Handbuch für Informatiklehrer

9. Klasse, 4. Viertel (7-8 Unterrichtsstunden)

Themen:

1. Projektaktivitäten: Erstellen von Einzel- oder Gruppenprojekten (z. B. einer Webanwendung, einer Datenbank oder einem Multimediaprojekt), Integration von Programmier-, Webentwicklungs- und Datenwissenschaftskenntnissen.
2. Arbeiten mit Big Data: Datenanalyse, Datenvisualisierung, Einsatz von Tools zur Verarbeitung großer Informationsmengen.
3. Cybersicherheit: Daten online schützen, Grundlagen der Kryptographie, Cyberangriffe verhindern, bewusster Umgang mit Internetressourcen und sozialen Netzwerken.

Lektion 1: Projektaktivitäten planen

Zweck:
Einführung der Studierenden in die Phasen der Projektaktivität und Verteilung von Aufgaben zur Erstellung von Einzel- oder Gruppenprojekten.

Unterrichtsplan:

1. Phasen der Projektentwicklung (10 Min.).
   • Definieren des Ziels des Projekts: Was soll erstellt werden (Webanwendung, Datenbank, Multimediaprojekt).
   • Arbeitsschritte: Anforderungserhebung, Planung, Umsetzung, Test, Präsentation.
2. Projektthemen auswählen (15 Min.).
   • Projektideen: Website, Datenbuchhaltungsanwendung, Multimediaprojekt mit Video und Ton.
   • Diskussion technischer Anforderungen: Eingesetzte Technologien (HTML, CSS, JavaScript, Datenbanken).
3. Praktische Arbeit (15 Min.).
   • Einteilung in Gruppen (sofern es sich bei dem Projekt um ein Gruppenprojekt handelt), Rollenverteilung im Team (Programmierer, Designer, Analyst).
   • Erste Schritte mit dem Projektplan: Erstellen der Projektstruktur und -aufgaben.

Hausaufgabe:
Bereiten Sie eine detaillierte Beschreibung des Projekts vor, einschließlich Ziel, Technologie und erwartetem Ergebnis.

Lektion 2: Arbeiten mit Big Data – Grundlagen der Datenanalyse

Ziel:
Einführung in die Prinzipien der Big-Data-Analyse und Vermittlung der Verwendung von Tools für die Arbeit mit großen Informationsmengen.

Unterrichtsplan:

1. Grundlagen der Arbeit mit Big Data (10 Min.).
   • Was ist Big Data, Anwendungsbeispiele (Wirtschaft, Wissenschaft, soziale Netzwerke).
   • Hauptaufgaben: Daten sammeln, filtern, sortieren, analysieren.
2. Tools zur Datenanalyse (10 Min.).
   • Programme für die Arbeit mit Big Data (z. B. Google Sheets, Excel, spezielle Tools).
   • Eine Einführung in die Grundlagen der Arbeit mit großen Tabellen und Diagrammen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Filtern, Sortieren und Analysieren von Daten am Beispiel eines wirklich großen Datensatzes (z. B. Arbeiten mit einer Datentabelle).

Hausaufgabe:
Analysieren Sie einen ausgewählten Datensatz mithilfe von Filtern und Sortieren und erstellen Sie Visualisierungen (Diagramme).

Lektion 3: Datenvisualisierung

Ziel:
Schülern beibringen, Daten für ein besseres Verständnis und eine bessere Analyse zu visualisieren.

Unterrichtsplan:

1. Was ist Datenvisualisierung (10 Min.)?
   • Warum brauchen Sie Visualisierung: Beispiele (Diagramme, Grafiken, Karten).
   • Prinzipien zum Erstellen von Visualisierungen: Auswahl eines Diagramms, Datengenauigkeit, Interpretation.
2. Tools zur Datenvisualisierung (10 Min.).
   • Verwendung von Grafiken und Diagrammen in Tabellenkalkulationen (Google Sheets, Excel).
   • Beispiele für die Erstellung interaktiver Visualisierungen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen Sie verschiedene Arten von Diagrammen basierend auf einem Datensatz und interpretieren Sie die Ergebnisse.

Hausaufgabe:
Bereiten Sie einen Datenbericht mit Visualisierung vor und wählen Sie die visuellsten Möglichkeiten zur Darstellung von Informationen aus.

Lektion 4: Grundlagen der Cybersicherheit – Online-Datenschutz

Ziel:
Vermittlung der Grundlagen der Cybersicherheit und des Datenschutzes im Internet.

Unterrichtsplan:

1. Internetbedrohungen und Datenschutz (10 Min.).
   • Hauptbedrohungen im Internet: Phishing, Viren, Cyberangriffe.
   • Praktische Tipps zum Schutz: Verwendung von Antivirenprogrammen, komplexen Passwörtern, Zwei-Faktor-Authentifizierung.
2. Grundlagen der Kryptographie (10 Min.).
   • Was ist Kryptographie: Datenverschlüsselung, symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung.
   • Beispiele für den Einsatz von Kryptografie zum Schutz von Daten im Netzwerk.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen und verwenden Sie sichere Passwörter.
   • Ein Beispiel für die Arbeit mit Datenverschlüsselung (mit einer einfachen Verschlüsselungsmethode).

