Power-Point-Präsentation für die Implementation

Report
HERZLICH
WILLKOMMEN
Neue Kernlehrpläne für die
Gymnasiale Oberstufe
Kernlehrplan Technik
1
Agenda
I. Informationen zum Konzept und zur Gestaltung von
kompetenzorientierten Kernlehrplänen
 Orientierungswechsel – von der Stoff- zur Ergebnisorientierung
 Kompetenzorientierung
 Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
II. Schulinterne Lehrpläne und Unterstützungsangebote
III. Fachspezifische Erläuterungen zum neuen KLP Technik
2
I. Informationen zum Konzept und zur
Gestaltung von kompetenzorientierten
Kernlehrplänen
3
Orientierungswechsel
Von der
Input-Steuerung und „Stofforientierung“
Was soll am Ende dieses Bildungsabschnitts
durchgenommen und behandelt worden sein?
zur
Ergebnis- bzw. „Output-Steuerung“ und
Kompetenzorientierung
Was sollen Schülerinnen und Schüler am
Ende eines Bildungsabschnitts können?
4
Orientierungswechsel
Steuerungsverständnis alter
Lehrpläne
Unterrichtsgestaltung
und Arbeitsprozesse
Nutzung des unterrichtlichen Angebots
Lernergebnisse
Lernerfolg
Kompetenzen
durchzunehmender
Stoff als unterrichtliches
Angebot
Fokus
Fokus
5
Steuerungsverständnis neuer
Kernlehrpläne
Kompetenzorientierung
Kompetenzbegriff der Kernlehrpläne:
Kompetenzen spiegeln die grundlegenden Handlungsanforderungen,
denen Schülerinnen und Schüler in einem Lernbereich (Fach,
„Domäne“) ausgesetzt sind.
Nach Weinert (2001, S. 27f.) versteht man Kompetenzen als
„ die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven
Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie
die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen
Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen
Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können“.
Eine Kompetenz ist eine Disposition, die dazu befähigt,
variable Anforderungssituationen in einem bestimmten Lern- oder
Handlungsbereich erfolgreich und verantwortlich zu bewältigen.
6
Kompetenzorientierung
Kompetenzen
• benennen individuelle fachspezifische Fähigkeiten und Fertigkeiten
einer Person (keine reinen Unterrichtsinhalte)
• werden in einem längeren Entwicklungsprozess erworben (sind
nicht identisch mit Stundenzielen)
• sind Grundlage für das selbstständige Lösen von Problemen und
für das Hervorbringen von Neuem
• sind stärkenorientiert (nicht defizitorientiert)
7
Kompetenzorientierung
Kompetenz(erwartungen) als Ausgangspunkt für die Planung
• Welche Kompetenzen sollen bis zum Ende des Bildungsabschnitts entwickelt werden (KLP-Vorgabe, schulinterner
Lehrplan)?
Worauf konzentrieren wir uns zunächst?
• Welcher Inhalt / welche Sache ist geeignet, um dieses
Können (diese Kompetenzen) zu entwickeln? + In welchen
Anwendungs- und Handlungssituationen sind die
Kompetenzen relevant?
• Wie muss auf dieser Grundlage die Erwerbs- bzw.
Lernsituation gestaltet sein?
„Nach ___Stunden zum Thema ____ erwarte ich, dass die
Schülerinnen und Schüler …, …., …. und … können.“
8
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
9
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Kernlehrplan-Generationen
• Lehrpläne (vor 2004): Inputsteuerung, Stofforientierung (LP GOSt 1999)
• Kernlehrpläne der „ersten Generation“ (2004): ergebnisorientierte
Steuerung, z.T. ausschließlich über Kompetenzbereiche; Inhalte eher
implizit (z.B. Deutsch Sekundarstufe I)
• Kernlehrpläne der „zweiten Generation“ (2007): ergebnisorientierte
Steuerung, Zwei-Säulen-Struktur mit Kompetenzbereichen und Inhaltsfeldern; eher abstrakte, keine konkretisierenden Kompetenzerwartungen
(z.B. Geschichte Gymnasium)
• Kernlehrpläne der „dritten Generation“ (2010ff.): ergebnisorientierte
Steuerung, Zwei-Säulen-Struktur, Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder
zusammengeführt in konkretisierten Kompetenzerwartungen (z.B.
