Deutschland · KMK Bildungsstandards
Klasse 10 Digitale Welten Gestalten: Informatik in der Praxis
Dieser Kurs vermittelt fortgeschrittene Konzepte der Informatik mit Fokus auf objektorientierte Programmierung, Datenbanksysteme und die gesellschaftliche Verantwortung. Schülerinnen und Schüler entwickeln Problemlösungsstrategien für komplexe digitale Herausforderungen und reflektieren die Auswirkungen von Algorithmen auf den Alltag.
01Objektorientierte Modellierung und Programmierung
Vertiefung der Softwarearchitektur durch Klassenhierarchien und modulare Gestaltung.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundkonzepte der Objektorientierung kennen und identifizieren Objekte in realen Szenarien.
Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Klassen als Baupläne und instanziieren Objekte mit spezifischen Eigenschaften.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren Methoden zur Interaktion mit Objekten und verwalten deren interne Zustände durch Attribute.
Die Schülerinnen und Schüler nutzen Konstruktoren zur initialen Konfiguration von Objekten und verstehen deren Lebenszyklus.
Die Schülerinnen und Schüler wenden das Prinzip der Vererbung an, um Klassenhierarchien zu erstellen und Code-Duplizierung zu vermeiden.
Die Schülerinnen und Schüler nutzen Polymorphie, um mit Objekten unterschiedlicher Typen über eine gemeinsame Schnittstelle zu interagieren.
Die Schülerinnen und Schüler modellieren Beziehungen zwischen Objekten, um komplexe Systemstrukturen abzubilden.
Die Schülerinnen und Schüler definieren und implementieren Interfaces und abstrakte Klassen zur Sicherstellung einheitlicher Schnittstellen und zur Strukturierung von Code.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren Strategien zum Umgang mit Laufzeitfehlern, um robuste Anwendungen zu entwickeln.
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln einfache grafische Benutzeroberflächen und verstehen die Grundlagen der Ereignissteuerung.
Die Schülerinnen und Schüler lernen gängige Entwurfsmuster kennen und wenden sie zur Lösung wiederkehrender Designprobleme an.
Die Schülerinnen und Schüler wenden Refactoring-Techniken an, um die Lesbarkeit, Wartbarkeit und Effizienz von bestehendem Code zu verbessern.
02Datenbanksysteme und Datenmodellierung
Strukturierung, Speicherung und Abfrage großer Datenmengen mittels relationaler Datenbanken.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Konzepte von Tabellen, Attributen und Tupeln im relationalen Datenmodell.
Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Datenbankstrukturen mittels Entity-Relationship-Diagrammen zur Abbildung komplexer Beziehungen.
Die Schülerinnen und Schüler wenden Normalisierungsregeln an, um Redundanzen zu vermeiden und die Datenintegrität zu gewährleisten.
Die Schülerinnen und Schüler formulieren SQL-Abfragen, um gezielt Informationen aus Datenbanken zu extrahieren.
Die Schülerinnen und Schüler nutzen SQL-Befehle zur Manipulation von Datenbeständen in einer Datenbank.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen Mechanismen zum Schutz vor Datenverlust und zur Sicherstellung der Datenintegrität.
Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen Einblick in moderne Ansätze zur Verarbeitung unstrukturierter Massendaten.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Speicherung personenbezogener Daten in Deutschland.
Die Schülerinnen und Schüler wenden Methoden zur grafischen Aufbereitung komplexer Datenbestände an.
03Rechnernetze und Internettechnologien
Technische Grundlagen der Datenübertragung und Schichtenarchitektur.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Aufgaben der einzelnen Schichten bei der Kommunikation in Rechnernetzen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Funktionsweise der Adressvergabe und Wegfindung im Internet.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen TCP und UDP hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Anwendungsbereiche.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungsverfahren im Detail.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Zusammenspiel von Struktur, Design und Interaktivität im Browser.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Anfragen-Antwort-Zyklen im World Wide Web und andere Client-Server-Modelle.
Die Schülerinnen und Schüler erkennen Angriffsvektoren und entwickeln grundlegende Verteidigungsstrategien.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Funktion von Firewalls und Proxy-Servern zum Schutz von Netzwerken.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Konzepte und Auswirkungen von Cloud-Diensten auf private Nutzer und Unternehmen.
04Algorithmen und Komplexität
Effizienz von Algorithmen und fortgeschrittene Datenstrukturen.
Die Schülerinnen und Schüler lernen, die Effizienz von Algorithmen mithilfe der O-Notation zu bewerten.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen Quicksort und Mergesort hinsichtlich ihrer Laufzeit und Stabilität.
Die Schülerinnen und Schüler lösen Probleme durch den Selbstaufruf von Funktionen und verstehen die Funktionsweise von Rekursion.
Die Schülerinnen und Schüler navigieren in komplexen Datenstrukturen wie sozialen Netzen oder Karten.
Die Schülerinnen und Schüler verwenden Listen zur flexiblen Speicherung von Daten im Gegensatz zu statischen Arrays.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren und nutzen Stacks (LIFO) und Queues (FIFO) für spezifische Anwendungsfälle.
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Lösungsansätze für Probleme, die nicht exakt berechenbar sind.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der theoretischen Informatik und Spracherkennung kennen.
05Künstliche Intelligenz und Ethik
Funktionsweise von KI-Systemen und deren gesellschaftliche Reflexion.
Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine Einführung in die verschiedenen Bereiche der KI und deren historische Entwicklung.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Funktionsweise und das Training von neuronalen Netzen kennen.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren über Verantwortung, Transparenz und die Vermeidung von Vorurteilen in der KI.
Die Schülerinnen und Schüler reflektieren die Auswirkungen von Automatisierung und KI auf den Arbeitsmarkt.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Gefahren durch KI-generierte Medien für die Demokratie und Meinungsbildung.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren die Chancen und Herausforderungen der computergestützten Diagnose und Therapie.
Die Schülerinnen und Schüler reflektieren den ökologischen Fußabdruck von Rechenzentren und KI-Training.
06Software-Projektmanagement
Planung und Durchführung kooperativer Softwareprojekte.
Die Schülerinnen und Schüler organisieren Teamarbeit in kurzen Entwicklungszyklen mithilfe agiler Methoden.
Die Schülerinnen und Schüler arbeiten gemeinsam am Quellcode und lösen Konflikte mithilfe von Versionsverwaltungssystemen.
Die Schülerinnen und Schüler ermitteln die Bedürfnisse von Nutzern und formulieren diese als User Stories.
Die Schülerinnen und Schüler sichern die Qualität von Software durch Unit-Tests und Integrationstests.
Die Schülerinnen und Schüler schreiben lesbaren und wartbaren Programmcode und erstellen technische Dokumentationen.
Die Schülerinnen und Schüler präsentieren die Ergebnisse ihrer Softwareprojekte vor einem Publikum.
07Informatik, Gesellschaft und Geschichte
Reflektion der historischen Entwicklung und gesellschaftlichen Einbettung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die historische Entwicklung der Informatik von den Anfängen bis heute.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Abhängigkeiten von globalen Tech-Giganten und Alternativen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Auswirkungen von Algorithmen auf Filterblasen, Echokammern und Meinungsbildung.
Die Schülerinnen und Schüler gestalten inklusive digitale Angebote für alle Menschen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Grundlagen dezentraler Systeme und deren Versprechen.
Die Schülerinnen und Schüler erkunden die Vielfalt der Karrierewege und notwendigen Kompetenzen in der Informatik.
Die Schülerinnen und Schüler reflektieren die Konzepte digitaler Identität, Spuren im Netz und den Schutz der Privatsphäre.