Hausaufgabe:
Erforschen Sie moderne Methoden von Cyberangriffen und erstellen Sie einen kurzen Bericht über Methoden zum Schutz davor.

Lektion 5: Präventive Maßnahmen gegen Cyberangriffe

Ziel:
Schülern beibringen, wie sie Cyberangriffe verhindern und sich online sicher verhalten können.

Unterrichtsplan:

1. Cyberangriffe und Möglichkeiten, sie zu verhindern (10 Min.).
   • Hauptangriffsarten: DDoS, SQL-Injections, Angriffe auf schwache Passwörter.
   • So schützen Sie Ihr System: Verwendung von Sicherheitstools, Aktualisierung von Software, Netzwerküberwachung.
2. Sicherheit in sozialen Netzwerken und Instant Messengern (10 Min.).
   • Gefahren sozialer Netzwerke: Offenlegung persönlicher Daten, Nutzung gefälschter Accounts.
   • Praktische Sicherheitstipps: Überprüfen Sie Ihre Datenschutzeinstellungen und gehen Sie bewusst mit der Veröffentlichung von Informationen um.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Analyse von Beispielen für Angriffe auf Datenbanken und Untersuchung des Schutzes vor SQL-Injections.
   • Einrichten der Privatsphäre von Konten in sozialen Netzwerken.

Hausaufgabe:
Bereiten Sie einen Aufsatz über Cyberangriffe vor und schlagen Sie Abwehrmethoden für verschiedene Situationen vor.

Lektion 6: Projektentwicklung – Umsetzungsphase

Ziel:
Weiter am Projekt arbeiten und sich auf dessen Umsetzung konzentrieren.

Unterrichtsplan:

1. Phasen der Projektumsetzung (10 Min.).
   • Erinnerung an Projektstruktur und Aufgaben.
   • Die Bedeutung von Tests und Debugging in der Implementierungsphase.
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Projektumsetzung: Arbeiten mit Programmcode, Daten, Design und Multimedia.
   • Den Code auf Fehler prüfen, Funktionen verbessern.

Hausaufgabe:
Schließen Sie den Hauptteil des Projekts ab und bereiten Sie es für den Test vor.

Lektion 7: Testen und Abschließen des Projekts

Ziel:
Lernen, wie man ein Projekt testet, Fehler behebt und sich auf eine Präsentation vorbereitet.

Unterrichtsplan:

1. Projekttests (10 Min.).
   • Grundlegende Testansätze: Überprüfung der Funktionalität, Stabilität, Benutzeroberfläche.
   • So finden und beheben Sie Fehler.
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Projekttests: Durchführung von Funktionstests.
   • Verfeinerung und Korrektur gefundener Fehler, Verbesserung der Benutzeroberfläche.

Hausaufgabe:
Bereiten Sie das Projekt für die Präsentation vor: Endkontrolle und Feinschliff.

Lektion 8: Präsentation und Verteidigung von Projekten

Zweck:
Bewerten Sie die Arbeit der Studierenden, geben Sie Feedback zu ihren Projekten und fassen Sie die Ergebnisse zusammen.

Unterrichtsplan:

1. Präsentation von Projekten (25 Min.).
   • Jede Gruppe oder jeder einzelne Schüler stellt sein Projekt vor und demonstriert dessen Funktionalität und Design.
   • Diskussion von Problemen und Lösungen, die während des Erstellungsprozesses aufgetreten sind.
2. Auswertung und Diskussion (15 Min.).
   • Feedback des Lehrers und der Mitschüler: Kreativität, Qualität der Ausführung, Einhaltung der gestellten Aufgaben.
   • Zusammenfassung der Ergebnisse des Quartals und Diskussion der gewonnenen Erkenntnisse.

Hausaufgabe:
Erstellen Sie einen Bericht über die Ergebnisse des Projekts und beschreiben Sie die Phasen seiner Entstehung und die zu lösenden Probleme.

Dieses Handbuch hilft Schülern der 9. Klasse, Fähigkeiten in der Designarbeit, im Umgang mit Big Data und in der Cybersicherheit zu entwickeln und dieses Wissen in ihre Projekte zu integrieren.

Handbuch für Informatiklehrer

9. Klasse, 3. Viertel (8 Unterrichtsstunden)

Themen:

1. Client-Server-Technologien: Grundlagen der Arbeit mit Server und Client, Konzept der Server- und Clientsprachen, Interaktion mit dem Server über HTTP-Anfragen.
2. Programmierung: Einführung in die objektorientierte Programmierung (OOP) – Erstellen von Klassen, Objekten, Vererbung, Polymorphismus.
3. Arbeiten mit Multimediadateien: Erstellen und Bearbeiten von Multimediaprojekten (Video, Grafiken, Ton), Verwendung von Multimediatechnologien in Projektaktivitäten.

Lektion 1: Einführung in Client-Server-Technologien

Ziel:
Den Studierenden die Grundprinzipien der Client-Server-Architektur und des HTTP-Protokolls näherbringen.

