Lehrplan PLUS

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Angewandte Informatik 11

Der angegebene Fachlehrplan wird derzeit überarbeitet; die überarbeitete Fassung wird nach Abschluss der Anpassung des LehrplanPLUS an das neunjährige Gymnasium veröffentlicht.

InfA11 Lernbereich 1: Funktionen und Datenflüsse, Tabellenkalkulationsprogramm (ca. 14 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beherrschen den grundlegenden Umgang mit einem Tabellenkalkulationsprogramm (u. a. durch den adäquaten Einsatz von Formeln unter Nutzung sinnvoller Adressierung und passender Gestaltung des Layouts) und bewältigen damit geeignete Problemstellungen (z. B. die Auswertung von Daten oder einfache kaufmännische Berechnungen). Dies fördert das Verständnis, in welchem Kontext Tabellenkalkulationsprogramme nutzbringend eingesetzt werden können.
  • analysieren Daten verarbeitende Prozesse hinsichtlich der durchzulaufenden Verarbeitungsvorgänge und abstrahieren datenverarbeitende Prozesse mit mehreren Eingaben und einer Ausgabe als Funktionen. Dadurch vertiefen sie ihr Bewusstsein, dass man häufig durch Berechnungen nach eindeutigen Vorschriften aus vorhandenen Daten neue Informationen gewinnen kann.
  • entwickeln neue Funktionen durch Verkettung gegebener Funktionen; sie wenden damit ein grundlegendes Konzept der funktionalen Modellierung an.
  • visualisieren mithilfe von Datenflussdiagrammen die durch Funktionen ausgelösten Datenflüsse.
  • setzen zur effizienten Verarbeitung Funktionen und Datenflussdiagramme in Formeln eines Tabellenkalkulationssystems um und können damit ihre Lösungsansätze durch geeignete Eingaben überprüfen.
  • lösen praxisnahe Aufgabenstellungen, beispielsweise aus dem kaufmännischen Bereich oder der Mathematik, sachgerecht durch Anwendung der funktionalen Sichtweise, realisieren ihre Lösung mit einem Tabellenkalkulationssystem und überprüfen die Qualität der Lösung anhand verschiedener Eingaben.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Tabellenkalkulationsprogramm: Tabellenblatt, Zelle, Formel, Funktion (auch vordefinierte Funktion), relative und absolute Adressierung, elementare Datentypen (Zahl, Text, Wahrheitswert), Repräsentation von Daten durch Diagramme
  • Funktion: Interpretation als Daten verarbeitender Prozess, vordefinierte Funktionen (u. a. bedingte und logische Funktion), Verkettung von Funktionen
  • Datenflussdiagramm: Repräsentation einer Funktion, Datenfluss, Ein- und Ausgabe, Verteiler
  • Fachbegriffe: Formel, Adressierung (relativ, absolut), Funktion (vordefiniert, bedingt, logisch, verkettet), Datentyp, Datenflussdiagramm, Verteiler

InfA11 Lernbereich 2: Datenmodellierung und relationale Datenbanksysteme (ca. 28 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren Objekte aus ihrer Erfahrungswelt (z. B. Fahrzeuge, Personen) hinsichtlich ihrer Eigenschaften (Attribute), Fähigkeiten (Methoden) und Beziehungen und repräsentieren diese durch geeignete Objekt- und Klassendiagramme; dadurch erlangen sie ein fundiertes Verständnis und vertiefte Fertigkeiten in den grundlegenden Konzepten der objektorientierten Modellierung.
  • analysieren und strukturieren mithilfe objektorientierter Konzepte Datenbestände einfacher Beispiele aus der Praxis (z. B. Lagerbestand oder Kundenverwaltung) und stellen das daraus entwickelte objektorientierte Datenmodell grafisch dar.
  • überführen objektorientierte Datenmodelle in entsprechende relationale Modelle und setzen diese in ein Datenbanksystem um.
  • konzipieren geeignete SQL-Abfragen, um zielgerichtet Informationen aus einer relationalen Datenbank zu gewinnen.
  • erkennen Redundanzen und Anomalien in einer relationalen Datenbank und beurteilen die dadurch entstehende Problematik im Hinblick auf die Konsistenz des Datenbestands.
  • vergleichen Datenbanksysteme mit anderen Abspeicherungsvarianten (z. B. Tabellenkalkulationssysteme), beispielsweise im Hinblick auf Abfragemöglichkeiten, und schärfen dadurch ihr Bewusstsein, wann der Einsatz einer Datenbank sinnvoll ist.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Objektorientierte Modellierung (Wiederholung): Objekt, Klasse, Attribut, Methode, Beziehung, Kardinalität
  • Objektorientiertes Datenmodell: Objekt, Klasse, Attribut, Beziehung, Kardinalität
  • Relationales Modell: Tabellenschema, Datenbankschema, Primär- und Fremdschlüssel, Datentyp
  • Relationales Datenbanksystem: Datenbank, Datenbankmanagementsystem, Tabelle, Datensatz
  • Redundanz und Konsistenz von Datenbeständen, Anomalien
  • Abfrage: Interpretation als Funktion, Ergebnistabelle als Ergebnis einer Abfrage, Abfrage über mehrere Tabellen durch Verknüpfungen
  • Abfragesprache am Beispiel von SQL: select, from, where; Verknüpfung von Bedingungen; Abfrage über mehrere Tabellen
  • Fachbegriffe: Objekt, Klasse, Attribut, Beziehung, Kardinalität, (relationales) Datenbanksystem, (relationale) Datenbank, Datenbankmanagementsystem, Tabellenschema, Datensatz, Abfrage, Datenbankschema, Primärschlüssel, Fremdschlüssel, Ergebnistabelle, Redundanz, Konsistenz, Anomalie