Arbeitslehre Gesamtschule/Sekundarstufe I)
10
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Struktur
Übergreifende fachliche Kompetenz
Kompetenzbereiche
(Prozesse)
Inhaltsfelder
(Gegenstände)
Kompetenzerwartungen
Die SuS beurteilen die Wechselwirkungen zwischen
technischen Systemen und ihren Systemumgebungen.
11
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Zentrale Begriffe und Ebenen im Kernlehrplan (I)
•
Kompetenzbereiche: Systematisieren die kognitiven Prozesse –
Sach-, Methoden-, Urteils- und Handlungskompetenz
•
Inhaltsfelder: Systematisieren die Gegenstände, sind nicht mit
Unterrichtsvorhaben gleichzusetzen – Beispiele:
1. Soziotechnische Systeme
4. Versorgung mit elektrischer Energie
•
Inhaltliche Schwerpunkte: Untergliederungselemente der
Inhaltsfelder – Beispiele zu Inhaltsfeld 4 im LK:




12
Regenerative und nichtregenerative Energieträger
Energiewirtschaft und Kraftwerkseinsatz
Systemanalyse und Effizienz von Kraftwerken
Stromverteilungsnetze
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Zentrale Begriffe und Ebenen im Kernlehrplan (II)
• Übergeordnete Kompetenzerwartungen:
Inhaltsfeldübergreifende Kompetenzerwartungen aus allen
Kompetenzbereichen, mit Progression
• Konkretisierte Kompetenzerwartungen:
Inhaltsfeldbezogene Kompetenzerwartungen als
heruntergebrochene Zusammenführung von Prozessen und
Gegenständen (Sach- und Urteilskompetenzen)
13
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Kompetenzerwartungen
Sachkompetenz
Übergeordnete Kompetenzerwartung:
Konkretisierte Kompetenzerwartung:
Die Schülerinnen und Schüler
- analysieren Elemente und Strukturen
technischer Systeme (SK 2 – GK).
Die Schülerinnen und Schüler
- erläutern anhand von Blockschaltbildern
die Funktionsweise unterschiedlicher
Kraftwerkstypen (IF 4 - GK).
Urteilskompetenz
Übergeordnete Kompetenzerwartung:
Konkretisierte Kompetenzerwartung:
Die Schülerinnen und Schüler
- erörtern die Chancen und Risiken von Technik
unter Beachtung humaner, sozialer, ökonomischer
und ökologischer Aspekte (UK 3 – LK).
Die Schülerinnen und Schüler
- beurteilen das Konzept für ein technisches
Produkt im Hinblick auf Realisierbarkeit,
Chancen und Nachhaltigkeit (IF 2 – LK).
14
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Progression einer übergeordneten Methodenkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
 ermitteln die Funktionsweise einfacher technischer Systeme durch
vorgegebene techniktypische Verfahren (MK 3 - EPh).
 ermitteln die Funktionsweise komplexerer technischer Systeme
durch selbst gewählte techniktypische Verfahren (MK 3 – QPh/LK)
15
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Kapitel Gliederungspunkt
Vorbemerkungen
1
Aufgaben und Ziele des Faches
2
Kompetenzbereiche, Inhaltsfelder und Kompetenzerwartungen
2.1
Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder des Faches
2.2
Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zum Ende der
Einführungsphase
2.3
Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zum Ende der
Qualifikationsphase
2.3.1
Grundkurs
2.3.2
Leistungskurs
3
Lernerfolgsüberprüfung und Leistungsbewertung
4
Abiturprüfung
Anhang
16
Kompetenzorientierte Kernlehrpläne
Merkmale
• standardorientiert: Kernlehrpläne greifen die Bildungsstandards vollständig auf bzw. definieren Standards (zu erreichende Ziele).
• kompetenzorientiert: Kernlehrpläne bestehen aus fachbezogenen Kompetenzerwartungen.
