Das Fach Informationstechnologie (IT) - Realschule

Transkript

1 Modullehrplan für das Fach Informationstechnologie Jedes Modul entspricht 14 Unterrichtsstunden. Zwei Module entsprechen 1 Jahreswochenstunde. Verteilung auf die Jahrgangsstufen 5, 6, 7, 8: Beispiele: 5: 1 Stunde 6: 1 Stunde 7: 2 Stunden 2 Stunden 6: 2 Stunden 6: 1 Stunde 7: 2 Stunden 7: 2 Stunden 7: 2 Stunden 8: 1 Stunde 8:

2 IT-Aufbauunterricht in den Wahlpflichtfächergruppen I - II - III a - III b B1 Textverarbeitung Layout und Dokumentstrukturen B2 Textverarbeitung Korrespondenz P P P P C1 Tabellenkalkulation Daten und Relationen C2 Tabellenkalkulation Daten und komplexe Strukturen P P P D1 Relationale Datenstrukturen D2 Arbeiten in Datenbanksystemen P P E1 E2 E3 E4 E5 E6 P P Grundlagen des geometrischen Zeichnens Grundlagen des Computer Aided Design CAD Normgerechtes Konstruieren Durchdringungskörper und 3D-Baugruppen Baugruppenmontage und Funktionsmodelle Erweiterte Anwendungen Informatik (I, II, III b) TV, Datenmodellierung, [CAD-Basics], Datennetze, Algorithmen, Simulation TV, Tabellenkalkulation, Datenbank (OfficeAnwendungen) P G1 Modellierung und Codierung von Algorithmen G2 Objektorientierte Programmierung P CAD (I, III b) TV, Tabellenkalkulation, CAD, Datenmodellierung, Datennetze, Algorithmen Multimedia (III b) H1 Simulation Grundlagen und Prinzipien H2 Simulation Anwendungen TV, Tabellenkalkulation, Multimedia Computergrafik Computeranimation Audio und Video Multimedia-Integration Projektorientiertes Arbeiten Anzahl Pflichtmodule Anzahl Wahlmodule nach Wahlpflichtfächergruppen Standardanwendungen (II, III a,b) F1 Aufbau und Funktionsweise von Datennetzen F2 Entwicklung vernetzter Systeme und deren Absicherung I1 I2 I3 I4 I5 Schwerpunkte

3 IT-Aufbauunterricht nach Wahlpflichtfächergruppen I - II - III a - III b B1 Textverarbeitung Layout und Dokumentstrukturen B2 Textverarbeitung Korrespondenz P P P P C1 Tabellenkalkulation Daten und Relationen C2 Tabellenkalkulation Daten und komplexe Strukturen W P P P D1 Relationale Datenstrukturen D2 Arbeiten in Datenbanksystemen P P E1 E2 E3 E4 E5 E6 P P Grundlagen des geometrischen Zeichnens Grundlagen des Computer Aided Design CAD Normgerechtes Konstruieren Durchdringungskörper und 3D-Baugruppen Baugruppenmontage und Funktionsmodelle Erweiterte Anwendungen Schwerpunkte in Gruppe I: Beispiel 1 Stundenverteilung: 08. Klasse 2 F1 Aufbau und Funktionsweise von Datennetzen F2 Entwicklung vernetzter Systeme und deren Absicherung P W G1 Modellierung und Codierung von Algorithmen G2 Objektorientierte Programmierung P W H1 Simulation Grundlagen und Prinzipien H2 Simulation Anwendungen W W I1 I2 I3 I4 I5 Computergrafik Computeranimation Audio und Video Multimedia-Integration Projektorientiertes Arbeiten W Anzahl Pflichtmodule Anzahl Wahlmodule Klasse Klasse 2