Unterrichtsplan:

1. Client-Server-Architektur (10 Min.).
   • Das Konzept von Client und Server, Aufgabenverteilung zwischen Client und Server.
   • Beispiele: Webbrowser, Websites, Datenbanken.
2. HTTP-Protokoll (10 Min.).
   • Grundlagen des HTTP-Protokolls: Anfragen und Antworten.
   • Statuscodes, Anforderungsmethoden ( GETusw. POST).
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Ein Beispiel für eine HTTP-Anfrage und deren Analyse (z. B. Verwendung von Browser-Tools zur Analyse von Netzwerkanfragen).
   • Arbeiten mit einfachen Anfragen und Antworten.

Hausaufgabe:
Erkunden Sie mehrere Websites, analysieren Sie HTTP-Anfragen und -Antworten mithilfe von Browser-Entwicklertools.

Lektion 2: Interaktion mit dem Server über HTTP-Anfragen

Ziel:
Den Schülern die Grundlagen des Sendens und Empfangens von Daten über HTTP vermitteln.

Unterrichtsplan:

1. HTTP-Anfragen und Interaktion mit dem Server (10 Min.).
   • So senden Sie Anfragen an den Server und empfangen Daten.
   • Grundlagen der Interaktion mit API (am Beispiel einer öffentlichen API).
2. Arbeiten mit einer einfachen API (10 Min.).
   • Ein Beispiel für das Anfordern von Daten von einer öffentlichen API (zum Beispiel zum Abrufen von Wetter oder Nachrichten).
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Schreiben eines einfachen Skripts, das eine Anfrage an den Server sendet und Daten empfängt (z. B. mit JavaScript oder Python).

Hausaufgabe:
Recherchieren Sie die Dokumentation für die ausgewählte öffentliche API und bereiten Sie ein Beispiel für Anfragen zum Abrufen von Daten vor.

Lektion 3: Einführung in die objektorientierte Programmierung (OOP)

Ziel:
Den Schülern die Grundprinzipien von OOP näherbringen: Erstellen von Klassen und Objekten.

Unterrichtsplan:

1. Was ist OOP (10 Min.).
   • Grundkonzepte: Klassen, Objekte, Attribute, Methoden.
   • Vorteile von OOP: Datenstrukturierung, Code-Wiederverwendung.
2. Ein Beispiel für die Erstellung einer Klasse und von Objekten (10 Min.).
   • Beispiel in Python oder JavaScript: Einfache Klasse erstellen, Objekte erstellen, mit Attributen und Methoden arbeiten.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Schreiben eines Programms mit einer Klasse und Objekten (z. B. der Klasse „Auto“ mit Attributen und Methoden).

Hausaufgabe:
Erstellen Sie eine Klasse für das ausgewählte Objekt (z. B. „Telefon“, „Tier“) und implementieren Sie deren Attribute und Methoden.

Lektion 4: Vererbung und Polymorphismus in OOP

Ziel:
Untersuchung von Vererbung und Polymorphismus in der objektorientierten Programmierung.

Unterrichtsplan:

1. Vererbung (10 Min.).
   • Das Konzept der Vererbung: Vererbungsklassen erstellen, Methoden überschreiben.
2. Polymorphismus (10 Min.).
   • Das Konzept des Polymorphismus: Arbeiten mit Methoden in Nachkommenklassen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen einer Basisklasse und mehrerer abgeleiteter Klassen (z. B. „Fahrzeug“, „Auto“, „Flugzeug“).

Hausaufgabe:
Erweitern Sie das Vererbungsprojekt, indem Sie eine weitere Vererbungsklasse hinzufügen und zusätzliche Methoden implementieren.

Lektion 5: Multimediadateien bearbeiten – Arbeiten mit Grafiken

Ziel:
Vermittlung der Grundlagen der Bildbearbeitung mit Grafikprogrammen.

Unterrichtsplan:

1. Grundlagen der Arbeit mit Grafikeditoren (10 Min.).
   • Grafikprogramme: GIMP, Adobe Photoshop oder andere.
   • Grundlegende Werkzeuge: Auswahl, Zuschneiden, Ebenen, Filter.
2. Beispiel einer Bildbearbeitung (10 Min.).
   • Ein Beispiel für die Bildbearbeitung: Größe ändern, Zuschneiden, Text hinzufügen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Aufgabe: Bearbeiten Sie ein Bild, indem Sie Text und Effekte hinzufügen.

Hausaufgabe:
Führen Sie die Bildbearbeitung durch und bereiten Sie eine Präsentation Ihrer Arbeit vor.

Lektion 6: Arbeiten mit Multimediadateien – Audio- und Videobearbeitung

Ziel:
Einführung in die Grundlagen der Arbeit mit Audio- und Videoeditoren.

Unterrichtsplan:

1. Grundlagen der Audiobearbeitung (10 Min.).
   • Audiobearbeitungsprogramme (z. B. Audacity).
   • Grundlegende Werkzeuge: Zuschneiden, Normalisieren, Effekte hinzufügen.
2. Grundlagen der Videobearbeitung (10 Min.).
   • Videobearbeitungsprogramme (z. B. OpenShot, Adobe Premiere).
   • Grundlegende Werkzeuge: Bearbeitung, Übergänge, Arbeiten mit Ton.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Aufgabe: Erstellen Sie ein kurzes Videoprojekt mit Musik, Titeln und Schnitt.

