Informatik 5: Automaten Algorithmen Datenstrukturen Programme

← Zurück zur 5. Klasse

Worum geht es? Automaten, Algorithmen, Datenstrukturen und Programme sind grundlegende Modelle der Informatik. Du lernst Zustände und Übergänge, Kontrollstrukturen, Listen und andere Datenstrukturen sowie das Zusammenspiel dieser Konzepte in technischen Systemen kennen.

Lernziele

Nach diesem Kapitel kannst du:

Automaten erklären, Zustände benennen, Beispiele zuordnen
Algorithmen erkennen, Schritte ordnen, Abläufe beschreiben
Datenstrukturen nennen, Unterschiede erklären, Einsätze begründen
Programme deuten, Anweisungen erklären, Ergebnisse prüfen
Eingaben verarbeiten, Ausgaben deuten, Zustandswechsel beschreiben
Bedingungen nutzen, Wiederholungen nutzen, Regeln formulieren
Listen anwenden, Felder nutzen, Wörterbücher einordnen
Fehler finden, Ursachen benennen, Verbesserungen ableiten
Darstellungen vergleichen, Modelle nutzen, Fachsprache anwenden
Alltagsbeispiele erläutern, Informatikbezüge erkennen, Lösungen bewerten

Anschluss an die Digitale Grundbildung

Aus der Digitalen Grundbildung kennst du Algorithmen und einfache Datenstrukturen. Jetzt werden Automaten, Zustände, Übergänge, Datenstrukturen und Programme als zusammenhängende Grundprinzipien informatischer Systeme betrachtet.

Lerninhalte

Kompaktüberblick

Begriff	Kurz erklärt	Beispiel
Automat	System mit Zuständen und Übergängen	Getränkeautomat, Ampel, Login-Ablauf
Algorithmus	eindeutige Schrittfolge zur Lösung eines Problems	Sortieren, Suchen, Rechnen
Datenstruktur	geordnete Form zur Ablage von Daten	Liste, Array, Baum, Dictionary
Programm	konkret formulierte Anweisungen für ein System	Scratch-Skript, Python-Code

Merke: Automaten, Algorithmen, Datenstrukturen und Programme gehören zusammen: Sie beschreiben Zustände, Abläufe, Ordnung und Umsetzung.

Automaten als regelgeleitete Systeme

Automaten lassen sich gut verstehen, wenn ihr Verhalten als Wechsel zwischen klar definierten Zuständen beschrieben wird, weil dadurch sichtbar wird, wie Eingaben oder Ereignisse vorhersehbare Reaktionen auslösen und technische Systeme geordnet steuern.

Ein Automat ist ein System, das sich in einem bestimmten Zustand befindet und auf Eingaben oder Ereignisse mit einem Zustandswechsel oder einer Ausgabe reagiert. Solche Systeme arbeiten nach festen Regeln. Sie „entscheiden“ nicht frei, sondern folgen einem vorher festgelegten Ablauf.

Ein sehr einfaches Beispiel ist ein Getränkeautomat. Er wartet auf Geld, prüft die Eingabe, registriert den ausgewählten Knopf und gibt schließlich ein Getränk oder Wechselgeld aus.

Auch eine Ampel ist ein Automat: Rot, Rot-Gelb, Grün und Gelb sind Zustände, zwischen denen nach Regeln oder Zeitabständen gewechselt wird. Eine Waschmaschine, ein Aufzug, eine Türschranke, ein Ticketautomat oder ein Drehkreuz funktionieren ähnlich.

Automatenbeispiele

Ampel, Aufzug, Waschmaschine, Ticketautomat, Schranke, Getränkeautomat

Begriffe

Zustand, Übergang, Eingabe, Ausgabe, Startzustand, Endzustand Ein Fahrkartenautomat kann etwa im Zustand „bereit“ sein. Nach der Auswahl des Tickets wechselt er in den Zustand „Preis anzeigen“. Nach Geldeingabe wechselt er in „prüfen“ und danach entweder in „Ticket ausgeben“ oder „weiteres Geld nötig“. Solche Zustandsmodelle helfen, technische Abläufe verständlich zu beschreiben.