4 IT-Aufbauunterricht nach Wahlpflichtfächergruppen I - II - III a - III b B1 Textverarbeitung Layout und Dokumentstrukturen B2 Textverarbeitung Korrespondenz P P P P C1 Tabellenkalkulation Daten und Relationen C2 Tabellenkalkulation Daten und komplexe Strukturen W P P P D1 Relationale Datenstrukturen D2 Arbeiten in Datenbanksystemen P P E1 E2 E3 E4 E5 E6 P P W W W W Grundlagen des geometrischen Zeichnens Grundlagen des Computer Aided Design CAD Normgerechtes Konstruieren Durchdringungskörper und 3D-Baugruppen Baugruppenmontage und Funktionsmodelle Erweiterte Anwendungen Beispiel 2 F1 Aufbau und Funktionsweise von Datennetzen F2 Entwicklung vernetzter Systeme und deren Absicherung P G1 Modellierung und Codierung von Algorithmen G2 Objektorientierte Programmierung P H1 Simulation Grundlagen und Prinzipien H2 Simulation Anwendungen I1 I2 I3 I4 I5 Schwerpunkte in Gruppe I: Computergrafik Computeranimation Audio und Video Multimedia-Integration Projektorientiertes Arbeiten W Anzahl Pflichtmodule Anzahl Wahlmodule Stundenverteilung: 08. Klasse Klasse 3

5 IT-Aufbauunterricht nach Wahlpflichtfächergruppen I - II - III a - III b B1 Textverarbeitung Layout und Dokumentstrukturen B2 Textverarbeitung Korrespondenz P P P P C1 Tabellenkalkulation Daten und Relationen C2 Tabellenkalkulation Daten und komplexe Strukturen P P P Beispiel 3 D1 Relationale Datenstrukturen D2 Arbeiten in Datenbanksystemen P P E1 E2 E3 E4 E5 E6 P P Grundlagen des geometrischen Zeichnens Grundlagen des Computer Aided Design CAD Normgerechtes Konstruieren Durchdringungskörper und 3D-Baugruppen Baugruppenmontage und Funktionsmodelle Erweiterte Anwendungen F1 Aufbau und Funktionsweise von Datennetzen F2 Entwicklung vernetzter Systeme und deren Absicherung P G1 Modellierung und Codierung von Algorithmen G2 Objektorientierte Programmierung P W W W W W W H1 Simulation Grundlagen und Prinzipien H2 Simulation Anwendungen I1 I2 I3 I4 I5 Computergrafik Computeranimation Audio und Video Multimedia-Integration Projektorientiertes Arbeiten Anzahl Pflichtmodule Anzahl Wahlmodule Schwerpunkte in Gruppe III b: Stundenverteilung: 08. Klasse Klasse 2

6 E1 Grundlagen des geometrischen Zeichnens E2 Grundlagen des Computer Aided Design CAD E3 Normgerechtes Konstruieren E4 Durchdringungskörper und 3D-Baugruppen E5 Baugruppenmontage und Funktionsmodelle E6 Erweiterte Anwendungen

7 E1: Grundlagen des geometrischen Zeichnens (14) Die Schüler lernen die Skizze als wichtige Voraussetzung zur Analyse und Modellierung konstruktiver Problemstellungen kennen. Dabei eignen sie sich die Grundlagen des geometrischen Zeichnens an, setzen verschiedene Linienarten ein und achten auf Sauberkeit und Präzision. Freihand- und Rasterskizzen anfertigen Geometrische Körper als Raumbilder zeichnen Formveränderungen an Grundkörpern erkennen und darstellen Einfache Werkstücke analysieren, beschreiben und zeichnen

8 I. Die Freihandskizze 1. Hüllform dünn vorzeichnen 2. Bei lockerer Stifthaltung Linien durchziehen 3. Proportionen abschätzen 4. Linien sind parallel, waagrecht, senkrecht, mittig, tangential usw. (Fachsprache: geometrische und zeichnungstechnische Operanden sowie Spezifikationen werden auch im CAD gebraucht und eingesetzt) 5. Markante Punkte setzen 6. Mittellinien, Hilfslinien, Kanten und Kurven zeichnen 7. Ergebnislinien nachziehen

