Materialien zu Themen des RLP 1-10

Materialien zu Themen des RLP 1-10

Unterrichtsmaterialien auf dem Bildungsserver Berlin-Brandenburg

Unterrichtsmaterialien weiterer Bildungsportale

Materialien zu den übergreifenden Themen des Rahmenlehrplans mit Bezug zum Fach Informatik

Naturwissenschaften (Übergreifendes Thema)

  • Haus der kleinen Forscher (Klassenstufen 1-4)
    Deutschlands größter Fortbildungsinitiative für Kita, Hort und Grundschule
  • MintMagie - Quelle: mintmagie.de (Klassenstufen 5-10 und Sek II)
    Neues vernetztes MINT-Web-Angebot für SuS: Um in Zeiten der Corona-Krise das Lernen zu Hause zu erleichtern, gibt es das umfangreiche Angebot der Allianz „Wir bleiben schlau!“. Speziell für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik können online vielfältige Aufgaben und Anregungen von verschiedenen Anbietern abgerufen werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die Länder haben diese Initiative gemeinsam mit Wissenschaft, Zivilgesellschaft und Unternehmen ins Leben gerufen.
    Für den Leistungskurs gibt es ein weiterführendes Angebot.
    Die MINT-Angebote können nach Altersstufen und Themenfeldern gefiltert angezeigt werden.

Medienbildung (Übergreifendes Thema)

  • Online-Kurs "Gratis Online Lernen"  - Quelle: imox (alle Klassenstufen)
    In „Gratis Online Lernen“ wird gezeigt, wie es am besten gelingt, sich kostenfrei mit dem Internet weiterzubilden. Tipps + Tricks zum erfolgreichen Selberlernen, beim Suchen von hilfreichen Videos, von kostenfreien Kursen oder anderen Lernangeboten werden dabei gegeben. Einführende Videos, Arbeitsmaterial und kurze Überprüfungsmöglichkeiten bieten Anregungen, Übungs- und Vertiefungsmöglichkeiten. Die Kursteilnahme ist für alle offen und kostenfrei. Voraussetzung für die Teilnahme sind einfache, erste Grundkenntnisse im Umgang mit dem Internet sowie eine E-Mail-Adresse.
  • Digital Lernen Lab - Quelle: digitallearninglab (alle Klassenstufen)
    digitale Unterrichtsbausteine von Lehrkräften für Lehrkräfte mit Suchfunktion.

Verbraucherbildung (Übergreifendes Thema)

Geordnet nach Themen

ITG

Im Land Berlin werden die Kompetenzen der Niveaustufen D und E im Informationstechnischen Grundkurs (ITG) erworben. Diese sind durch die drei Themenfelder Standardsoftware (3.1), Informatiksysteme (3.2) und Leben in und mit vernetzten Systemen (3.3) abgedeckt. Dabei hat das Themenfeld Standardsoftware Priorität.
Im Land Brandenburg werden die Kompetenzen der Niveaustufen D und E durch schulinterne Schwerpunktsetzung erreicht. Dazu treffen die Schulen konkrete Festlegungen.

Themenfeld 3.1 Standardsoftware

  • Objektorientierte Sichtweise bei Standardanwendungen (PDF-Datei - 121 KB)
    Diese etwas ältere tabellarische Übersicht mit den Spalten "Unterthemen und Inhalte" sowie "Methodische Vorschläge / Materialienhinweise"
    bietet Anregungen, die objektorientierte Sichtweise auf verschiedene Anwendungen zu übertragen und zu thematisieren. 

Themenfeld 3.2 Informatiksysteme

  • LEHR-LERN-MATERIAL - KÜNSTLICHE INTELLIGENZ (Link zur TU Dresden)

    Hier finden Lehrkräfte und weitere Interessierte Lehr-Lern-Materialien, um Kindern und Jugendlichen informatische Kompetenzen rund um das Thema Künstliche Intelligenz zu vermitteln. Daneben können Sie durch eine breite Sammlung von Lernressourcen stöbern. Die Zielgruppe reicht vom Primarbereich, SEK I bis zur SEK II. Weiterhin werden unterschiedlichste Tools oder Werkzeuge vorgestellt mit denen im Unterricht zum Thema KI experimentiert, gearbeitet oder gelernt werden kann.

