Informationstechnik

Vorwort

Das Fach Informationstechnik vermittelt Grundlagen über Funktionsweisen, Hintergründe, Strategien und Strukturen der Datenverarbeitung und -bearbeitung als Grundlage für die angehende Fachlehrkraft.

Der allgegenwärtige Einsatz von IT erfordert Antworten auf persönliche, gesellschaftliche, wirtschaftliche, berufliche und rechtliche Fragen, denen sich Schule - und dahingehend Fachlehrkräfte im Besonderen - stellen müssen.

Das Fach Informationstechnik sensibilisiert Studierende im Umgang mit Kommunikation sowie Datenverarbeitungsszenarien und stärkt somit ihre Kompetenzen als zukünftige Fachlehrkraft. Sie lernen dadurch verantwortungsvoll mit Informationen und Technologien umzugehen, dabei wissen sie sich bei tangierenden Problemen selbst zu helfen. Sie werden befähigt, sich der fortschreitenden Entwicklung zu stellen und den eigenen Wissensstand durch kritische Auseinandersetzung den wandelnden Erfordernissen anzupassen.

Wesentliche Verfahrensweisen helfen den Studierenden erworbenes Wissen und erlernte Fertigkeiten mit ihren Fähigkeiten kompetenzorientiert weiterzuentwickeln.

Kompetenzstrukturmodell 

Prozessbezogene Kompetenzen

• darstellen, reflektieren, interpretieren
  Die Studierenden planen, erstellen und bearbeiten analoge und digitale Produkte von technischen und datenbasierten Informationen. Eigene und fremde Produkte können nach fachspezifischen Regeln, rechtlichen Grundlagen und allgemeingültigen Gestaltungsprinzipien reflektiert und interpretiert werden.
  
  
• analysieren, modellieren, implementieren
  Die Studierenden analysieren Aufgaben- und Problemstellungen, indem sie selbstständig informatische, produktunabhängige Umsetzungsmöglichkeiten durch Modelle entwickeln (z. B. Skizzen, Mindmaps, Diagramme, Struktogramme oder Ablaufpläne). Die Implementierung erfolgt mit geeigneten Informatikwerkzeugen entsprechend der je nach Schulart verwendeten Programmier-, Konstruktions- und sonstiger Datenverarbeitungssoftware.
  
  
• begründen, beurteilen, bewerten, anwenden
  Die zukünftigen Fachlehrkräfte begründen die Auswahl von Methoden und Werkzeugen zur Lösung von Problemen und wenden fachgerecht an. Eigene und fremde Produkte werden nach rechtlichen (z. B. Lizenz-, Persönlichkeits- und Urheberrecht) und fachlichen Vorgaben kritisch beurteilt und bewertet.
  
  
• kommunizieren, kooperieren, gestalten
  Die Studierenden kommunizieren und kooperieren situativ auf vielfältige Art, z. B. mündlich, schriftlich und digital. Sachgerechte Methoden und geeignete Medien werden fachkundig ausgewählt und gestaltet. So tragen diese zur Güte des Informationsflusses und der Informationssicherung bei.
  
  

Gegenstands- und Lernbereiche

Multimedia - Präsentation und Publikation (120 Stunden)

Die Studierenden wenden multimediale Präsentationen und Medien zielgerichtet an, indem sie diese planen, erstellen, analysieren und bewerten. Die Arbeitsergebnisse sollen dabei adressatengerecht in  geeigneten Lernumgebungen publiziert werden können.

• Gestaltung und Analyse von Medien
  Layout- und Gestaltungsgrundsätze (Unterschied Print- und Webmedien)
  Mikro- und Makrotypographie
  Animationsdesign, Bild-, Form-, Sound- und Filmsprache
  
  
• Bildbearbeitung
  Bild- und Grafikformate (Pixel-/Vektorgrafik, z. B. bmp, gif, jpg, png bzw. svg)
  Methoden der Bildbearbeitung (z. B. drehen, spiegeln, ausschneiden, filtern, maskieren, gruppieren, komprimieren, Arbeiten mit Ebenen)
  Bild- und Grafikattribute (z. B. Auflösung, Farbtiefe, Größe,  Helligkeit, Kontrast)
  
