Gymnasium Herzogenrath

Physik-Informatik

Allgemeine Informationen Kl. 8

„Informatik“ gilt als die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen mit Hilfe von Rechenan¬lagen und hat, ähnlich wie die Mathematik, grundlegende Bedeutung für viele andere Wissenschafts¬bereiche. Die Informatik hat heute in praktisch allen Bereichen des mo¬dernen Lebens Einzug gehalten. Sie ist in allen Bereichen gegen¬wärtig, in denen eingebettete Systeme die mehr oder weniger intelligente Steuerung übernehmen. Computer können große Datenmengen in kurzer Zeit verwalten, sichern, austauschen und verarbei¬ten. Um dies zu ermöglichen, ist die Interaktion komplexer Hardware- und Softwaresysteme nötig.

Das Fach Informatik in der Fächerkombination Physik/Informatik-WPII verfolgt das Unterrichtsziel, Grundkenntnisse der automatischen Informationsverarbeitung zu vermitteln und diese im zweiten Jahr im Fach Physik wieder aufgreifen zu lassen.
Die angewandte Informatik vermittelt Grundlagen, welche zu den Anforderungen an viele Berufsfelder gehören. Der qualifizierte Umgang mit einem Computer ist schon in der Schule und während des Studiums erforderlich. Fundierte Erfahrungen in diesem Bereich erleichtern das Arbeiten am PC und eröffnen weitere Möglichkeiten.
Die praktische und technische Informatik beschäftigt sich mit der Lö¬sung von konkreten Problemen der Informationsverarbeitung, insbesondere auch mit der Entwicklung von Computerprogrammen in der Software¬technik. Sie liefert grundlegende, anwendbare Lösungs¬konzepte.

 

Unterrichtsvorhaben Klasse 8

  • Tabellenkalkulation (angewandte Informatik)
    • Erstellung und Formatierung von Tabellen (mit MS Excel oder OpenOffice Calc)
    • Durchführung einfacher Kalkulationen
    • Diagramme mit verschiedenen Diagrammtypen
    • Komplexere Kalkulationen (z.B. Wenn-Dann-Verknüpfungen, S-Verweise)
    • Spielerische Anwendungsbeispiele aus der Kryptologie
  • Datenschutz und Datenbanken
    • Datenschutz in vernetzten Informationsgesellschaften, Gefahren der Vernetzung, Rasterfahndung
    • Sortieren, Filtern, Abfragen, Deanonymisieren (mit MS Access oder Openoffice Base)
    • Durchführung eines Planspieles
    • SQL-Abfragen
    • Gesellschaftliche Auswirkungen von Datenspeicherung: Datenschutz, Datenmissbrauch, Datensicherheit
    • Soziale Netzwerke; der „gläserne Mensch“
  • HTML-Seiten im Internet
    • Grundgerüst eines HTML-Dokumentes, Textformatierungen
    • Einfügen und Formatieren von Grafiken und Tabellen in HTML-Dokumenten
    • Verknüpfungen (Links) zu Textstellen, HTML-Dokumenten und Internet-Adressen
    • Frames und CSS (Cascading Style Sheets) zur Strukturierung eines HTML-Dokumentes
    • Durchführung einer HTML-Projektarbeit
  • Einführung in die Grundlagen einer Programmiersprache (VISUAL BASIC)
    • Erstellung ereignisorientierter Programme
    • Formulare/Fenster und Komponenten (z.B. Buttons, Textfelder)
    • Erstellung kleiner Animationen als grafische Anwendung
    • Kontrollstrukturen: Wiederholungen und Verzweigungen
    • Variablen und Datentypen in einer Programmiersprache

 
Allgemeine Informationen Kl. 9

Grundlage soll sein, dass nicht reine Physik betrieben wird (in welcher Form und mit welchem Inhalt auch immer), sondern dass gerade der Informatik- / Computer-Part stärkere Berücksichtigung findet. Heutzutage kommt keine Wissenschaft mehr ohne den Einsatz von Computern aus, sei es nur zur Präsentation von Ergebnissen, zur Erfassung und Auswertung von Messergebnissen oder zur Simulation und Vorhersage von Eigenschaften und Ereignissen.
Diesen zum Teil „grundlegenden“ Skills sollte gerade in einem Kurs Physik/Informatik Rechnung getragen werden! Alle Schülerinnen und Schüler sollen am Ende der zweijährigen Wahlpflichtphase:

  • Messwerte einwandfrei, verständlich und nach wissenschaftlichen Standards graphisch darstellen und präsentieren können
  • Versuche und ihre Ergebnisse mittels neuer Medien aufarbeiten und präsentieren können
  • Messwerte digital aufnehmen, weiter verarbeiten und präsentieren können
  • einfache Simulationen programmieren und präsentieren können

 

Unterrichtsvorhaben Kl. 9.1

  • Aufnahme einfacher Versuchsergebnisse (z.B. Temperaturänderung beim Erhitzen von Wasser mit der Zeit, Spannungsabfall an verschieden Widerständen,…) und Darstellung dieser mit einer Tabellenkalkulation (Excel)
  • Verfassen einer strukturierten Versuchsbeschreibung mit Einbindung von Fotos, Graphiken und den Diagrammen aus der Tabellenkalkulation
  • Erstellen einer Beamer-Präsentation
  • Aufnahme eines zeitabhängigen Experimentes (Fadenpendel, Federpendel, freier Fall…) mittels Digitalkamera (Webcam), Einzelbildanalyse und anschließender Präsentation (Excel, Word, Powerpoint)
  • Digitale Erfassung (Lego Mindstorms NXT) von Messwerten in einer Zeitabhängigkeit, Auswertung dieser und Präsentation (Temperatursensor, Spannungssensor, Stromsensor, Kraftsensor, Lichtsensor,….)

Unterrichtsvorhaben Klasse 9.2

  • Beschreibung und Aufnahme von Schwingungen (Lichtsensoren, Bewegungssensoren, Beschleunigungssensoren)
  • Periodische Bewegungen, harmonische Schwingungen, akustische Schwingungen (Schallsensoren)
  • Energie und Harmonischer Oszillator
  • Elektronische Bauteile, wie z. B. Diode, Triode, Transistor, ect.
  • Projektarbeit zu folgenden möglichen Themen, ersetzt die zweite Klassenarbeit im Halbjahr:
  • Elektronik (Lichtsensor, Bau einer Lasergitarre,…).
  • Programmierung einer Simulation in Visual Basic (Schwingungssimulation,…).