Diff 9 / 10 - Mathematik-Informatik
Die inhaltliche Schwerpunktsetzung sieht für die Jahrgangsstufe 9 den Einsatz des Computers als Hilfsmittel zur Untersuchung vorwiegend anwendungsorientierter mathematischer Probleme sowie als Tor in die Welt des Internets mit seinen vielfältigen Möglichkeiten vor. In der Jahrgangsstufe 10 liegt der Schwerpunkt im Bereich der klassischen Informatik, d.h. auf dem Erlernen einer Programmiersprache.
Jahrgangsstufe 9
Internet
Durch den Erwerb eines sogenannten Internet - Führerscheins sollen die Schülerinnen und Schüler in die Lage versetzt werden, selbstständig und kritisch reflektiert das Internet in seinen unterschiedlichen Aspekten nutzen zu können.
- Internet als Kommunikationsmittel
- Internet als Recherchemöglichkeit
- Internet als Präsentationsplattform
Der letztgenannte Aspekt soll durch das Erstellen einer Internet-Seite besonders vertieft werden.
- Präsentation eines selbstgewählten (und eines) mathematischen Inhalts
- Einführung in die Sprache des World Wide Web: HTML
- Einführung in eine einfache Scriptsprache: Java-Script
Dynamische Systeme
Was haben das Abkühlen einer Tasse Kaffee, die Bestandszahlen von Kaninchen und Füchsen in einem Waldgebiet oder die touristische Erschließung einer Karibikinsel gemeinsam?
In allen Fällen geht es um Vorgänge, deren zeitliche Entwicklung von unterschiedlichen Einflüssen abhängt. Im Rahmen dieser Unterrichtsreihe sollen Möglichkeiten zur mathematischen Beschreibung, Modellierung und Simulation solcher Vorgänge behandelt werden. Im Bereich der Modellierung kommen sogenannte Ursache-Wirkungs-Diagramme zum Einsatz, die mit Hilfe des Computer-Programms DYNASYS in ein simulationsfähiges Modell übertragen werden können.
Die Vorgehensweise bietet die Möglichkeit, auf beinahe spielerische Weise alltägliche komplexere Vorgänge mathematisch zu untersuchen und mit dem Computer nachzuahmen. Die Schülerinnen und Schüler lernen darüber hinaus in unterschiedlichen Zusammenhängen, dass einfache Wenn-Dann-Erklärungen selten die Wirklichkeit verstehen helfen. Das unter dem Stichwort "vernetztes Denken" zusammengefasste Berücksichtigen von verschiedenen Ursachen, von Neben- und Wechselwirkungen stellt in der heutigen Zeit eine von vielen Experten als unverzichtbar angesehene Fähigkeit dar.
- Beispiele für dynamische Systeme
- Darstellungsformen dynamischer Systeme
- Simulation dynamischer Systeme am Computer
- Erstellen aufwendigerer Modelle
Projekt: Mathematik - Olympiade
Erarbeiten, Durchführen und Auswerten eines Mathematikwettbewerbes für die Klasse 5. Dieses Projekt kann nach Absprache eine der vier Klassenarbeiten ersetzen.
Geometrie mit Cinderella
In dieser Unterrichtsreihe kommt eine sogenannte dynamische Geometrie-Software der neuesten Generation zum Einsatz. Sie erlaubt das selbstständige Erarbeiten und Entdecken geometrischer Zusammenhänge. Die Schülerinnen und Schüler bekommen in experimentellen Unterrichtsphasen die Gelegenheit, in Kleingruppen geometrische Sachverhalte zu untersuchen, die über die schulüblichen Inhalte hinausgehen. Hier sind insbesondere die Themenbereiche Ortslinien und Raumgeometrie zu nennen. Das Programm Cinderella bietet darüber hinaus die Möglichkeit, interaktive Arbeitsblätter zu erstellen, die im Internet präsentiert werden können. Daraus ergibt sich eine ideale Ergänzung zu der Internet-Unterrichtsreihe.
Jahrgangsstufe 10
Nachdem in der Jahrgangsstufe 9 der Schwerpunkt auf der Mathematik lag, mit dem Beifach Informatik, wird in der Jahrgangsstufe 10 die Informatik den größeren Stundenumfang einnehmen, und zwar im ungefähren Verhältnis 2 : 1 (Informatik : Mathematik)
Informatik
Der Umgang mit Software
Hier sollen, soweit nicht schon in einem Einführungsteil in Kl. 9 erfolgt, grundlegende Kenntnisse in Betriebssystemen und in Standardsoftware erworben und vertieft werden. Ein wichtiger Schwerpunkt ist aber die Erstellung von Software nach Konzepten der strukturierten Programmierung. Nicht der "Hacker" ist angesprochen, sondern es soll sinnvoll programmiert werden.Softwareentwurf, Algorithmen und Methoden der Softwareentwicklung stehen im Mittelpunkt.
Als Programmiersprachen kommen in Frage: LOGO, Pascal bzw. Delphi evtl. auch Visual Basic. Die Funktionsweise von Hardware Anhand der digitalen Informationsdarstellung (Bit und Byte) wird die Funktionsweise elementarer logischer Schaltungen (Gatter, Flip-Flops, Register, Addierwerk) im Experiment und in der Simulation am PC untersucht.
Darüber hinaus wird der Informationsaustausch mit Peripheriegeräten ein Schwepunkt sein. Dabei kann das Thema "Messen, Steuern, Regeln" anhand eines Vorhabens aus dem Bereich Interfacetechnik vertieft werden. Beispiele sind de Ampelsteuerung, die Waschmaschinensteuerung oder ein Robotermodell. Es bestehen Kontakte zwischen der Schule und der lippischen Wirtschaft, so daß auch der wirtschaftliche Aspekt der Computeranwendung in den Blick gerückt werden kann.
Softwareprojekte
Die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten sollen zum Abschluß der Klasse 10 in ein Softwareprojekt einfließen, das Thema kann dabei in weiten Bereichen gewählt werden, so z.B. die Organisation von Sportwettkämpfen oder das Verwalten einer Mediothek.
Mathematik
Die Mathematik-Themen sind so gewählt, daß sie die Arbeit am Computer sinnvoll ergänzen. So werden aus dem Bereich der Boolschen Algebra am Beispiel der Parallel-und der Serienschaltung die Gesetze der Schaltalgebra untersucht, ebenso die Boolschen Funktion und die Vereinfachung boolscher Terme.
Die numerische Mathematik geht auf die Probleme des Rundens ein.Dieses Thema kann erweitert vertieft werden, indem mit der Chaos-Theorie und den geometrischen Fraktalen neuere, faszinierende Ansätze der Mathematik vorgestellt werden.
Grundsätzlich werden jedoch alle diese Themen so behandelt, daß sie mittels der bekannten Mittelstufenmathematik bewältigt werden können.
