Deutschland · KMK Bildungsstandards
Klasse 9 Digitale Welten Gestalten: Informatik und Gesellschaft
Dieser Kurs vermittelt tiefgehende Kompetenzen in der Programmierung, dem Verständnis komplexer Netzwerke und der kritischen Reflexion technologischer Auswirkungen. Schülerinnen und Schüler entwickeln Problemlösungsstrategien durch Computational Thinking und wenden diese in praxisnahen Projekten an.
01Algorithmen und komplexe Datenstrukturen
Vertiefung der Programmierung durch die Einführung von Listen, Objekten und effizienten Such- sowie Sortieralgorithmen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Notwendigkeit von Datenstrukturen und vergleichen einfache Datentypen mit komplexeren Sammlungen.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren grundlegende Datentypen und deren Verwendung in Programmen.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren sequentielle Abläufe und bedingte Anweisungen (if/else) in Programmen.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren Schleifen (for, while) zur effizienten Wiederholung von Codeblöcken.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren Listen und Arrays zur Verwaltung von Datenmengen und wenden grundlegende Operationen an.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren und analysieren lineare Suchverfahren in Listen und bewerten deren Effizienz.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren die binäre Suche und vergleichen ihre Effizienz mit der linearen Suche.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren den Bubble Sort Algorithmus und visualisieren dessen Arbeitsweise.
Die Schülerinnen und Schüler implementieren den Selection Sort Algorithmus und vergleichen ihn mit Bubble Sort.
Die Schülerinnen und Schüler strukturieren Code durch eigene Funktionen und Parameterübergabe zur Vermeidung von Redundanz.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Konzepte von Objekten und Klassen kennen und erstellen einfache Klassen in einer Programmiersprache.
Die Schülerinnen und Schüler definieren Methoden und Attribute für Klassen und wenden diese in Objektinstanzen an.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen das Prinzip der Rekursion und implementieren einfache rekursive Funktionen.
Die Schülerinnen und Schüler lernen Strategien zur Fehlererkennung und -behebung in Programmen kennen und wenden Debugging-Tools an.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der Komplexitätsanalyse von Algorithmen (Big O Notation) kennen und wenden sie auf einfache Beispiele an.
02Vernetzte Systeme und Internetprotokolle
Untersuchung der technischen Grundlagen des Internets und der Kommunikation in Rechnernetzen.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren die grundlegenden Komponenten eines Netzwerks und deren Funktionen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Datenübertragung durch das ISO/OSI-Modell oder das TCP/IP-Referenzmodell.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Funktionsweise von IP-Adressen, Subnetzen und die Rolle von Routern im Netzwerk kennen.
Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Funktion des Domain Name Systems (DNS) und dessen Bedeutung für die Internetnutzung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Interaktion zwischen Webbrowsern und Webservern über das HTTP-Protokoll.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen von HTML zur Strukturierung und CSS zur Gestaltung von Webseiten kennen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Funktionsweise von Cookies und Sessions zur Speicherung von Nutzerinformationen im Web.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Rolle von Firewalls und Proxy-Servern zum Schutz von Netzwerken kennen.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren gängige Bedrohungen wie Malware und Phishing und lernen Schutzmaßnahmen kennen.
Die Schülerinnen und Schüler reflektieren über ihre digitale Identität und die Spuren, die sie im Internet hinterlassen.
Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit den Grundlagen des Urheberrechts und verschiedenen Lizenzmodellen für digitale Inhalte auseinander.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren die Konzepte der Netzneutralität und der digitalen Ungleichheit und deren gesellschaftliche Auswirkungen.
03Datenbanken und Informationsmanagement
Einführung in relationale Datenbanksysteme und die Abfragesprache SQL zur Verwaltung großer Datenbestände.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren die Notwendigkeit von Datenbanken und vergleichen sie mit einfachen Dateisystemen.
Die Schülerinnen und Schüler strukturieren Informationen in Tabellen, Primärschlüsseln und Fremdschlüsselbeziehungen.
Die Schülerinnen und Schüler erlernen die Grundbefehle SELECT und FROM zur gezielten Datenauswahl aus einer Tabelle.
Die Schülerinnen und Schüler wenden den WHERE-Befehl an, um Daten basierend auf bestimmten Kriterien zu filtern.
Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie man Informationen aus mehreren Tabellen mithilfe von JOIN-Befehlen kombiniert.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Befehle zur Änderung, Ergänzung und Löschung von Daten in einer Datenbank kennen.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren über Zugriffsrechte, Datensparsamkeit und die Verantwortung von Datenbankadministratoren.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Bedeutung von Datensicherheit und verschiedenen Backup-Strategien für Datenbanken kennen.
Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit dem Konzept von Big Data, seinen Herausforderungen und den daraus resultierenden Chancen auseinander.
04Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen
Grundlagen der KI, Funktionsweise von neuronalen Netzen und gesellschaftliche Implikationen automatisierter Entscheidungen.
Die Schülerinnen und Schüler definieren KI und unterscheiden zwischen starker und schwacher KI sowie deren Anwendungsbereichen.
Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen klassischer Programmierung und lernenden Systemen anhand von Trainingsdaten.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Konzepte von überwachtem und unüberwachtem Lernen kennen und identifizieren Anwendungsbeispiele.
Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine vereinfachte Darstellung der Funktionsweise von Neuronen und Schichten in einem Netzwerk.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren und analysieren verschiedene KI-Anwendungen in ihrem Alltag (z.B. Sprachassistenten, Empfehlungssysteme).
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Vorurteile in Algorithmen und die Verantwortung beim Einsatz von KI.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren die Auswirkungen von KI auf die Arbeitswelt und zukünftige Berufsfelder.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen, wie Menschen mit KI-Systemen interagieren und welche Herausforderungen dabei entstehen.
05Kryptographie und IT-Sicherheit
Methoden der Verschlüsselung von der Antike bis zur modernen Public-Key-Kryptographie.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Schutzziele der Informationssicherheit (Vertraulichkeit, Integrität, Verfügbarkeit) kennen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen historische Verfahren wie Caesar und Vigenere sowie deren Sicherheit gegenüber Kryptoanalyse.
Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen Einblick in moderne symmetrische Verschlüsselungsverfahren wie AES und deren Anwendung.
Die Schülerinnen und Schüler lernen das Prinzip von Public und Private Key sowie die Anwendung beim sicheren Surfen (HTTPS).
Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie Authentizität und Integrität digitaler Dokumente sichergestellt werden.
Die Schülerinnen und Schüler lernen Strategien für sichere Passwörter und verschiedene Authentifizierungsmethoden kennen.
Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit den Grundprinzipien der DSGVO und deren Auswirkungen auf den Umgang mit persönlichen Daten auseinander.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren verschiedene Formen der Cyberkriminalität und entwickeln Strategien zur Prävention.
06Software-Projekt: Von der Idee zum Produkt
Anwendung aller gelernten Konzepte in einem eigenständigen Programmierprojekt nach agilen Methoden.
Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Konzepte des Projektmanagements kennen, wie Phasen und Rollen.
Die Schülerinnen und Schüler definieren User Stories und erstellen einen Projektplan für eine eigene Anwendung.
Die Schülerinnen und Schüler programmieren den Prototyp iterativ und führen Modultests durch.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen von User Experience (UX) und User Interface (UI) Design kennen und wenden sie an.
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der Versionskontrolle mit Git kennen, um gemeinsam an Code zu arbeiten.
Die Schülerinnen und Schüler stellen ihre Ergebnisse vor und reflektieren über den Entwicklungsprozess.