• outputorientiert: Kernlehrpläne beschreiben die erwarteten Lernergebnisse.
• verbindlich: Kernlehrpläne beschreiben eine landesweit verbindliche
Obligatorik; sie formulieren klare Ergebniserwartungen und keine Wahlmöglichkeiten.
• „entdidaktisiert“: Kernlehrpläne beschränken sich auf die Formulierung
der zu erreichenden Ergebnisse und treffen keine Aussagen zu Wegen und
Verfahren der Zielerreichung. Didaktische Entscheidungen werden in den
Schulen – u.a. bei der Erstellung des schulinternen Lehrplans – getroffen.
17
II. Schulinterne Lehrpläne:
Konstrukt, Struktur und zentrale Elemente
(Unterstützungsmaterialien zur
Kernlehrplanimplementation, das
Lehrplaninformationssystem
„Lehrplannavigator“)
18
Schulinterne Lehrpläne
Aufgabe schulinterner Lehrpläne:
die verbindlichen Vorgaben der Kernlehrpläne auf die Situation
der Schule bezogen konkretisieren und Freiräume ausgestalten
Rechtliche Grundlagen
SchulG § 29 - Unterrichtsvorgaben
(1) Das Ministerium erlässt in der Regel schulformspezifische Vorgaben
für den Unterricht (Richtlinien, Rahmenvorgaben, Lehrpläne). Diese legen insbesondere
die Ziele und Inhalte für die Bildungsgänge, Unterrichtsfächer und Lernbereiche fest und
bestimmen die erwarteten Lernergebnisse (Bildungsstandards).
(2) Die Schulen bestimmen auf der Grundlage der Unterrichtsvorgaben nach Absatz 1 in
Verbindung mit ihrem Schulprogramm schuleigene Unterrichtsvorgaben.
(3) Unterrichtsvorgaben nach den Absätzen 1 und 2 sind so zu fassen,
dass für die Lehrerinnen und Lehrer ein pädagogischer Gestaltungsspielraum bleibt.
19
Schulinterne Lehrpläne
Aufgabe schulinterner Lehrpläne:
die verbindlichen Vorgaben der Kernlehrpläne auf die Situation
der Schule bezogen konkretisieren und Freiräume ausgestalten
Rechtliche Grundlagen
SchulG § 70 - Fachkonferenz, Bildungskonferenz
(3) Die Fachkonferenz berät über alle das Fach oder die Fachrichtung betreffenden
Angelegenheiten einschließlich der Zusammenarbeit mit anderen Fächern. Sie trägt
Verantwortung für die schulinterne Qualitätssicherung und –entwicklung der fachlichen
Arbeit und berät über Ziele, Arbeitspläne, Evaluationsmaßnahmen und –ergebnisse und
Rechenschaftslegung.
(4) Die Fachkonferenz entscheidet in ihrem Fach insbesondere über
1.Grundsätze zur fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit
2.Grundsätze zur Leistungsbewertung
3.Vorschläge an die Lehrerkonferenz zur Einführung von Lernmitteln.
