Mathematik/ Informatik im Diff-Bereich

Nachdem die Schülerinnen und Schüler bereits in der Klasse 7 im Rahmen des so genannten „Crash-Kurses“ zur Erlangung des „Computerführerscheins“ eine Einführung in einige klassische Anwenderprogramme erhalten haben, ist die Notwendigkeit der Erarbeitung dieses Themenkreises in einem Informatikkurs des Wahlpflichtbereiches nicht mehr gegeben. Vom Schuljahr 2001/02 an wird nunmehr die Fächerkombination Mathematik/Informatik angeboten, die das Fach Informatik ersetzt hat.

Schwerpunkt dieser Fächerkombination wird die Lösung mathematischer Probleme mit Hilfe verschiedener Programme sein. Zum Einsatz kommen dabei insbesondere das Tabellenkalkulationsprogramm Excel, dessen Grundelemente den Schülerinnen und Schülern bereits aus Klasse 7 bekannt sind, und das Computeralgebrasystem Maple.

In der Mathematik hat man es mit einer Vielzahl an Objekten zu tun: z. B. Zahlen, Mengen, Funktionen, Gleichungen, geometrische Figuren. Alle diese mathematischen Objekte (und noch viel mehr) sind auch Computeralgebraprogrammen zugänglich. Im Gegensatz zu konventionellen Programmen, können Computeralgebrasysteme auch symbolisch mit diesen Objekten umgehen d. h. analytisch arbeiten. Während herkömmliche Programmiersprachen nur Variable verarbeiten können, denen ein fester Wert zugewiesen worden ist, besteht der wesentliche Fortschritt von Computeralgebrasystemen darin, dass mit diesen Systemen mathematische Objekte an sich einer Auswertung mit dem Computer zugänglich sind. Dadurch wird es möglich, mathematische (Anwendungs-)Probleme sehr viel allgemeiner zu lösen, als dies mit reiner Numerik möglich wäre. Zum Beispiel können die Nullstellen der Gleichung x2+px+q=0 in einer rein numerischen Routine nur bestimmt werden, wenn Werte für p und q festgelegt wurden und eine Nullstellensuchroutine programmiert wurde, während ein Computeralgebrasystem in der Lage ist, die bekannte symbolische Lösung nach Eingabe einer einzigen Programmzeile zu finden.

Dieser Kurs wendet sich somit in erster Linie an Schülerinnen und Schüler, die über gute mathematische Grundkenntnisse verfügen, und Interesse an der Lösung mathematischer Probleme haben. Kenntnisse in der Handhabung von Programmiersprachen sind dabei nicht erforderlich.

Abschließen wird der Kurs Mathematik/Informatik im 2. Halbjahr der Klasse 9 mit einem Ausblick auf die Kontrollmechanismen einer aktuellen Programmiersprache. Anhand des datenfrei konzipierten Programmiersystems „Niki der Roboter“ wird auf die grundlegenden Vorgehensweisen bei der Entwicklung eines Computerprogramms eingegangen. Die Schülerinnen und Schüler lernen elementare Anweisungen, sowie Bedingungen und Schleifenstrukturen kennen. Die Erarbeitung rekursiver Prozeduren schließt diesen Themenbereich ab.