Hausaufgabe:
Verbessern Sie Ihr Videoprojekt, indem Sie zusätzliche Effekte hinzufügen oder die Bearbeitung verbessern.

Lektion 7: Anwendung multimedialer Technologien in Projektaktivitäten

Ziel:
Zu lehren, wie man Multimedia-Technologien zur Erstellung von Projekten nutzt.

Unterrichtsplan:

1. Beispiel eines Multimedia-Projekts (10 Min.).
   • Analyse eines Multimedia-Projekts: Verwendung von Grafik, Ton, Video in einem Projekt.
2. Entwerfen eines Multimedia-Projekts (10 Min.).
   • So planen Sie ein Multimedia-Projekt: Themenauswahl, Materialsammlung, Arbeitsschritte.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Beginn der Arbeit am Projekt: Auswahl eines Themas und Beginn der Arbeit zur Erstellung eines Multimediaprodukts (Video, Diashow usw.).

Hausaufgabe:
Arbeiten Sie weiter an einem Multimedia-Projekt und sammeln Sie zusätzliche Materialien und Elemente.

Lektion 8: Abschließen und Schützen eines Multimedia-Projekts

Ziel:
Ein Multimedia-Projekt abschließen und präsentieren.

Unterrichtsplan:

1. Abschluss des Projekts (20 Min.).
   • Die Schüler schließen ihre Projekte ab: Sie geben ihnen den letzten Schliff und bearbeiten sie abschließend.
2. Präsentation von Projekten (20 Min.).
   • Der Klasse Projekte vorstellen und im Projekt verwendete Ideen und Technologien diskutieren.
3. Auswertung und Diskussion (10 Min.).
   • Bewertung der Arbeit: Kreativität, Einsatz von Technologie, Endergebnis.

Hausaufgabe:
Erstellen Sie einen Bericht über das Projekt, in dem Sie die Arbeitsschritte und die verwendeten Technologien beschreiben.

Dieses Handbuch ermöglicht es Schülern der 9. Klasse, die Grundprinzipien der Client-Server-Technologien, OOP und der Arbeit mit Multimediadateien zu beherrschen und sie in Projektaktivitäten anzuwenden.

Handbuch für Informatiklehrer

9. Klasse, 2. Viertel (7–8 Unterrichtsstunden)

Themen:

1. Arbeiten mit Datenbanken: Erstellen und Verwalten von Datenbanken, Entwerfen von Tabellen, Erstellen von Abfragen in SQL, Datennormalisierung.
2. Programmierung: Arbeiten mit Dateien, Dateneingabe und -ausgabe, Erstellen von Programmen zur Verarbeitung von Textinformationen.
3. Webentwicklung: Erstellen interaktiver Seiten mit HTML, CSS, JavaScript. Grundlagen der Arbeit mit Formularen, Ereignissen, Verarbeitung von Daten aus Webformularen.

Lektion 1: Einführung in Datenbanken und Tabellendesign

Ziel:
Einführung der Studierenden in Datenbankgrundlagen, Tabellendesign und grundlegende Konzepte.

Unterrichtsplan:

1. Was ist eine Datenbank (10 Min.).
   • Definition von Datenbanken, deren Zweck und Verwendung.
   • Relationale Datenbanken: Tabellen, Zeilen, Spalten.
2. Tische entwerfen (10 Min.).
   • Tabellenstruktur: Felder, Datentypen (Text, Zahl, Datum usw.).
   • Primärschlüssel und sein Zweck.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Entwerfen und erstellen Sie eine einfache Datentabelle (z. B. eine Tabelle mit Schülerdaten).

Hausaufgabe:
Erstellen Sie ein Tabellenprojekt für ein ausgewähltes Thema (z. B. Bibliothek, Geschäft) und beschreiben Sie die Felder und ihre Typen.

Lektion 2: Abfragen in SQL erstellen

Ziel:
Grundlegende SQL-Befehle für die Arbeit mit Datenbanken erlernen.

Unterrichtsplan:

1. Einführung in SQL (10 Min.).
   • Grundlegende SQL-Befehle: CREATE, INSERT, SELECT, UPDATE, DELETE.
2. Ein Beispiel für die Arbeit mit Anfragen (10 Min.).
   • Beispielabfragen zum Erstellen und Ändern von Daten in einer Tabelle.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen Sie eine Datenbank und führen Sie grundlegende Abfragen mit SQL aus: Hinzufügen von Daten zu einer Tabelle, Abrufen von Daten, Aktualisieren und Löschen von Daten.

Hausaufgabe:
Bereiten Sie eine Liste mit SQL-Abfragen vor, um mit der in der Hausaufgabe der letzten Lektion erstellten Tabelle zu arbeiten.

Lektion 3: Daten normalisieren

Ziel:
Untersuchung des Konzepts der Datennormalisierung in Datenbanken und wie es die Struktur von Tabellen verbessert.