  
• Animation und Video-/Audiobearbeitung
  Video- und Audioformate (z. B. mp4, wmv - mp3, wav)
  Grundlagen der  Video- und Audiobearbeitung (z. B. Inszenierung, Schnitt, Überblendung)
  Einblicke in die Computeranimation (z. B. Bild-für-Bild- oder Vektoranimation)
  
  
• Folienbasierte Präsentation
  Techniken der digitalen Folienpräsentation:  Planung, Layout, Folienmaster, Übergänge, Animation, Steuerung, Trigger- und Hypertechniken, Medien (z. B. Bild-, Video-, Audioobjekte), Vortragstechniken
  
  
• Webbasierte Präsentation
  Struktur und Planung einer Website (z. B. DOM, Sitemap, Navigation, Template, Usabilily, Barrierefreiheit) 
  Techniken der Webseitenerstellung, Auszeichnungssprachen und Formatierungen (HTML und CSS)
  Werkzeuge der Websiteerstellung (z. B. Text-Editoren, WYSIWYG-Editoren, CMS)
  Einblicke in Skriptsprachen und Erstellung dynamischer Inhalte (z. B. php, javascript)
  
  
• E-Learning - virtuelle Lernumgebungen
  planen, erstellen und beurteilen von interaktiver und hypermedialer Lernumgebungen.

Textverarbeitung (150 Stunden)

Die Studierenden wenden das 10-Finger-System als rationelles Mittel zur fehlerfreien Eingabe von verschiedenen Texten im schulischen wie im privaten Kontext an. Sie kombinieren bei der Eingabe Ziffern, Zahlen, Zeichen unter Berücksichtigung einschlägiger Regeln und nutzen den Ziffernblock als rationelles Eingabemittel von Zahlen.  Sie kennen die Elemente der Textverarbeitung sowie den objektorientierten Aufbau von Textdokumenten und nutzen die Programmfunktionen effektiv und rationell bei der Gestaltung unterschiedlicher Schriftstücke.
Einschlägige Programmfunktionen und Formatierungsmöglichkeiten werden sachgerecht und rationell zur Bearbeitung und Gestaltung unterschiedlicher Dokumente angewendet.
Die Studierenden kennen die Grundlagen der schriftlichen und mündlichen Kommunikation und wenden diese für private sowie geschäftliche Korrespondenz und Kommunikation unter Berücksichtigung der gültigen Regeln und Normen situationsbezogen an.

• Tastschreiben
  Unterschiedliche Vorlagen zur Texteingabe (z. B. mittels Schreibvorlage, Diktat und eigener Formulierung)
  Schreibsicherheit und –fertigkeit, Fehlererkennung und –berichtigung (mind. 220 Anschlägen pro Minute)
  Regeln nach DIN 5008
  Diktier- und Korrekturregeln
  Ergonomie, Arbeitsplatzgestaltung und -planung
  
  
• Grundlagen der Textverarbeitung
  Aufbau und Struktur der Bedienoberfläche (GUI) von Textverarbeitungssystemen
  Fachbegriffe der Textverarbeitung
  Rationelle Arbeitstechniken
  erstellen, bearbeiten, verwalten und beurteilen von Dokumenten, Dokumentvorlagedateien und weiteren Datentypen
  
  
• Dokumentbearbeitung und -gestaltung
  DIN-Regeln (z. B. DIN 5008)
  Kriterien für Typografie, Layout und Formatierungen (z. B. unter Verwendung von Textverarbeitungs- und Layoutprogrammen)
  Strukturierung durch Textfeld, Tabulator und Tabelle
  Illustration  durch Grafiken und Bilder
  Verwendung von geeigneten Notations- bzw. Modellierungsformen (z. B. Analyse von Dokumenten sowie Dokumenten- und Auswahlstrukturen)
  Rationelle Arbeitstechniken (Formulare, Textbausteine, Seriendruck)
  
  
• Schriftliche und mündliche Kommunikation
  Privat- und Geschäftskorrespondenz nach DIN 5008 und DIN 676
  Mündliche Formen der Kommunikation

Tabellenkalkulation (90 Stunden)

Die Studierenden wenden Notations-, Modellierungs- und Darstellungsformen der Tabellenkalkulation in verschiedenen Anwendungsfeldern selbstständig mit Hilfe logisch-mathematischer Strukturen und Strategien sicher an und nutzen marktübliche TK-Software zielgerichtet und effizient.

