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Grundlagen Informatik I
Klassenstufe 7
Unterrichtsmaterial zu Grundlagen der Informatik I & II
Das Thema Informatik wird in Industrie, Wissenschaft und Alltag immer wichtiger. Auch immer mehr Schulen (und Bundesländer) nehmen das Thema in ihr Curriculum auf. Um Lehrkräfte zu unterstützen, das Thema Informatik mit seinen unterschiedlichen Facetten zu unterrichten, stellen wir kostenfreie Unterrichtsmaterialien für Klassenstufe 7 und 8 zur Verfügung.
Sowohl „Grundlagen Informatik I“ als auch „Grundlagen Informatik II“ bestehen aus mehreren Modulen. Alle Unterrichtseinheiten können auch einzeln genutzt werden.
Die beiden Kurse sind ähnlich aufgebaut und sind in dieselben 4 Oberkategorien untergliedert: „Daten & Codierung“, „Algorithmen“, „Rechner & Netze“, „Informationsgesellschaft & Datensicherheit.
„Grundlagen Informatik I“ und „Grundlagen Informatik II“ unterscheiden sich aber inhaltlich voneinander und vor allem im Anspruch. In “Grundlagen Informatik II” werden die SchülerInnen angehalten, selbstständiger nach agilen Prinzipien zu arbeiten. Das gibt es so in den Materialien für Klassenstufe 7 noch nicht.
Bei der Nutzung aller Module eignen sich die Unterlagen jeweils für ein ganzes Schuljahr.
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Klassenstufe 7: Grundlagen Informatik I
Unterrichtsmaterial „Daten & Codierung I“
Inhalte für drei Schulstunden (3x 90 Minuten)
1: Codierung im Alltag
Diese Sitzung bietet einen Einstieg in Daten und Codierung im Alltag. Verschiedene Codierungsvorschriften werden behandelt.
2: Codierung in der Informatik
In dieser Sitzung werden Codierungsverfahren in der Informatik behandelt: Binärcode, ASCII, Farbcodierung mit HEX, uvm.
3: Datenmengen
In dieser Sitzung werden Datenmengen und Einheiten vorgestellt: Bit, Byte, Kilobyte, usw. Kompressionsverfahren werden praktisch angewendet.
Unterrichtsmaterial „Algorithmen I“
Inhalte für sieben Schulstunden (7x 90 Minuten)
1: Einstieg in Algorithmen
Diese Sitzung bietet einen sanften Einstieg in den Themenbereich. Ein Algorithmus wird als Befehlskette einzelner Schritte eingeführt.
2: Scratch Geburtstagskarte
In dieser Sitzung geht es darum, sich mit Scratch vertraut zu machen. Es wird eine erste einfache Animation entwickelt.
3: Scratch Unterwasserwelt
In dieser Sitzung geht es um die Programmierung eines animierten Spiels. Der Punktestand wird mit einer Variable gezählt und es kommen Schleifen vor.
4: Scratch Zauberwald
In dieser Sitzung wird ein Spiel programmiert. Die Spielfigur wird mit den Pfeiltasten gesteuert. Die SchülerInnen lernen dabei, was bedingte Anweisungen sind.
5: Scratch Weltraum
In dieser Sitzung wird ein Spiel im Weltraum programmiert. Die SchülerInnen lernen, wie Nachrichten zwischen Komponenten ausgetauscht werden.
6: Scratch Quiz
In dieser Sitzung wird ein Quiz programmiert. Die eingegebenen Antworten werden auf Richtigkeit geprüft und Punkte werden gezählt. Es gibt 2 Level. Dabei lernen die SchülerInnen eigene Methoden zu schreiben.
7: Modellierung
In dieser Sitzung lernen die SchülerInnen Flussdiagramme als Modellierungsmethode kennen.
Unterrichtsmaterial „Rechner & Netze I“
Inhalte für vier Schulstunden (4x 90 Minuten)
1: EVAs
In dieser Sitzung sammeln die SchülerInnen Komponenten eines Rechners und ordnen sie den Bereichen Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe und Speicher zu (EVA-Prinzip).
2: Netzwerke
In dieser Sitzung recherchieren SchülerInnen, welche Wege Daten durch das populärste Netzwerk der Welt nehmen: das Internet. Sie lernen, wie die Datenübertragung technisch ermöglicht wird.
3: Der Weg durch das Netz
In dieser Sitzung lernen SchülerInnen, welche Komponenten benötigt werden, um Daten durch das Internet zu versenden. Konkret, um eine Webseite auf dem eigenen Rechner aufzurufen.
4: Chancen und Risiken
In dieser Sitzung befassen sich Ihre SchülerInnen mit Chancen und Risiken des Internets. Schutzrichtlinien in der Informationssicherheit werden ebenso wie lokale Speichermöglichkeiten oder Speichern in der Cloud, behandelt.
Unterrichtsmaterial „Informationsgesellschaft und Datensicherheit I“
Inhalte für vier Schulstunden (4x 90 Minuten)
1: Datenflut und Datenspuren
In dieser Sitzung beschäftigen sich die SchülerInnen damit, wie viele Daten heutzutage aufgezeichnet werden (Stichwort: Big Data). Im zweiten Schritt prüfen sie, welche Schlüsse aus den Daten gezogen werden können.
2: Lieblingsapp durchleuchtet
In dieser Sitzung werden in Gruppenarbeit, Poster zu verschiedenen Apps erstellt und anschließend im Plenum vorgestellt. Die SchülerInnen beschäftigen sich u. A. mit Zugriffsrechten der Apps.
3: Verschlüsselung
In dieser Sitzung beschäftigen sich die SchülerInnen mit Verschlüsselungsverfahren, insbesondere der Cäsar Verschlüsselung.n.
