Cybersecurity Foundations: Networking – Netzwerke und IT-Sicherheit mit zwölf Paper Labs auf Englisch | Bilingual Informatik Klasse 10–12

Cybersecurity Foundations: Networking ist eine englischsprachige Unterrichtseinheit für Klasse 10–12 (Grades 10–12) im Fach Informatik. Die Lernenden erfahren, wie Netzwerke aufgebaut sind, wie IPv4-Adressen, Subnetze, Ports, DNS und TLS zusammenspielen und wie sich Angriffe erkennen und abwehren lassen. Das Lernmaterial umfasst 57 Seiten, das separate Lehrmaterial (Teacher Guide) 25 Seiten mit Lösungen und Erwartungshorizonten.

Die Einheit arbeitet ausschließlich auf Papier mit synthetischen Datensätzen. Es werden keine Angriffe durchgeführt und keine Werkzeuge installiert. Sie ist ein unabhängiges Einstiegsmodul, steht in keiner Verbindung zum College Board und ist kein vollständiger AP-Kurs. Alle Texte sind auf Englisch verfasst.

Worum es geht

Die ersten Bausteine bauen das Netzwerkwissen auf: Layer models, IPv4 addresses, Subnets and routing und Ports and transport. Die Lernenden ordnen Adressen ein, vergleichen Präfixe und verfolgen auf Papier, wie ein Datenpaket seinen Weg findet.

Mit DNS and services und TLS and metadata kommen Namensauflösung und verschlüsselte Verbindungen hinzu. Besonders der Baustein TLS and metadata fragt, was Verschlüsselung schützt und was trotzdem sichtbar bleibt. Threats and defense und Detection and response wenden das Wissen auf Bedrohungen, Schutzmaßnahmen und das Erkennen von Vorfällen an.

Zwölf Paper labs mit je einer Seite für den Begründungsablauf (Reasoning log) bilden das Herzstück. Dazu gehören unter anderem Address classification, Prefix comparison, Routing paper model, Synthetic DNS record, Synthetic TCP record, Failed login log, Access matrix, Phishing report und Incident communication.

Für wen sich die englische Ausgabe eignet

Die Einheit ist für Klasse 10–12 (Grades 10–12) geschrieben, in muttersprachlichem Englisch und mit Bezügen zum US-amerikanischen Schulsystem, etwa dem Grade-System. Sie passt zu bilingualen Zügen, CLIL-Modulen, internationalen Schulen, Deutschen Schulen im Ausland und sehr starken Englischgruppen. Im Regelunterricht ist sie nur mit sprachlicher Unterstützung sinnvoll, denn Aufgaben und Erklärtexte setzen sicheres Leseverstehen voraus.

Die Einheit richtet sich an die Oberstufe. Sie knüpft an das Thema Netzwerke und Datensicherheit an, das die Bildungspläne der Länder für den Informatikunterricht vorsehen, und eignet sich für Informatik in bilingualen Zügen, AGs oder Wahlkurse. Das Material setzt solide Englischkenntnisse und Grundkenntnisse im Umgang mit Zahlensystemen voraus.

Die Bausteine im Überblick

• Layer models (Baustein 1): Die Lernenden ordnen Funktionen den Schichten eines Netzwerkmodells zu.
• IPv4 addresses (Baustein 2): Der Baustein übt Aufbau und Einordnung von IPv4-Adressen.
• Subnets and routing (Baustein 3): Subnetze und Wegewahl werden an Papiermodellen durchgespielt.
• Ports and transport (Baustein 4): Ports und Transportverbindungen werden erklärt und gelesen.
• DNS and services (Baustein 5): Die Namensauflösung und gängige Dienste werden untersucht.
• TLS and metadata (Baustein 6): Hier wird geklärt, was Verschlüsselung schützt und was sichtbar bleibt.
• Threats and defense (Baustein 7): Typische Bedrohungen werden Schutzmaßnahmen gegenübergestellt.
• Detection and response (Baustein 8): Die Lernenden erkennen Vorfälle in Protokollen und planen die Reaktion.