Unterrichtsplan:

1. Was ist Normalisierung (10 Min.)?
   • Das Konzept der Normalisierung, Normalisierungsstufen (1NF, 2NF, 3NF).
   • Wie die Normalisierung dazu beiträgt, Datenduplizierungen zu vermeiden und die Datenbankstruktur zu verbessern.
2. Beispiele für Normalisierung (10 Min.).
   • Beispiele für normalisierte und nicht normalisierte Tabellen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Durchführen einer Datenbanknormalisierungsaufgabe: Aufteilen von Daten in mehrere Tabellen und Erstellen von Beziehungen zwischen ihnen.

Hausaufgabe:
Normalisieren Sie bei Bedarf die erstellte Datenbank und erstellen Sie die Struktur in Form mehrerer zusammengehöriger Tabellen neu.

Lektion 4: Programmieren – Arbeiten mit Dateien

Ziel:
Den Schülern beibringen, mit Dateien zu arbeiten und Daten mithilfe von Programmen ein- und auszugeben.

Unterrichtsplan:

1. Grundlagen der Arbeit mit Dateien (10 Min.).
   • Eingabe und Ausgabe von Daten in Textdateien.
   • Öffnen, Lesen, Schreiben und Schließen von Dateien in der Programmierung (z. B. Python).
2. Beispiele für die Arbeit mit Dateien (10 Min.).
   • Beispiele für Programme, die Daten in Textdateien lesen und schreiben.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Schreiben eines Programms, das Daten aus einer Textdatei liest und das Verarbeitungsergebnis in einer neuen Datei speichert (z. B. Wortanzahl oder Zeilenanzahl).

Hausaufgabe:
Schreiben Sie ein Programm zum Verarbeiten einer Textdatei, das bestimmte Vorgänge ausführt (z. B. nach einer Zeichenfolge suchen, Wörter löschen oder ersetzen).

Lektion 5: Programme zur Verarbeitung von Textinformationen erstellen

Ziel:
Kenntnisse im Umgang mit Textdateien, Datenverarbeitung und Automatisierung vertiefen.

Unterrichtsplan:

1. Textdatenverarbeitung (10 Min.).
   • Textverarbeitung: Wörter ersetzen, Zeilen löschen, Zeichen und Wörter zählen.
   • Lesen und Schreiben großer Textdateien.
2. Beispielprogramme (10 Min.).
   • Ein Beispielprogramm zum Suchen und Ersetzen von Text sowie zum Zählen von Wörtern.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen eines Editorprogramms zur Textverarbeitung: Suchen, Ersetzen, Löschen, Berichte erstellen.

Hausaufgabe:
Modifizieren Sie ein Editorprogramm für die Textverarbeitung mit erweiterten Funktionen (z. B. Hinzufügen und Speichern von Änderungen in einer separaten Datei).

Lektion 6: Webentwicklung – HTML- und CSS-Grundlagen

Ziel:
Vermittlung der Grundlagen zum Erstellen von Webseiten mit HTML und CSS.

Unterrichtsplan:

1. Grundlagen von HTML und CSS (10 Min.).
   • Grundlagen des HTML-Markups: Tags, Seitenstruktur, Überschriften, Absätze, Links, Bilder.
   • CSS-Grundlagen: Textgestaltung, Blöcke, Farben, Hintergründe, Abstand.
2. Beispiel für die Erstellung einer Seite (10 Min.).
   • Ein Beispiel einer einfachen Seite mit HTML- und CSS-Elementen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen einer Webseite mit HTML und CSS: Erstellen von Überschriften, Absätzen, Bildern und Stilen mit CSS.

Hausaufgabe:
Erstellen Sie eine Webseite zu einem Thema Ihrer Wahl mit den erlernten HTML-Tags und CSS-Stilen.

Lektion 7: Arbeiten mit Webformularen und Ereignisbehandlung in JavaScript

Ziel:
Lernen, wie man mithilfe von Formularen und Ereignissen interaktive Elemente auf Webseiten erstellt.

Unterrichtsplan:

1. Arbeiten mit Webformularen (10 Min.).
   • Formulare erstellen: Eingabefelder, Schaltflächen, Dropdown-Listen.
   • Ein Beispiel für ein Datenerfassungsformular.
2. Grundlagen der Arbeit mit Ereignissen in JavaScript (10 Min.).
   • Ereignisverarbeitung: Klicks, Dateneingabe.
   • Ein Beispielprogramm zur Verarbeitung von Formulardaten mithilfe von JavaScript.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Erstellen Sie eine Webseite mit einem Formular und verarbeiten Sie Formulardaten auf der Clientseite mithilfe von JavaScript.

Hausaufgabe:
Erstellen Sie ein Webformular, das Daten sammelt und grundlegende Validierungen mithilfe von JavaScript durchführt.

Lektion 8: Abschließende praktische Arbeit – Erstellen einer interaktiven Webseite

Ziel:
Vertiefen Sie die bei der Webentwicklung erlernten Materialien durch die Erstellung einer interaktiven Webseite.

