Schulinterner Lehrplan Technik 7-10 Stand Schulinterner Lehrplan WP1 Technik

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1 Schulinterner Lehrplan WP1 Technik Klasse 7-10 Christian Wierstraet-Realschule Neuss Stand

2 Inhalt 1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit Anmerkung zum vorliegenden Lehrplan und Entscheidungen... 3 zum Unterricht 2. Übersicht über die Unterrichtsvorhaben Konkretisierte Unterrichtsvorhaben Grundsätze der Leistungsbewertung und Rückmeldung Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit Lehr- und Lernmittel Entscheidungen zu fächerübergreifenden Fragen Qualitätssicherung und Evaluation Anhang

3 1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit Die Christian Wierstraet Realschule im Neusser Norden liegt in einem sozial eher schwachen Einzugsgebiet. Soziale und familiäre Probleme der Schülerinnen und Schüler beeinflussen den Schulalltag deutlich. Das Eingangsniveau im sprachlichen und insbesondere im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich erfordert intensive und kontinuierliche Förderung. Dem Wahlpflichtfach Technik mit seiner in weiten Teilen praktischen Ausprägung kommt eine wesentliche Bedeutung in der Schulbildung zu. Unter anderem wird hier ein Bindeglied zwischen Sprache, mathematisch-naturwissenschaftlichem Wissen und praktischer Anwendung geschaffen. Auch im Hinblick auf die Berufswahlorientierung liefert der Technikunterricht einen wertvollen Beitrag. erhalten einen Einblick in die wesentlichen Bereiche der Technik und können ihre Fähigkeiten dort erproben und ausbauen. Technik wird derzeit im Wahlpflicht 1-Bereich mit 4 Wochenstunden angeboten. Im ersten Halbjahr des 7. Schuljahres können die Schülerinnen und Schüler in den sogenannten Schnupperkursen in das Fach hineinriechen und entscheiden, ob es ihren Fähigkeiten und Neigungen entspricht. Die Schnupperkurse dauer, je nach Anzahl der angebotenen Fächer vier oder sechs Wochen. Der vorliegende schulinterne Lehrplan geht im Folgenden von einer Stundenzahl von ca. 64 festgelegten Unterrichtsstunden pro Halbjahr für den WP1-Bereich aus, sodass darüber hinaus genügend Freiraum für Vertiefungen und Schwerpunktsetzungen verbleibt. Zukünftig besteht die Möglichkeit, dass der Technikunterricht auf den WP2-Bereich reduziert wird. In diesem Fall wird aus dem WP1-Lehrplan eine Auswahl getroffen, die von ca. 30 Unterrichtsstunden je Halbjahr ausgeht. Diese wird im WP2-Lehrplan festgelegt. Das Fach Technik ist aufgrund des kleinen Lehrerkollegiums in die Fachkonferenz Naturwissenschaften mit den Teilkonferenzen Biologie, Chemie und Physik eingebettet und wird zur Zeit ausschließlich durch Herrn Gelius-Laudam unterrichtet, der die Fakultas für Technik besitzt. Der Unterricht findet vorwiegend im schuleigenen Technikraum statt, der die angemessenen Rahmenbedingungen bietet. Die Ausstattung mit den erforderlichen Werkzeugen und Maschinen ist größtenteils ausreichend und die notwendigen Sicherheitseinrichtungen sind vorhanden. Für die theoretischen Unterrichtseinheiten wird zusätzlich der Kunstraum genutzt, der mit einer mobilen Beamer-Laptop-Einheit ausgestattet ist, um entsprechende Filmbeiträge zu zeigen. 1.1 Anmerkung zum vorliegenden Lehrplan und Entscheidungen zum Unterricht Der vorliegende Lehrplan orientiert sich am neuen Kernlehrplan Arbeitslehre für die Gesamtschule Stand Die Definitionen für die Inhaltsfelder sind von dort übernommen. Ebenso sind die Formulierungen für die Kompetenzerwartungen im Übersichtsplan an die des Kernlehrplan Gesamtschule angelehnt. Allen Inhaltsfeldern liegen die im KLP-Gesamtschule formulierten Kompetenzerwartungen auch in ihrer jeweiligen Kompetenzstufe gemäß der Jahrgangsstufe zu G runde. 3

4 Diese Entscheidung wurde getroffen, da für die Realschule kein angemessener Kernlehrplan zur Verfügung steht. Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitzt den Anspruch, sämtliche im Kernlehrplan angeführten Kompetenzen abzudecken. Dies entspricht der Verpflichtung jeder Lehrkraft, alle Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans bei den Lernenden auszubilden und zu entwickeln. In Klasse 7 und 8 liegt der Schwerpunkt auf der gut reflektierten praktischen Arbeit. Die Betonung liegt auf den Inhaltsfeldern IF1Sicherheit am Arbeitsplatz und IF2 Fertigungsprozesse. Hierdurch soll einerseits eine sichere und nachhaltige Arbeitsweise im Fachraum gewährleistet werden, andererseits sollen die Schülerinnen und Schüler die grundlegenden Werkstoffe, Werkzeuge und Arbeitstechniken beherrschen, um sie in den Unterrichtsvorhaben der 9. Und 10. Klasse souverän einsetzen zu können. Die Unterrichtsvorhaben der Stufen 9 und 10 wurden in ihren Inhalten zum Teil mit der Fachkonferenz Physik abgestimmt. Hier wird eine größere Betonung auf die Inhaltsfelder IF3 Energieversorgung und einsparung und IF4 Informations- und Kommunikationstechnik gelegt. Die entsprechende Umsetzung erfolgt auf zwei Ebenen: der Übersichts- und der Konkretisierungsebene. Im Kapitel 2 Übersicht über die Unterrichtsvorhaben wird verbindliche Verteilung der Unterrichtsvorhaben dargestellt. Die Übersicht dient dazu, einen schnellen Überblick über die Zuordnung der Unterrichtsvorhaben zu den einzelnen Jahrgangsstufen sowie den im Kernlehrplan genannten Kompetenzen, Inhaltsfeldern und inhaltlichen Schwerpunkten zu verschaffen. Im Kapitel 2.1. Konkretisierte Unterrichtsvorhaben sind die Unterrichtsvorhaben inhaltlich detaillierter beschrieben. 4