20
Schulinterne Lehrpläne
Anforderungen an die Schulen angesichts
kompetenzorientierter Kernlehrpläne
KLP:
Schule:
•
Vorgabe zu erreichender
Kompetenzen …
• … didaktisch-pädagogische
Prozesse in der Verantwortung der
Schule
•
Beschränkung auf den Kernbereich
fachlicher Anforderungen …
Formulierung von
Kompetenzerwartungen und
inhaltlichen Schwerpunkten zu
einem bestimmten Zeitpunkt eines
Bildungsganges …
• … Gestaltungsräume der Schulen
•
21
• … Konkretisierung in
unterrichtlichen Kontexten und
Umsetzung in aufeinander
abgestimmte Unterrichtsvorhaben
(Progression, Kumulativität)
Schulinterne Lehrpläne
Anforderungen an die Schulen angesichts
kompetenzorientierter Kernlehrpläne
KLP:
Schule:
•
• … lerngruppen-adäquate
Umsetzung und Konkretisierung
Festlegung des Umfangs von
Kompetenzerwartungen und damit
verbundener Fachkenntnisse …
Aussagen zur Leistungserfassung
und -bewertung …
•
• … Vereinbarungen und
Absprachen über Kriterien
• Verpflichtung der Schulen
schuleigene Curricula (Lehrpläne/
Arbeitspläne) zu erstellen laut
Schulgesetz
22
Struktur eines schulinternen Lehrplans – Gliederung
Kapitel Gliederungspunkt
1
Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit
2
Entscheidungen zum Unterricht
2.1
23
Unterrichtsvorhaben
2.1.1
Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben
2.1.2
Konkretisierte Unterrichtsvorhaben
2.2
Grundsätze der fachmethodische und fachdidaktischen Arbeit
2.3
Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung
2.4
Lehr- und Lernmittel
3
Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen
4
Qualitätssicherung und Evaluation
Beispiel: Übersichtsraster für die Sekundarstufe II
EPH
Unterrichtsvorhaben I:
Q1, GK
Unterrichtsvorhaben I:
Q1, LK
Unterrichtsvorhaben I:
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
Unterrichtsvorhaben II:
Unterrichtsvorhaben II:
Unterrichtsvorhaben II:
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
…
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
…
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
…
Q2, GK
Q2, LK
Unterrichtsvorhaben I:
Unterrichtsvorhaben I:
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
Unterrichtsvorhaben II:
Unterrichtsvorhaben II:
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
…
Thema, Kompetenzen, Inhaltsfelder,
inhaltliche Schwerpunkte
…
24
Schulinterner Lehrplan (der Einführungsphase)
Gliederung in Unterrichtsvorhaben
I, II, III, IV und V
Zeitbedarf: insgesamt 90 WS
Ausweisen der Methodenkompetenzen und
Handlungskompetenzen
Konkretisierung einzelner Vorhaben
25
Unterrichtsvorhaben IV:
Thema: Tropfen für Tropfen – wie präzisiere ich Flüssigkeitsdosierungen mit einem Schrittmotor in der Medizintechnik?
Kompetenzen:
 ermitteln die Funktionsweise einfacher technischer Systeme durch vorgegebene techniktypische Verfahren (MK 3),
 analysieren und interpretieren einfache diskontinuierliche Texte wie Grafiken, Statistiken, Schaltpläne, Schaubilder sowie
Bilder und Filme (MK 6),
 entwickeln Lösungen und Lösungswege für einfache technische Probleme (HK 2),
Inhaltsfelder: IF1 (Soziotechnische Systeme)
Inhaltliche Schwerpunkte:
 Strukturen und Funktionen soziotechnischer Systeme  Planung, Entwicklung und Fertigung  Distribution, Betrieb, Nutzung
Zeitbedarf: 21 Std.
26
Unterrichtssequenzen
Zu entwickelnde Kompetenzen
Vorhabenbezogene
Absprachen
/
Vereinbarungen
Links:
1. Tropfenweise – wie kann eine Dosierspritze konkretisierte SK
mechanisch angetrieben werden?
 analysieren
technische  http://de.wikipedia.org/ (Dosiersysteme in der
- Mechanischer Aufbau
Aufgabenstellungen und Lösungen unter
Medizintechnik)
- Getriebe
den
Aspekten
ihrer
Zielsetzung,
- Motorintegration
Zweckbestimmung, Funktionalität und
Übertragbarkeit.
MK:
 erheben selbstständig Daten durch
Beobachtung, Erkundung, Simulation und
den Einsatz von Messverfahren (MK 2
zusätzlich),
2. Step by step – wie arbeitet ein Schrittmotor?
- Aufbau von unipolaren und bipolaren
Schrittmotoren
- unipolarer
Vollschrittund
Halbschrittbetrieb
- Darstellung in Wahrheitstabellen
- Digitale Eingabe, Verarbeitung und
Ausgabe
- Leistungstreiber L293
- Handbetrieb mit Tastenkombinationen
konkretisierte SK
Didaktisch-methodischer Zugang:
 beschreiben Aufbau und Struktur eines  Nutzung von Simulationssoftware
technischen Systems aus Subsystemen
z.B. Online-Workshop Schrittmotorsteuerung
und Systemelementen,
www.tuf-ev.de
MK:
 ermitteln die Funktionsweise einfacher
technischer Systeme durch vorgegebene
techniktypische Verfahren (MK 3),
Experimentiermaterial:
 Schrittmotoren
 Netzteile
 Tasten
 Leistungstreiber L293
 LED-Anzeigen
Literatur:
 Datenblätter
 Arbeitsblätter
27
des
TUF
zur
III. Fachspezifische Erläuterungen
zum neuen KLP Technik
28
A.