Zustände, Übergänge und Reaktionen

Das Prinzip von Zustand und Übergang macht digitale Steuerung greifbar, weil Systeme dadurch nicht als undurchsichtige Blackbox erscheinen, sondern als Abfolge klarer Situationen, in denen Eingaben fest definierte Veränderungen und Reaktionen hervorrufen.

Ein Zustand beschreibt, wie ein System gerade eingestellt ist oder was es aktuell tut. Ein Übergang beschreibt, wodurch sich dieser Zustand verändert. Diese Veränderung kann durch Zeit, Tastendruck, Sensordaten oder andere Eingaben ausgelöst werden.

Bei einer Ampelanlage führt ein Zeitablauf zum Wechsel in den nächsten Zustand. Bei einem Aufzug führt ein Knopfdruck zum Wechsel von „warten“ zu „fahren“. Bei einem Login-System führt die Eingabe eines korrekten Passworts zum Zustand „Zugriff erlaubt“, während eine falsche Eingabe im Zustand „Fehlermeldung“ endet.

Zustände

warten, prüfen, starten, stoppen, offen, geschlossen

Auslöser

Knopfdruck, Zeitablauf, Sensor, Passwort, Münze, Signal Im Unterricht kann dieses Konzept mit Zustandsdiagrammen dargestellt werden. Kreise stehen dann für Zustände, Pfeile für Übergänge. Diese Darstellung ist nützlich, weil sie Regeln sichtbar macht und Fehler in Abläufen leichter erkennen lässt.

Algorithmen als eindeutige Handlungsvorschriften

Algorithmen werden besonders verständlich, wenn sie als präzise Schrittfolgen betrachtet werden, die ein Problem zuverlässig lösen sollen, weil dadurch klar wird, warum Informatik auf Ordnung, Vollständigkeit und Wiederholbarkeit angewiesen ist.

Ein Algorithmus ist eine klare Folge von Anweisungen zur Lösung einer Aufgabe. Er muss endlich, eindeutig und ausführbar sein. Das bedeutet: Die Schritte müssen in sinnvoller Reihenfolge stehen, verständlich formuliert sein und tatsächlich zum Ziel führen.

Alltagsbeispiele sind Rezepte, Bauanleitungen, Wegbeschreibungen oder Spielregeln. In der Informatik geht es darum, solche Schrittfolgen so zu formulieren, dass auch ein Computer sie ausführen kann. Dazu müssen alle Schritte eindeutig beschrieben sein.

Merkmale

eindeutig, endlich, geordnet, ausführbar, prüfbar, wiederholbar

Alltagsbeispiele

Rezept, Packliste, Fahrplan, Bastelanleitung, Tanzfolge, Wegbeschreibung Ein Sortieralgorithmus für Karten könnte zum Beispiel lauten: Nimm die erste Karte, vergleiche sie mit der nächsten, tausche bei Bedarf, gehe weiter, wiederhole den Vorgang, bis alles geordnet ist. Solche Algorithmen können zunächst sprachlich beschrieben und später programmiert werden.

Kontrollstrukturen in Algorithmen

Die Wirkung von Algorithmen hängt stark von ihren Kontrollstrukturen ab, weil nicht jede Aufgabe nur aus einer festen Reihenfolge besteht, sondern oft Entscheidungen, Wiederholungen und Bedingungen nötig sind, damit Lösungen flexibel auf Situationen reagieren können.

Grundlegende Kontrollstrukturen sind:

Sequenz, Auswahl, Wiederholung

wenn, sonst, solange

zähle, prüfe, wiederhole Eine Sequenz ist eine feste Reihenfolge von Schritten. Eine Auswahl entscheidet zwischen Möglichkeiten, etwa bei einer richtigen oder falschen Eingabe. Eine Wiederholung führt denselben Schritt mehrfach aus, zum Beispiel beim Zählen, Sortieren oder Wiederholen von Spielrunden.