• Zellbezüge und Modellierung
  Spalte, Zeile, Zelle, Bereich
  absolute und relative Adressierung
  Datenflussdiagramm
  
  
• Formeln und mathematische Grundlagen
  Grundlagen der Syntax
  Operatoren +,-,*,/,&
  
  
• Vergleichsoperatoren und logische Funktionen
  Vergleichsoperatoren =,>,<
  Logische Funktionen UND(), ODER(), NICHT()
  
  
• Datentypen und Zahlenformate
  Zahl, Text, Währung, Datum usw.
  
  
• einfache Funktionen
  HEUTE(), SUMME(), MITTELWERT(), MIN(), MAX(), ANZAHL()  usw.
  
  
• Funktionen mit mehreren Parametern/Argumenten
  RUNDEN(), Textfunktionen usw.
  
  
• zwei- und mehrseitige Auswahl, gestufte Auswahl, indizierte Auswahl
  WENN(), Matrixfunktionen
  Modellierung durch Struktogramme bzw. Aktivitätsdiagramme
  
  
• geschachtelte Funktionen
  
  
• Diagramme und Visualisierung von Daten
  Diagrammtypen, (bedingte) Formatierungen
  
  
• verwalten, schützen und aufbereiten von Daten
  Sortieren, Filtern, Zielwertsuche
  Blatt- und Zellschutz
  Druckaufbereitung
  

Relationale Datenstrukturen, Datenbanksysteme (60 Stunden)

Die Studierenden analysieren Daten, modellieren mit einer geeigneten grafischen Notation einfache und umfangreiche Datenbestände und implementieren diese mit geeigneten relationalen Datenbanksystemen, werten die Datenbestände mittels Abfragen und Berichten aus sowie vereinfachen die Dateneingabe mittels Eingabe-Formularen. Sie kennen die Relevanz von Daten in der Informationsgesellschaft und stellen Zusammenhänge zwischen Dateneingabe und -nutzung her.

• Arten von Datenbanken
  hierarchisch, relational
  
  
• Bedeutung von Daten in einer Informationsgesellschaft
  
  
• Aufbau eines Datenbanksystems
  DBMS und Tabellen
  
  
• Darstellung von Daten in Tabellen
  Entität, Beziehung über Sekundärschlüssel, Tupel,  Attribute, Felder
  
  
• Vorteile eines Datenbanksystems gegenüber einem Tabellenkalkulationsprogramm
  Einsatzgebiete von DBS
  
  
• Analyse und Modellierung von Datenbanksystemen
  Chen-Notation
  Klassendiagramm - auch Ablaufdiagramm
  Datentypen
  
  
• Normalisierungsregeln
  Konsistenz, Redundanz, Anomalie, fkt. und voll-funktionale sowie transitive Abhängigkeiten, Normalformen bzw. Abbildungsregeln
  
  
• Implementieren/Erstellen von relationalen Datenbanken
  Schlüsselfelder (Primär- und Sekundärschlüssel)
  
  
• Arbeiten mit einem Datenbankmanagementsystem
  Abfragen (Projektion, Selektion, logische Operatoren, Funktionen, JOIN, Kreuzprodukt, Einblick in die SQL-Abfragestruktur)
  Berichte
  Formulare
  
  
• Datenbankschnittstellen
  Webdatenbanken, Serienbriefe,  usw. 

Kaufmännische Wirtschaft (60 Stunden)

