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 Klassenstufe 8
Durch das Kennenlernen ausgewählter Möglichkeiten der elektronischen
Verarbeitung von Bildern und Grafiken werden Wissen und Können über
Anwendung und Einsatzbereiche von Computern erweitert. Der
Betrachtungsschwerpunkt liegt dabei auf Informatiksystemen zur Digitalisierung
von Informationen. Der Schüler muss erkennen, dass die Abbildung von
Informationen vom Implementationsprozess abhängig ist, welcher Menge,
Form und Weiterverarbeitbarkeit der Daten mitbestimmt.
An konkreten Beispielen erfolgt die Auseinandersetzung mit Grenzen und
Konsequenzen der Abbildung von Informationen in digitalen Systemen. Auf
rechtliche Rahmenbedingungen ist unbedingt hinzuweisen. Des Weiteren sind
Lösungsansätze zur Erhöhung der Informationsdichte und zur
Erkennbarkeit des Informationsgehaltes in Datenbeständen zu diskutieren.
Die Schüler
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besitzen einen Überblick über die Grundlagen, Verfahren und
Begrifflichkeiten bezüglich der Digitalisierung von Informationen am
Beispiel der Erzeugung sowie Be- und Verarbeitung von Bilddaten |
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erwerben einen Einblick über Möglichkeiten und Grenzen der
Abbildung von Informationen auf Daten und kennen elementare Zusammenhänge
und Bedingungen der Weiterverarbeitbarkeit und Nutzbarkeit von Daten in
Anwendersystemen |
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gewinnen einen ersten Einblick in die Algorithmierung und können
dabei eine problemspezifische Entwicklungsumgebung nutzen |
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erweitern ihre Fertigkeit zur Erstellung, Gestaltung und
Veröffentlichung vernetzter elektronischer Dokumente |
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können aus einer Aufgabenstellung konkrete Arbeitsaufgaben ableiten
und selbstständig geeignete Werkzeuge zu deren Lösung auswählen |
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entwickeln ihre Interaktions- und Kommunikationsfähigkeit bei der
Auseinandersetzung mit fachübergreifenden Problemstellungen weiter
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Themen- und Umsetzungsvorschläge |
Pixel-, Vektor- und Turtlegrafik
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Beschreibung grafischer Objekte
(technisch, mathematisch, algorithmisch)
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Bildformate mit Bezug auf Hardwareressourcen
(Speicherkapazität, Komprimierung, Bildqualität:
Bildauflösung und Farbtiefe)
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Gegenüberstellung und Konvertierung von Bilddaten
(Möglichkeiten und Grenzen)
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Algorithmierung einfacher (grafischer) Problemsituationen
(Problemanalyse, Algorithmusfindung, Algorithmus,
Programm)
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Algorithmische Grundstrukturen
(Auswahl einer geeigneten Programmierumgebung; Sequenz, Alternative,
Iteration, lineare Rekursion)
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einfache Datentypen, Unterprogramme (Prozeduren) ohne und mit
Werteübergabe
(Konstante, Variable und deren Gültigkeitsbereiche, Datenaustausch
zwischen den Modulen mittels Parameterübergabe) |
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Pixelgrafik: Erstellen eigener Grafiken unter Nutzung
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verschiedener Eingabemöglichkeiten (z. B. Zeichenprogramme,
Scanner) |
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verschiedener Bildbearbeitungsmöglichkeiten (z. B. Bildeffekte) |
| ... |
der Darstellung (Hardware-Grafikkarte, Bildschirmauflösung) |
Vektorgrafik: Erstellen und Bearbeiten von
| ... |
2D- und 3D-Darstellungen |
| ... |
Überlagerungen mehrerer grafischer Elemente |
| ... |
Vektorisierungen und Grafiken für das Internet (Komprimierungsprogramme) |
Turtlegrafik: Erzeugen von Grafiken
| ... |
einfache grafische Elemente und deren Positionierungen |
| ... |
stehende und bewegte Bilder |
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Präsentieren von Informationen
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Informationsstrukturen
(Strukturen: linear, Baum, Stern, Liste, Ring;
Verknüpfungsmöglichkeiten; Schnittstellen)
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Verfahren der Darstellung
(TOP-DOWN, BOTTOM-UP)
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Verknüpfung mehrerer - auch verschiedener - Objekte
(Texte, Tabellen, grafische Elemente)
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Dateiformate, Kompatibilität und Konvertierungsmöglichkeiten