Strukturen

Sequenz, Auswahl, Wiederholung, Bedingung, Schleife, Vergleich

Beispiele

Quiz prüfen, Ampel steuern, Zahl zählen, Passwort testen, Karten sortieren, Würfelspiel Ein Programm für eine Quizfrage enthält etwa eine Auswahl: Wenn die Antwort richtig ist, erhöhe die Punkte, sonst zeige eine Fehlermeldung. Ein Countdown nutzt eine Wiederholung, solange die Zahl größer als null ist. Diese Strukturen machen Algorithmen leistungsfähig und anpassbar.

Datenstrukturen als Ordnungssysteme für Daten

Datenstrukturen helfen dabei, Informationen sinnvoll zu organisieren, weil Daten nicht nur vorhanden sein müssen, sondern so gespeichert werden sollen, dass Programme sie effizient finden, verändern, vergleichen und weiterverarbeiten können.

Eine Datenstruktur ist eine geordnete Form, in der Daten abgelegt werden. Je nach Aufgabe eignet sich eine andere Struktur. Für einfache Reihenfolgen sind Listen oder Arrays sinnvoll, für Zuordnungen eher Wörterbücher oder Dictionaries, für hierarchische Ordnungen eher Bäume oder Ordnerstrukturen.

Klasse werden ausdrücklich grundlegende Datenstrukturen wie Arrays, Listen und Dictionaries genannt. Diese beeinflussen, wie Daten organisiert und verarbeitet werden.

Datenstrukturen

Liste, Array, Dictionary, Tabelle, Baum, Stapel

Alltagsbeispiele

Kontaktliste, Stundenplan, Wörterbuch, To-do-Liste, Mediathek, Klassenliste Eine Kontaktliste speichert viele ähnliche Einträge nacheinander. Ein Wörterbuch ordnet einem Wort eine Bedeutung zu. Eine Bibliotheksliste kann Titel, Autor und Kategorie gemeinsam verwalten. Durch Datenstrukturen wird aus ungeordneten Einzelwerten ein nutzbares System.

Listen, Felder und Wörterbücher im Vergleich

Unterschiedliche Datenstrukturen werden leichter verständlich, wenn ihre Stärken an praktischen Beispielen verglichen werden, denn erst der direkte Vergleich zeigt, warum eine Struktur für manche Aufgaben sehr gut, für andere aber weniger geeignet ist.

Eine Liste eignet sich, wenn Werte nacheinander gespeichert werden sollen. Ein Array ist ähnlich, oft aber fester strukturiert und besonders nützlich, wenn auf Positionen zugegriffen wird. Ein Dictionary eignet sich, wenn Werte über einen Schlüssel gefunden werden sollen, etwa Name zu Telefonnummer.

Vergleichskriterien

Reihenfolge, Zugriff, Schlüssel, Übersicht, Erweiterung, Eignung

Beispiele

Namenliste, Punkteliste, Telefonbuch, Vokabelsammlung, Inventarliste, Spielfiguren Für eine Punkteliste im Spiel ist eine geordnete Liste sinnvoll. Für eine Vokabelsammlung mit Wort und Übersetzung eignet sich ein Dictionary besonders gut. Für eine Sitzordnung kann eine tabellarische Struktur hilfreich sein. Solche Vergleiche fördern ein grundlegendes Verständnis dafür, warum Datenorganisation informatisch wichtig ist.

Programme als ausführbare Umsetzung von Algorithmen

Programme setzen Algorithmen in eine Form um, die ein Computer ausführen kann, weshalb zwischen Idee, Darstellung und Ausführung unterschieden werden sollte, damit klar wird, wie aus einer Handlungsvorschrift ein funktionierendes digitales System wird.

Ein Programm besteht aus Anweisungen in einer Programmiersprache. Es setzt einen Algorithmus in Code um. Der Algorithmus ist dabei die Idee oder der Lösungsweg, das Programm die konkrete Ausführung in einer technischen Form.

Programme arbeiten mit Eingaben, Variablen, Bedingungen, Wiederholungen und Ausgaben.

Ein einfaches Programm kann Zahlen addieren, Namen begrüßen oder Fragen stellen. Ein komplexeres Programm kann Daten sortieren, mehrere Zustände verwalten oder auf Sensordaten reagieren.

