Unterrichtsmaterialien Informatik: Ganze Werke Seite 1/6
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Informatik
Gymnasium
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Gesamtwerk
Einheit: Angriffe auf die Datensicherheit durch Social Engineering und Phishing
In dieser Lerneinheit beschäftigt sich Ihre Klasse mit Angriffen auf sensible Daten durch Social Engineering und dessen Sonderform Phishing. Ein fiktives Beispiel eines Hackerangriffs dient als motivierender Einstieg in die Einheit. Anhand von auf zwei Niveaustufen vorliegenden Informationstexten informieren sich die Schülerinnen und Schüler über die wesentlichen Eigenschaften sowie mögliche Gegenmaßnahmen von Social Engineering und Phishing. In Aufgaben und einer Lernzielkontrolle rekapitulieren sie die thematischen Kerninhalte und werden für den kritischen Umgang mit Mails und Kontaktaufnahmen durch Fremde sensibilisiert.
Gesamtwerk
Einheit: Maschinelles Lernen mit neuronalen Netzen
Diese Einheit zum maschinellen Lernen mit neuronalen Netzen spannt fächerübergreifend und praxisbezogen, ausgehend von einer intelligenten Smartphone-App, den Bogen vom menschlichen Lernen und Gehirn bis hin zur Modellierung künstlicher neuronaler Netze. Versetzen Sie Ihre Lernenden in die Lage, maschinelles Lernen in ihrem Alltag zu erkennen und zu verstehen. An Beispielen und Gedankenexperimenten erwerben sie Praxiswissen und theoretische Grundlagen zu Funktionsweise, Modellen und elementaren Algorithmen künstlicher neuronaler Netze. Mit interaktiven LearningApps erweitern sie die Kenntnisse. So vermitteln Sie Ihrer Klasse optimale, breitgefächerte Kompetenzen zu intelligenten Apps mit neuronalen Netzen.
Gesamtwerk
Einheit: Grundlagen der Modellierung von Softwarestrukturen mit UML-Diagrammen
Die Unified Modelling Language (UML) stellt vielfältige Diagrammtypen zur Modellierung und Planung von Softwaresystemen bereit und findet in der professionellen Softwareentwicklung breite Verwendung. Mit dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler handlungsorientiert die Grundlagen der Modellierung von Softwarestrukturen mit UML-Klassendiagrammen sowie der Darstellung von Abläufen durch UML-Aktivitätsdiagramme.
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Gesamtwerk
Einführung in CAD
Technische Zeichnungen wurden früher mühsam per Hand erstellt, doch seit den 1980er Jahren setzen sich CAD-Programme (Computer Aided Design) durch. Diese ermöglichen präzise 2D- und 3D-Konstruktionen, wobei moderne Software realistische Darstellungen mit Licht-, Schatten- und Render-Effekten bietet. CAD-Programme erleichtern das Zeichnen mit Werkzeugen wie Fangfunktionen, Kopierfunktionen und Bibliotheken vorgefertigter Bauteile. Über Schnittstellen können CNC-Maschinen angesteuert oder 3D-Drucke erstellt werden.
Gesamtwerk
Selbstlerneinheit: Informationsbeschaffung, -bewertung und -austausch I
Die Lern- und Übungsmaterialien richten sich an Lernende, die erste Erfahrungen im Umgang mit Computern und Office-Software sowie im Umgang mit dem Internet gesammelt haben. Dafür werden die Themen Digitalisierung analoger Daten, Datenträger, Ordner, Dateinamebehandelt.
Verwandte Themen
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Selbstlerneinheit: Informationsbeschaffung, -bewertung und -austausch II
Die Lern- und Übungsmaterialien richten sich an Lernende, die erste Erfahrungen im Umgang mit Computern und Office-Software sowie im Umgang mit dem Internet gesammelt haben. Dafür werden die Themen Informationsquellen vergleichen und bewerten, Rechte im Internet und Gefahren aus dem Internet behandelt.
Gesamtwerk
Einheit: Logische Schaltungen
Computer arbeiten mit binären Zahlen, die durch die Zustände 0 und 1 dargestellt werden. Diese Werte ergeben sich aus physikalischen Schaltungen, bei denen Strom entweder fließt (1) oder nicht fließt (0). Logische Funktionen wie UND, ODER und NICHT bilden die Grundlage der digitalen Informationsverarbeitung. Die boolesche Algebra, entwickelt von George Boole, beschreibt diese logischen Operationen. Simulationsprogramme ermöglichen das Nachvollziehen und Entwerfen logischer Schaltungen.