Themenfeld 3.3 Leben in und mit vernetzten Systemen

  • Hack The Web  ist ein lehrplanübergreifendes Rätsel- und Knobelspiel im Stil eines "Capture the Flags". Die Registrierung ist kostenlos und einfach, es reicht die Angabe eines Benutzernamens und Passworts. Bei den Aufgaben geht es meist darum, die richtige Antwort einzugeben. Diese Antwort lässt sich aus der Aufgabenstellung ermitteln, aber aufgepasst: Häufig findet man die Antwort erst, wenn man die Aufgabe aus der Sicht eines Hackers betrachtet. Bereits ab der 7. Jahrgangsstufe können die ersten Einstiegsaufgaben erfolgreich gelöst werden. Gut funktioniert Hack The Web auch in der 9./10. Klasse. Die anspruchsvolleren Aufgaben eigenen sich schließlich besonders für die Oberstufe. Der Zeitbedarf beträgt in der Klasse etwa 30 - 90 Minuten. Danach können die interessierten Schüler:innen zuhause weiterarbeiten.
    Wichtige Hinweise zum Einstieg sind auf der Informationsseite zu finden. Auf der GitHub-Seite liegt der technische Hintergrund.

  • Online-Spiel „Tonis Escape - dem Hacker auf der Spur“ (Herausgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Referat 513 - Vernetzung und Sicherheit digitaler Systeme) 
    Spielerisch mehr über das Thema IT-Sicherheitsforschung erfahren: Das Online-Spiel „Tonis Escape - dem Hacker auf der Spur“ nimmt Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 7 bis 9 mit auf ein spannendes Abenteuer in die Welt der digitalen Zukunft. Es wurde für den Einsatz im Unterricht konzipiert und ermöglicht Jugendlichen, sich in alltagsnahen digitalen Themenwelten spielerisch mit Inhalten zum digitalen Leben heute und in Zukunft auseinanderzusetzen.
    Das Spiel verfolgt ausdrücklich einen Bildungszweck, bei dem der Spielspaß jedoch ein entscheidendes Moment ist: Die Spielenden rezipieren nicht passiv, sondern handeln aktiv. Sie erwerben neue Kenntnisse und lernen systematisches Vorgehen. Begleitend informieren Forscherinnen und Forscher in Videos und Podcasts darüber, wie sich das digitale Leben heute und in Zukunft sicher gestalten lässt und geben spannende Einblicke in ihre Arbeit.
    Die begleitende Handreichung für Lehrkräfte bietet praktische Tipps, wie das Spiel als didaktisches Instrument im Unterricht eingesetzt werden kann.

  • Unterrichtsmaterial zu Fake News (Link zu AppCamps) - empfohlen ab Klassenstufe 8
    In diesem Kurs zu Grundlagen Informatik II  wurden im Themenblock „Informationsgesellschaft und Datensicherheit“ zwei Unterrichtseinheiten zu Fake News erstellt.
    Die erste Sitzung ist eine Einführung ins Thema: Die SchülerInnen erkunden, was Fake News genau sind, woran man sie erkennt und warum sie sich verbreiten. Außerdem erstellen sie eigene Falschmeldungen und erlernen in kleinen Online-Spielen den Umgang damit.
    Für das Abschlussvideo zu dieser Sitzung (siehe Video) kontte die Psychologin Pia Lamberty gewonnen werden. Sie forscht zu Verschwörungsideologien und erklärt, wie Fake News der Gesellschaft schaden und wer in der Bevölkerung für Verschwörungserzählungen besonders empfänglich ist.
    In der zweiten Sitzung geht es vor allem um Deep Fakes, das sind Fälschungen, die für das menschliche Auge auf den ersten Blick kaum noch zu erkennen sind. Im Abschlussvideo zu dieser Sitzung erklärt VERA von den „Digitalen Helden“ noch einmal genau, warum Deep Fakes so problematisch sind.