Programmteile

Eingabe, Variable, Bedingung, Schleife, Ausgabe, Funktion

Programmbeispiele

Quiz, Taschenrechner, Countdown, Ampelsteuerung, To-do-Liste, Suchfunktion Ein Taschenrechnerprogramm liest zwei Zahlen ein, wählt eine Rechenart, berechnet das Ergebnis und gibt es aus. Eine Ampelsteuerung bildet Zustände ab und wechselt sie in festgelegter Reihenfolge. Ein Quizprogramm speichert Fragen, prüft Antworten und zählt Punkte. So werden Algorithmen zu konkreten Programmen.

Zusammenspiel von Automaten, Algorithmen, Datenstrukturen und Programmen

Die vier Konzepte entfalten ihren Sinn besonders dann, wenn sie nicht getrennt betrachtet werden, denn viele digitale Systeme funktionieren gerade dadurch, dass Zustände, Regeln, Datenorganisation und Programmausführung ineinandergreifen.

Ein Automat beschreibt Zustände und Übergänge. Ein Algorithmus beschreibt, welche Schritte nacheinander oder abhängig von Bedingungen durchgeführt werden. Eine Datenstruktur organisiert die nötigen Informationen. Ein Programm setzt dies technisch um.

Bei einem Quizsystem könnten die Fragen in einer Liste gespeichert sein, der Algorithmus prüft Antworten, der Programmcode setzt alles um und der aktuelle Fortschritt kann als Zustand beschrieben werden, etwa „Frage 1“, „Frage 2“, „Ergebnis“. Bei einem Aufzugssystem gibt es Zustände wie „warten“, „fahren“, „Tür offen“, Algorithmen für die Reaktion auf Knöpfe, Datenstrukturen für Zielstockwerke und ein Programm zur Steuerung.

Zusammenspiel

Zustände, Regeln, Daten, Ausführung, Reaktion, Steuerung

Systembeispiele

Quizsystem, Aufzug, Ampel, Ticketautomat, Spiel, Waschmaschine Solche Verknüpfungen zeigen, dass Informatik nicht aus einzelnen losen Begriffen besteht, sondern aus Konzepten, die zusammen digitale Abläufe beschreiben und möglich machen.

Typische Fehler und Fehlvorstellungen

Ein tieferes Verständnis entsteht oft gerade dann, wenn Fehlerquellen mitgedacht werden, weil Lernende dadurch erkennen, an welchen Stellen Regeln unklar, Zustände unvollständig oder Datenstrukturen unpassend gewählt sein können.

Häufige Fehlvorstellungen sind:

Ein Algorithmus sei nur „irgendeine Idee“

Ein Programm sei dasselbe wie ein Algorithmus

Jede Datenstruktur sei für jede Aufgabe gleich gut

Ein Automat „denke selbst“

Ein korrekt aussehendes Programm müsse automatisch richtig arbeiten

Fehlerarten

Reihenfolgefehler, Logikfehler, Zustandsfehler, Eingabefehler, Strukturfehler, Denkfehler

Beispiele

falsche Schleife, fehlender Zustand, falscher Listenindex, unpassender Schlüssel, Endlosschleife, doppelte Bedingung Wenn bei einem Automaten ein möglicher Zustand fehlt, kann das System unvollständig sein.

Wenn in einer Liste der falsche Index verwendet wird, entsteht ein Fehler. Wenn ein Algorithmus keine falschen Eingaben berücksichtigt, reagiert das Programm nicht robust.

Solche Fehler helfen, die Bedeutung von Präzision zu erkennen.

Anwendungen in Alltag und Technik

Die Grundprinzipien dieser Konzepte werden besonders anschaulich, wenn reale Geräte und Anwendungen betrachtet werden, weil dadurch sichtbar wird, dass Automaten, Algorithmen, Datenstrukturen und Programme nicht nur Unterrichtsthemen, sondern Grundlagen moderner Technik sind.

