Informatik Gymnasium – wachsendes Materialpaket | Basis, Vertiefung, Experte | mit Klassenarbeiten und Erwartungshorizont | Klasse 6–10

Ein Arbeitsheft zu relationalen Datenbanken auf gymnasialem Niveau für die Klassen 9 und 10. Die Lernenden begleiten zwei Praktikanten in der Verwaltung einer Musikschule: Eine einzige Liste mit 214 Zeilen wird zu einer Datenbank mit vier Tabellen. Alle Aufgaben lassen sich mit Papier und Stift lösen; wer einen Rechnerraum hat, kann die Abfragen zusätzlich in einem Datenbanksystem prüfen.Drei Anspruchsebenen in jedem Block: Basis, Vertiefung und Experte, jede Aufgabe mit Anforderungsbereich (AFB I–III). Jede Aufgabengruppe endet im AFB III.Das steckt drin (31 Seiten):Block A: Redundanz und Schlüssel – Änderungs-, Lösch- und Einfügeanomalie an der alten Liste, Primärschlüssel und Schlüsselkandidat, ein Zitat von Edgar F. Codd (1970)Block B: Das Entity-Relationship-Modell – Kardinalitäten 1:n und n:m, Methodenseite zur Überführung in Tabellen, zwei ER-Diagramme selbst zeichnenBlock C: Abfragen mit SQL – SELECT, WHERE, AND/OR, ORDER BY und JOIN, Kreuzprodukt und Verbund, ein kleiner Datenbestand zum NachrechnenBlock D: Personenbezogene Daten – DSGVO (Art. 4, 5, 6, 9, 25), die Studien von Sweeney und Golle zur Wiedererkennung, Bewertung einer geplanten TabelleOperatorenkasten nach AFB, Fachbegriffe und SelbsteinschätzungKlassenarbeit (40 Punkte) zur Jugendfeuerwehr mit Erwartungshorizont, Punkten, AFB und NotenschlüsselErwartungshorizont zu allen 20 Aufgaben mit Fundstelle und häufigen FehlernKompetenzbezug (Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I der GI, 2025): Inhaltsbereich Information und Daten, dazu Informatik, Mensch und Gesellschaft. Die Prozessbereiche Modellieren und Implementieren, Darstellen und Interpretieren, Strukturieren und Vernetzen sowie Begründen und Bewerten kommen vor.Für heterogene Klassen gibt es dasselbe Thema vierfach differenziert mit Förderversion (#2201135) und als Arbeitsheft in einfacher Sprache (#2201216).

Klassenstufen: 9-10. Klasse

Ein Arbeitsheft zur Kodierung von Zahlen, Texten und Bildern auf gymnasialem Niveau für die Klassen 7 und 8: vom Binär- und Hexadezimalsystem über negative Zahlen im Zweierkomplement und ASCII, Unicode und UTF-8 bis zu Rastergrafik, Vektorgrafik, Speicherbedarf und Kompression. Die Lernenden arbeiten mit echten Fällen und Quellen: einem Brief von Leibniz aus dem Jahr 1697, dem YouTube-Zähler von „Gangnam Style“ aus dem Jahr 2014 und einer eigenen Messreihe mit sechs Bildformaten.Drei Anspruchsebenen in jedem Block: Basis (AFB I–II), Vertiefung (AFB II–III) und Experte (AFB III). Auf allen Ebenen geht es um denselben Inhalt, und jede Aufgabengruppe endet im Anforderungsbereich III. Kein Computer nötig: Alle Aufgaben lassen sich mit Papier, Stift und Taschenrechner lösen.Das steckt drin (27 Seiten):Block A: Binärsystem und Hexadezimalsystem – Leibniz’ Neujahrsbrief von 1697, Hexadezimaltabelle, ein kurzes Python-Programm zum Divisionsrestverfahren, das die Lernenden lesen und verändern, FarbcodesBlock B: Negative Zahlen und Überlauf – Zweierkomplement, Zahlenkreis für 4 Bit, Wertebereiche bis 64 Bit, eine Meldung und ihre Richtigstellung zum YouTube-ZählerBlock C: Zeichenkodierungen – ASCII-Tabelle, Bitmuster von UTF-8 mit kyrillischem Beispiel, eine Rundmail mit Zeichensalat zum EntschlüsselnBlock D: Bilder, Speicherbedarf und Kompression – Methodenseite zum Speicherbedarf mit kB und KiB, Rastergrafik gegen Vektorgrafik, Messreihe PNG gegen JPEG mit DiagrammOperatorenkasten nach AFB, Fachbegriffe (21) und SelbsteinschätzungKlassenarbeit (40 Punkte, eine Stunde) mit Codeleseaufgabe, Programmänderung und Beurteilungsaufgabe, dazu Erwartungshorizont, Punkte, AFB und NotenschlüsselErwartungshorizont zu allen 20 Aufgaben mit Fundstelle und, wo es passt, häufigem FehlerKompetenzbezug (Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I der Gesellschaft für Informatik, Fassung 2025): Inhaltsbereiche Information und Daten, Algorithmen sowie Informatik, Mensch und Gesellschaft; Prozessbereiche Darstellen und Interpretieren, Begründen und Bewerten, Kommunizieren und Kooperieren. Anschlussfähig an Datentypen und Codierung in der Oberstufe.Für heterogene Klassen gibt es dasselbe Thema vierfach differenziert mit Förderversion (#2199489) und als Arbeitsheft in einfacher Sprache (#2241567).