Gesamtwerk
Einheit: Java-Projektmanagement
Wie immer steht am Beginn eines Entwicklungsprojekts die genaue Analyse der Anforderungen. Der erste wichtige Schritt besteht darin, genau zu verstehen, was eigentlich die Aufgabe ist. Die Erfahrung zeigt, dass besonders bei großen Softwareprojekten die größten Probleme bereits in dieser Phase entstehen. Ihre Klasse vertieft ihr Wissen zu Projektmanagment mit Java mithilfe der Entwicklung eines Würfelspiels.
Gesamtwerk
Digitale Präsentationstechniken
Moderne visuell unterstützte Präsentationen finden sich mittlerweile überall wieder, egal ob im Bildungsbereich oder in beinahe allen Sparten der Wirtschaft. Der überwiegende Anteil dieser Präsentationen wird mit dem Programm Microsoft PowerPoint erstellt. Dank seiner einfachen Handhabung und Benutzeroberfläche offeriert es den Benutzenden eine breite Palette an Tools zur audiovisuellen Unterstützung ihres Vortrags. Im Zuge umfangreicherer Präsentationen sollte jedoch nicht auf die vielfältigen Komfortfunktionen verzichtet werden. Außerdem sollte immer sichergestellt werden, dass die Präsentation den Vortrag lediglich unterstützen und nicht durch ein Übermaß an Animationen, etc. überlagern sollte.
Gesamtwerk
Einheit: Java - Projektmanagement
""Learning by doing"" – das ist das Motto dieser Lerneinheit, die Ihren Lernenden einen Einblick in die teils abstrakte Welt der Programmierung bietet. Die Jugendlichen erarbeiten in Gruppen die unterschiedlichen Phasen des Projektmanagements und lernen am Beispiel einer Räuber-Beute-Simulation die verschiedenen Schritte in der Planung und Durchführung eines Programmierprojekts kennen. Abschließend tragen Sie gemeinsam mit Ihrer Klasse die Ergebnisse zu einem finalen Programm zusammen.
Gesamtwerk
JavaEinheit: Script-Grundlagen in HTML
Um Besucherinnen und Besuchern eine Webseite ein "Gefällt mir" oder "Teilen" zu bieten, müssen Webentwicklerinnen und Webentwickler JavaScript beherrschen. In diesem Lerninhalt werden die Schülerinnen und Schüler in die Grundlagen der weltweitführenden Web-Entwicklungssprache JavaScript eingeführt. Sie lernen, wie man JavaScript in HTML einbettet. In diesem ersten Teil werden neben der Einführung in Funktionen auch Events vermittelt.
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Einheit: Einführung in die Tabellenkalkulation
Datenbanken spielen in unserer digitalen Welt eine entscheidende Rolle. Ein sicherer Umgang mit Programmen wie EXCEL wird mittlerweile in vielen Branchen vorausgesetzt und ist daher unumgänglich. Diese Unterrichtseinheit bietet Ihnen die Möglichkeit, Ihre Klasse – sowohl in der Theorie als auch praktisch – fit in der Handhabung von Tabellenkalkulationsprogrammen zu machen. Erarbeiten Sie gemeinsam mit Ihren Lernenden eine Routine, Daten zu sortieren und anzulegen, die es einfach macht, zu einem späteren Zeitpunkt darauf zurückzugreifen und diese auszuwerten. Der Arbeitssatz liefert neben einer theoretischen Einführung auch alltagsbezogene Übungsaufgaben und schließt mit einer Lernerfolgskontrolle, mit welcher die Jugendlichen eigenständig ihren Fortschritt überprüfen können.
Gesamtwerk
Einheit: Programmieren mit Python
In dieser Einheit erlernen Ihre Lernenden nicht nur die Grundlagen der Programmierung, sondern auch wichtige Funktionen der Sprache Python. Sie lernen anhand dieser textbasierten Programmiersprache die wichtigsten Befehle (Text-Eingabe, Variablen, Wenn/Dann-Funktionen und Schleifen) kennen und wenden diese Python-Grundfunktionen an. Schließlich festigen sie ihre Kenntnisse durch eine vertiefte Anwendung der Python-Grundfunktionen in der Entwicklung eines Textadventures als eigenes Spiel. Anhand eines Kriterienkatalogs werden die Entwicklungsergebnisse von den Mitschülerinnen und Mitschülern bewertet.
