5.Klasse

Entwurf
9
Lehrplan Informatik
Informatik
Stand: 10.5.02
(2)
In der Jahrgangstufe 6 haben sich die Schülerinnen und Schüler vor allem mit der Beschreibung und Anwendung
fertiger Informatiksysteme beschäftigt. In Erweiterung dieser grundlegenden Kenntnisse und Fertigkeiten bearbeiten
sie nun zunehmend komplexere Aufgabenstellungen, die es erfordern, bestehende Softwaresysteme zur Erstellung
eigener Anwendungen problemadäquat zu nutzen. Dazu lernen sie bereits mehrere Modellierungstechniken kennen,
die in den folgenden Jahrgangsstufen schrittweise um weitere ergänzt werden. Mit Hilfe dieser Verfahren strukturieren sie Ausschnitte der Erfahrungswelt und lernen nach und nach, zur Umsetzung der Modelle Werkzeuge der Informatik zielgerichtet einzusetzen bzw. eigene Programme zu erstellen.
Die Schülerinnen und Schüler befassen sich zunächst mit der Verarbeitung von Daten durch Funktionen. Dabei erweitern sie den aus der Mathematik bekannten Funktionsbegriff, indem sie die Funktion als einen Daten verarbeitenden Prozess begreifen. An Beispielen aus verschiedenen Lebensbereichen lernen sie, einen Verarbeitungsvorgang
in Funktionen zu gliedern und deren Zusammenhänge in Form von Datenflüssen zu beschreiben. Schließlich setzen
sie ihre Lösung mit einem Tabellenkalkulationssystem um.
Im weiteren Verlauf des Schuljahres beschäftigen sich die Jugendlichen mit der Strukturierung und Aufbereitung
großer Datenmengen. Hierbei ist ihnen die bereits in der Jahrgangsstufe 6 erlernte objektorientierte Denkweise eine
große Hilfe. An Beispielen aus der Praxis fertigen sie unter Einsatz geeigneter Fachsprache einen Entwurf der Datenstrukturen an, realisieren diese in einem Datenbanksystem und nutzen das System zur Erfassung, Speicherung
und Bearbeitung von Daten. Das Lösungskonzept wird dabei fortwährend kritisch reflektiert und gegebenenfalls überarbeitet. So sind die Schülerinnen und Schüler in der Lage, gesellschaftlich relevante Probleme wie Datenzuverlässigkeit, Datensicherheit und Datenschutz im fachlich gebührenden Rahmen zu diskutieren und zu beurteilen.
Inf 9.1 Funktionen und Datenflüsse; Tabellenkalkulationssysteme
(ca. 14 Std.)
Die Schülerinnen und Schüler lernen eine Funktion als einen Daten verarbeitenden Prozess mit Eingängen und einem Ausgang anzusehen. Sie lösen praxisbezogene Aufgaben z. B. aus dem kaufmännischen Bereich oder der
Mathematik unter Verwendung dieser funktionalen Sichtweise. Dabei kombinieren sie mehrere Funktionen und stellen die Datenflüsse zwischen den Funktionen in einem Diagramm dar. Sie realisieren die Lösung mit Hilfe eines
Tabellenkalkulationssystems und überprüfen diese an Hand verschiedener Eingaben.
Mit Hilfe dieser funktionalen Betrachtungsweise verstehen die Schülerinnen und Schüler zudem die Arbeitsweise von
Tabellenkalkulationsprogrammen.
– Funktion als informationsverarbeitende Einheit (Bezeichner, Eingänge, Ausgang, Zuordnungsvorschrift)
– Elemente eines Datenflussdiagramms (Funktion/Prozess, Datenfluss, Ein- und Ausgabe, Verteiler)
– Darstellung von Datenflussdiagrammen in Termnotation; Umsetzung mit einem Tabellenkalkulationssystem
– elementare Datentypen: Zahl, Text, Datum, Wahrheitswert
– Zuordnungsvorschriften: elementare (arithmetische und logische); vordefinierte (Mittelwert, Summe, ...);
mit Fallunterscheidung (wenn .. dann .. sonst); komplexe Bedingungen
Inf 9.2 Datenmodellierung und Datenbanksysteme
(ca. 38 Std.)
An Beispielen aus der Praxis ersehen die Schülerinnen und Schüler, dass zur Verwaltung großer Datenmengen
sowohl das Wissen über verschiedene Strukturierungsverfahren als auch die Fähigkeit zur Umsetzung auf geeignete
Softwareprodukte gefordert sind. Die Strukturierung von Datenmengen, die Umsetzung dieser Struktur auf ein Datenbankschema und die Realisierung mit einem Datenbankverwaltungssystem vollzieht sich in mehreren Schritten.