InfA11 Lernbereich 3: Projekt: Entwicklung einer Datenbank (ca. 8 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erstellen im Team zu einem geeigneten praxisbezogenen Anwendungsbeispiel (z. B. einer Bibliotheksverwaltung) einen sinnvollen Projektplan für die Entwicklung einer Datenbank.
  • entwerfen aufbauend auf einem Projektplan zu einem festgelegten Szenario eine Datenbank und halten sich dabei an die für die Datenbankentwicklung typische Vorgehensweise (Analyse des Szenarios, Entwicklung eines objektorientierten Datenmodells, Überführung in ein relationales Modell, Umsetzung in einer Datenbank, Füllen der Datenbank mit Daten).
  • testen u. a. mithilfe geeigneter SQL-Abfragen die entwickelte Datenbank hinsichtlich der Anforderungen des gegebenen Szenarios.
  • dokumentieren auf geeignete Weise die Ergebnisse ihrer Projektarbeit (u. a. Klassendiagramm, Datenbankschema und sinnvolle SQL-Abfragen).
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Grundlagen der Projektarbeit: Planung (u. a. einfacher Projektplan mit Zeitplanung und Aufgabenverteilung in Hinblick auf Parallelisierung der Arbeiten), Durchführung, Test, Dokumentation
  • Phasen der Softwareentwicklung: Analyse, Entwurf, Implementierung, Test, Bewertung und Abnahme; Wasserfallmodell als klassisches Beispiel eines Vorgehensmodells in der Softwareentwicklung
  • Fachbegriff: Wasserfallmodell

InfA11 Lernbereich 4: Datenschutz und Datensicherheit (ca. 6 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • bewerten die Forderungen des Datenschutzes bei großen Datenbeständen unter den Aspekten von Notwendigkeit und Problematik, beispielsweise bei der Fahndung nach Straftätern.
  • nutzen das Internet verantwortungsvoll unter Berücksichtigung ihrer Kenntnisse über Möglichkeiten und Risiken dieses Mediums und reflektieren dabei, wodurch der Schutz persönlicher Daten erhöht und die Gefahr des Missbrauchs minimiert werden kann. Insbesondere wägen sie kriteriengeleitet ihren Umgang mit datenbankgestützten Portalen ab.
  • treffen geeignete Maßnahmen zum Schutz ihres Datenbestands vor fremden Zugriffen sowie vor Datenverlust.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Datenschutzgesetze: Zweck; Grundsätze (z. B. Verbotsprinzip mit Erlaubnisvorbehalt), Rechte von Betroffenen
  • Datenschutz: Schutz personenbezogener Daten, insbesondere im Kontext der Mehrbenutzerproblematik bei Datenbanken; Datenmissbrauch (z. B. Identitätsdiebstahl)
  • Datensicherheit: Schutz vor Datenverlust (z. B. durch einfache Backupstrategien), Benutzerkonten, Passwortschutz
  • Fachbegriffe: Datensicherheit, Datenschutz