Beschlussvorlage (Präsentation - IMP Gemeinderat 17.12.2018)

                                    
                                        Einführung von IMP
(Informatik/Mathematik/Physik)
am

• allgemeine Informationen
• Inhalte des neuen Fachs
• organisatorisch-administrative Fragen

Profile am
Gemeinsame Oberstufe 11/12

Naturwissenschaftliches
Profil

Sprachliches
Profil

Klassenstufen 5-7

1

Wochenstundentafel
Fach
Rel
D
Ek
Gk/Wi
G
1.FS
2.FS
M
Ph
Ch
Bio
Sport
Mu
BK

Klasse 8
1
4
2
2
3
4
4
2
2
1
3
1
1

Klasse 9
2
4
1
3
2
3
3
4
2
2
1
2
1
1

Klasse 10
2
4
1
2
2
3
3
4
2
2
2
2
1
1

Profilfach

4

4

4

Poolstunden
Summe

2
36

1
36

0,5
35,5

Profilfächer am
Gemeinsame Oberstufe 11/12

NWT
(Naturwissenschaft
und Technik)

IMP
(InformatikN E U!
MathematikPhysik)

Spanisch

Latein

Klassenstufen 5-7

2

NWT
Projekt- und Teamarbeit
Inhalte:
• Leben am Bach, Lebensmittelchemie, Elektronik, Robotik,
Holzmaschinenbau, Formel I
neue Methoden:
• … handwerken
• … fertigen mit Maschinen
• … planen, forschen, entwickeln, präsentieren

IMP
•

ein stärker „theoretisches“ Angebot:

Informatik Mathematik Physik

Klasse 8

2WoStd

1

1

Klasse 9

1

1

2

Klasse 10

1

2

1

3

Informatik
Daten und Codierung
• Fehlererkennung, Fehlerkorrektur
• Listen, Bäume und Graphen
• Digitalisierung
• Datenkompression
• Kürzester/schnellster Pfad, Optimierung
Algorithmen
• Programmieren in einer visuellen und einer textuellen Entwicklungsumgebung
• Grundlegende Algorithmen auf Arrays/Listen
• Unterprogramme
• Programmierprojekt
• Datentypen
• Zufallszahlen
• Arrays (eindimensional und mehrdimensional)
• Unterprogramme
• Umgang mit Fehlermeldungen
• Programmcode kommentieren
• Programmbibliotheken verwenden
• Programmierung einer Benutzeroberfläche

Informatik
Rechner und Netze
• Aufbau eines lokalen Rechnernetzes
• Adressierung und Namensauflösung in einem Netzwerk
• Simulation von Rechnernetzen mit geeigneter Software
• Das WWW (Server, Webseiten, Links)
• Wahrheitstafeln, Gatter
• Halbaddierer und Volladdierer
• Lokale und globale Adressierung in Netzwerken
• Routing
• Namensauflösung von globalen Domainnamen
Datensicherheit und Informationsgesellschaft
• Verschlüsselungsverfahren (symmetrisch und asymmetrisch)
• Allgemeine Prinzipien der Kryptographie
• Praktische Anwendung von Verschlüsselung
• Personenbezogene Daten (Umgang und Nutzung)
• Backup-Strategien
• Signierung und Zertifizierung

4

Mathematik
Mathematische Grundlagen der Kryptologie
• vertiefte Behandlung von Stellenwertsystemen
• Erweiterung der Teilbarkeitsregeln, ggT, kgV, Primfaktorzerlegung
• Euklidischer Algorithmus
• Modulo-Operation
• Prüfziffern, Fehlererkennung
• Lösen von Kongruenzgleichungen
• Modulare Multiplikation und das modulare Inverse
• RSA-Verfahren
Aussagenlogik und Graphen
• einfache graphentheoretische Probleme (z. B. Haus des Nikolaus)
• Logikrätsel (z. B. einfache Varianten des „Einstein-Rätsels“)
• Wahrheitstafeln
• Subjunktion
• De Morgan‘sche Regeln begründen
• Zahlentheoretische Eigenschaften und Aussagen begründen und beschreiben

