Das Fach Physik\/Informatik ist ein dynamischer Unterrichtsgang, dessen Inhalte sich immer wieder etwas \u00e4ndern. Die grunds\u00e4tzliche Zielrichtung ist jedoch seit vielen Jahren unver\u00e4ndert.<\/p>\n
Klasse 9<\/b><\/p>\n
Die Sch\u00fcler sollen in die Lage versetzt werden, physikalische Probleme zu mathematisieren, zu algorithimisieren und in die Programmierumgebung Thonny zu \u00fcbertragen. Die Programmiersprache ist Python. Es werden eigene Programme erstellt und fremde Quelltexte interpretiert. Dabei werden typische Verfahren der numerischen Mathematik und Informatik kennen gelernt und aktiv umgesetzt.<\/p>\n
Als schon angewandte Beispiele seien hier exemplarisch die Untersuchung und Programmierung des\u00a0Gauss<\/b>\u2013 Algorithmus, des Verfahrens der linearen Regression oder der tats\u00e4chlichen Umlaufbahn eines Satelliten um einen Planeten. Dabei werden sowohl die rechnerischen als auch graphischen M\u00f6glichkeiten der Programmiersprache angewandt. Als besonders interessante Reihe hat sich in den letzten Jahren eine Unterrichtssequenz zum Thema\u00a0Kryptologie<\/b> herausgestellt, in der wir den historischen Weg der Verschl\u00fcsselungsverfahren und ihres \u201eKnackens\u201c von der Antike \u00fcber die Renaissance bis ins Internetzeitalter verfolgen und betrachten. Dabei setzen die ber\u00fchmte ENIGMA und der RSA \u2013 Algorithmus deutliche Akzente.<\/p>\n
Am Ende der Klasse 9 erhalten die Sch\u00fcler eine Einf\u00fchrung in die Internetgestaltungssprache HTML und die Scriptsprache JavaScript. In einem mehrw\u00f6chigen Projekt werden in Gruppenarbeit unter einem zentralen Thema etwa 15 verschiedene Homepage Designs entwickelt. In den letzten Jahren waren Kryptografie oder umweltbezogene physikalische Ideen diese zentralen Themen.<\/p>\n
Klasse 10<\/b><\/p>\n
Ausgehend vom Physikunterricht werden im ersten Halbjahr der Klasse 10 die Grundlagen der Elektronik eines PCs unterrichtet. Beginnend bei Halbleitern und den Bauelementen Diode und Transistor erschlie\u00dfen wir logische Schaltungen und koppeln diese immer mehr, bis erste Rechen- und Speicherschaltungen entstehen. Da wir \u00fcber einen kompletten Satz an Demonstrationsbauelementen verf\u00fcgen, k\u00f6nnen alle Schaltungen nicht nur theoretische besprochen sondern auch in der praktischen Anwendung beobachtet werden.<\/p>\n
Im zweiten Halbjahr l\u00e4uft derzeit ein Kurs \u201eNumerische Mathematik mit EXCEL\u201c.\u00a0 Dabei untersuchten wir numerische Verfahren zur Berechnung von Fl\u00e4chen unter Graphen und von Nullstellen unter besonderer Ber\u00fccksichtigung des Iterationskalk\u00fcls. Davon ausgehend gelangt man zu besonderen selbst\u00e4hnlichen Mustern von Nullstellen und landet unversehens in der merkw\u00fcrdigen Welt des Chaos und der Fraktale. An Konstruktionen und Untersuchungen von typischen fraktalen Gebilden wie Sierpinski \u2013 Dreieck oder der Koch \u2013 Kurve schlie\u00dfen sich Untersuchungen von Bifurkationen oder dem ber\u00fchmten \u201eApfelm\u00e4nnchen\u201c an. Diese Untersuchungen werden begleitet von weiteren Arbeiten in EXCEL, Python und durch umfangreiche Webrecherche.<\/p>\n
Methodisches <\/b><\/p>\n
In allen Phasen des Unterrichtsgangs wechseln typische Unterrichtssituationen mit frontalen Anteilen, Gruppenarbeiten und Stillarbeiten einander ab.\u00a0 Die Arbeitsphasen an den Rechnern erfolgen in 2er Gruppen, wobei Kommunikation unter den Gruppen ausdr\u00fccklich gefordert und gew\u00fcnscht ist. Wer sich f\u00fcr Physik \/ Informatik entscheidet, sollte \u00fcber mindestens befriedigende Leistungen im Fach Mathematik verf\u00fcgen, Interesse an Physik und am mathematisch – naturwissenschaftlichen Arbeiten haben und bereit sein, sich mit dem behandelten Stoff auch mehr als einmal herumzuqu\u00e4len. Der Lohn f\u00fcr diese Arbeit werden viele Einsichten in die urspr\u00fcnglichen Arbeitsgebiete eines Rechners, n\u00e4mlich das Durchf\u00fchren von Berechnungen und deren grafische Darstellung sein. Die Sch\u00fcler erfahren viel \u00fcber die Arbeitsweise eines Rechners und letztlich werden moderne Anwendungen wie Programmierung, Tabellenkalkulation oder Webdesign gelehrt und einge\u00fcbt.<\/p>\n
Gearbeitet wird an einem modernen Serversystem mit dem Betriebssystem Windows 10. Die Gruppenarbeit wird durch gro\u00dfe TFT Bildschirme erleichtert. Ein Netzwerkdrucker steht zur Verf\u00fcgung, alle Rechner verf\u00fcgen \u00fcber einen Internetzugang.<\/p>\n
Pro Halbjahr werden 2 Klassenarbeiten geschrieben, wobei eine pro Schuljahr durch eine Projektarbeit ersetzt werden kann. <\/b><\/p>\n
In der 10. Klasse kann die 4. Arbeit nach Absprache durch eine Hausarbeit ersetzt werden, die im Wesentlichen sich bereits an den Kriterien der in der Jahrgangsstufe 12 zu erledigenden Facharbeit orientiert.<\/p>\n
\u00dcbrigens: praktisch alle Mitglieder der Homepage AG der Schule sind aktive oder ehemalige Teilnehmer des Physik \/ Informatik \u2013 Kurses. Auch Sch\u00fcler, die in der Oberstufe Informatik oder einen Mathematik \u2013 Leistungskurs belegen wollen, werden von der Teilnahme an Physik \/ Informatik sicherlich profitieren. M\u00f6glicher Weise ist auch dies eine zus\u00e4tzliche Motivation.<\/p>\n
Christian Ertner<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Das Fach Physik\/Informatik ist ein dynamischer Unterrichtsgang, dessen Inhalte sich immer wieder etwas \u00e4ndern. Die grunds\u00e4tzliche Zielrichtung ist jedoch seit vielen Jahren unver\u00e4ndert. Klasse 9 Die Sch\u00fcler sollen in die Lage versetzt werden, physikalische Probleme zu mathematisieren, zu algorithimisieren und in die Programmierumgebung Thonny zu \u00fcbertragen. Die Programmiersprache ist Python. Es werden eigene Programme erstellt … Differenzierung Physik\/Informatik<\/span> weiterlesen