Praktische Informatik (PI) im beruflichen Gymnasium (BG)

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) 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 und Systemen mit seriellen Kommunikationsprotokollen
  • Dabei enthalten ist:

    • Einsatz von Netzwerktechnik und Überprüfungen im Schulnetz
    • 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, Automatisierungstechnik (Prozess­technik (möglich ist auch SPS), Sensorik, Aktorik) und ggf. Regelungs­technik.

Grundlegend für die praktische Informatik ist dabei:
Die theoretischen Zusammen­hänge / Techniken werden an konkreten Projekten in (möglichst) Kleingruppen erarbeitet / entworfen, realisiert / programmiert, gestestet und reflektiert.

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.