Qualifikationsphase · Überblick

Die Qualifikationsphase gliedert sich in die Kurshalbjahre Q1 bis Q4. In Q1 bis Q3 bilden jeweils die Themenfelder 1 und 2 die verbindliche Grundlage; im erhöhten Niveau ist in Q1 zusätzlich das Themenfeld 3 verbindlich. In zwei dieser drei Kurshalbjahre wird durch Erlass jeweils ein weiteres Themenfeld festgelegt. Für Q4 wird ebenfalls ein Themenfeld bestimmt. Dieses kann Q4.1, Q4.2 oder ein Themenfeld sein, das in Q1 bis Q3 nicht bereits durch Erlass festgelegt wurde. Die Überblicksseiten der einzelnen Kurshalbjahre weisen die jeweiligen Regeln, Inhalte und möglichen Schwerpunktsetzungen genauer aus.

Q1 verbindet Algorithmik und objektorientierte Modellierung. Die Lernenden analysieren Problemstellungen, entwickeln Modelle aus Klassen, Objekten und Beziehungen, stellen diese in UML dar und setzen sie in Java um. Such- und Sortierverfahren, Rekursion, höhere Datenstrukturen und Graphen erweitern diese Modellierungsperspektive um algorithmische Verfahren und Fragen der Effizienz. Damit stehen insbesondere die Kompetenzbereiche Algorithmen, Information und Daten sowie Informatiksysteme im Mittelpunkt.

Q2 behandelt Datenbanken von der fachlichen Analyse bis zur technischen und gesellschaftlichen Einordnung. Aus Anwendungskontexten werden Datenmodelle und relationale Schemata entwickelt, mit SQL umgesetzt und abgefragt. Webdatenbankprojekte verbinden Datenhaltung, serverseitige Verarbeitung und Benutzeroberflächen; Datenschutz, Datensicherheit und Relationenalgebra ergänzen rechtliche, technische und formale Perspektiven. Maßgeblich sind vor allem die Kompetenzbereiche Information und Daten, Informatiksysteme sowie Informatik, Mensch und Gesellschaft.

Q3 richtet den Blick auf formale Beschreibungen und abstrakte Maschinenmodelle. Die Lernenden entwickeln und untersuchen Grammatiken, formale Sprachen und Automaten, überführen zwischen Darstellungsformen und simulieren die Verarbeitung von Eingaben. Keller-, Turing- und Registermaschinen erweitern die betrachteten Speicher- und Berechnungsmodelle und führen zu Fragen nach Berechenbarkeit, Entscheidbarkeit und prinzipiellen Grenzen algorithmischer Verfahren. Im Vordergrund stehen die Kompetenzbereiche Algorithmen, Formale Sprachen und Automaten sowie Informatik, Mensch und Gesellschaft.

Q4 dient der Vertiefung und Vernetzung eines durch Erlass festgelegten Themenfeldes. Die eigenständigen Q4-Themenfelder behandeln entweder die technische Realisierung digitaler Datenverarbeitung oder Prolog als logische Programmiersprache. Wird stattdessen ein zuvor nicht festgelegtes Themenfeld aus Q1 bis Q3 ausgewählt, werden dessen Inhalte in wiederholenden und vernetzenden Bezügen erneut aufgegriffen. Die maßgeblichen Kompetenzbereiche ergeben sich deshalb aus der jeweiligen Festlegung.

Die Überblicksseiten Q1 bis Q4 stellen den zugrunde gelegten curricularen Referenzrahmen und seine Umsetzung im D-Book dar. Inhaltsseiten, Aufgabenmodule und Werkzeuge verbinden fachliche Erklärungen mit Modellierung, Implementierung, Ausführung, Simulation, Prüfung und Bewertung. Glossar und Wissensnetz machen wiederkehrende Begriffe und Beziehungen über die Kurshalbjahre hinweg zugänglich.