Die Studierenden erhalten die notwendigen Fachkompetenzen, um Inhalte der Buchführung innerhalb des Faches Wirtschaft und Kommunikation als auch das Wahlfach Buchführung an der Mittelschule zu unterrichten.
Die Studierenden kennen die Grundsätze ordnungsgemäßer Buchführung und wenden diese an. Sie können ausgehend von einem durch Inventur erstellten Inventar eine Bilanz nach HGB erstellen. Sie lösen die Bilanz in Bestandskonten auf und erfassen dort als auch im Grundbuch Geschäftsfälle über einfache und zusammengesetzte Buchungssätze. Sie lesen Kontenrahmen und erkennen deren Ableitung aus der Bilanz, buchen erfolgswirksame Geschäftsfälle in den Erfolgskonten und kennen deren Auswirkungen auf das Eigenkapital. Weiterhin buchen Sie Wareneinkauf und -verkauf auf den Erfolgskonten, berücksichtigen Bestandsveränderungen des Kontos "Waren" und schließen über das Gewinn- und Verlustkonto ab. Sie erkennen die Umsatzsteuer als durchlaufenden Posten, buchen mit Vor- und Umsatzsteuer und schließen das Konto "Vorsteuer" über Umsatzsteuer ab.
Die Studierenden erstellen einfache Warenkalkulationen, fakturieren Verkäufe, kennen Möglichkeiten, Risiken und Schutzmaßnahmen für den elektronischen Zahlungsverkehr und verstehen betriebswirtschaftliche Hintergründe.

• Grundlagen der Buchführung
  rechtliche, formale, betriebsbedingte Grundsätze
  
  
• Mathematische Grundlagen für das Rechnungswesen
  Dreisatz, Zinsrechnung, Prozentrechnung
  
  
• Interpretation von Belegen
  Kontoauszug, Quittung, Kassenbon, Rechnung
  
  
• Fakturierung
  Ein- und Ausgabenrechnung (auch mit Belegen)
  
  
• Ein- und Verkaufskalkulation
  
  
• Konten und Kontenpläne
  
  
• Buchung in Bestandskonten (einschließlich Vor- und Umsatzsteuer) und deren Auswirkungen auf die Bilanz
  
  
• Buchen in den Unterkonten des Kontos Eigenkapital
  Erfolgskonten, GuV
  
  
• Kontenabschluss (einschließlich Vor- und Umsatzsteuerkonto)
  
  
• Bilanzierung

Grundlagen der Datenverarbeitung (30 Stunden)

Die Studierenden verfügen über mathematische Grundlagen der EDV und können diese in verschiedenen Anwendungsfeldern der EDV selbstständig und sicher umsetzen. Sie gehen mit der eigenen Hard- und Software sicher um und halten diese in Stand.

• Hardware, Rechensysteme und Endgeräte, Software, Betriebssysteme
  EVA-Prinzip
  PC-Komponenten
  Lizenzmodelle, aktuelle Desktop- und mobile Betriebssysteme
  (De-)Installation von Software
  Virenscanner (s. Datensicherheit)
  
  
• Geschichte der EDV
  von der Schrift zum mobilen Endgerät
  
  
• Datenverwaltung
  Daten, Dateien, Datenträger
  Strukturen, Pfade
  Rechtesystem
  
  
• Datensicherheit
  Methoden der Datensicherung
  Datenmanipulation und Dateneinsicht verhindern
  
  
• Datentypen, Feldgrößen
  
  
• Stellenwertsysteme
  Dezimal-, Binär-, Hexadezimalsystem, Addition u. Subtraktion
  
  
• Binäre Größen und Einheiten
  Bits, Bytes, Präfixe ...
  
  
• Codierung
  Morsecode, Brailleschrift, graphische und numerische (binäre und hexadezimale) Codierung, ...
  
  
• Vergleichsoperatoren
  Gleich, Ungleich, Größer, Kleiner
  
  
• Logische Grundschaltungen
  UND, ODER, NICHT ...
  Wertetabelle, Schaltsymbole, Funktionsdarstellung
  

Informatische Prozesse (60 Stunden)

Der Inhaltsbereich Informatische Prozesse eröffnet den Studierenden einen systematischen Zugang zu informatischen Methoden und Arbeitsweisen. Diese sollen sie befähigen, Lösungen zu verschiedenen informatorischen Problemstellungen zu entwickeln und anzuwenden.

Die Studierenden erkennen, verbalisieren und visualisieren Problemstellungen und realisieren Lösungen. Sie entwickeln technische Problemlösung durch digitale Handlungsanweisung und setzen diese um.