Vom Lehrplan (1999) zum Kernlehrplan (2013) –
Kontinuitäten und die wichtigsten Neuerungen
B.
Der neue Kernlehrplan Technik im Überblick
C.
Lernerfolgsüberprüfung, Leistungsbewertung und
Abiturprüfung
29
Vom Lehrplan (1999) zum Kernlehrplan (2013) –
Kontinuitäten und die wichtigsten Neuerungen
30
Die wichtigsten Kontinuitäten im Lehrplan
Einführungsphase : nur Inhaltsfeld 1: Soziotechnische Systeme
Systeme mit Energie-, Informations- und Stoffumsatz
Realisierung: Gegenstände, Geräte, Verfahren und Anlagen zur Umwandlung,
zum Transport oder zur Speicherung
Vertieftes Verständnis naturaler, humaner und sozialer Aspekte der zunehmend
technisierten Lebenswelt
31
Die wichtigsten Kontinuitäten im Lehrplan
In Grundkursen: Erwerb einer verlässlichen technischen Bildung
Arbeits- und Fachmethoden, Darstellungsformen des Faches
Heranführung an ingenieurwissenschaftliches Denken und Handeln
Darstellung des Zusammenhang von Technik, Natur und Gesellschaft
Alltagsbedeutung der Technik (lebensweltlichen Bezüge)
Berufswahl, Studien
In Leistungskursen: vertiefte technische Bildung
gleiche Inhaltsfelder wie im Grundkurs
mit weiteren inhaltlichen Schwerpunkten
erweiterten Kompetenzerwartungen
Einbeziehung zusätzlicher Anwendungsfelder
32
Die wichtigsten Kontinuitäten im Lehrplan
Beibehaltung zentraler Inhaltsfelder
- Automatisierungstechnik
- Versorgung mit elektrischer Energie
weiterhin Vorgaben für das Zentralabitur
33
Die wichtigsten Neuerungen
- Anpassung fachlicher Anforderungen (Aktualisierung der Inhaltsfelder)
- Durchgängige Kompetenzorientierung
- Entdidaktisierung des Lehrplans
- Verbindlichkeit aller Inhaltsfelder, inhaltlichen Schwerpunkte und
Kompetenzbereiche
- KLP mit Progressionstabelle
- Lehrplannavigator
34
mit Beispielsequenzen
Die wichtigsten Neuerungen
Inhaltsfeld 5: Entwicklungsfelder neuer Technologien
Inhaltliche Schwerpunkte:
Kurse auf grundlegendem Niveau
Bionik
Elektromobilität und Verkehr
Kurse auf erhöhtem Niveau
Bionik
Elektromobilität und Verkehr
Robotik
Informations- und Kommunikationstechnologie
35
Der neue Kernlehrplan Technik im Überblick
36
Der neue Kernlehrplan Technik im Überblick
Aufgaben und Ziele des Faches Technik
•Technik zielt auf die Gestaltung der Lebensbedingungen des Menschen
• Technik steht in Wechselwirkung mit natürlichen, gesellschaftlichen und
wirtschaftlichen Gegebenheiten
• Technik wird in Form von technischen Produkten und Verfahren realisiert
• Technik macht Stoffe, Energien und Informationen durch Wandlung,
Transport und Speicherung nutzbar
• Technik nutzt Methoden der Ingenieur-, der Natur- und der
Gesellschaftswissenschaften
• Technik befindet sich in einem ständigen Prozess der Innovation
37
Der neue Kernlehrplan Technik im Überblick
Aufgaben und Ziele des Faches Technik
Der Technikunterricht soll die Schülerinnen und Schüler in die Lage versetzen,
technische Produkte und Verfahren
- zu analysieren
- zu konzipieren
- zu bewerten.