Klassenstufen: 7-8. Klasse

Ein Arbeitsheft zu Algorithmen und Struktogrammen auf gymnasialem Niveau für die Klassen 7 bis 9: vom euklidischen Algorithmus über Verzweigungen, Testfälle und Schleifen bis zum Streit um den Sprungbefehl zwischen Dijkstra und Knuth. Die Lernenden lesen und schreiben Pseudocode, Struktogramme, Programmablaufpläne und kurze Python-Programme – alles auch ohne Rechner bearbeitbar.Drei Anspruchsebenen in jedem Block: Basis (AFB I–II), Vertiefung (AFB II–III) und Experte (AFB III). Alle Ebenen arbeiten am selben Inhalt, jede Aufgabengruppe endet im Anforderungsbereich III.Das steckt drin (29 Seiten):Block A: Der euklidische Algorithmus – Pseudocode und Struktogramm, Tracetabelle, Aufwand zweier Fassungen im DiagrammBlock B: Verzweigungen und Testfälle – Preistafel mit Grenzfehler, Python-Fassung, Methodenseite zu Testfällen und GrenzwertenBlock C: Schleifen und Aufwand – lineare Suche, geschachtelte Zählschleifen, Wachstum der VergleicheBlock D: Der Streit um den Sprung – Dijkstra 1968 und Knuth 1974 als Quellen, Ablaufplan mit Sprung, BewertungsaufgabeOperatorenkasten nach AFB, Fachbegriffe (30) und SelbsteinschätzungKlassenarbeit (40 Punkte, 60 Minuten) an neuen Beispielen mit Erwartungshorizont, Punkten, AFB und NotenschlüsselErwartungshorizont zu allen 19 Aufgaben mit Fundstelle und, wo es passt, häufigem FehlerKompetenzbezug (Bildungsstandards Informatik der GI für die Sekundarstufe I): Inhaltsbereich Algorithmen; Prozessbereiche Modellieren und Implementieren, Begründen und Bewerten, Darstellen und Interpretieren. Anschlussfähig an die Programmierung der Oberstufe.Für heterogene Klassen gibt es dasselbe Thema vierfach differenziert mit Förderversion (#2198225) und als Arbeitsheft in einfacher Sprache (#2241480).

Klassenstufen: 7-8. Klasse

Ein Arbeitsheft zum Sortieren und Suchen auf gymnasialem Niveau für die Klassen 7 bis 9. Die Lernenden ordnen Rückgabekarten der Schülerbücherei von Hand, zählen Vergleiche und Vertauschungen und finden heraus, warum man in einer geordneten Kartei so schnell sucht. Alles geht ohne Computer, mit Papier, Stift und Kärtchen. Drei Anspruchsebenen in jedem Block: Basis (AFB I–II), Vertiefung (AFB II–III) und Experte (AFB III). Alle Ebenen arbeiten am selben Inhalt, jede Aufgabengruppe endet im Anforderungsbereich III. Das steckt drin (28 Seiten): Block A: Sortieren durch Auswählen – Protokoll einer Sortierung mit sechs Karten, Pseudocode, Struktogramm zum Ergänzen, InvarianteBlock B: Sortieren durch Einfügen – Methodenseite zum Ablaufprotokoll, Struktogramm, alle 120 Anordnungen von fünf Karten als Diagramm, ein Zitat von Tim Peters zum Sortieren in PythonBlock C: Suchen in geordneten Daten – lineare und binäre Suche in der Leserkartei, ein kurzes Python-Programm lesen, Zeilen der binären Suche ordnen, Fehlersuche mit GitBlock D: Der Aufwand von Algorithmen – Tabelle und Diagramm zum Wachstum der Vergleiche, schneller Rechner gegen gutes Verfahren, Bewertungsaufgabe zur Trefferliste einer AppOperatorenkasten nach AFB, Fachbegriffe (19) und SelbsteinschätzungKlassenarbeit (40 Punkte, eine Stunde) mit Codelese-, Änderungs- und Beurteilungsaufgabe, Erwartungshorizont, Punkten, AFB und NotenschlüsselErwartungshorizont zu allen 20 Aufgaben mit Fundstelle und häufigen Fehlern Kompetenzbezug (Bildungsstandards Informatik für die Sekundarstufe I der GI, 2025): Inhaltsbereich Algorithmen, dazu Information und Daten sowie Informatik, Mensch und Gesellschaft. Die Prozessbereiche Darstellen und Interpretieren, Strukturieren und Vernetzen sowie Begründen und Bewerten kommen in jedem Block vor. Programmierkenntnisse braucht es nicht, einen Rechnerraum auch nicht. Für heterogene Klassen gibt es dasselbe Thema vierfach differenziert mit Förderversion (#2198320) und als Arbeitsheft in einfacher Sprache (#2241632).

Klassenstufen: 7-8. Klasse