• Objektorientierte Modellierung
  Klassen, Objekte, Attribute, Attributwerte, Methoden, Parameter
  
  
• Algorithmik
  Programmablaufplan/Aktivitätsdiagramm
  Nassi-Shneiderman/Struktogramm
  
  
• Visualisieren von Beziehungen und Prozessen
  
  
• Modellierung
  Objekt-, Klassendiagramme
  Struktogramm, Aktivitätsdiagramm
  
  
• Implementieren mit geeigneten Programmierumgebungen
  
  
• Kontrollstrukturen
  Anweisung, Sequenz, Verzweigung, Wiederholung
  
  
• Variablen und Datentypen
  Konstante, Variablen, Datentypen (z. B. Integer, Boolean, String)
  
  
• Funktionen, Prozeduren und Methoden
  
  
• MSR Messen, Steuern und Regeln
  Sensorauswertung und Aktorensteuerung

Netzwerke (60 Stunden)

Die Studierenden kennen die einzelnen Komponenten und verstehen ihre Wirkungsweise im Netzwerk. Sie können Netzwerkkomponenten entsprechend der Aufgabenstellung auswählen und verbinden. Durch Analyse und Reflexion bewerten sie ihr eigenes Verhalten mit Blick auf die (historische) Entwicklung des Internets.

• Geschichte und Entwicklung des Internets
  
  
• Netzwerkstrukturen
  Topologie, Typologie
  
  
• Hardware
  Router, Switch, NIC, Verkabelung
  
  
• OSI-Schichtenmodell bzw. TCP/IP-Modell
  
  
• Adressierung
  MAC, IP4, IP6
  
  
• Praktischer Aufbau von Datennetzen
  Server-Client-Prinzip z. B. in einer virtualisierten Testumgebung (Schulnetz, E-Mail, Web-Server, DHCP, NAT, DNS)
  
  
• Absicherung von Datennetzen und Computern
  Firewall, Virenschutz, Backup, Imaging
  
  
• WLAN
  Absicherung, HotSpot

Technisches Zeichnen/CAD (150 + 60 Stunden in Werken bzw. Gestaltung)

Anmerkung: Siehe auch "techn. Freihandskizze u. werkstattbezogenes, normgerechtes Konstruieren" im Fach Werken bzw. Gestalten

Die Studierenden setzen beim Erstellen von Projektionszeichnungen erweiterte Konstruktionsverfahren ein. Sie konstruieren normgerechte komplexe Werkzeichnungen von ebenflächig begrenzten Körpern und Rotationskörpern, ermitteln wahre Größen und fertigen Abwicklungen an, um Modelle (z. B. Papiermodelle) von geometrischen Körpern herzustellen.
Mithilfe grundlegender Funktionen eines CAD-Systems werden 3D-Volumenmodelle erzeugt und verändert. Die Studierenden analysieren Objektstrukturen (z. B. Objektbäume), verändern Attributwerte und leiten genormte Ansichten von 3D-Volumenkörpern ab. Um technische Informationen zu kommunizieren, setzen sie spezielle Darstellungen (Schnitt-, Detail-, Explosionszeichnungen usw.) um.
Durch die Montage der Einzelteile mit passenden Beziehungen erstellen sie Baugruppen, analysieren diese und simulieren Bewegungsabläufe, um mechanische Zusammenhänge wiederzugeben und setzen Renderingverfahren zur realitätsnahen Darstellung der Baugruppen ein.
Sie lernen Phasen des Produktlebenszyklus kennen, indem sie ein Produkt unter Anwendung von schmelzenden und/oder spanenden Verfahren erzeugen.
Innerhalb ihrer Ausbildung lernen sie mindestens einen weiteren Modellierer aus anderen technischen Bereichen kennen (Architektur, Elektrotechnik).