9 Übungen zum perspektivischen Zeichnen Kabinett-Projektion Schräge Bohrung Dimetrie Nut Abflachung Isometrie Planometrische Projektion Durchbruch Ausklinkung Freistich Werkstück

10 Übung zur Freihandskizze Freihandskizze Material zur Freihandskizze: > Manfred Dopler

11 Übung zur isometrischen Rasterskizze P3 P2 P (0,0,0) P1

12 E2: Grundlagen des Computer Aided Design CAD (14) Ausgehend von Freihandskizzen setzen die Schüler ein 3D-CADSystem ein und erkennen dabei Klassen, Attribute und Methoden. Sie nehmen einfache Veränderungen an 3D-Modellen vor. Sie leiten 2D-Ansichten zur Wiedergabe technischer Informationen ab. Ein 3D-CAD-System zur Konstruktion von Volumenmodellen einsetzen Veränderungen an 3D-Modellen als additive und subtraktive Verknüpfungen erkennen Durch geeignete Methoden die Attributwerte von 3D-Modellen verändern 2D-Ansichten aus 3D-Modellen ableiten

13 Entstehung von 3D-Volumenmodellen PROFILGEOMETRIE SWEEP Linienzug (P1,. Pn) - Rechteck usw. - Polygon Kurvenzug (P1, Pn) - Kreis Freiformflächen Profil und Weg - Extrusion - Rotation - Übergang Material Schattierung Fläche schließen() Volumenmodell erzeugen()

14 3D-Volumenmodelle - SWEEPS Modellierung Solid Edge Programmers Guide AUSPRÄGUNG - AUSSCHNITT 3D-DOKUMENT Extrusion Rotation Schattierung (ja/nein) KLASSE aufrufen Profilebene bestimmen setzeabmaß() Profilfläche zeichnen setzeschattierung() 2D-PROFIL Ebene Profil Lage schließen() Extrusion bzw. Rotation ausführen Befehlsfolge abschließen

15 1. Gerade Extrusion Zylinder:AUSPRÄGUNG Extrusionshöhe h = 70 Schattierung = ja Kreis:2D-PROFIL Ebene = x/y Mittelpunkt M = 0,0 Durchmesser D = 25 Klasse AUSPRÄGUNG wählen Profilebene bestimmen Profilfläche zeichnen Extrusionslänge und -seite festlegen Befehlsfolge abschließen

16 2. Rotationsausprägung Kegel:ROTATIONSAUS. Rotationswinkel = 360 Dreieck:2D-PROFIL Ebene = x/z Ursprung P = 0,0 Basis a = 25 Rotationsachse h = 70 Rotationsausprägung wählen Profilebene bestimmen Profilfläche zeichnen Rotationsachse bestimmen Rotationswinkel eingeben Befehlsfolge abschließen

17 3. Übergangsausprägung Pyram:ÜBERGANG Verbindung = B.+ D. Boden:SKIZZE Decke:SKIZZE Ebene = x/y Par.x/y Abst. = 50 Quadrat a = 50 Quadrat b = 30 Skizzenmodus wählen 1. Profil zeichnen 2. Profil zeichnen Übergangsextrusion wählen Skizzen bestimmen Befehlsfolge abschließen

18 Vase:ÜBERGANG Verbindung = BMD 4. Übergangsausprägung mit 3 Profilen Boden:SKIZZE Mitte:SKIZZE Decke:SKIZZE Ebene = x/y Par.x/yAbst. = 25 Par.x/yAbst. = 50 Kreis d1 = 50 Quadrat a = 20 Kreis d2 = 40 Skizzenmodus wählen 1. Profil zeichnen 2. Profil zeichnen Weitere Profile zeichnen Übergangsextrusion wählen Skizzen bestimmen Befehlsfolge abschließen