In diesem Zusammenhang sollen sie diese Produkte und Verfahren
in Modellen oder realen technischen Systemen
umsetzen und handhaben.
Dabei ist der Bedeutung einer nachhaltigen und sozialverträglichen
Technikgestaltung und -nutzung Rechnung zu tragen.
38
Der neue Kernlehrplan Technik im Überblick
Kompetenzbereiche:
Inhaltsfelder:
1. Sachkompetenz
1. Soziotechnische Systeme
2. Methodenkompetenz
2. Technische Innovation
3. Urteilskompetenz
3. Automatisierungstechnik
4. Handlungskompetenz
4. Versorgung mit elektrischer Energie
5. Entwicklungsfelder neuer Technologien
39
Kompetenzbereiche
(Prozesse)
Inhaltsfelder
(Gegenstände)
Kompetenzerwartungen
Die SuS beurteilen die Wechselwirkungen zwischen
technischen Systemen und ihren Systemumgebungen.
40
Beispiele für übergeordnete Kompetenzerwartungen (EF):
Die Schülerinnen und Schüler
stellen technische Sachverhalte und Problemstellungen mithilfe
zentraler Fachbegriffe dar (SK 1),
erheben angeleitet Daten durch Beobachtung, Erkundung,
Simulation und den Einsatz von Messverfahren (MK 2),
erörtern die Chancen und Risiken einfacher technischer Systeme
unter Beachtung ökonomischer und ökologischer Aspekte (UK 3),
erstellen (Medien-) Produkte zu technischen Sachverhalten und
präsentieren diese (HK 5).
41
Beispiele für konkretisierte Kompetenzerwartungen (EF):
Die Schülerinnen und Schüler
beschreiben Aufbau und Struktur eines technischen
Systems aus Subsystemen und Systemelementen, (SK)
beurteilen die Wechselwirkungen zwischen technischen
Systemen und ihren Systemumgebungen auch unter
soziotechnischen Aspekten, (UK)
42
Lernerfolgsüberprüfung, Leistungsbewertung und
Abiturprüfung
43
Lernerfolgsüberprüfung und Leistungsbewertung
Überprüfungsform:
- Dokumentationsaufgaben
- Entscheidungsaufgaben
- Konstruktionsaufgaben
- Parameteraufgaben
- Optimierungsaufgaben
44
Abiturprüfung
- Steuerung durch Vorgaben
- überarbeitete Operatorenliste
- Angleichung der Vorgaben 2017 an die Vorgaben 2016
- weiterhin keine Aufgabenauswahl
45
Der neue Kernlehrplan Technik
Zur Rolle von Inhaltsfeld 2
46
Inhaltsfeld 2
Technische Innovation
47
Technische Innovation
• Inhaltliche Schwerpunkte des IF2 nennen keine technische
Systeme oder Bauteile
• Ganz im Gegensatz hierzu: IF5
• Kompetenzerwartungen von IF2 müssen im Unterricht noch auf
(nicht vorgegebene) Sachzusammenhänge bezogen werden
• IF2 beinhaltet verschiedene Aspekte der allgemeinen
Technologie
48
Möglichkeiten der Anwendung I
IF2 in Kombination mit einem weiteren Inhaltsfeld
49
Kompetenz-
Inhaltsfeld 3
erwartungen
Inhaltsfeld 4
von IF2
Inhaltsfeld 5
Möglichkeiten der Anwendung II
IF2 vertreten in mehreren Inhaltsfeldern
lnhaltsfeld 3
lnhaltsfeld 3
50
Kompetenzerwartungen
von IF2
lnhaltsfeld 4 II
lnhaltsfeld 4 I
Beispiel – Leistungskurs Q2
51
Möglichkeiten der Anwendung III
IF2 als eigenständiges Inhaltsfeld
KompetenzInhaltliche Schwerpunkte und
Kompetenzen des IF2 in Bezug auf
erwartungen
einen selbst gewählten Schwerpunkt.
vonBeispiele:
IF2
Bautechnik, Entsorgung
52
Das Besondere am IF2
• Die KE von IF2 hinsichtlich der Entwicklung neuer Technologien
sind nicht an bestimmte technische Systeme gebunden
• Kein anderes Fach hat ein solches Inhaltsfeld, das seine
Evolution und Dynamik beschreibt
53
Unterrichtsvorhaben zum Inhaltsfeld 5
54
Unterrichtsreihe 1 : Brücken und Türme - sind
Baupläne der Natur übertragbar?