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Einheit: Einführung in die Tabellenkalkulation
Von Addition bis Zelladressen – In diesem Arbeitssatz bekommen Ihre Lernenden einen aus-führlichen Einblick in die Möglichkeiten, Berechnungen mit Excel durchzuführen. Starten Sie mit einer allgemeinen Einführung, die dann immer mehr ins Detail geht, bis Ihre Klasse in der Lage ist, eigenständig die mitgelieferten Übungsaufgaben zu lösen. Der Arbeitssatz liefert Ihnen außerdem eine Lernzielkontrolle, mit der Sie die Unterrichtseinheit abschließen können.
Gesamtwerk
Einheit: Prinzip, Erstellung und Manipulation von Pixelgrafiken
In dieser Einheit erfahren die Lernenden mehr über die Technik hinter Bilddarstellungen mit Pixeln auf Monitoren, den Bildaufbau von Raster- bzw. Pixelgrafiken, das RGB-Farbschema sowie den Zusammenhang zu Bits und Bytes. Dabei erstellen sie nicht nur kreativ eigene Pixelgrafiken, sondern hinterfragen auch kritisch die Wirkung von Auflösungen, Bildbearbeitungen und Fotofiltern. Schließlich erkunden sie die Unterschiede zwischen der additiven und subtraktiven Farbmischung mit dem RGB- und CMYK-Farbschema in digitalen Bildern und dem Farbdruck.
Gesamtwerk
Einheit: Girl Power in der Informatik
Die Unterrichtseinheit Girl Power in der Informatik zielt darauf ab, das Selbstvertrauen und die Neugier junger Frauen mit einem umfassenden Blick auf Informatik zu stärken. Dazu greift die Einheit zunächst vermeintliche Hemmnisse und den weit verbreiteten Respekt gegenüber Informatik auf und analysiert diese Aussagen. Anschließend werden nützliche kognitive Fähigkeiten für eine gelingende Auseinandersetzung mit Informatik sowie aussichtsreiche Trainingsmethoden präsentiert. Die Vorstellung weiblicher Vorbilder in informatischen Berufen und der Einblick in das breite Spektrum an Inhalten und Anwendungsgebieten von Studium und Beruf entfachen Neugier und vermitteln solides Wissen zum Fach als bestes Mittel gegen diffuse Bedenken. Materialien zu typischen Arbeitsbereichen im Beruf mit Einblicken in die jeweiligen Sozial- und Kommunikationssituationen und zur gesellschaftlichen Bedeutung von Informatik als Querschnittsfach erweitern den Horizont Ihrer Lernenden.
Gesamtwerk
Einführung in die Tabellenkalkulation: Zellenformatierung
Um auf geordnete und strukturierte Weise mit Daten umzugehen, kommt man an der Arbeit mit Tabellenkalkulationsprogrammen nicht vorbei. Bringen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern bei, wie man eingegebene Daten bei Excel sinnvoll und übersichtlich formatieren kann. Eine Lernerfolgskontrolle am Ende der Einheit stellt sicher, dass die Jugendlichen die Grundlagen der Zellenformatierung verstanden haben.
Gesamtwerk
Einheit: Erstes Arbeiten mit Entscheidungsbäumen
Die Ampel ist grün – ich kann über die Straße gehen. Wenn heute die Sonne scheint und ich früh nach Hause komme, dann kann ich noch in die Eisdiele gehen. Entscheidungen im Alltag werden abgewägt, nachdem die Bedingungen durchdacht, Handlungsspielräume erst hinsichtlich möglicher Folgen überprüft wurden. Oft dient dabei eine einfache wenn-dann-Bedingung als sinnstiftendes Element um eine Handlung spontan durchzuführen. In dieser einführenden Unterrichtseinheit setzt sich Ihre Klasse mit einfachen Algorithmen auseinander, die in Entscheidungsbäumen eingebettet sind. Dabei lernen die Schüler Entscheidungsbäume auszulesen und zu erstellen.
