Praktische Informatik im beruflichen Gymnasium

Das berufliche Gymnasium mit dem Schwerpunkt Praktische Informatik richtet sich an Schülerinnen und Schüler, die

  • Interesse am Computer und der Computertechnik mitbringen
  • Kenntnisse in der Modellierung und Programmierung von Software erwerben wollen
  • Kenntnisse in der Computer-Hardware, und den informationstechnischen Grundlagen erwerben wollen
  • die allgemeine Hochschulreife anstreben
  • sich auf ein Studium oder eine Ausbildung im IT-Bereich qualifiziert vorbereiten möchten

Interesse an mathematisch-naturwissenschaftlichen Sachverhalten, sowie die Fähigkeit abstrakte Fragestellungen anzugehen und mit Ausdauer zu verfolgen sind von Vorteil.

Das Interesse am Computer allein, insbesondere wenn es sich auf das Spielen von Computerspielen oder allgemein nur auf Anwendungssoftware beschränkt, reicht nicht aus, um die Herausforderungen der gymnasialen Oberstufe mit dem Schwerpunkt Praktische Informatik zu meistern. Es geht eben um weit mehr bzw. um etwas ganz anderes, als nur die Bedienung / Benutzung von IT-Systemen zu beherrschen.

Voraussetzungen und Vorkenntnisse

Es werden keine speziellen Fachkenntnisse vorausgesetzt. So ist es zum Beispiel für den Bereich der Softwareentwicklung (in der E-Phase im Fach Praktische Informatik) nicht notwendig bereits Programmieren zu können. Für den Bereich der Informationstechnik ist es nicht erforderlich, spezielle Hardwarekenntnisse mitzubringen.

  • ABER: Wer Kenntnisse in beiden Bereichen mitbringt, wird es erfahrungsgemäß etwas leichter haben, insbesondere die Anforderungen / die Inhalte der Einführungsphase zu meistern.

Überblick über die Inhalte der Schwerpunktfächer

In der E-Phase (E1 und E2) (früher: Jahrgangs­stufe 11) geht es im Fach Praktische Informatik um das Erlernen von grundlegenden Programmiertechniken und das Anwenden einer Programmiersprache. Zu den grundlegenden Programmiertechniken gehören Strategien zum strukturierten Problemlösen und dazu das Anwenden geeigneter Daten und -strukturen sowie Anweisungen, Verzweigungen und Schleifen. Darüber hinaus werden Techniken zur Strukturierung von Programmen erlernt.

Im Fach Informationstechnik werden die nachhaltigen Bestandteile eines einfachen IT-Systems herausgearbeitet, Rechnerarchitekturen verglichen und auch die historischen Entwicklungen der Computertechnik beleuchtet. Danach werden elektrotechnische und die informationstechnischen Grundlagen bearbeitet, die über die nachfolgenden Grundlagen der Digitaltechnik zur Entwicklung von Schaltnetzen und Schaltwerken führen. Mit Hilfe von Simulationsprogrammen werden Testschaltungen aufgebaut und untersucht. Im günstigsten Fall wird der komplette Aufbau einer ALU (arithmetic logical unit) erreicht.

Beide Fächer, also Praktische Informatik und Informationstechnik, werden in der Q-Phase als Leistungs- und Grundkurse beibehalten.

In der Qualifikationsphase (Q-Phase) (füher: die Jahrgangsstufen 12 und 13) bearbeiten die Schüler komplexe Probleme aus dem Bereich der Informatik:

  • Objektorientierte Softwareentwicklung (mit UML und Java)
  • Konzeption und Implementierung von Datenbanken
  • Entwicklung von Client-Server-Systemen
  • Netzwerktechnik
  • Prozessautomatisierung


Im Detail bedeutet dies Interfacetechnik (TCP/IP, serielle Schnittststellen, USB-Schnittstelle, D/A- und A/D-Wandler), Interruptverarbeitung, höhere Programmiersprachen (C++ und Java), Einbindung von Software-Tools, Datenbanken­ und Infor­mationssysteme, Netzwerktechnik (NOVELL), Systemanalyse (Analysetechniken, Modellbildung (z.B. UML)), Automatisierungstechnik (Prozess­technik, Sensorik, Aktorik) und Regelungs­technik.

Grundlegend für die Arbeitsweise ist das Wechselspiel von Wissenschafts­propädeutik und Handlungsorientierung. Die theoretischen Zusammen­hänge werden an konkreten Projekten in Kleingruppen erarbeitet.

Stundenplanbeispiel Praktische Informatik im BG

Die Besonderheit des Beruflichen Gymnasiums erkennt man am besten am Stundenplan:

  • keine Fächer Kunst, Musik oder Erdkunde
  • dafür eine deutlich erhöhte Stundenzahl im Schwerpunkt Informatik (8 Stunden pro Woche)

 

In der Grafik ist ein Stundenplan aus dem Schuljahr 2018 / 2019 beispielhaft abgebildet. Die farblichen Markierungen zeigen u.A. den Anteil der beiden Schwerpunktfächer am Gesamtanteil der Wochenstunden.

Datenverarbeitung - Einführungsphase (alt: Jahrgangsstufe 11)

Eine informatische Grundbildung ist der wesentliche Inhalt der ersten Wochen.
Begriffe, wie Informationen, Daten, menschliche und elektronische Datenverarbeitung werden geklärt.
Es folgt eine Einführung in die Programmiersprachen und die Prozesse der Softwareentwicklung.

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Programmiersprache Java kennen und entwickeln überschaubare Anwendungen, anfangs in Einzel- oder Partnerarbeit. Sie werden an die Arbeitsweise in Projekten herangeführt und entwickeln gegen Ende des ersten Halbjahres eine eigene Anwendung im Team.

Die Programmiersprache Java wird durchgehend in der Einführungs- und in der Qualifikationssphase bis hin zum Abitur eingesetzt.

Datenverarbeitung - Qualifikationsphase (alt: Jahrgangsstufen 12 und 13)

In der Qualifikationsphase entwickeln die Schülerinnen und Schüler objektorientierte Softwaresysteme.


Für Analyse und Entwurf wird die Unified Modelling Language (UML) eingesetzt.
Die Kommunikation zwischen Rechnern in Netzwerken (TCP/IP) und über die serielle Schnittstelle wird analysiert und implementiert.


Datenbanken mit den Themen ER-Modellierung und Transformation in das relationale Modell werden behandelt.

Das Entwickeln einer selbst gewählten Webanwendungen rundet die Qualifikationsphase ab.