Unterrichtsreihe 2 : Vorsicht frei laufende Roboter ! –
Fortbewegung nach natürlichen Vorbildern.
55
Unterrichtssequenzen
1. Geschichte des Bauens von Brücken und Türmen –
was blieb gleich, was veränderte sich?
- Bauweisen der Antike
- Leonardo da Vinci, ein genialer Baumeister?
-Moderne Brücken und Hochbauten
MK:
analysieren und interpretieren komplexere diskontinuierliche
Texte wie Grafiken, Statistiken, Schaltpläne, Schaubilder
Diagramme sowie Bilder, Karikaturen und Filme (MK 6)
56
2. Einführung in die Statik und Mechanik – wann sind
Bauwerke stabil?
- Wann ist etwas stabil?
- Was sind Kräfte? Wie wirken Kräfte?
-Zerlegung von Kräften rechnerisch und zeichnerisch
(evtl. unter Verwendung von Vektorrechnung)
- Freischnitt
- Kraftverläufe in Stäben
- Berechnung einfacher Stabwerke
-Technische Kommunikation (Zeichnen, CAD Design)
57
MK:
identifizieren die unter einer Fragestellung relevanten
Informationen innerhalb einer Zusammenstellung
verschiedener Materialien, gliedern diese und ordnen sie in
thematische Zusammenhänge ein (MK 4),
3. Baumaterialien und Bauweisen – wie macht es die
Natur vor?
- Endo- vs. Exoskelett
- Mikroskopieren von Proben
- Stabilität durch Knicke und Falten
-Bienenwabe und Wespennest (optimale Räume und
stabile Strukturen)
-Sandwichstrukturen
58
konkretisierte SK:
erläutern Funktionsanalogien in Natur und Technik
MK:
stellen fachspezifische Sachverhalte unter Verwendung
geeigneter sprachlicher Mittel und Fachbegriffe
adressatenbezogen sowie problemorientiert dar und
präsentieren diese anschaulich (MK 9).
59
4. Werkstoffkunde – welche Eigenschaften von
Baumaterialien sind wichtig?
- Was trägt wie?
- Was ist wofür einsetzbar?
-Welche Eigenschaften haben verschiedene
Baumaterialien?
konkretisierte SK:
stellen für technische Problemlösungen relevante
Funktionsprinzipien biologischer Systeme dar,
konkretisierte UK:
erörtern Möglichkeiten und Grenzen des Prinzipientransfers
von biologischen auf technische Systeme,
HK:
entwickeln auch in kommunikativen Zusammenhängen
Lösungen und Lösungswege für komplexere fachbezogene
Probleme und setzen diese ggf. um (HK 3).
5. Bionik meets Technik – wie konstruiere und fertige
ich ein eigenes Bauwerk?
- Türme und Brücken in der Natur
- Wie sind die Knotenpunkte aufgebaut?
- Fasern und Faserrichtungen
- Arten von Brücken
-Entwurf, Konstruktion, Berechnung und Fertigung
einer Brücke
-Bau von Brücken (virtuell mit Bridgebuilder, mittels
Statikbaukasten oder als Funktionsmodell)
- Testen von Brücken
60
konkretisierte SK:
vergleichen die Ausprägungsgrade technischer und
biologischer Merkmale anhand einer Brückenkonstruktion,
konkretisierte UK:
bewerten Chancen und Risiken der Bionik unter
ökonomischen, ökologischen und sozialen Aspekten,
MK:
entwickeln Kriterien und Indikatoren zur Beschreibung,
Erklärung und Überprüfung komplexerer technischer
Sachverhalte (MK 8).