Viele Alltagsgeräte und digitale Dienste beruhen auf diesen Prinzipien. Eine Ampel ist ein Automat. Eine Suchmaschine nutzt Algorithmen und Datenstrukturen. Eine Navigations-App berechnet Wege mit Algorithmen und verwaltet Karten- und Ortsdaten in komplexen Strukturen. Ein Online-Shop speichert Produkte, Warenkörbe und Bestellungen in Datenstrukturen und reagiert programmatisch auf Eingaben.

Alltagsanwendungen

Navi, Suchmaschine, Ampel, Aufzug, Warenkorb, Spielesystem

Technikbeispiele

Roboter, Smart Home, Chatbot, Verkehrssteuerung, Buchungssystem, Lernplattform Diese Beispiele zeigen, dass die Grundprinzipien der Informatik überall dort wirksam sind, wo Zustände verwaltet, Regeln ausgeführt, Daten organisiert und Abläufe programmiert werden.

Kurz zusammengefasst

Wenn du verstehen willst ...	dann achte besonders auf ...
wie ein System reagiert	Zustände und Übergänge
wie ein Problem gelöst wird	Schritte und Kontrollstrukturen
wie Daten geordnet sind	passende Datenstruktur
wie etwas ausgeführt wird	die konkrete Programmanweisung

Merke: Je klarer Daten und Abläufe strukturiert sind, desto leichter lassen sich Programme verstehen und verbessern.

Orientierung auf einen Blick

Bereich	Wichtige Frage	Beispiel
Automat	In welchem Zustand ist das System?	Ampel schaltet von Rot auf Grün.
Algorithmus	Welche Schritte führen zur Lösung?	Karten sortieren
Datenstruktur	Wie werden Daten geordnet?	Liste von Namen, Wörterbuch
Programm	Wie wird alles konkret umgesetzt?	Scratch- oder Python-Code

Merke: Die Grundprinzipien wirken abstrakt, werden aber in Alltagsbeispielen wie Ampeln, Spielen oder Listen besonders verständlich.

Weiterführende Links

Passende LearningSnacks

Übungen

Automaten im Alltag erkennen

Ein tragfähiges Verständnis von Automaten entsteht besonders dann, wenn bekannte Geräte auf Zustände, Auslöser und Reaktionen hin untersucht werden, weil dadurch sichtbar wird, dass viele technische Systeme nach festen Regeln arbeiten und nicht beliebig auf Eingaben reagieren.

Die Schülerinnen und Schüler sammeln zunächst Alltagsbeispiele wie Ampel, Getränkeautomat, Aufzug, Waschmaschine oder Ticketautomat. Danach wählen sie ein Beispiel aus und beschreiben, welche Zustände das System haben kann, wodurch ein Zustandswechsel ausgelöst wird und welche Ausgabe oder Reaktion folgt.

Im zweiten Schritt erstellen sie ein einfaches Zustandsbild mit Kreisen und Pfeilen.

Anschließend erklären sie ihr Modell einer anderen Gruppe und prüfen, ob alle wichtigen Zustände und Übergänge erfasst wurden. So wird das Grundprinzip eines Automaten an vertrauten Anwendungen verständlich gemacht.

Material

Beispielkarten, Papier, Stifte, Pfeile

Produkte

Zustandsbild, Erklärung, Vergleich

Fokus

Zustände, Übergänge, Reaktionen, Alltag

Zustandswechsel nachspielen

Die Klasse spielt einen einfachen Automaten nach, etwa eine Ampel, einen Aufzug oder eine Schranke. Einzelne Lernende übernehmen Rollen wie Zustand, Auslöser oder Ausgabe. Eine Person oder Gruppe gibt Ereignisse vor, etwa Knopfdruck, Zeitablauf oder Geldeingabe, und die beteiligten Personen wechseln entsprechend in den nächsten Zustand.

Danach halten die Schülerinnen und Schüler schriftlich fest, welcher Zustand auf welchen Auslöser folgt. In der Reflexion wird besprochen, ob das System vollständig ist oder ob noch Zustände oder Übergänge fehlen. So wird aus einem abstrakten Modell ein nachvollziehbarer Ablauf.