Unterrichtsplan:

1. Problemstellung (10 Min.).
   • Beispielaufgabe: Erstellen einer Webseite mit einem Formular, Stilen und interaktiven Elementen in JavaScript (z. B. ein Registrierungsformular mit Datenüberprüfung).
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Die Schüler erstellen eine Webseite mit HTML, CSS und JavaScript.
3. Diskussion und Analyse der Arbeit (10 Min.).
   • Präsentation von Lösungen, Diskussion von Schwierigkeiten und Fehlern.

Hausaufgabe:
Schließen Sie das Projekt ab und erstellen Sie auf der erstellten Webseite einen Bericht, in dem die verwendeten Technologien beschrieben werden.

Dieses Handbuch ermöglicht es Schülern der 9. Klasse, die Grundlagen der Arbeit mit Datenbanken zu erlernen, ihre Programmierkenntnisse zu vertiefen und außerdem Fähigkeiten in der Webentwicklung mithilfe moderner Technologien zu erwerben.

Handbuch für Informatiklehrer

9. Klasse, 1. Viertel (8 Unterrichtsstunden)

Themen:

1. Wiederholung grundlegender Konzepte: Computerstruktur, Dateisystem, Arbeiten mit verschiedenen Dateitypen (Text, Grafiken, Video).
2. Algorithmen und Datenstrukturen: Sortieren, Suchen, Arbeiten mit linearen Datenstrukturen (Listen, Stapel, Warteschlangen).
3. Programmierung: Taucht tiefer in Schleifen, Funktionen, Rekursion und Datenmanipulation ein.

Lektion 1: Wiederholung grundlegender Konzepte – Computerstruktur und Dateisystem

Zweck:
Erinnern Sie sich an die Grundelemente eines Computers, Dateitypen und Prinzipien der Arbeit mit dem Dateisystem.

Unterrichtsplan:

1. Computerstruktur (10 Min.).
   • Hauptkomponenten: Prozessor, RAM, Laufwerke, Peripheriegeräte.
   • Funktionen und Interaktionen zwischen Elementen.
2. Dateisystem (10 Min.).
   • Baumstruktur des Dateisystems: Ordner, Dateien, Dateierweiterungen.
   • Operationen mit Dateien und Ordnern: Erstellen, Umbenennen, Verschieben, Löschen.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Arbeiten mit dem Dateisystem: Erstellen und Organisieren von Dateien in verschiedenen Formaten (Text-, Grafik-, Videodateien).

Hausaufgabe:
Organisieren Sie Ihr Heimdateisystem, indem Sie Dateien je nach Typ in Ordner verteilen.

Lektion 2: Arbeiten mit verschiedenen Dateitypen

Zweck:
Schüler mit Dateitypen und Programmen zu deren Verarbeitung vertraut machen.

Unterrichtsplan:

1. Dateitypen (10 Min.).
   • Textdateien (txt, docx), Grafikdateien (png, jpg), Videodateien (mp4, avi).
   • Programme zum Arbeiten mit jedem Dateityp: Texteditoren, Grafikeditoren, Videoeditoren.
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Bearbeiten von Dateien in verschiedenen Formaten: Bearbeiten von Textdokumenten, Erstellen und Bearbeiten von Bildern, grundlegende Videobearbeitung.

Hausaufgabe:
Erstellen Sie ein einfaches Projekt mit Text, Bildern und Videos, die in geeigneten Formaten gespeichert sind.

Lektion 3: Algorithmen und Datenstrukturen – Sortieren und Suchen

Ziel:
Einführung grundlegender Algorithmen zum Sortieren und Durchsuchen von Daten.

Unterrichtsplan:

1. Sortier- und Suchalgorithmen verstehen (10 Min.).
   • Hauptsortierungsarten: Blasensortierung, Schnellsortierung.
   • Suchalgorithmen: lineare und binäre Suche.
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Implementierung von Sortier- und Suchalgorithmen am Beispiel kleiner Datensätze (zum Beispiel in Python oder JavaScript).

Hausaufgabe:
Schreiben Sie ein Programm zum Sortieren und Durchsuchen von Daten in einem bestimmten Array.

Lektion 4: Lineare Datenstrukturen – Listen

Ziel:
Das Konzept linearer Datenstrukturen am Beispiel von Listen erforschen.

Unterrichtsplan:

1. Was sind Listen (10 Min.).
   • Definition von Listen, deren Eigenschaften und Anwendung in der Programmierung.
2. Operationen mit Listen (10 Min.).
   • Elemente in Listen hinzufügen, entfernen, suchen und sortieren.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Ein Programm schreiben, um mit Listen zu arbeiten: Erstellen, Ändern, Sortieren.

Hausaufgabe:
Implementieren Sie ein Programm, das eine Liste von Elementen nimmt und grundlegende Operationen daran durchführt.

Lektion 5: Lineare Datenstrukturen – Stapel und Warteschlangen

Ziel:
Schüler mit Datenstrukturen wie Stapeln und Warteschlangen und deren Verwendung vertraut machen.