61
Diagnose von Schülerkonzepten:
· Stabilitätsprüfung verschiedener Brückenmodelle
Leistungsbewertung:
· Schülerreferate zu Brückenarten und –bauweisen
· Dokumentation der eigenen Bauwerkskonstruktion
· Präsentation des Funktionsmodells
62
Unterrichtsreihe1 : Brücken und Türme - sind
Baupläne der Natur übertragbar?
Unterrichtsreihe 2 : Vorsicht frei laufende Roboter –
Fortbewegung nach natürlichen Vorbildern.
63
Unterrichtssequenzen
1. Mobilität - wer kommt wie vorwärts?
- Landgebundene Fortbewegung in der Natur
- Das Rad – die Mutter aller Erfindungen?
- Moderne Laufmaschinen
MK:
analysieren und interpretieren komplexere diskontinuierliche
Texte wie Grafiken, Statistiken, Schaltpläne, Schaubilder
Diagramme sowie Bilder, Karikaturen und Filme (MK 6)
64
2. Einführung in die Mechanik, Statik und Kinetik –
wann steht man sicher?
- Wann ist etwas stabil?
- Schwerpunktbestimmung
- Was sind Kräfte? Wie wirken Kräfte?
- Zerlegung von Kräften rechnerisch und zeichnerisch
- Freischnitt
- Kraftverläufe in Stäben und Seilen
- Berechnung einfacher Stabwerke und Getriebe
- Technische Kommunikation (Zeichnen, CAD Design)
65
MK:
identifizieren die unter einer Fragestellung relevanten
Informationen innerhalb einer Zusammenstellung
verschiedener Materialien, gliedern diese und ordnen sie in
thematische Zusammenhänge ein (MK 4),
3. Werkstoffe und Konstruktionen – wie macht es die
Natur vor?
- Endo- vs. Exoskelett
- Muskeln, Sehnen und Gelenke
- Stabilität durch Knicke und Falten
-Bein- und Laufarten
konkretisierte SK:
erläutern Funktionsanalogien in Natur und Technik
MK:
stellen fachspezifische Sachverhalte unter Verwendung
geeigneter sprachlicher Mittel und Fachbegriffe
adressatenbezogen sowie problemorientiert dar und
präsentieren diese anschaulich (MK 9).
66
67
4. Werkstoffkunde und Konstruktionen in der Technik–
welche Eigenschaften sind wichtig?
- Was trägt wie?
- Was ist wofür einsetzbar?
- Welche Eigenschaften haben verschiedene Werkstoffe
und Konstruktionen?
konkretisierte SK:
stellen für technische Problemlösungen relevante
Funktionsprinzipien biologischer Systeme dar,
konkretisierte UK:
erörtern Möglichkeiten und Grenzen des Prinzipientransfers
von biologischen auf technische Systeme,
HK:
entwickeln auch in kommunikativen Zusammenhängen
Lösungen und Lösungswege für komplexere fachbezogene
Probleme und setzen diese ggf. um (HK 3).
5. Bionik meets Technik – wie konstruiere und fertige
ich einen lauffähigen Roboter?
- Fortbewegungsmuster in der Natur
- Wie sind die Knotenpunkte/Gelenke aufgebaut?
- Schrittfolgen
-Rotation in Translation umwandeln
-Artikulierte Bewegungen
-Betrachtung des Schwerpunktes, ab wann kippt´s?
-Sensorik - was braucht mein Laufroboter?
-Signalverarbeitung und Steuerung des Roboters
- Bau von Laufrobotern(virtuell mit CADoder NXT
Simulator, mittels Robotiksystembaukasten oder als
Funktionsmodell)
- Testen von Laufrobotern
68
Diagnose von Schülerkonzepten:
· Funktionsprüfung verschiedener Laufroboter
Leistungsbewertung:
· Schülerreferate zu Laufrobotern und deren
Bauweisen
· Dokumentation der eigenen Roboterkonstruktion
· Präsentation des Funktionsmodells
69
HERZLICHEN
DANK
für
Ihre Aufmerksamkeit
70

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