Themenfeld 3.4 Information und Daten

Themenfeld 3.5: Algorithmisches Problemlösen

  • Wahlverfahren (Klassenstufen 9/10 - OER-Material des Fachset Informatik der iMINT-Akademie) im Rahmen des Fachübergreifenden Themenfeldes Demokratiebildung
    Die Lernaufgabe „Demokratie und Informatik → Gerechtigkeit?" soll das Verfahren der Sitzverteilung bei Wahlen für Schülerinnen und Schüler nachvollziehbar und damit transparent machen. Mittels der in einem Jupyter-Notebook befindlichen Python-Programmcodes kann interaktiv das Ergebnis des jeweiligen Codeabschnitts dargestellt werden. So experimentieren die Schüler mit den vorgegebenen Programmcodes, verändern Sie und können so das Verfahren verstehen, sowie dessen Probleme (Alabama-Paradox, New-State-Paradox und Population-Paradox) beurteilen.

Themenfeld 3.8 Projektmanagment (Wahlthemenfeld)

  • IT2School KI-Module (Link zur externen Webseite, Klassenstufen 8-13), vgl auch Einleitung in die KI-Module (Link zur PDF-Datei)
    • Datenzentrierte Sicht auf KI / auch für Projektwoche zu KI:
      Wenn ein Unterricht mit der Analyse großer Datenmengen mit Verfahren des maschinellen Lernens durchgeführt wird, wird das Modul KI-B3 Schlag den Roboter und das Modul KI-B4 Von Daten und Bäumen (in Arbeit unter Verwendung der Software Orange3). Empfohlen im Anschluss an die Module KI-B1 und KI-B2 oder mindestens in Kombination damit .

    • KI selbst programmieren / auch für Projektwoche zu KI:
      Möchten Sie Verfahren des maschinellen Lernens mit einer Programmiersprache umsetzen, empfehlen wir im Anschluss an Modul KI-B3 das Aufbau-Modul KI-A1 Die Bananenjagd (in Arbeit). In diesem Modul werden die Algorithmen, die die Schüler*innen bereits aus den Unplugged Aktivitäten kennen, in der blockbasierten Programmiersprache Snap! umgesetzt.

Themenfeld 3.9 Physical Computing (Wahlthemenfeld)

  • Ampelhörnchen: Eine Ampelsteuerung mit Scratch (Klassenstufen 7/8- OER-Material des Fachset Informatik der iMINT-Akademie)
    Die Ampelsteuerung ist ein bekanntes Problem aus der Informatik-Didaktik, welches in vielen verschiedenen Kontexten und Programmierumgebungen zur Erklärung vieler sehr unterschiedlicher Konzepte üblich und geeignet ist. Die vorliegende Aufgabe ist zwar von einigen dieser vorhandenen Ansätze inspiriert, verwendet den Kontext Ampelsteuerung aber auf eine neue kreative Weise. Die Schülerinnen und Schüler finden in der Programmierumgebung Scratch eine animierte Kreuzung mit verschiedenen sich bewegenden Verkehrsteilnehmern vor und sollen dann in diesem Rahmen die Steuerung der Ampelanlage an dieser Kreuzung programmieren. Dabei lernen sie die Scratch-Umgebung sowie den Umgang mit Sequenzen und einfachen Wiederholungen kennen. Der Einbezug bewegter Verkehrsteilnehmer und die Erweiterung des Problems Ampelsteuerung auf eine Kreuzung ermöglicht darüber hinaus die Thematisierung von Fragen aus der Verkehrserziehung.

  • Digitales Thermometer (Klassenstufen 7/8 oder 9/10 - OER-Material des Fachset Informatik der iMINT-Akademie,  Lernaufgabe als PDF- und ODT-Datei)
    Die Schülerinnen und Schüler erfahren anhand einer einfachen Schaltung und eines kurzen Programms, wie die Messung analoger Spannungen mit einem Mikrocontroller durchgeführt und digital verarbeitet werden kann. Das kurze Modul ist vielseitig erweiterbar, denn sobald die Schaltung aufgebaut ist, kann die Mess-Software beliebig erweitert werden, um z.B. für Überhitzung zu warnen oder das Raumklima zu regeln.

