Konkretisierung 8-II

Unboxing the Black Box – Wie rechnet ein Computer? Rechnen mit Nullen und Einsen

Leitfragen

Wie funktioniert das Dualsystem? Was ist ein Bit und was ein Byte?

Vorhabenbezogene Konkretisierung

Das zweite Unterrichtsvorhaben stellt die Schülerinnen und Schüler vor das Problem, dass ein Computer anders rechnet als Menschen. Dazu wird den Schülerinnen und Schülern Das Binärezahlensystem vorgestellt, sowie die Grundrechenarten dieses Zahlensystems entwickelt. Im zweiten Teil dieses Unterrichtsvorhabens wird dieses Zahlensystem auf den Computer übertragen und die Begriffe Bit und Byte als die Grundeinheiten des Computers vorgestellt und charakterisiert.

Zeitbedarf

ca. 6 Stunden

Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens

Unterrichtssequenzen	zu entwickelnde Kompetenzen	Beispiele, Medien, Materialien
1. Was ist Informatik? (a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen (b) Teilgebiete des Faches Informatik (c) Ziele des Unterrichtsfaches Informatik	Die Schülerinnen und Schüler erläutern wesentliche Grundlagen der Geschichte der digitalen Datenverarbeitung (A), nutzen das Internet zur Recherche, zum Datenaustausch und zur Kommunikation (K), bewerten anhand von Fallbeispielen die Auswirkungen des Einsatzes von Informatiksystemen (A).	Beispiel: Internetrecherche Die Schülerinnen und Schüler recherchieren das Zitat „In der Informatik geht es …“ von E. Dijkstra und anschließend, wie dies zu verstehen ist. Sie identifizieren dabei Teilgebiete und Aufgaben des Faches Informatik und fassen diese in einem gemeinsamen Informatik-Wiki zusammen.
2. Eine kurze Geschichte der Informatik (a) Beispiele für historische Rechenmaschinen (b) Von Babbages Analytical Engine zum Computer als Massenware (c) Miniaturisierung und Mooresches Gesetz (d) Programmiersprachen und Benutzeroberflächen erleichtern die Interaktion zwischen Mensch und Maschine		Beispiel: Gruppenpuzzle Die Schülerinnen und Schüler fassen zu vorgegebenem Material (z.B. „Eine Maschine verändert die Welt“ Teil 1 - Wie die Computer rechnen lernten und Teil 2 - Die Computer-Industrie entsteht) arbeitsteilig zu bestimmten Teilgebieten die Kernideen in der Entwicklung der Computer zusammen und recherchieren ggf. zusätzlich. In Expertengruppen (zu gleichen Teilgebieten) sammeln und ergänzen sie anschließend ihre Ergebnisse und erläutern sich dabei gegenseitig, inwiefern es sich dabei um Kernideen der Informatik handelt. In Basisgruppen erläutern die Schülerinnen und Schüler ihre unterschiedlichen Teilgebiete, erstellen einen gemeinsamen Zeitstrahl auf einem Plakat und bereiten eine Präsentation im Plenum vor.
3. Gesellschaftliche Auswirkungen (a) Informatische Systeme im Alltag (b) Veränderungen der Arbeitswelt, insbesondere im Ruhrgebiet (c) Erarbeitung grundlegender Begriffe des Datenschutzes in Anknüpfung an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler (d) Diskussion und Bewertung von Fallbeispielen aus dem Themenbereich „Datenschutz“		Beispiel: Änderungen im Alltag und in der Arbeitswelt Die Schülerinnen und Schüler befragen Eltern und Verwandte in Bezug auf ihre heutigen Gewohnheiten im Umgang mit informatischen Systemen im Vergleich zu früher. Beispiele: Wie hat man früher kommuniziert? Was hat sich im Beruf geändert? Welche Kompetenzen werden zukünftig besonders gefragt sein? Beispiel: Änderungen im Alltag und in der Arbeitswelt Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten Fallbeispiele aus ihrer eigenen Erfahrungswelt oder der aktuellen Medienberichterstattung. Materialien: Materialblatt zum Bundesdatenschutzgesetz (Einführungsphase UV VI.1)