19 5. Geführte Übergangsausp. (1) Schale:GEF.ÜBERGANG. Leitlinie:SKIZZE Profil:SKIZZE Ebene = x/y Ebene = x/z Rechteck = 30x50 Linienzug + Offset Skizzenmodus wählen Leitlinie zeichnen Profil zeichnen Geführte Extrusion wählen Skizzen bestimmen Befehlsfolge abschließen

20 Schale:GEFÜBERGANG 5. Geführte Übergangsausp. (2) Profil1:SKIZZE Leitlinie:SKIZZE Profil2:SKIZZE Ebene = x/y Ebene = y/z Par.x/zAbst. = 45 Kreis d1 = 50 Bogen = 90 Kreis d2 = 25 Skizzenmodus wählen Leitlinie zeichnen 1. Profil zeichnen 2. Profil zeichnen Geführte Extrusion wählen Skizzen bestimmen Befehlsfolge abschließen

21 6. Freiformfläche 1 2 Skizzenmodus wählen Skizzenmodus wählen Profillinie zeichnen Leitlinie zeichnen 3 Verbindungspunkt einfügen Punkt auf Leitlinie wählen Punkt auf Profillinie wählen 4 5 Freiformfläche erzeugen Ausprägung erzeugen Leitlinie wählen 2D-Profil zeichnen Profillinie wählen Bis Freiformfläche erheben

22 7. AUSSCHNITT (Boolesche Subtraktion) _ AUSSCHNITT Ebene/Fläche Skizze BOHRUNG RUNDUNG FORMELEMENT FASE + GEWINDE FORMSCHRÄGE DÜNNWAND LIPPE 3D-Dokument _ + Pyramidenstumpf Skizze1 Skizze2 Ausklinkung Fläche

23 8. Parametrik Variable Größen für Eigenschaften und Abhängigkeiten Langloch Variable Bemaßung Beziehungen: - waagrecht - senkrecht - verbunden - horizontal - kollinear - mittig - parallel - tangential - symmetrisch 3D-Objekt Spiegelobjekt Dünnwand besteht_aus Beziehung ist_teil_von Beziehung assoziiert_mit Beziehung

24 II. Komplexe Objekte Natürlichsprachliche Beschreibung und Analyse Nut: 1 Objekt der KLASSE Ausschnitt Zylinder: 1 Objekt als Hohlzylinder oder 2 Objekte Zylinder und Bohrung oder Rotationsausprägung Grundplatte: 1 Objekt mit Linienzug oder oder 2 bzw. 3 Objekte: Quader und Nut (gespiegelt)

25 Komplexe Objekte Freihandskizze und Rasterskizze P3 P2 P (0,0,0) P1

26 Komplexe Objekte Objekte, Attribute, Attributwerte Nut:AUSSCHNITT Extrusion = über alles 3. Objekt Nut:2DPROFIL Ebene = x/z-ebene P1 = -11, Linienzug = P1 P4 Hohlzylinder:AUSPRÄG. 2. Objekt Extrusionshöhe = 40 K1+K2:2DPROFIL M (0,0) 40 Ebene = x/y-ebene Profil = K1 d 48; K2 d Lage = Mittelpunkt 0,0 Grundplatte:AUSPRÄG. Extrusionshöhe = 10 Grundfläche:2DPROFIL Ebene = x/y-ebene Profil = Linienzug P1 Pn Lage P1 = -40, Objekt

27 Werkstück Komplexe Objekte Objektbaum, Aktivitäten Grundplatte Hohlzylinder Nut AUSPRÄGUNG wählen x/y-ebene wählen Linienzug zeichnen Profil extrudieren AUSPRÄGUNG wählen x/y-ebene wählen Kreis1 zeichnen Kreis2 zeichnen Profil extrudieren AUSSCHNITT wählen x/z-ebene wählen Linienzug zeichnen Profil extrudieren