(ausführbare Dateien, Programmdateien, Programmversionen,
Plattformabhängigkeit; Komprimierung von Dateien)
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Grundsätze der Layout-Gestaltung von Dokumenten
(Textgestaltung und Seitenlayout bezüglich des
Dokumentanliegens)
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Informationsgehalt in elektronischen Dokumenten
(sichtbar, verdeckt, durch Knoten, durch Link)
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Datensicherheit, Urheberrechte
(rechtliche Grundlagen, Auswirkungen, Kodierung) |
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Grundlagen der computergestützten Präsentation
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Darstellen von Informationen in Abhängigkeit von den Ausgabemedien
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Planen, Erstellen und Verteidigen einer projektartigen Aufgabe in
selbstständiger Schülerarbeit |
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Verbindung zu anderen Fächern
 Deutsch: |
Vergleich von unterschiedlichen Medien zu einem Thema |
| Chemie: |
Eigenschaften von Stoffen / Elementen |
| Ethik: |
Mensch-Natur-Technik; Arbeit und Freizeit |
| Geographie: |
Klima- und Vegetationszonen Afrikas |
| Geschichte: |
Absolutismus in Europa - Vergleich; Industrialisierung und Soziale Frage
- Lösungsversuche für die soziale Frage im Vergleich |
| Kunsterziehung: |
Funktion und Wirkung der Farbe |
| Musik: |
Dokumentation zu Rock und Pop, Darstellung von Musikformen und -gattungen |
| Mathematik: |
Zufallsversuche, Koordinatensysteme, Dimensionen: Zufällige Erzeugung
von Grafiken |
| Physik: |
Strömende Flüssigkeiten und Gase: Animation von Stromlinien |
| Sport: |
Sportregeln; Regelwerke; Sportspiele |
Klassenstufe 9
An Beispielen aus ihrer Umwelt lernen die Schüler ausgewählte
Prinzipien der computergestützten Verarbeitung von Daten kennen, um
große Datenbestände zielgerichtet erfassen und auswerten zu
können. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Anwendung von Modellen zur
Strukturierung der Daten.
Unter Bezug auf die Realität werden die ethischen und rechtlichen
Auswirkungen der Speicherung und Auswertung großer Datenmengen betrachtet
und die Schüler für die daraus entstehenden Probleme sensibilisiert.
Die Auswirkungen auf den Bereich der personenbezogenen Daten sind intensiv
zu behandeln.
Durch die Analyse und Nutzung vernetzter Systeme erhalten sie einen Einblick
in die damit verbundenen Möglichkeiten und erkennen Risiken für
die Gesellschaft und den Einzelnen. Aktuelle Strukturen und Technologien
sowie die Perspektiven dieser Systeme werden in ihren Grundzügen betrachtet.
Die Verfahren zur Darstellung und Verbreitung von Informationen in Netzwerken
werden an schülergerechten Beispielen erarbeitet und genutzt. Die
Maßnahmen zur Gewährleistung der Datensicherheit sind in diesem
Zusammenhang zu diskutieren.
Die Schüler
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erwerben die Fähigkeit, Methoden zur Erfassung, Modellierung sowie
zur computergestützen Darstellung und Verarbeitung von Informationsmengen
praxisbezogen anzuwenden |
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lernen Verfahren zum Austausch von Daten in Datennetzen kennen und werden
befähigt, diese zu benutzen |
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entwickeln bei der Nutzung elektronisch verfügbarer Informationen
die Einsicht und die Bereitschaft, kritisch und verantwortungsbewusst damit
umzugehen |
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erweitern vorhandene Kenntnisse und Fähigkeiten zur Präsentation
von Informationen auf die Ebene von Netzwerken |
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entwickeln unter Einbeziehung von Gesetzen und Verordnungen und anhand
realer Sachverhalte Verständnis für die Notwendigkeit von
Maßnahmen zum Datenschutz und zur Datensicherheit |
Inhaltliche Schwerpunkte |
Themen- und Umsetzungsvorschläge |
Verarbeiten großer Datenmengen
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Datenbanksysteme
(Aufbau, Datenbankmodelle, Anforderungen, Notwendigkeit und
Anwendungsbereiche, historische Betrachtungen, Systeme zur
Datenerfassung)
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Modellierung von Informationsmengen
(Verfahren zur Beschreibung von Diskursbereichen, Realisierung des
Modells, Redundanzvermeidung)
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Umgang mit Datenbanken
(Benutzerhandlungen wie Erfassen, Abfragen, Pflegen, Auswerten,
Löschen, Darstellen, Sortieren; Abfrageverfahren und
-werkzeuge)