• manuelle Konstruktion
  Punkt, Gerade, Fläche und deren Lagen in Ansichten und räumlichen Darstellungen
  weitere Möglichkeiten der räumlichen Darstellung (z. B. Dimetrie)
  Konstruktionsverfahren: Mantellinien-, Horizontal-, Vertikalschnittverfahren
  wahre Längen und Größen für Abwicklungen
  Schnittdarstellungen
  Geometrische Körper in der Lebenswirklichkeit (Pyramiden, Zylinder, Kegel, Kugel)
  Veränderungen auch in Kombinationen (Nut, Stufe, Durchbruch, Abschrägung)
  Normen im Technischen Zeichnen (Entwicklung, Normenarten, Anwendung)
  
  
• Grundlagen des Computer Aided Designs - CAD
  3D-Modelle: ebenflächig begrenzte Körper und Rotationskörper
  Formveränderung (Objektbäume) an 3D-Modellen
  Attributwerte von 3D-Objekten: (z. B. Maße, Lage, Textur, Beziehungen, Varianten)
  Werkzeichnungen (fertigungs-, funktions- und prüfungsbezogen)
  Normgerechte 2D-Zeichnungsableitungen (z. B. Abwicklungen)
  
  
• Erweiterte Anwendungen des Computer Aided Designs – CAD
  Funktionale Zusammenhänge von Einzelteilen in Baugruppen
  Funktionsmodelle, Prototypen (CNC)
  Erweiterte Ableitungen aus 3D-Modellen (Rendering, Animation, Simulation)

Digitale Medienbildung (60 Stunden)

Die Studierenden erstellen und nutzen Medien im Unterricht reflektiert und beurteilen deren Qualität und Einsatzmöglichkeiten. Sie wählen mittels geeigneter Strategien zur Informationsauswahl Medien und Inhalte zielorientiert aus und beachten dabei rechtliche Grundsätze.

Die Auswirkungen digitaler Technologien auf den Menschen und ihr Einfluss auf gesellschaftliche Entwicklungen sind ihnen bewusst. Die Studierenden kennen Gefahren und Risiken digitaler Medien und wenden diesbezüglich Methoden der Prävention und Intervention an. Sie handeln unter Beachtung ethischer Gesichtspunkte.

• Geschichte und Entwicklung digitaler Technologien
  gesellschaftliche und wirtschaftliche Bedeutung des Internets und der Massenmedien
  Cloud-Computing
  Veränderungen von Berufsbildern und Arbeitsprozessen, gesellschaftliche Teilhabe
  
  
• Nutzung digitaler Technologien
  digitale Technologien im Alltag
  Medienkonsum und Formen übermäßiger Nutzung und Suchtverhalten, Prävention und Intervention, Gewalt in den Medien, Medienwirkungsforschung 
  neue und veränderte Kommunikationsformen, soziale Netzwerke, Cybermobbing 
  Netiquette, Selbstdarstellung im Netz
  Datensicherheit und BigData, Überwachung, Sensorik, Algorithmen, (Self-)Tracking
  virtuelle Realität und zukünftige Entwicklungen
  Inklusion, Teilhabe und Barrierefreiheit 
  
  
• Digitalisierung und Leitmedienwechsel
  Kulturtechniken, Sozialisation, Globalisierung, Vernetzung, Automatisierung, Systemdenken, Informationsflut 
  
  
• Bausteine der Medienkompetenz
  Medienkunde, Mediennutzung, Medienkritik, Mediengestaltung, aktive Medienarbeit 
  Informations- und Filterkompetenz
  Manipulationsformen in und durch Medien 
  Recherche, Quellenkritik und Wahrheitsgehalt, journalistische Standards 
  
  
• E-Learning 
  webbasierte Lernarrangements
  Formen von E-Learning
  digitale Tools und Medien
  Exploration, Kollaboration und selbstgesteuertes Lernen
  
  
• Mediendidaktik
  pädagogische Oberflächen
  Struktur und Gestaltung von multimedialen und interaktiven Lernarrangements
  Qualitäten digitaler Tools und Medien, Modelle moderner Bildungstechnologien (z. B. SAMR, 4-K-Modell)
  Veranschaulichung 
  
  
• Urheberrecht
  rechtliche Grundlagen für die Erstellung und den Einsatz von Unterrichtsmedien
  Schulprivilegien
  
  
• Persönlichkeitsrecht, Datenschutz und Jugendmedienschutz
  Veröffentlichung und Verwaltung von (Schüler-)Daten
  Inhaltsfilter
  Schulwebseite 
  
  
• Internetkriminalität
  Identitäts- und Datendiebstahl, Hacking, Phishing und Schadsoftware
  
  
• Medienethik
  Verantwortliches Handeln in der Produktion und Nutzung von Medien