Material

Rollenkarten, Signalwörter, Tafel, Marker

Produkte

Rollenspiel, Ablaufnotiz, Reflexion

Fokus

Automat, Auslöser, Übergang, Vollständigkeit

Algorithmus und Programm unterscheiden

Ein tieferes Verständnis informatischer Grundbegriffe wächst besonders dann, wenn ähnliche Begriffe bewusst voneinander abgegrenzt werden, weil dadurch klar wird, was als Lösungsweg gedacht und was als technische Umsetzung tatsächlich ausgeführt wird.

Die Schülerinnen und Schüler erhalten kurze Beispiele, etwa ein Kochrezept, eine Schrittfolge zum Sortieren, ein Scratch-Projekt oder einen kleinen Python-Code. Ihre Aufgabe besteht darin, zu entscheiden, was davon ein Algorithmus, was ein Programm und was nur ein informeller Ablauf ist. Jede Zuordnung muss begründet werden.

Im zweiten Schritt formulieren die Lernenden einen eigenen einfachen Algorithmus in Alltagssprache und überlegen anschließend, wie dieser in einem Programm aussehen könnte.

Die Gegenüberstellung macht deutlich, dass ein Programm einen Algorithmus ausführt, aber nicht mit ihm gleichgesetzt werden darf.

Material

Beispielblätter, Zuordnungskarten, Schreibblatt

Produkte

Zuordnung, Begründung, Vergleich

Fokus

Begriffe, Abgrenzung, Umsetzung, Verständnis

Datenstrukturen passend wählen

Die Auswahl einer geeigneten Datenstruktur wird besonders verständlich, wenn unterschiedliche Ordnungsformen direkt an konkreten Aufgaben verglichen werden, weil dadurch sichtbar wird, warum Listen, Tabellen oder Wörterbücher je nach Problem sehr unterschiedlich nützlich sind.

Ihr arbeitet mit mehreren kleine Problemsituationen vor, etwa Kontaktliste verwalten, Vokabeln speichern, Sitzordnung abbilden, Punktestände sammeln oder Bücher nach Themen ordnen. Die Schülerinnen und Schüler entscheiden, welche Datenstruktur jeweils am besten passt, zum Beispiel Liste, Tabelle oder Dictionary, und begründen ihre Wahl.

Danach übertragen sie zwei ausgewählte Situationen in eine konkrete Struktur und erklären, wie Werte gefunden, ergänzt oder verändert werden könnten. In der Besprechung wird herausgearbeitet, dass Datenorganisation den späteren Zugriff und die Verarbeitung stark beeinflusst.

Material

Fallkarten, Vorlagen, Stifte, Tabellenblatt

Produkte

Zuordnung, Strukturmodell, Begründung

Fokus

Liste, Tabelle, Dictionary, Eignung

Programmlogik mit Karten legen

Die Schülerinnen und Schüler erhalten Karten mit Anweisungen wie starte, frage ab, prüfe, erhöhe Punktestand, gib Meldung aus, wiederhole oder beende. Daraus legen sie zunächst zu zweit die Programmlogik für eine vorgegebene Aufgabe, etwa ein Quiz, eine Zugangskontrolle oder einen Countdown. Danach erklären sie ihren Ablauf in ganzen Sätzen.

Im zweiten Schritt tauschen Gruppen ihre Kartenfolgen aus und prüfen gegenseitig, ob der Ablauf vollständig und logisch ist. Falls Fehler oder Lücken auftreten, wird die Reihenfolge verändert oder ergänzt. So wird Programmlogik vor dem eigentlichen Codieren sichtbar und verhandelbar.

Material

Anweisungskarten, Aufgabenblatt, Tischfläche, Marker

Produkte

Kartenfolge, Erklärung, Korrektur

Fokus

Sequenz, Bedingung, Wiederholung, Logik

Fehlerhafte Modelle untersuchen

Fehleranalysen erzeugen einen hohen Lernertrag, weil fehlerhafte Automaten, Algorithmen oder Datenstrukturen dazu zwingen, Regeln präzise zu prüfen und zu erklären, an welcher Stelle ein Modell unvollständig, widersprüchlich oder ungeeignet geworden ist.