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Schutz von Daten
(personenbezogene und andere schutzwürdige Daten, Notwendigkeit,
Maßnahmen und Rechtsgrundlagen des Datenschutzes)
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Erstellung von Datenbanken
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Betrachtung von Nutzen und Vorteilen von Datenbanken bei der Verwaltung
und Bereitstellung von Informationen
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Analyse von Diskursbereichen aus der Umgebung der Schüler und
Eingrenzung auf für die Zielstellung der Datenbank wesentliche Daten
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Nutzung von Entity-Relationship-Modell und Relationenmodell zur Entwicklung
von Datenbanken
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Anlegen und Gestalten von Datenbanken mittels eines
Datenbankmanagementsystems
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Bewertung von vorhandenen Datenbanken unter Bezug auf den Datenschutz
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Erörterung der Auswirkungen des Missbrauchs von Daten aus
wirtschaftlicher, rechtlicher und ethischer Sicht
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Betrachtung von Maßnahmen zum Datenschutz und zur Datensicherheit,
Datenschutz in Behörden und Unternehmen oder in der Schule
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Informieren und Kommunizieren in Datennetzen
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Vernetzung von Computern
(Ausdehnung und Struktur von Netzwerken, Anforderungen, Entwicklung;
Technologie der Datenübertragung, Schichten-Modell,
Protokoll)
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Dienste in Netzwerken
(Netzwerkdienste zur Information, Kommunikation und zum Datentransfer;
Anwendungsbereiche, Strategien zur Nutzung)
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Nutzung von Informationsräumen
(Arten und Aufbau von Suchmaschinen, Bereitstellung von Informationen
und Applikationen in Netzen, Einbindung von Informationen in
Informationsräume, kooperative Arbeitsformen)
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Sicherheit von Daten in Netzen
(Angreifbarkeit von Datenbeständen und Anwendersystemen,
Schutzmaßnahmen wie Sicherheitssysteme, Verschlüsselung, Signatur;
rechtliche und ethische Regelungen)
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Recherche von Informationen mittels elektronisch vernetzter Systeme,
Aufbereitung und Darstellung von Ergebnissen
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Bewerten von Informationen wie Wahrheitsgehalt, Autentizität
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Lizenzrecht, Urheberrecht und Copyright
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Bereitstellung von Informationen in Netzen
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Anwendung von Netzwerken in der Schule (Intranet, Internet) zur Kommunikation
und Information
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Praxisbezogene Darstellung der Nutzeffekte von Netzwerken
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Nutzung von Verfahren zum Datentransfer und zur Kommunikation
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Kennenlernen der notwendigen technischen Mittel
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Verbindung zu anderen Fächern
| Deutsch: |
Kommunikative Situationen: sprachlicher Mitteilungswert, Aussageintentionen |
| Englisch: |
Commonwealthland |
| Ethik: |
Gewissen und Verantwortung |
| Gemeinschaftskunde/Rechtserziehung/Wirtschaft: |
Mitwirkungsmöglichkeiten Jugendlicher in der Politik |
| Musik: |
Lieddatenbanken im Internet, Urheberrecht bei Musikwerken |
| Physik: |
Elektrizitätslehre / Praktikum: Datensammlungen über elektronische
Bauteile und Schaltungen |
Klassenstufe 10
In der Klassenstufe 10 steht das algorithmische Lösen von Problemen
mittels Programmierung im Vordergrund. Dabei kommt der Erweiterung der
Fähigkeit zum strukturierten Denken eine besondere Bedeutung zu.
Die aus der Nutzung von Anwendersystemen bekannte objektorientierte
Herangehensweise wird weiter vertieft und insbesondere zur Modellierung von
Problemlösungen angewandt. Der Werkzeugcharakter von Programmiersystemen
ist bewusst zu machen.
Neben spezifischen Arbeitshaltungen wie Ausdauer, Sorgfalt, Exaktheit und
Konzentration werden Strategien zum gemeinsamen Lernen und Arbeiten mit einem
Partner oder in einer Gruppe vertieft.
Den Abschluss des Orientierungsrahmens bildet die kritische Reflexion der
Entwicklung von Informatiksystemen und ihres Einflusses auf verschiedene
Bereiche der Gesellschaft.