Unterrichtsplan:

1. Was sind Stapel und Warteschlangen (10 Min.).
   • Stapel: LIFO-Funktionsprinzip (Last In First Out).
   • Warteschlange: FIFO-Funktionsprinzip (First In, First Out).
2. Verwenden von Stapeln und Warteschlangen (10 Min.).
   • Anwendungsbeispiele in realen Aufgaben: Arbeiten mit einem Browser, Aufgaben zur umgekehrten polnischen Notation.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Implementierung von Stacks und Queues anhand einer Beispielaufgabe (z. B. Abarbeiten einer Aktionsfolge in einer Anwendung).

Hausaufgabe:
Schreiben Sie ein Programm, das den Betrieb eines Stapels oder einer Warteschlange modelliert.

Lektion 6: Programmieren – Arbeiten mit Schleifen und Funktionen

Ziel:
Die Programmierkenntnisse mithilfe von Schleifen und Funktionen stärken.

Unterrichtsplan:

1. Zyklen in der Programmierung (10 Min.).
   • Arten von Schleifen: for, while, ihre Eigenschaften und Anwendungsbereiche.
2. Funktionen und Parameter (10 Min.).
   • Funktionen definieren, Parameter an Funktionen übergeben, Werte zurückgeben.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Ein Programm mit Schleifen und Funktionen schreiben: Summen berechnen, Daten verarbeiten.

Hausaufgabe:
Schreiben Sie ein Programm, das Berechnungen mithilfe von Schleifen und Funktionen durchführt.

Lektion 7: Rekursion in der Programmierung

Ziel:
Das Prinzip der Rekursion und seine Anwendung in der Programmierung studieren.

Unterrichtsplan:

1. Das Konzept der Rekursion (10 Min.).
   • Was ist Rekursion, Grundprinzipien: rekursiver Funktionsaufruf, Beendigungsbedingung.
2. Beispiele für rekursive Algorithmen (10 Min.).
   • Beispiele: Faktorielle Berechnung, Tiefensuche, Sortieralgorithmen (Schnellsortierung, Türme von Hanoi).
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Schreiben eines rekursiven Programms (z. B. zur Berechnung von Fakultäts- oder Fibonacci-Zahlen).

Hausaufgabe:
Implementieren Sie einen rekursiven Algorithmus, um eines der im Unterricht behandelten Probleme zu lösen.

Lektion 8: Abschlussübung – Erstellen eines Programms unter Verwendung aller erlernten Konzepte

Ziel:
Verstärken Sie das Lernen, indem Sie ein Programm erstellen, das die Arbeit mit Schleifen, Funktionen, Rekursionen und Datenstrukturen umfasst.

Unterrichtsplan:

1. Problemstellung (10 Min.).
   • Beispielaufgabe: Entwickeln Sie ein Programm zur Datenverarbeitung mithilfe von Listen, Schleifen und Funktionen.
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Die Schüler erstellen ein Programm unter Verwendung aller erlernten Konzepte.
3. Diskussion und Analyse der Arbeit (10 Min.).
   • Präsentation von Lösungen, Diskussion von Schwierigkeiten und Fehlern.

Hausaufgabe:
Vervollständigen Sie das Programm, falls erforderlich, und erstellen Sie einen kurzen Arbeitsbericht.

Mit diesem Handbuch können Sie das Wissen von Neuntklässlern in den Bereichen Programmierung, Algorithmen und Datenstrukturen vertiefen und sich dabei auf die praktische Anwendung des Wissens durch die Implementierung von Programmen konzentrieren.

Handbuch für Informatiklehrer

8. Klasse, 4. Viertel (7-8 Unterrichtsstunden)

Themen:

1. Projektaktivität: Entwicklung von Einzel- oder Gruppenprojekten unter Verwendung aller untersuchten Technologien.
2. Arbeiten mit Big Data: Grundlagen der Datenanalyse, Einsatz von Programmen zur Analyse großer Datenmengen.
3. Cybersicherheit: Schutz von Daten im Internet, Verschlüsselung von Informationen, sicheres Verhalten in sozialen Netzwerken und Instant Messengern.

Lektion 1: Projektplanung

Ziel:
Den Studierenden beibringen, Projekte mithilfe verschiedener Technologien zu planen und zu strukturieren.

Unterrichtsplan:

1. Definition des Projekts (10 Min.).
   • Was ist ein Projekt, Projekttypen (z. B. Website, Anwendung, Datenbank).
   • Wählen Sie ein Thema: Einzel- oder Gruppenprojekt.
2. Projektstruktur (10 Min.).
   • Entwicklungsphasen: Problemstellung, Werkzeugauswahl, Entwicklung, Test und Präsentation.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Beginn der Projektplanung: Struktur erstellen, Technologien auswählen, Ziele festlegen.

Hausaufgaben:
Erstellen Sie einen Projektplan und verteilen Sie die Aufgaben auf die Gruppenmitglieder.

Lektion 2: Arbeiten mit Big Data – Analysegrundlagen

Ziel:
Den Studierenden die Grundprinzipien der Big-Data-Analyse und Programme zu deren Verarbeitung näherbringen.