28 III. Ableitung einer 2D-Zeichnung Befehlsfolge 2D-Abl. wählen Format wählen 3D-Modell öffnen Ansichten wählen Bemaßung Schnittdarstellung Beschriftung Drucken

29 IV. Zusammenfassung E1+E2 (CAD-Grundmodule) ca. 28 Stunden = 14 Doppelstunden Rasterskizze Freihandskizze E1 3D-Volumenmodell E2 Modellieren 3D > 2D

30 E3: Normgerechtes Konstruieren (14) In Verbindung mit Skizzen und 3D-Modellen setzen die Schüler grundlegende Verfahren des geometrischen Konstruierens ein und beachten notwendige Normen des technischen Zeichnens. Konstruktionsverfahren exemplarisch einsetzen Wahre Größen ermitteln und einfache Abwicklungen erstellen Normgerechte Darstellungen und Bemaßungsregeln beachten Projektions- und Werkzeichnungen unterscheiden

31 Normgerechtes Konstruieren ca. 14 Stunden (auch kombinierbar mit E1, E2, E4) geometrisches Zeichnen mit Hilfsmitteln Plattenzeichnen mit Zeichengeräten (optional) Einsatz eines 2D-CAD-Programms 2D-Ableitung von 3D-Modellen

32 Normgerechtes Zeichnen und Konstruieren 3. Tafelansichten und Parallelprojektion 2-, 3-, 6-Tafelbildprojektionen Vorderansicht, Draufsicht, Seitenansicht (von links) weitere: Seitenansicht (von rechts), Untersicht, Rückansicht senkrechte und waagrechte Projektionslinien, 45 -Projektion Markante Punkte Hilfskonstruktionen zum Auffinden von Punkten

33 Normgerechtes Zeichnen und Konstruieren 4. Konstruktionsverfahren c) Abwicklung und wahre Größen A A A Bau von Papiermodellen

34 5. Bemaßungsregeln Maßpfeil Maßzahl 14 Maßhilfslinie Maßlinie Mittellinie R Grundmaße Formmaße Lagemaße t = R 20 Normgerechtes Zeichnen und Konstruieren

35 Normgerechtes Zeichnen und Konstruieren 6. Schnittdarstellung Vollschnitt Halbschnitt Teilschnitt Schnittverlauf A B C D

36 Normgerechtes Zeichnen und Konstruieren Plattenkonstruktion ist nicht verboten, aber auch nicht vorgeschrieben.

37 E4: Durchdringungskörper und 3D-Baugruppen (14) Beim Erzeugen komplexer Werkstücke und zusammengesetzter Körper lernen die Schüler weitere Bearbeitungsformen kennen. Sie setzen sich mit verschiedenen Arten der Durchdringung auseinander und montieren Einzelteile zu einfachen 3D-Baugruppen. Werkstücke aus Handwerk und Technik analysieren Durchdringungen erzeugen und dabei Zustände und Abläufe beschreiben Baugruppen mit einem CAD-Programm erzeugen Explosionsdarstellung einsetzen und Rendering-Verfahren erproben

38 1. Werkstücke aus Handwerk und Technik Natürlichsprachliche Beschreibung und Analyse Nut Durchbruch Abschrägung Stufe Zylinderaufsatz Bohrung Zylinderfuß

39 2. Durchdringungen als Steckung oder Verschmelzung Ebenflächige Körper Assoziation (Objektbeziehung) Steckung Grundkörper Dreikantprisma Aggregation (Gruppierung) Verschmelzung DD-Körper GK-Dreikantprisma Durchbruch Darstellen der Beziehungen in Punktnotation: Durchdringungskörper.ansetzen(Bezugsobjekt;Grundkörper;Zielobjekt) Durchdringungskörper.ausrichten(Bezugsobjekt1;Bezugsobjekt2;Abstand) DK-Quader

40 2. Baugruppenmontage Visualisierung durch Explosionsdarstellung, Rendering, Animation

