1.1 Ziel
Die Studierenden sollen den Aufbau und die Arbeitsweise eines Computers kennen. Sie
sollen weiter die Bedeutung der Betriebssysteme, Programmiersprachen und der
internen Datendarstellung in digitalen Computern kennen.
Sie können die Begriffe "Skriptsprache"/"Interpreter", "Programmiersprache"/"Compiler"
einordnen.
3.1.2 Inhaltsübersicht:
Digitale Datendarstellung: Bits&Bytes, Zahlensysteme, 2er-Komplement,
Wertebereiche, Umrechnungsmethoden, Gleitkomma-Darstellung
Codes, ASCII, ANSI…,Grundlagen von Fehlererkennung/Korrektur mittels Parity (es
braucht Redundanz), Gleitkomma-Darstellung Mantisse/Exponent. Problematik von
Gleitkommazahlen, "Daten wie interpretieren", Datentypen, Softwareaufbau, Virtuelle
Maschinen, Cloud Computing.
Sie beschäftigen sich mit den Hardwareelementen eines Computers im Selbststudium
als Vorbereitung für das Praktikum "PC-Zusammenbau"
3.1.3 Transfer:
Im Vorlesungs-Unterricht wird die Theorie erläutert. Dazu werden Powerpoint-Folien
verwendet. Die Studierenden ergänzen die Folien und machen Notizen.
Es werden jeweils ergänzende Unterlagen abgegeben. Anschliessend wird selbständig
geübt. In Halbklassen wird ein Praktikum „PC-Zusammenbau“ durchgeführt, damit alle
einmal selbst einen PC zusammengestellt haben.
Praktische Übungen und Aufgaben gibt es zu folgenden Themen: Zahlensysteme,
Gleitkomma, Binärbrüche… (mehrheitlich „Papier-Übungen“)
3.2
Netzwerke
3.2.1 Ziel:
Die Grundlagen der Datenübermittlung werden erläutert (Fehlererkennung,
Modulationsverfahren, Protokolle, Einteilung der Netzwerke).
Die Studierenden kennen den funktionellen Ablauf bei der Datenübermittlung, die
wichtigsten Netzwerkkomponenten, die elementaren Netzwerkprotokolle und die
grundlegenden Sicherheitsprobleme.
3.2.2 Inhaltsübersicht:
OSI-Modell, Einteilung der Netzwerke (LAN, WAN, GAN, MAN), Netztopologien (Stern,
Ring, Bus), öffentliche Datenübertragung, Übertragungsmedien, Übersicht TCP/IP
(Organisationen, IP-Adressen, DNS, Analyse der Protokolle), Ethernet, Internet Protocol
IP, User Datagram Protocol UDP, Transmission Control Protocol TCP, Internet
Applikationen
3.2.3 Transfer:
Die Studierenden erhalten während dem Unterricht Unterlagen, die sie jeweils mit
Notizen ergänzen können. In der Vorlesung wird gezeigt, wie man die Theorie
anwenden kann. Zu diesen Grundlagen werden Unterlagen abgegeben.
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Curriculum "Informatik Grundlagen"
3.3
Einführung Internet-Technologien
Im Block „Einführung Internet-Technologien“ werden Internet-Dienste und
Webbeschreibungssprachen vorgestellt.
3.3.1 Ziel:
Jeder Studierende ist in der Lage eine eigene Website zu erstellen. Weiter kennt er
aktuelle Techniken wie CSS, PHP und XML. Das Wissen zu diesen Themen wird in
Übungen vertieft. Die Studierenden werden auf eine gleiche Ebene gebracht, was das
Wissen bezüglich Internet-Dienste angeht. Jeder kann die Dienste selbständig nutzen
und jeder kennt die Funktionsweise dieser Dienste.
3.3.2 Inhaltsübersicht:
Entstehungsgeschichte des Internets, HTML-Tags erklärt, Notepad, WebbrowserQuelltext, Selfhtml-Skript, Entwicklung des ersten Webeditors (Steve Outtrim),
Entwicklung Netscape und Microsoft, Webeditoren Vor- und Nachteile (AOLPress,
Frontpage), Webdesign, Bildformate (gif, jpg), CSS, XML, Ausblick in PHP
Arpanet, Router, Protokoll http, IP-Nummern, Organisation, Switch, Dienste,
Datenpakete, DNS, Firewall, Suchmaschinen, Meta Tags, E-Mail, Mail-Server,
Portnummern, Protokolle, IP-Adressen, Subnetze, Netmask, Standleitung, Dial Up, FTP
3.3.3 Transfer:
Die Studierenden erhalten während dem Unterricht Unterlagen, die sie jeweils mit
Notizen ergänzen können. In der Vorlesung wird mit Demonstrationen gezeigt, wie man
die Theorie anwenden kann. Anschliessend wird selbständig geübt.
Praktische Übungen und Aufgaben gibt es zu folgenden Themen:
FTP und TCP/IP sowie HTML, CSS, XML, Kurzeinführung in Datenbanken.
Zu diesen Grundlagen werden Unterlagen abgegeben.
3.4
Einführung in die Programmierung
3.4.1 Ziel:
Die Studierenden erhalten eine Einführung in die Programmiertechnik. Es werden
Variablen, Konstanten, Typen, Deklarationen, Operatoren, Arrays, Kontrollstrukturen
und Funktionen vorgestellt. Die Studierenden sind in der Lage eigene Funktionen für
MS-Excel zu programmieren.
3.4.2 Inhaltsübersicht:
Programmierung allgemein, VBA-Editor, Sicherheitseinstellungen Macrorecorder,
Debuggen, Hilfe, Kommentare, Konventionen
Datentypen, Variablen, Konstanten, Ein- und Ausgabedialoge, Arrays, Zellen, Zeilen
und Spalten, Entscheidungen, Schleifen, Zusammenfassungen, Funktionen, Argumente
Programmierübung mit Praxisbeispiel.
3.4.3 Transfer:
Die Studierenden erhalten während dem Unterricht Unterlagen, die sie jeweils mit
Notizen ergänzen können. In der Vorlesung wird mit Demonstrationen gezeigt, wie man
die Theorie anwenden kann. Anschliessend wird selbständig geübt.
Praktische Übungen und Aufgaben runden das Thema ab.
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Curriculum "Informatik Grundlagen"
4
Planung
4.1
Stoffplan
In einem separaten File finden Sie eine detaillierte, Wochenplanung des Unterrichts
unter Berücksichtigung von Ferien, Feiertagen, Blockwochen etc.
Die Hauptdozenten (Martin Stangl, Martin Hüsler) können zu aktuellen Themen externe
Referenten einladen.
Die Note der Modulschussprüfung (Dauer: 90min / 90 Punkte können erreicht werden)
am Ende des Semesters entscheidet, ob das Modul bestanden wurde. Während dem
Semester können in 4 Übungskontrollen maximal 8 Punkte erreicht werden, welche zu
den erreichten Punkten der Modulschlussprüfung addiert werden.
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