Unterrichtsplan:

1. Konzept von Big Data (10 Min.).
   • Was ist Big Data, seine Beispiele (soziale Netzwerke, Suchanfragen, Daten von Geräten).
   • Datenanalysemethoden: Sortieren, Filtern, Visualisieren.
2. Tools zum Arbeiten mit Daten (10 Min.).
   • Analyseprogramme: Tabellenkalkulationen, Datenbanken.
   • Beispiele für die Verwendung von Diagrammen und Grafiken zur Datenvisualisierung.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Arbeiten mit einer Reihe von Daten (z. B. in Tabellenkalkulationen): Sortieren, Filtern, Erstellen von Diagrammen.

Hausaufgabe:
Analysieren Sie einen Datensatz und erstellen Sie einen Bericht zur Visualisierung der Ergebnisse.

Lektion 3: Datensicherheit und Verschlüsselung

Ziel:
Vermittlung der Grundlagen des Datenschutzes und der Verschlüsselung von Informationen im Internet.

Unterrichtsplan:

1. Grundsätze des Datenschutzes (10 Min.).
   • Was ist Datenschutz, Methoden zum Speichern und Übertragen geschützter Informationen?
2. Grundlagen der Verschlüsselung (10 Min.).
   • Was ist Verschlüsselung, ihre Arten (symmetrisch und asymmetrisch), Anwendungsbeispiele.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Ein Beispiel für die Verschlüsselung und Entschlüsselung von Nachrichten (z. B. mithilfe von Online-Tools oder Python-Bibliotheken).

Hausaufgabe:
Studieren Sie Beispiele für Datenverschlüsselung in beliebten Instant Messengern und sozialen Netzwerken.

Lektion 4: Bleiben Sie online sicher

Ziel:
Vermittlung der Regeln für sicheres Verhalten im Internet und in sozialen Netzwerken.

Unterrichtsplan:

1. Internetbedrohungen (10 Min.).
   • Hauptbedrohungsarten: Phishing, Hacking, Malware, Datenmanipulation.
2. Sicheres Verhalten in sozialen Netzwerken (10 Min.).
   • So schützen Sie Konten, was veröffentlicht werden kann und was nicht, Zwei-Faktor-Authentifizierung.
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Überprüfen Sie die Sicherheitseinstellungen auf beliebten Plattformen (z. B. Google, Instagram, Facebook).
   • Zwei-Faktor-Authentifizierung installieren und konfigurieren.

Hausaufgabe:
Führen Sie eine Prüfung der Sicherheitseinstellungen Ihrer Social-Media-Konten durch.

Lektion 5: Arbeiten mit Big Data – Verarbeitung und Visualisierung

Ziel:
Fähigkeiten im Umgang mit großen Datenmengen sowie deren Verarbeitung und Visualisierung entwickeln.

Unterrichtsplan:

1. Methoden der Datenanalyse (10 Min.).
   • Wie man große Datensätze organisiert und strukturiert, Beispiele für die Anwendung von Analysen in verschiedenen Bereichen (Marketing, Finanzen, Wissenschaft).
2. Programme zur Datenanalyse (10 Min.).
   • Einsatz von Datenvisualisierungs- und Analysetools (z. B. Google Sheets, Excel, Datenbanken).
3. Praktische Arbeit (20 Min.).
   • Laden und analysieren Sie einen realen Datensatz (z. B. Internetnutzungsstatistiken, Temperaturdaten).

Hausaufgabe:
Erstellen Sie einen Bericht basierend auf den Ergebnissen der Analyse eines großen Datensatzes und visualisieren Sie die wichtigsten Punkte.

Lektion 6: Projektentwicklung – Praktische Arbeit

Ziel:
Weiter an Projekten arbeiten, die Programmiertechnologien, Webentwicklung und Datenanalyse integrieren.

Unterrichtsplan:

1. Diskussion des Projekts (10 Min.).
   • Besprechen des Projektfortschritts, Analysieren von Schwierigkeiten, Beratung bei Problemen.
2. Praktische Arbeit (30 Min.).
   • Projektentwicklung: Erstellung funktionaler Elemente, Arbeiten mit Datenbanken, Integration von Daten und Technologien.

Hausaufgabe:
Entwickeln Sie das Projekt weiter und achten Sie dabei auf die Integration der untersuchten Technologien.

Lektion 7: Abschluss und Präsentation von Projekten

Ziel:
Die Entwicklung des Projekts abschließen und für die Präsentation vorbereiten.

Unterrichtsplan:

1. Abschluss der Arbeiten am Projekt (10 Min.).
   • Endprüfung und Fehlerkorrektur, Vorbereitung zur Projektpräsentation.
2. Präsentation von Projekten (30 Min.).
   • Die Studierenden demonstrieren ihre Projekte (Websites, Anwendungen, Datenbanken), diskutieren den Erstellungsprozess und die verwendeten Technologien.
3. Diskussion und Feedback (10 Min.).
   • Analyse abgeschlossener Arbeiten, Diskussion der Stärken von Projekten und Verbesserungsvorschläge.

Hausaufgabe:
Erstellen Sie einen schriftlichen Bericht über das Projekt, in dem der Erstellungsprozess und die Ergebnisse beschrieben werden.

Dieses Handbuch hilft Schülern der 8. Klasse, die im Laufe des Jahres durch Projektaktivitäten und vertiefte Arbeit mit Big Data und Cybersicherheit erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten zu festigen.