  • „Wie kommt mein Puls auf das Smartphone?" - Bau eines Pulsmessgerätes mit dem Arduino (Klassenstufen 9/10 - OER-Material des Fachset Informatik der iMINT-Akademie, moodle-Kurs)
    Die selbstständige Überwachung medizinischer Parameter wird seit der Verfügbarkeit von Fitness-Trackern mehr und mehr zum Mainstream. Das Modul behandelt die Funktion, den Aufbau und die Programmierung eines optischen Pulsmessgerätes. Die Entwicklung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Fachset Biologie.

  • „iSolar – die intelligente Solarzelle“ (Klassenstufen 9/10 - OER-Material des Fachset Informatik der iMINT-Akademie, moodle-Kurs)
    Erneuerbare Energie aus Sonnenlicht, doch bitte so effizient wie möglich! Im vorliegenden Unterrichtsmodul stellen die Schülerinnen und Schüler selbstständig einen Versuchsaufbau her, der eine Solarzelle immer im optimalen Winkel zur Sonne hält. Dazu wird die Arduino-Experimentierplattform in Verbindung mit zwei Modellbau-Stellmotoren genutzt. Die verwendeten Materialien sind einfach erhältlich und kostengünstig. Während der Durchführung mehrerer aufeinander aufbauender Experimente lernen die Schülerinnen und Schüler, wie sie Programme zur Spannungsmessung und Motorsteuerung schreiben und auf den Arduino-Mikrocontroller überspielen können. Die Programme sind einfach gehalten und für Programmier-Einsteiger geeignet. Der Aufbau der Experimente ist in übersichtlichen Schritt-für-Schritt-Anleitungen dargestellt

Themenfeld 3.10 Digitale Bilder und Visualisierung (Wahlthemenfeld)

Grundlagen der Informatik

Netzwerke

  • Informatik erLeben - Einheit zu Netzen
    Die Informatik erLeben-Einheit zu Netzen bietet derzeit fünf aufeinander aufbauende Lernmodule, welche aber auch unabhängig von einander durchgeführt werden können:
    • N1 - Stille Post (Kindergarten / Volksschule / Sekundarstufe I)
    • N2 - Kommunikationsregeln (gemeinsame Protokolle) (Volksschule / Sekundarstufe I)
    • N3 - Postbotenspiel (Adressierung in Netzwerken) (Volksschule / Sekundarstufe I)
    • N4 - Adressierung und Protokolle (Sekundarstufe I) 

Daten & Co

  • Jugend und Internet (Medienkompetenz ab der Klassenstufe 5 bei erlebe IT)

    Das Projekt »Jugend und Internet« befasst sich mit gezielt ausgewählten Beispielen rechtlicher, präventiver und gefährdender Besonderheiten der Internetnutzung. Dabei werden grundlegende Kompetenzen zu den Themen Urheberrecht, Hate Speech, Fake News, Cybermobbing, Sexting und Datenschutz exemplarisch in einer Gruppenarbeit erlernt und in einem anschließenden Rollenspiel umgesetzt. Zielgruppe: Schüler*innen ab der Klassenstufe 5 Dauer: 5 Unterrichtsstunden
    Projekt-Bausteine
    Baustein 1: Einführung und Auseinandersetzung mit dem Thema Medien
    Baustein 2: Wie funktionieren Suchmaschinen?
    Baustein 3: Gruppenarbeit »Gefahren im Netz«
    Baustein 4: Rollenspiel und Abschluss

  • YouTube (Medienkompetenz-Workshop ab Klassenstufe 7 bei erlebe IT)

    Das Projekt »YouTube« befasst sich mit einem speziellen Phänomen der gegenwärtigen Jugendkultur. Nach den Befragungen der aktuellen KIM- und JIM-Studie vom Medienpädagogischen Forschungsverband Südwest aus dem Jahr 2019, ist YouTube das mit Abstand beliebteste Internetangebot bei Kindern und Jugendlichen. Im Rahmen dieser Projekteinheit soll grundlegendes Wissen zum Thema YouTube und dazugehörigen Finanzierungsmodellen vermittelt werden. Im Sinne einer ganzheitlichen Medienpädagogik wird über die Produktion eigener kleiner Clips die Machart und Wirkung von YouTube-Formaten hinterfragt und verstanden.
    Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler ab der Klassenstufe 7. Dauer: 6–7 Unterrichtsstunden.

