Schenk von Limpurg Gymnasium Gaildorf

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IMP und Informatik

Lineare Approximation einer Grafik mittels Java

Der Begriff „Digitalisierung“ ist in aller Munde und fast schon omnipräsent und doch sind die Vorstellungen darunter sehr verschieden, teils widersprüchlich und unklar. Doch eines ist sicher, der sichere Umgang mit digitalen Medien ist ein hohes Gut und in der heutigen Zeit essentiell – sei es im privaten oder auch im späteren beruflichen Umfeld. Fast keine Berufe kommen ohne den Einsatz eines Computers aus. Sei es bei den praktischen Berufen wie bspw. dem Schreiner, Fensterbauer oder Gärtner, wo der Computer nicht nur zur Buchhaltung, sondern auch zur Erstellung von Plänen mit CAD, Programmierung der CNC-Maschinen oder Berechnungen zu verwendeten Werkstoffen eingesetzt wird. Ebenso nutzen etwa Mediziner zur Erstellung von Statistiken Programmiersprachen wie R, oder Mitarbeiter von Banken Datenbanken und SAP-Systeme. Natürlich ist es auch im Privaten hilfreich, den Computer nicht nur zum Konsumieren verwenden zu können und sich an den Computer anzupassen, sondern wenn man selbst in der Lage ist, den Computer an sich anzupassen, mit dem Computer Inhalte erstellen zu können, und sei es nur eine Tabellenkalkulation mit deren Hilfe der private Finanzierungsplan zum Hauskauf durchgerechnet wird.

Unterrichtsalltag

Simuliertes Netzwerk bestehend aus drei verschiedenen Subnetzen

In der Informatik geht es nicht nur ums Programmieren, sondern darum, ein Verständnis für die Funktionsweise digitaler Maschinen zu erlangen, um diese für sich optimal einsetzen zu können. So ist es in der heutigen vernetzten Welt unerlässlich, ein Verständnis für die Funktionsweise dieser Netzwerke zu erhalten, welche mit Simulationsprogrammen am PC im kleinen Maßstab erstellt, analysiert und getestet werden können. Um die Daten zu schützen, werden Verschlüsselungsalgorithmen behandelt, die in der 7. bis 9. Klasse noch händisch durchgeführt und einfachere Verschlüsselungen wie die Vigenère-Verschlüsselung auch von Hand geknackt werden können. In der Oberstufe werden dagegen auch aktuelle Implementationen wie die AES-Verschlüsselung, sowie deren mathematischen Grundlagen, die Modulo-Rechnung, und deren Anwendung in modernen Messenger-Services behandelt. Natürlich wird auch programmiert. Dies beginnt spielerisch in der Roboter AG mit einer visuellen Programmierung, welche in Klasse 7 der gesamten Schülerschaft bekannt gemacht wird, um darauf aufbauend im Profilfach IMP kleine Android Apps mit dem MIT AI2 zu programmieren. In der 9. und 10. Klasse wird dann mit Java die erste textuelle Programmiersprache eingeführt, welche in der Oberstufe mit der objektorientierten Programmierung vertieft wird. Als weitere moderne und andersartige Sprache wird dabei Python vorgestellt. Dabei ist der Anspruch, dass die Schülerinnen und Schüler stets kleine Projekte mit diesen Programmiersprachen erstellen. Dies können komplexe Programme oder Spiele sein, oder auch nur kleine Ansammlungen von Sortieralgorithmen in Python, um diese gegeneinander zu benchmarken und zu optimieren.

In Python implementierte Sortieralgorithmen

Besonderheiten am SvLG

Das SvLG gehört zu den ersten Schulen im Land BW, die das Profilfach IMP (Informatik-Mathematik-Physik, http://www.bildungsplaene-bw.de/,Lde/LS/BP2016BW/ALLG/GYM/IMP) eingeführt hat. Dadurch können die Schülerinnen und Schüler am Ende der 7. Klasse neben Spanisch und NwT das weitere naturwissenschaftliche Profilfach IMP wählen. Die Besonderheit dieses Profilfachs wird in der Oberstufe sichtbar, da IMP als dreistündiges Basisfach „Informatik“ fortgeführt werden kann, und damit am SvLG in der Oberstufe den gleichen Stellenwert erhält wie die klassischen Naturwissenschaften Physik, Chemie oder Biologie.

IMP besteht dabei, wie der Name schon vermuten lässt, aus Themenbereichen der Informatik, Mathematik und Physik, wobei die einzelnen Themen ineinandergreifen und sich ergänzen. So wird im Bereich der Mathematik die Aussagenlogik erarbeitet, um diese dann bei Verzweigungen in der Informatik anwenden zu können. Dasselbe ist mit der Modulo-Rechnung der Fall, welche in der Informatik bei der asymmetrischen Verschlüsselung Anwendung findet. In der 10. Klasse Physik können dann mit Hilfe dem Wissen der Informatik kleine Simulationen erstellt werden und deren Genauigkeit mit Experimenten verifiziert werden.

Dadurch können wir Informatik allen Schülern und Schülerinnen, beginnend ab Klasse5, bis hin zur Oberstufe, durchgängig anbieten.