41 IV. Zusammenfassung E3+E4 (CAD-Aufbaumodule) ca. 28 Stunden = 14 Doppelstunden Skizzieren 2D-Konstruktion Zeichnungsnormen E3 3D-Volumenmodell E4 Montage Animation Modellieren

42 E5: Baugruppenmontage und Funktionsmodelle (14) Baugruppenmodelle lassen Zusammenhänge zwischen Gestalt und Funktion erkennen. Bewegungsanalysen erweitern das räumliche Vorstellungsvermögen im dynamischen Bereich. Komplexe Durchdringungen analysieren und modellieren Werkzeichnungen mit Schnittdarstellungen erstellen 3D-Baugruppen aus Einzelteilen erstellen und funktionale Zusammenhänge klären Durch Visualisierung und Animation reale Gegebenheiten simulieren

43 2. 3D-Baugruppen und funktionale Zusammenhänge Animation und Visualisierung einer Durchdringung

44 4. Funktionsmodelle Funktionale Zusammenhänge erkennen und darstellen

45

46 Funktionsmodelle Fischertechnik Designer (Beispiel Hammerwerk)

47 E6: Erweiterte Anwendungen (14) In einer erweiterten Aufgabe, die auch mit anderen Modulen des Aufbauunterrichts verknüpft sein kann, stellen die Schüler Zusammenhänge zwischen der Konstruktion (Computer Aided Design), der computergesteuerten Fertigung (Computer Aided Manufacturing) und der computerintegrierten Produktion (Computer Integrated Manufacturing) her. Die nachfolgenden Vorschläge sind als Anregungen gedacht: Technische Vorgänge sowie Arbeitsteilung und Serienproduktion simulieren Ein Produkt entwickeln, herstellen, kalkulieren und vermarkten Einfache Möglichkeiten der CNC-Fertigung erproben Ein CAD-Programm in den Bereichen Design, Innenarchitektur oder Architektur einsetzen

48 1. Technische Vorgänge, Arbeitsteilung, Serienproduktion Gruppenarbeit: Handhabungsgerät (Mechatronikerausbildung)

49 2. Produkt entwickeln, kalkulieren und vermarkten CAD-CAM-CIM, PDM-Datenmanagement, PLM-Product Lifecycle Management Quelle: Blank 2003

50 2. Produkt entwickeln, kalkulieren und vermarkten Dokumentieren, Kalkulieren, Veröffentlichen Zellinhalte verknüpfen Volumenberechnungen Berechnen von Masse und Gewicht Variantenkonstruktion S-Verweis Umgang mit Bibliotheken Baugruppenmontage

51 3. Einfache Möglichkeiten der CNC-Fertigung CAD-CAM-CIM, Simulationen

52 3. Einfache Möglichkeiten der CNC-Fertigung CAD-CAM-CIM - CNC-Frästechnik Zusammenarbeit mit Firmen evtl. per Videokonferenz

53 3. Einfache Möglichkeiten der CNC-Fertigung Schülergerechte CNC-Technik Kontur (CAD-Programm) Filo Cut - Heißdrahtschneidemaschine Programm zp 20, zp 20, ,6022 zp 62, ,6022 zp 62, zp 87, zp 87, ,8692 zp 0-45,8692 zp 0 0 zp 0 0

54 3. Einfache Möglichkeiten der CNC-Fertigung Schülergerechte CNC-Technik der Zukunft

55 4. Automatisieren, Simulieren, Programmieren

56 5. Design, Innenarchitektur, Architektur Architektur

57 5. Design, Innenarchitektur, Architektur Architekturprojekt (hier: Solid Edge V19 mit Virtual Studio+)

58 IV. Zusammenfassung E3+E4 (CAD-Aufbaumodule) ca. 28 Stunden = 14 Doppelstunden Skizzieren 2D-Konstruktion Zeichnungsnormen E5 Projekt 3D-Volumenmodell E6 Montage Animation Modellieren PDM