4: Hacking und sichere Passwörter
In dieser Sitzung prüfen alle SchülerInnen, ob sie schon mal von einem Data-Leak betroffen waren. Anschließend versuchen sie sichere Passwörter zu generieren.
Klassenstufe 8: Grundlagen Informatik II
Unterrichtsmaterial „Daten & Codierung II“
Inhalte für drei Schulstunden (3x 90 Minuten)
1: Codierung im Alltag
Diese Sitzung bietet einen Einstieg in Daten und Codierung im Alltag. Verschiedene Codierungsvorschriften werden behandelt. Die SchülerInnen arbeiten agil in Teams zusammen.
2: Strukturen im Alltag
In dieser Sitzung werden drei Strukturen aus der Informatik behandelt: Listen, Bäume und Graphen / Netze. Die SchülerInnen arbeiten agil in Teams zusammen.
3: Codierung in der Informatik
In dieser Sitzung werden Codierungsverfahren in der Informatik behandelt: Binärcode, ASCII, Farbcodierung mit HEX, Unicode. Die SchülerInnen arbeiten agil in Teams zusammen.
Unterrichtsmaterial „Algorithmen II“
Inhalte für acht Schulstunden (8x 90 Minuten)
1: Datenmengen-Umrechner
In dieser Sitzung wird mit Scratch eine Anwendung programmiert, die zwischen Bits und Bytes umrechnet.
2: Binärzähler
In dieser Sitzung wird eine Anwendung mit Scratch programmiert, die Binär- in Dezimalzahlen umrechnet.
3: Fingeralphabet
In dieser Sitzung wird eine Anwendung programmiert, die ein eingegebenes Wort mit dem Fingeralphabet darstellt.
4: Jump ’n‘ Run
In dieser Sitzung wird ein Retro Jump and Run Spiel programmiert, bei dem eine Figur über Hindernisse springen muss, um Punkte zu sammeln. Die Anwendung wird mit Musik und Sounds unterlegt.
5: Würfel App
In dieser Sitzung wird mit dem App Inventor eine Würfel App programmiert.
6: Nachhaltigkeits-App
In dieser Sitzung entwickeln die SchülerInnen eine App zu den 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung.
7: Maulwurfspiel
In dieser Sitzung wird mit dem App Inventor eine Spiel entwickelt, in der nach dem Klassiker „Catch-A-Mole“ Maulwürfe möglichst schnell angetippt werden müssen, um Punkte zu sammeln.
8: Cloud DB Chat
In dieser Sitzung wird eine einfache Chat App anhand einer Cloud Datenbank entwickelt. Wichtig ist hier, dass die SchülerInnen besonders die Netikette beachten, da die Nachrichten von allen gelesen werden können, die sich die gleiche App installieren.
Unterrichtsmaterial „Rechner & Netze II“
Inhalte für drei Schulstunden (3x 90 Minuten):
1: EVA-Prinzip
In dieser Sitzung wir ein Würfel für den Calliope Mini programmiert, um das Prinzip von Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe verständlich zu machen.
2: Internet of Things
In dieser Sitzung entwickeln die SchülerInnen eine Anwendung für den Calliope Mini. Dieser reagiert auf seine Umgebung anhand von Temperatur-, Licht- und Lautstärkesensoren.
3: Cloud Computing
In dieser Sitzung beschäftigen sich die SchülerInnen damit, was Cloud Computing ist, welche Vor- und Nachteile das hat und was Nachhaltigkeit mit dem Thema zu tun hat. Die SchülerInnen arbeiten agil in Teams zusammen.
Unterrichtsmaterial „Informationsgesellschaft und Datensicherheit II“
Inhalte für vier Schulstunden (4x 90 Minuten):
1: Fake News I – Einführung
In dieser Sitzung beschäftigen sich die SchülerInnen damit, was Fake News sind, woran man diese erkennt und warum sich diese verbreiten. Außerdem erstellen sie eigene Fake News.
2: Fake News II – Deep Fakes
In dieser Sitzung beschäftigen sich die Schüler mit Deep Fakes wie zum Beispiel dem Deep Fake Video des ehemaligen US Präsidenten Obama.
Weitere Unterrichtsunterlagen zum Thema Fake News findest du übrigens in diesem Blogartikel.
3: 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung
In dieser Sitzung beschäftigen sich die SchülerInnen mit den 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung, die von den Vereinten Nationen beschlossen wurden. Die SchülerInnen arbeiten agil in Teams zusammen.
4: CO2-Rechner
In dieser Sitzung wird mit Scratch eine Anwendung programmiert, die den CO2-Verbrauch verschiedener Lebensmittel ermittelt.
Alle Informationen zu Grundlagen der Informatik auf einen Blick
Was bekommst du?
- Digitale Unterrichtsmaterialien zum Thema Grundlagen Informatik
- Lernkarten für SchülerInnen
- Start- und Abschlussvideos für SchülerInnen
- Vorbereitungsmaterialien für Lehrkräfte
Für wen geeignet?
- Lehrkräfte, die mit SchülerInnen in die spannende Welt der Informatik eintauchen wollen
- Personen, die außerschulisch Workshops anbieten wollen
- Eltern oder Schüler, die AGs anbieten wollen
Kompetenzen?
- Daten & Codierung
- Algorithmen
- Rechner & Netze
- Informationsgesellschaft & Datensicherheit
Wie laufen die Sitzungen ab?
Startvideo
Jede Unterrichtseinheit startet mit einem kurzen Startvideo, das die SchülerInnen in die Thematik einführt.
Lernkarten
In kleinen Teams arbeiten die SchülerInnen selbstständig und im eigenen Tempo mit den Lernkarten.
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Für Lehrkräfte sind unsere Unterlagen kostenlos.
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