Die Schülerinnen und Schüler lernen diese Vorgehensweise kennen und erfahren, dass sie einen steten Überarbeitungs- und Verbesserungsprozess beinhaltet.
Entwurf
Lehrplan Informatik
Stand: 10.5.02
Inf 9.2.1 Objektorientiertes Datenmodell und Datenbankschema
Die Schüler und Schülerinnen strukturieren Daten an Beispielen aus ihrer Erfahrungswelt. Sie erkennen Objekte und
deren Klassen sowie Beziehungen zwischen den Klassen. Die gewonnene Struktur stellen sie mit geeigneten Symbolen grafisch dar und übertragen dieses Datenmodell dann in ein Datenbankschema, das sie mit einem relationalen
Datenbanksystem realisieren. Die Schülerinnen und Schüler beginnen ihre selbst erstellte Datenbank zu nutzen.
– Objekt (Entität), Klasse, Attribut und Wertebereich
– Beziehungen zwischen Klassen; Kardinalität; grafische Darstellung
– Realisierung einer Klasse in einem relationalen Datenbanksystem als Tabelle: Datensatz, Wertebereich,
Schlüsselkonzept, Tabellenschema
– Realisierung einer Beziehung in einem relationalen Datenbanksystem als eigene Tabelle oder als Fremdschlüssel
– Einfügen, Ändern, Löschen von Datensätzen
Inf 9.2.2 Anforderungen an ein Datenbankschema
Beim Ändern und Löschen von Daten erfahren die Schüler und Schülerinnen, dass ein korrekter und erfolgreich nutzbarer Datenbestand bestimmte Forderungen an das Datenbankschema stellt. Sie lernen das Datenbankschema
entsprechend zu überprüfen und gegebenenfalls zu überarbeiten.
– referentielle Integrität, Integritätsbedingungen auf Feld- und Tabellenebene
– Redundanz und Konsistenz von Daten, Problem von Mehrdeutigkeiten
Inf 9.2.3 Datenabfragen
Praxisnahe Fragestellungen zeigen den Schülerinnen und Schülern die Notwendigkeit, aus dem Datenbestand eines
Datenbanksystems neue Informationen zu gewinnen. Die Jugendlichen formulieren zuerst eine eindeutig beantwortbare Frage und überlegen dann, wie sie die Information aus den in der Datenbank vorhandenen Tabellen entnehmen
können. Schließlich führen sie diese Abfrage mit Hilfe einer Abfragesprache (z. B. SQL) durch.
– einfache Abfragen einer Tabelle durch Projektion und Selektion, Ergebnistabelle
– Abfragen über mehrere Tabellen durch Verknüpfungen (Join), kartesisches Produkt als Denkhilfe
– Vertiefung an Hand komplexerer Abfragen
Inf 9.2.4 Datensicherheit und Datenschutz
In den bisher erarbeiteten Beispielen sind die Schülerinnen und Schüler beim Umgang mit Datenmengen bereits
Themen aus den Bereichen Datenschutz und Datensicherheit begegnet. Eine rückblickende Zusammenschau sorgt
für ein tieferes Verständnis. In diesem Zusammenhang bekommen die Schülerinnen und Schüler an passender Stelle einen Einblick in verschiedene technische Verfahren, Daten dauerhaft und sicher zu speichern.
– Datensicherheit, Teilsichten der Daten, Mehrbenutzerproblematik
– Datenschutz; gesetzlicher Rahmen
Inf 9.2.5 Projekt
Bei der Erstellung einer komplexeren Datenbank wenden die Schülerinnen und Schüler das Gelernte an und vertiefen es. Die Spezifikation des zu erstellenden Systems eröffnet ihnen großen Freiraum für Kreativität und Diskussionen. Ziel dieses Projekts ist es auch, die Jugendlichen zu befähigen, gemeinsam eine gestellte Aufgabe in einem
vorgegebenen, zeitlich begrenzten Rahmen vollständig zu lösen. Gleichzeitig ermöglicht die Bearbeitung eines praxisbezogenen Beispiels mit unterschiedlichen Datenstrukturelementen den Schülerinnen und Schülern die Reflexion
des Modellierungsvorgangs an sich.
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Beschreiben und Umsetzen von datenverarbeitenden Prozessen durch Funktionen und Datenflüsse
Kennen der funktionalen Sichtweise als allgemeinen Zugang zur Funktionsweise von
Tabellenkalkulationssystemen
Strukturieren statischer Datenmengen durch Klassen und deren Beziehungen
Umsetzen von Datenstrukturen in ein Datenbanksystem
Kennen von Forderungen an die Korrektheit eines Datenbestands
Realisieren von Abfragen an einen Datenbestand