Die Schülerinnen und Schüler erhalten absichtlich fehlerhafte Beispiele, etwa einen Automaten mit fehlendem Übergang, einen Algorithmus mit falscher Reihenfolge, eine Datenstruktur mit unpassender Zuordnung oder ein kleines Programm mit logischer Lücke. Zuerst markieren sie die auffällige Stelle und beschreiben das Problem.

Danach entwickeln sie eine verbesserte Version und erläutern, warum diese das Problem besser löst. In der gemeinsamen Auswertung werden typische Fehlerarten gesammelt, etwa fehlende Zustände, ungenaue Anweisungen, falsche Schlüssel oder ungünstige Strukturen. So wird die Bedeutung sorgfältiger Modellbildung sichtbar.

Material

Fehlerblätter, Marker, Korrekturblatt, Tafel

Produkte

Fehleranalyse, Verbesserung, Merkliste

Fokus

Fehlersuche, Korrektur, Begründung, Präzision

Ein kleines System entwerfen

Die Lernenden entwerfen in Kleingruppen ein kleines digitales System, etwa ein Quiz, einen Ticketautomaten, eine einfache Schranke, einen Aufzugsruf oder ein Punktespiel. Zunächst beschreiben sie das Ziel des Systems. Danach legen sie fest, welche Zustände vorkommen, welche Daten gespeichert werden und welcher Algorithmus den Ablauf steuert.

Anschließend visualisieren sie ihr System auf einem Poster oder in einer einfachen digitalen Skizze. In der Präsentation erklären die Gruppen, wie ihre vier Bausteine zusammenwirken und an welcher Stelle ein Programm daraus entstehen könnte. So wird vernetztes informatisches Denken gefördert.

Material

Planblatt, Poster, Stifte, Beispielkarten

Produkte

Systementwurf, Skizze, Präsentation

Fokus

Zusammenspiel, Planung, Modell, Transfer

Grundprinzipien für Jüngere erklären

Die Schülerinnen und Schüler wählen eines der vier Konzepte, also Automat, Algorithmus, Datenstruktur oder Programm, und erstellen dazu ein Erklärprodukt für eine jüngere Lerngruppe. Das Produkt soll eine einfache Definition, ein alltagsnahes Beispiel und eine kleine Übung oder Frage zur Verständnissicherung enthalten.

Mögliche Formate sind Poster, Kartenserie, Miniheft oder kurzer Erklärtext. In der Präsentation prüfen die Mitschülerinnen und Mitschüler, ob die Darstellung verständlich, korrekt und anschaulich ist. So wird Fachsprache mit Transfer und bewusster Vereinfachung verbunden.

Material

Vorlage, Papier, Stifte, Beispielkarten

Produkte

Erklärprodukt, Beispiel, Feedback

Fokus

Erklärung, Transfer, Fachsprache, Verständlichkeit

Kompetenzcheck

Überprüfe am Ende selbst, ob du die zentralen Kompetenzen dieses Kapitels sicher anwenden kannst:

Ich kann …	Ja	Noch üben
Automaten erklären, Zustände benennen und Beispiele zuordnen.	☐	☐
Algorithmen erkennen, Schritte ordnen und Abläufe beschreiben.	☐	☐
Datenstrukturen nennen, Unterschiede erklären und Einsätze begründen.	☐	☐
Programme deuten, Anweisungen erklären und Ergebnisse prüfen.	☐	☐
Eingaben verarbeiten, Ausgaben deuten und Zustandswechsel beschreiben.	☐	☐
Bedingungen nutzen, Wiederholungen nutzen und Regeln formulieren.	☐	☐
Listen anwenden, Felder nutzen und Wörterbücher einordnen.	☐	☐
Fehler finden, Ursachen benennen und Verbesserungen ableiten.	☐	☐
Darstellungen vergleichen, Modelle nutzen und Fachsprache anwenden.	☐	☐
Alltagsbeispiele erläutern, Informatikbezüge erkennen und Lösungen bewerten.	☐	☐