  • BigData (Medienkompetenz-Workshop ab Klassenstufe 8 bei erlebe IT)

    Das Projekt »Big Data« setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit einem aktuell viel diskutierten Phänomen auseinander. Das digitale Sammeln und Auswerten von (persönlichen) Daten, vorwiegend zu Werbezwecken, bezeichnet man als »Big Data«. Besonders Suchmaschinen und soziale Netzwerke gelten als riesige Datensammler und -verwerter. Dabei liegt es in der Hand einer jeden einzelnen Person, welche Daten sie online preisgibt, aber auch welche Daten über Firmen und soziale Kontakte online verbreitet werden. In der Auseinandersetzung mit diesem komplexen Thema sollen die Teilnehmenden befähigt werden, ihren individuellen Maßstab zur Wahrung der Persönlichkeitsrechte bei der Mediennutzung zu finden.
    Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler ab der Klassenstufe 8. Dauer: 5 Unterrichtsstunden

  • Rund um Daten (empfohlen ab Klassenstufe 8, bei App Camps)
    Drei Module zum Thema Rund um Daten. Insgesamt stehen Unterlagen für zehn Unterrichtseinheiten zur Verfügung. Diese können auch einzeln genutzt werden: Daten und Internet, Datenschutz und Datensicherheit, Big Data, Smart Home & Open Data
  • Datenbanken und SQL (empfohlen ab Klassenstufe 10, bei App Camps)
    Vier Unterrichtseinheiten zum Thema Datenbanken und SQL

HTML & CO

  • Webseiten entwickeln mit HTML & CSS (empfohlen ab Klassenstufe 9, bei App Camps)
    In bis zu drei Sitzungen entwickeln die Jugendlichen verschiedene Webseiten (z.B. eine Seite über sich, eine Seite über eine Stadt und eine Seite mit den Lieblingsvideos). Dazu wird mit einem frei verfügbaren Online Editor gearbeitet. Die Ergebnisse sind sofort sichtbar.
    Inhalte für drei Unterrichtseinheiten sind folgende Informatik-Konzepte: HTML Grundlagen, HTML Tags (u.a. Absätze, Überschriften, Divs, Bilder, Videos), Zusammenspiel HTML & CSS, CSS Grundlagen, CSS Selektoren (Classes und IDs), CSS Box Model. Wichtige HTML Elemente und CSS Eigenschaften, die im Kurs vorkommen, können gibt es im Überblick.