Mathematik
Geometrie
• Geometrische Eigenschaften von Figuren (Winkelweiten, Streckenlängen,
Parallelität, …)
• Geometrische Zusammenhänge erkennen
• Einsatz dynamischer Geometriesoftware
• Ellipse, Parabel und Hyperbel als Ortslinien und als Kegelschnitte beschreiben
Funktionen im Sachkontext
• Lineare Gleichungen, Polygonzüge
• Approximation, Schrittweitensteuerung
• Arithmetische und geometrische Folgen
• Diskrete Wachstumsvorgänge
• Parameterdarstellung zweidimensionaler Kurven, Zykloiden, Kreisen, Ellipsen

5

Physik
Optik und Informationsverarbeitung
• Bilderfassung analog und digital
– dafür Vertiefung der Optik aus BP Physik
– Fermat’sches Prinzip
– Linsengleichung
– dafür Ergänzung der Optik aus BP Physik:
– Optische Geräte
– Totalreflexion
– Glasfaser
– Signalübertragung
Elektrodynamik und Informationsverarbeitung
• Aufbau logischer Schaltungen
• Leitungsvorgänge in Leitern und Halbleitern
• Experimentelle Untersuchung der Funktion elektronischer Bauteile
• Anwendung von Halbleitern
• Funktionsweise eines Transistors
• Untersuchung von Sensoren aus Alltagsgeräten

Physik

Erde und Weltall: Astronomie, Geophysik, Himmelsmechanik und Astrophysik
• Orientierung am Sternenhimmel (u.a. auch mit geeigneten Apps)
• Einfache astronomische Messungen
– dafür Grundlagen:
– Objekte am Himmel
– Sonnensystem, Planeten, Galaxis
– Historischer Wandel in Weltbildern und Arbeitsweisen
• Spektrum des Sonnenlichts
• Oberflächentemperatur von Erde, Mars, Venus (Treibhauseffekt)
• Strahlungsleistung der Sonne
• Simulation zur Erderwärmung erklären und vergleichen
• Gravitation zwischen zwei Körpern
• Fluchtgeschwindigkeit
• Kepler‘sche Gesetze
• Entwicklung eines Sterns
• Transitmethode zum Nachweis von Exoplaneten

6

Physik

Computergestützte Physik
• Modellierung physikalischer Abhängigkeiten
• Iterative Verfahren zur Modellierung
• Vergleich der Ergebnisse aus der Modellierung mit Messwerten
Numerische Verfahren in der Mechanik
• Beschreibung physikalischer Abläufe mithilfe iterativer Verfahren
• Computergestützte Aufzeichnung von Bewegungen
• Bewegungsablauf aus dem Themenbereich der Raumfahrt modellieren

Gremien-Beteiligung:

(1) Die Anhörung des Elternbeirates erfolgte am 25. Oktober 2018.
(2) Die Anhörung der Schulkonferenz erfolgte am 26. November 2018.
(3) Die Gesamtlehrerkonferenz stimmte mit großer Mehrheit am
16. November 2018 für die Einführung von IMP bei 1 Gegenstimme und
8 Enthaltungen.

Der Schulträger stellt nach Zustimmung des Stadtrates einen formlosen
Antrag auf Einrichtung des neuen Profilfaches IMP. Dem Antrag
beizufügen sind folgende Unterlagen bzw. Protokolle:
In der Verantwortung des Schulträgers:
Protokoll der RSE
Protokollauszug des Beschlusses des Gemeinderates.

7

Investitionen:
keine
Lediglich die Hoffnung, womöglich noch Fördermittel aus den
angekündigten Finanztöpfen (Digitalisierung) des Bundes zu
erhalten.

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