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Informatik gA Klasse 11
Es sollen in chronologischer Reihenfolge auf dieser Seite die in der Klasse 11 bearbeiteten Themen aufgelistet werden.
Ebenso die Lehrplanziele, zu denen in diesem Abschnitt ein (wichtiger) Beitrag geleistet wird.
1. HTML-Projekt
- Lehrplanforderung: der Schüler kann
- selbstständig ein Projektthema finden
- im Rahmen von Projektarbeiten Bezüge zu anderen Fächern herstellen
- im Team arbeiten und gemeinsam mit dem Team den Verlauf der Projektarbeit selbstständig organisieren
- den jeweiligen Verlauf einer Projektarbeit sowie die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren
- Fallbeispiele zum Datenschutz, zur Datensicherheit und Urheberrecht diskutieren
Die Klasse 11 beginnt bei uns traditionell mit einem HTML-Projekt. Es werden für dieses Projekt die Anforderungen sehr genau formuliert,
ebenso präzise werden die Bewertungskriterien angegeben. Als Hilfe sind ein Themenkatalog und Beispielprojekte vorhanden.
Die Themen sollen aber selbst gewählt werden.
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2. Bearbeiten von Problemen mit Python
Nachdem Herr Kirmse in Rente geht, soll Python als neue Programmiersprache eingeführt werden.
Dabei ist diese Sprache (wie vorher Perl) nur das Hilfsmittel, um die Lehrplanziele insbesondere
in der Klasse 11 umzusetzen. Die vorhandenen Programme, welche in Perl geschrieben wurden, hat Dustin Wiese, ein Schüler
unserer Schule in Python übersetzt.
Für die Nutzung von Python sprechen folgende Gründe:
- es gibt diese Sprache für praktisch jede Plattform einschließlich Windows
- Python ist Freeware, damit kann es problemlos zu Hause eingesetzt werden.
- diese Sprache ist in den Top 10 Programmiersprachen
- es gibt zu Python eine große Community
- dementsprechend gibt es genügend Information im Internet (Web, News, Listen)
- es gibt zu dieser Sprache große Bibliotheken
- Lehrplanforderung: der Schüler kann
- den Algorithmusbegriff erläutern
- die Sprachelemente Folge von Anweisungen, Auswahl und Wiederholung zur verbalen und grafischen Strukturierung von Algorithmen anwenden
- ein Werkzeug der Informatik zum Problemlösen benutzen
- Fehlermeldungen interpretieren und produktiv nutzen
- imperativ und prozedural programmieren
- das Variablenkonzept erläutern
Im Verlauf dieses Stoffgebietes wird anhand von Algorithmen (Intervallhalbierungsverfahren, euklidischer Algorithmus, Sieb des Eratosthenes)
ein Algorithmusbegriff und grundlegende Eigenschaften von Algorithmen erläutert.
2.1 Installation und Kennenlernen von Python
2.2 Ein- und Ausgabe-Anweisungen, Variablen und Operatoren
2.3 Verzweigungen
2.4 Schleifen
- Arbeitsblatt zu Verzweigungen, Schleifen, Algorithmus
- Kursarbeit vom 9.03.2015: Aufgaben euklid.py.pdf --- originale Arbeit war in der Programmiersprache Perl
- Kursarbeit vom 17.04.2015 (Nachschreibetermin): Aufgaben --- originale Arbeit war in der Programmiersprache Perl
2.5 Strings
2.6 Listen
2.7 Subroutinen (Prozeduren und Funktionen)
3. Rekursion und Iteration
Als Einstieg in die Rekursion wird das bekannteste Beispiel für Rekursion "Türme von Hanoi" verwendet.
Auf der Webseite für Kinder www.blinde-kuh.de haben wir in den letzten Jahren diese
Variante genutzt. Wir bedanken uns bei dem Programmierer Stefan R. Müller, der uns dieses Programm unter der Lizenz CC-BY-SA
zur Verfügung gestellt hat.
- Lehrplanforderung: der Schüler kann
- iterative und rekursive Algorithmen analysieren und vergleichen
- iterative Algorithmen entwerfen und implementieren
- die Problemlösungsmethoden Backtracking anwenden
In der Informatik wird von Iteration gesprochen, wenn ein Zugriff schrittweise (beziehungsweise wiederholt) auf Datenstrukturen erfolgt, beispielsweise bei einer FOR-Schleife.
Bei der Rekursion bezogen auf die Programmierung ruft sich eine Prozedur, Funktion oder Methode in einem Computerprogramm selbst wieder auf. (Auch der gegenseitige Aufruf stellt eine Rekursion dar.)
Wichtig bei der rekursiven Programmierung ist eine Abbruchbedingung in dieser Funktion.
3.1 Erläuterung der Rekursion an bekannten Beispielen
3.2 kleine Aufgaben zur Rekursion
3.3 Anwendung der Iteration bei ausgewählten Verfahren
Anmerkung: Als zweites Beispiel für die Iteration wird die monoalphabetische Substitution behandelt.
Da das Thema "Verschlüsselung" in der Klasse 12 behandelt wird, ist dieses Beispiel für die Iteration in die Klasse 12 verschoben.
4. Sortieren und Suchen
Es werden hier Bubble-, Selection- und Insertion-Sort als iterative Sortierverfahren erläutert
und von den Schülern auch implementiert. Bei den rekursiven Sortierverfahren werden Merge- und Quicksort erläutert.
Auch hier wird sich mit dem Quelltext auseinander gesetzt, aber das dient nur dazu, das Verständnis zu verbessern.
Insbesondere geht es darum, die Zeitkomplexität zu erkennen und die Tragweite zu verstehen. Bei Quicksort soll das
Problem des Pivot-Elements erkannt werden. Dazu wird auch auf Clever-Quicksort eingegangen.
- Lehrplanforderung: der Schüler kann
- die Arbeitsweise von iterativen und rekursiven Such- und Sortieralgorithmen erläutern
- iterative Such- und Sortieralgorithmen entwerfen und implementieren
- einen rekursiven Suchalgorithmus entwerfen und implementieren
4.1 iterative Sortierverfahren
4.2 rekursive Sortierverfahren
4.3 lineare Suche
4.4 binäre Suche
- Leistungskontrolle vom 24.4.2013: Aufgaben sortiere.py.pdf --- originale Leistungskontrolle war in der Programmiersprache Java
4.5 Suche in Texten
zur Vertiefung: OOP
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© ERG Saalfeld - Hans-Dietrich Kirmse und Dustin Wiese letzte Aktualisierung 13.05.2023
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