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Grundlagen der Informatik für Schweizer Maturitätsschulen - Inhalt

Programmieren und Robotik

Programmieren bedeutet: Tätigkeiten zu beschreiben, welche die Technik für uns automatisch ausführen soll. Programme sind grammatikalisch korrekte Texte in einer Programmiersprache. Schülerinnen und Schüler lernen nicht nur die Programmiersprache TigerJython, sondern allgemein die grundlegenden Konzepte und Konstrukte aller Programmiersprachen wie Variablen, Schleifen, bedingte Anweisungen, Datenstrukturen und Funktionen. Zusätzlich lernen sie selbstständig die Programmiersprache spezifisch zu erweitern und weiterzuentwickeln. In der Robotik entdecken sie das Experimentieren und Engineering, um die Schnittstelle zwischen der Technik und realer Umgebung mit Erfolg zu gestalten.

Inhalt

  • Die ersten Programme und Schleifen
  • Modularer Programmentwurf
  • Variablen, Speicherung und Verarbeitung von Daten
  • Verzweigungen und bedingte Schleifen
  • Datenstrukturen
  • Ausdrücke zusammenbauen, zerlegen und auswerten
  • Funktionen definieren und aufrufen
  • Die Welt der Roboter
  • Der fahrende Roboter
  • Der Roboter reagiert auf die Umgebung
  • Der lernfähige Roboter

Algorithmen

Algorithmen sind Methoden zur Lösung von Problemen. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit Fragestellungen wie: Wie kann ich in gegebenen Situationen beziehungsweise zu bestimmten Problemen alle möglichen Lösungen auflisten und die geeigneten bestimmen? Wie suche ich einen Algorithmus zum Lösen eines Problems? Wie baue ich Algorithmen, die mit kleinstem Rechenaufwand bestmögliche Lösungen finden? Die Suche nach Antworten auf diese Fragen wird angeregt durch das Lösen spannender Knobelaufgaben, bei denen die Lernenden grundlegende Konzepte des Algorithmenentwurfs entdecken

Daten verwalten, schützen und auswerten

Digitale Daten als Folgen von Symbolen sind die Träger von Informationen. In diesem Werkteil suchen die Schülerinnen und Schüler Antworten auf folgende Fragen: Wie kann ich kurz und verständlich Informationen so darstellen, dass sich mit der Darstellung effizient arbeiten lässt? Wie kann ich die Daten vor Unbefugten verbergen und schützen? Wie kann ich Daten so darstellen, dass Tipp- und Übertragungsfehler automatisch entdeckt und korrigiert werden? Wie kann ich Sammlungen von Daten so organisieren, dass ich alles schnell finden kann? Wie kann ich Daten analysieren und visualisieren, um etwas Neues daraus zu lernen?

Programmieren, Daten und Algorithmen vertiefen

Die drei Wurzeln der Informatik sind Daten, Algorithmen und Technologie. Schülerinnen und Schüler vertiefen sich in diesem Werkteil für das Ergänzungsfach in alle drei Bereiche durch Projektarbeit und selbstentdeckendes Lernen unter dem Motto «Learning by getting things to work». Durch eigenständiges Handeln stellen sie eigene Produkte her und überprüfen sie auf ihre Eigenschaften und Funktionalität, um in einem nächsten Schritt selbstständig mittels Korrekturen Verbesserungen vorzunehmen.