Gesamtwerk
Methodenkarte: Autodesk Tinkercad®
Autodesk Tinkercad ist ein 3D-Konstruktionsprogramm. Nutzen Sie diese Toolkarte mit einer Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Entdecken und Nutzen der verschiedenen Werkzeuge von Autodesk Tinkercad für sich selbst zum Auffrischen der Kenntnisse oder für Ihre Klasse.
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Einheit: Sicherheitsregeln im Datenschutz von Privatpersonen und Unternehmen
Anhand eines Informationstextes erarbeiten sich die Lernenden die grundsätzlichen Sicherheitsregeln in Bezug auf Datenschutz. Anhand von Aufgaben üben sie das neu erlernte Wissen. Eine als Übersichtsblatt oder Tafelbild einsetzbares Mindmap zu den Regeln rund um sichere Kennwörter dient der zusammenfassenden Übersicht. Eine Lernerfolgskontrolle kann zum Abschluss der Einheit oder als Hausaufgabe Einsatz finden.
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Einführung in Adobe InDesign
Wir alle kennen Sie aus Kiosken, Büchereien, Postsendungen, Verteilaktionen, usw. Die überall auffindbaren und qualitativ teils sehr hochwertigen Magazine und Drucksorten zu allen erdenklichen Themengebieten und Hobbys. Obwohl im Zuge des Web 2.0 die Eigenvermarktung über die digitalen Kanäle natürlich sehr stark zugenommen hat, so ist die Präsentation von Waren, Dienstleistungen, Veranstaltungen, etc. im Rahmen von Drucksorten nach wie vor ein sehr wichtiges Marketingtool und erfordert den Einsatz modernster Desktop-Publishing-Programme, wie z. B. Adobe InDesign. Am Beispiel dieses Programms werden wir uns in weiterer Folge dessen Verwendung aneignen und auch in die Grundzüge der Layoutierung eintauchen.
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Methodenkarte: Adobe InDesign
Adobe InDesign ist ein Layout- und Satzprogramm für das Desktop Publishing. Nutzen Sie diese Toolkarte mit einer Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Entdecken und Nutzen der verschiedenen Werkzeuge von Adobe InDesign für sich selbst zum Auffrischen der Kenntnisse oder für Ihre Klasse.
Gesamtwerk
Was ist künstliche Intelligenz?
Künstliche Intelligenz umgibt uns bereits heute überall in unserem Alltag. Auch Kindern ist unter anderem klar, dass „Alexa“ nicht einfach irgendein Mädchenname ist, sondern sie mit dieser Ansprache beispielsweise ihre Lieblingsmusik abspielen können. Die Entwicklung unserer Gesellschaft zu einer Mediengesellschaft, die zunehmend von künstlicher Intelligenz geprägt wird, macht Medienbildung zu einem wichtigen Bestandteil allgemeiner Bildung. Ziel dieser Unterrichtseinheit ist die Einführung und erste reflektierte Auseinandersetzung mit künstlicher Intelligenz. Ihre Klasse gewinnt einen Überblick über vorhandene Einsatzgebiete und beleuchtet diese kritisch.
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Einheit: Spyware und Cookies als Angriff auf die Privatsphäre
Ein differenzierter Informationstext informiert über Spyware und Cookies, deren Auftraggeber und Nutzen für Werbezwecke sowie deren potentielle Gefahren. In einer praktischen Übung am PC führen die Lernenden selbst einen Spyware-Scan durch und sperren ihre Cookies im Browser. Eine Lernzielkontrolle dient zur Gesamtsicherung und dem Abschluss der Lerneinheit.
Gesamtwerk
Einführung in die Tabellenkalkulation
Tabellenkalkulationsprogramme sind nützliche Helfer beim Umgang mit alltäglichen Daten. Schaffen Sie einen niederschwelligen, kleinschrittigen Einstieg in die Arbeit mit dem Tabellenkalkulationsprogramm Excel und ermöglichen Sie den Schülerinnen und Schülern, sich bereits frühzeitig auf geschickte Weise mit Zahlen und Werten auseinanderzusetzen. Eine Lernerfolgskontrolle am Ende der Einheit stellt sicher, dass die Jugendlichen grundlegende Funktionen der Benutzeroberfläche verstanden haben.
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