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.