Einstiege in die Programmierung

  • Programmieren für Anfänger (Scratch, Kara, Karol, Python)
  • Materialien zur Entwicklungsumgebung Scratch 
  • Die Schülerinnen und Schüler lernen mittels einer grafischen Programmiersprache ihre erste eigene App zu entwickeln.
  • App Entwicklung mit JavaScript - AppLab (bei App Camps)
    SuS arbeiten mit grafischer und textbasierter Programmiersprache. Mit dem App Lab machen sie erste Schritte mit JavaScript. Dabei können Apps für das Smartphone (iOS und Android) entwickelt werden. Inhalt für vier Doppelstunden (4 x 90 Minuten): Wahrheitskugel, Schere-Stein-Papier, Vokabelapp, Fang das Schwein
  • Erste Schritte in Python (ab Klassenstufe 9 - bei AppCamps)
    Durch viele praktische Übungen, lernen Ihre Schülerinnen und Schüler die Grundlagen der Programmiersprache Python. In den Unterrichtseinheiten werden neben den Grundlagen zu Python auch wichtige theoretische Grundlagen fürs Programmieren besprochen. Jugendliche lernen mit Variablen und verschiedenen Datentypen umzugehen. Sie lernen Grundlagen zur Ein- und Ausgabe in Python. Außerdem lernen die Schülerinnen und Schüler die wichtigsten Grundlagen, um Programme logisch sinnvoll zu schreiben. Sie erfahren, wann man Schleifen einsetzt und wie man Schleifen sinnvoll mit Verknüpfungen und logischen Operatoren verbinden kann. Mithilfe des Kurses lernen die Jugendlichen wichtige Kompetenzen, um Programmiercode zu verstehen und auch komplexe Problemstellungen zu lösen.
  • Einstieg in Python (Programmier-Workshop ab Klassenstufe 7, mindestens 4 Unterrichtsstunden, bei erlebe IT)
    Das Projekt gliedert sich in zwei Bausteine (Grundlagen des Programmierens und Programmieren mit Python) auf, die von den durchführenden Lehrkräften variabel eingesetzt werden können. Das Baustein-Prinzip dient dazu, diese individuell für den eigenen Unterricht anpassen zu können. Die Lehrkräfte können also entweder das Projekt mit seinen beiden Bausteinen in Gänze durchführen oder einzelne Bausteine weglassen, anpassen oder mit Bausteinen anderer Projekte des »erlebeIT«-Repertoires austauschen. Beachten Sie, dass die Umsetzung und Erprobung neuer Methoden mehr Zeit als hier angegeben in Anspruch nehmen kann.
  • Projekt: Das intelligente Haus mit Lego NXT
  • Programmieren lernen für den Physikunterricht mit Processing (Link zur Seite von Walter Stein)
    Das Buch „Programmieren lernen für den Physikunterricht mit Processing“ von Walter Stein richtet sich an Physikschüler/innen und Physiklehrer/innen der gymnasialen Oberstufe. Allerdings ist es anhand zahlreicher Beispiele, die sich über die Physik der gesamten Oberstufe erstrecken, auch für den Informatikunterricht interessant, da sich  der Leser die hierzu notwendigen Programmierkenntnisse selbstständig aneignen kann. Als leicht zu erlernende Programmiersprache wurde die kostenlose Programmiersprache Processing gewählt. Sie enthält eine eigene Entwicklungsumgebung und eignet sich besonders gut zur Erstellung von Grafiken, Animationen und physikalischen Simulationen. Durch dieses optische Feedback wirkt sie gerade auf Programmieranfänger sehr stark motivierend.
  • Programmieren im Kunstunterricht mit p5.js (Link zur Seite von Walter Stein)
    Für die Programmierübungen wird in diesem Buch die JavaScript-Bibliothek p5.js benutzt. Sie wurde von der Künstlerin und Programmiererin Lauren McCarthy, aufbauend auf der Software Processing, geschaffen und verfolgt auch deren Ziel: Künstlern, Designer, Lehrern sowie Programmier­anfängern ein Mittel an die Hand zu geben, mit dem sie recht einfach ihre Ideen digital in Kunstwerke umsetzen können. Mit p5.js benutzt man aber nicht einfach ein fertiges Zeichen­programm oder Bildbearbeitungsprogramm. Mit p5.js baut man sich seine Werkzeuge zur kreativen Gestaltung selbst und erschließt sich so neue gestalterische Möglichkeiten, deren Ergebnis man in einem Webbrowser der Weltöffentlichkeit zeigen kann. Das vorliegende Buch enthält auf seinen 138 Seiten 96 Beispielprogrammen und 50 Übungsaufgaben und ist gedacht als Mut­macher für den Einstieg in die große Welt der digitalen Kunst.
     

Weiterführende Themen

  • Augmented Reality entdecken und erforschen (empfohlen ab Klassenstufe 8, bei App Camps)
    Schülerinnen und Schülern entdecken die Augmented Reality (AR) praktisch. Es gibt digitale Unterrichtsmaterialien für den Unterricht rund um das Thema Virtuelle und Augmented Realität. Der Basiskurs mit drei Sitzungen beinhaltet folgende Themen:
      - Einführung AR Plattform Metaverse Studio, AR Quiz nachbauen
      - Beispiele AR Anwendungen und Erarbeiten von eigenen Inhalten
      - Eigenes AR Quiz erstellen.
    Durch praktische Übungen, lernen Schülerinnen und Schüler Grundlagen zu diesen und weiteren Aspekten: Grundlagen zu Erstellung eigener AR Anwendungen, Kollaboratives Arbeiten, Interdisziplinäre Arbeitswerkzeuge, Verständnis für digitale Social Media Anwendungen.
    Kinder und Jugendliche setzen sich mithilfe der Unterlagen aktiv mit diesen Themen auseinander. Sie recherchieren, präsentieren und diskutieren.

 

Weitere Überblicke  

 

Redaktionell verantwortlich: André Koch, LIBRA

André Koch, LIBRA