So setzen Sie das Material ein

Die Einheit beginnt mit einer Einstiegsseite (How to work with this unit), auf der die Lernenden eine Strategie erklären und mit Belegen arbeiten. Danach folgen die acht Bausteine nacheinander. Jeder Baustein besteht aus einer Einführungsseite, einer Seite Practice and explanation und einer Case card, auf der die Lernenden eine Aufgabe lösen und ihr Vorgehen begründen. Sie können die Bausteine in der vorgegebenen Reihenfolge durcharbeiten oder einzelne Bausteine gezielt auswählen.

Dazu kommen zwölf Paper labs mit je einem Reasoning log, die Seite Precise model and interpretation, Vocabulary 1 und 2, ein Learning check, ein Project brief mit Project record sowie die Seite Reflection and next step. Die Präsentation mit 17 Folien begleitet Einführung und Besprechung im Unterricht. Der Learning check und die Projektseiten schließen die Einheit ab und machen sichtbar, was die Lernenden selbstständig erklären können.

Differenzierung und Lösungen

Die Aufgaben sind gestuft: Erklärungen und Musterbeispiele führen zu unterstützten Übungen und dann zu Aufgaben, die eigenes Begründen verlangen. Die Paper labs lassen sich einzeln auswählen und in unterschiedlicher Tiefe bearbeiten. Die Reasoning logs machen den Lösungsweg sichtbar und erleichtern die Rückmeldung.

Das separate Lehrmaterial (Teacher Guide) enthält ein Teaching concept, einen Ablauf mit Hinweisen zur Vorbereitung (Sequence and preparation), Lösungen und Erwartungshorizonte zu allen acht Bausteinen, einen Assessment key mit Hinweisen zur Rückmeldung und eine Seite zu Differenzierung und Beobachtung (Differentiation and observation). Das Lehrmaterial enthält zu jedem der zwölf Paper labs einen eigenen Schlüssel. Am Ende steht eine Seite zu Quellen, KI-Erstellung und Herausgeber.

Was Sie erhalten

• Lernmaterial mit 57 Seiten als PDF (Druckreferenz) und als editierbare DOCX-Fassung
• Lehrmaterial (Teacher Guide) mit 25 Seiten, mit Lösungen und Erwartungshorizonten, als PDF und DOCX
• Präsentation als PPTX mit 17 Folien
• Digitaler Download, sofort nach Kauf verfügbar

Die PDF-Dateien sind die Druckreferenz. Der Seitenumbruch der DOCX-Dateien kann davon abweichen.

Lizenz

Die Einzellizenz gilt für eine Lehrkraft und deren eigene Lerngruppen. Die Schullizenz gilt für alle Lehrkräfte einer Schule.

Hinweis zur Erstellung

Texte und Illustrationen wurden mit KI-Unterstützung erstellt; Quellen und Erstellungshinweise stehen am Ende des Teacher Guide.

Mehr Material für das ganze Fach

Wenn Sie über diese Einheit hinaus das Schuljahr in Informatik planen, finden Sie im FachKomplett Informatik weitere Unterrichtsreihen für mehrere Klassenstufen in einem Paket.

Häufige Fragen

Sind Lösungen enthalten?
Ja. Das separate Lehrmaterial (Teacher Guide, 25 Seiten) enthält Schlüssel zu allen zwölf Paper labs, Erwartungshorizonte zu den acht Bausteinen, einen Assessment key und Hinweise zur Differenzierung.

Kann ich das im regulären Englischunterricht einsetzen?
Mit Einschränkung. Die Einheit ist ein Informatikthema in muttersprachlichem Englisch mit Fachvokabular. Im Regelunterricht gelingt der Einsatz nur mit Unterstützung, im bilingualen Zug oder in starken Englischgruppen passt er besser.

Brauche ich Computer, Software oder ein Netzwerklabor?
Nein. Die Paper labs arbeiten mit synthetischen Datensätzen auf Papier. Es werden keine Angriffe durchgeführt.

Bereitet die Einheit auf eine Zertifizierung oder AP-Prüfung vor?
Nein. Die Einheit ist unabhängig, nicht mit dem College Board verbunden und kein vollständiger AP-Kurs.

Kann ich die Materialien bearbeiten?
Ja. Neben den PDF-Druckausgaben liegen editierbare DOCX-Fassungen vor. Die PDF-Version ist die Druckreferenz, in DOCX kann der Seitenumbruch abweichen.