Die Schüler
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vertiefen ihre Kenntnisse und Fertigkeiten, Problemsituationen algorithmisch
aufzubereiten und lernen typische Verfahrensweisen zur Problemlösung
mittels Programmierung kennen |
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werden anhand exemplarischer Aufgabenstellungen aus verschiedenen Gebieten
mit grundlegenden algorithmischen Strukturen vertraut gemacht und sind zu
deren Umsetzung mit ausgewählten Elementen einer Programmierumgebung
fähig |
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lernen Tendenzen im Bereich der Entwicklung von Informatiksystemen kennen
und können Zusammenhänge zu Veränderungen in verschiedenen
Bereichen der Gesellschaft herstellen |
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gelangen zu Einsichten, wie sich verantwortungsbewusstes Handeln in einer
zunehmend vernetzten Informationsgesellschaft gestalten kann |
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erkennen an ausgewählten Beispielen prinzipielle und praktische
Grenzen von Informatiksystemen |
Inhaltliche Schwerpunkte |
Themen- und Umsetzungsvorschläge |
Problemlösen mit Entwicklungsumgebungen
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Programmierbarkeit als originäres Merkmal eines Informatiksystems
(Programmiersprachen und Programmierumgebungen, historische Entwicklung
/ Trends)
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Software-live-cycle
(Schwerpunkt: Schrittfolge des Problemlösungsprozesses;
Dokumentation, Vermarktung und Nutzung, Pflege und Weiterentwicklung von
Softwareprodukten)
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Modellierung von Problemsituationen
(Verfahren, Modellierungswerkzeuge, Darstellungsmöglichkeiten
von Algorithmen)
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Algorithmische Grundstrukturen und deren Umsetzung mit einer
Programmierumgebung
(Algorithmusbegriff; Sequenz, Alternative, Iteration, Rekursion;
Kombination und Verschachtelung)
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Einfache und strukturierte Datentypen
(Problemadäquate Verwendung - exemplarische Auswahl)
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Modularisierung von Programmen
(Erkennen und Gestalten überschaubarer modularer Strukturen -
Bedeutung von Schnittstellen zwischen den Modulen)
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Historischer Exkurs: Programmierung gestern, heute und morgen
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Erkennen, Modifizieren und Verifizieren algorithmischer Grundstrukturen
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Objektorientierte Ansätze bei der Problemanalyse, beim
Lösungsentwurf und beim Umgang mit der Programmierumgebung
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Struktogramme als sprachunabhängige Darstellungsform von
Algorithmen
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Nutzung computerbasierter Hilfesysteme zum selbstständigen
Erschließen einer Programmierumgebung
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Simulation von Prozessen
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Effizienzkriterien und Vergleich von Algorithmen (experimentelle und
theoretische Untersuchungen)
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Bearbeitung von Projekten mit verteilten Aufgaben im Team
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Perspektiven von Informatiksystemen
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Technische Dimension
(Parallelverarbeitung, neuronale Netzwerke, verteilte Systeme,
intelligente Benutzerschnittstellen)
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Wirtschaftliche Dimension
(e-Commerce, Kosten-Nutzen-Betrachtungen, Konsequenzen und Optionen
des Wandels von der Industrie zur Informationsgesellschaft)
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Theoretische Dimension
(Algorithmierbarkeit, Digitalisierbarkeit,
Berechenbarkeit)
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Ethische Dimension
(Wesen virtueller Welten und Gemeinschaften, Vernetzung und
gesellschaftlicher Wandel, Entscheidungssysteme) |
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Lernen in vernetzten Lernumgebungen (Formen, Lernmaschinen, Vor- und
Nachteile, Telelearning und Teleteaching)
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Wissen und Information als zentrale Begriffe der
Informationsgesellschaft
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Sind Computer die besseren "Menschen"?
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Der gläserne Mensch - Nutzen und Gefahren von Informatisierung und
Computerisierung
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Veränderte Berufsbilder, struktureller und inhaltlicher Wandel im
Bildungs- und Arbeitsbereich, wirtschaftliche und soziale Auswirkungen
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Künstliche Intelligenz - Experten- und Simulationssysteme
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Wie soll eine sozial, ökologisch und demokratisch orientierte
Informationsgesellschaft aussehen?
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Das virtuelle ICH (Identität, Eigenschaften, Verhalten, ...)
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Verbindung zu anderen Fächern
| Biologie: |
Evolution der Organismen: Betrachtung von Wachstumsprozessen |
| Deutsch: |
Sprachen der Welt und Weltsprachen, Kunstsprachen |
| Englisch: |
Grammatik |
| Ethik: |
Mensch, Natur, Technik - Bewertung moderner wissenschaftlich-technischer
Entwicklungen |
| Gemeinschaftskunde/Rechtserziehung/Wirtschaft: |
Internationale Politik und Friedenssicherung - Der gemeinsame Markt |
| Geographie: |
Rohstoff- und Energieversorgung |
| Kunsterziehung: |
Gestaltungskonzeptionen - Kunstwirklichkeit |
| Mathematik: |
Funktionen - Variieren von Parametern; Verknüpfen von Funktionen;
Grafische Darstellung; Programmierbarer Taschenrechner, Numerische Verfahren |
| Musik: |
Neue Ausdrucksmittel der Musik: Automatisiertes Generieren von
Musikstücken |
| Physik: |
Schwingungen und Wellen - Modelle physikalischer Phänomene und deren
Simulation |
| Sport: |
Bestleistungen und Leistungsfortschritt |
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