5 2. Übersicht über die Unterrichtsvorhaben Klasse 7 1. Halbjahr Schnupperkurs 4-6 Wochen Inhalte: - Übersicht über den Technikunterricht - Sicherheit im Technikunterricht - praktisches Arbeiten mit Holz Klasse 7 2. Halbjahr Inhalte: 1. Werkstoff Holz (4 Std) 2. Gegenstände aus Holz - Technische Zeichnungen lesen (8 Std) - Stücklisten erstellen (4 Std) - Funktionsweise von Holzbearbeitungswerkzeugen - Holzverbindungstechniken - Technische Skizzen 3. Bohrmaschinenführerschein 4. Fertigungsarten - Einzelfertigung - Industrielle Serienfertigung und Massenfertigung Kompetenzerwartungen: (SK) Sachkompetenz: - formulieren fachbezogene Sachverhalte (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: haben eine grobe Übersicht über Inhalte und Anforderungen im Technikunterricht und können entscheiden, ob sie das Fach wählen möchten. - kennen und verstehen die Sicherheitsregeln im Technikraum. (HK) Handlungskompetenz: können einfache Werkzeuge zur Holzbearbeitung weitgehend zielgerichtet einsetzen. Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - können unterschiedliche Holzarten und Holzwerkstoffe unterscheiden. - können einfache technische Skizzen erstellen. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: - können Holzwerkstoffe für bestimmte Verwendungen auswählen. - setzen sich kritisch mit Aspekten der Holzwirtschaft auseinander. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: verstehen einfache technische Zeichnungen. (HK) Handlungskompetenz: können Werkstücke aus Holz nach technischen Zeichnungen anfertigen. - können erste Werkzeuge und Maschinen zur Holzbearbeitung fachgerecht bedienen. 5

6 Klasse 8 1. Halbjahr Inhalte: 1. Werkstoff Metall Eigenschaften und Unterschiede 2.- Stahlherstellung 3.- Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung Bearbeitung 4.- Werkstücke aus Stahl 5. Weitere Techniken zum Fügen von Metallen - kleben, löten, nieten Klasse 8 2. Halbjahr Inhalte: - Werkstoff Kunststoff - Einteilung und Eigenschaften - Wiederverwertung - eigene Werkstücke - Technische Komponenten - Lager für bewegliche Teile (Gleit-, Kugel- und Rollenlager) - Getriebe (Übersetzungsverhältnisse und Kraftübertragung) - Elektromotoren, Generatoren - Berufe im Bereich Handwerk und Technik Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - können unterschiedliche Metalle hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Verwendung beschreiben. - beschreiben die Herstellung von Stahl. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: verstehen die Funktion von Metallbearbeitungswerkzeugen und können ihren Einsatz planen. können die Qualität ihrer eigenen Arbeit anhand von Kriterien analysieren und bewerten. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - setzen komplexere technische Zeichnungen um. und strukturieren den Fertigungsablauf. (HK) Handlungskompetenz: - können erste Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung fachgerecht bedienen. Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - können unterschiedliche Kunststoffe hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Verwendung beschreiben. - beschreiben Umweltproblematiken durch die Verwendung von Kunststoff und unterschiedliche Verfahren der Wiederverwertung. - beschreiben die Funktionsweise von technischen Komponenten (Lager, Getriebe, E-Motor) - beschreiben Inhalte und Anforderungen unterschiedlicher technischer Berufe (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: können eigenes Handeln und Konsumverhalten im Hinblick auf die Umweltrelevanz reflektieren. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - interpretieren und analysieren Diagramme über chemische Zusammensetzungen und technische Eigenschaften von Kunststoffen (HK) Handlungskompetenz: - können Kunststoffe zielgerichtet bearbeiten. - berechnen Übersetzungsverhältnisse von Getrieben im Hinblick auf die Verwendung. - fertigen komplexe Werkstücke mit unterschiedlichen Werkstoffen und technischen Komponenten. 6

7 Klasse 9 1. Halbjahr Inhalte: 1. Verkehrsmittel zu Lande, im Wasser und in der Luft am Beispiel der Flugtechnik 2. Projekt. Flugmodell 3. Technische Antriebe von der Dampfmaschine bis zur Brennstoffzelle 4. Projekt: Maschine zur Energieumwandlung Klasse 9 2. Halbjahr Inhalte: - Elektronik - Grundlagen der E-Lehre - Elektronische Bauteile - Elektronische Schaltungen moderne Halbleitertechnik - Die Entwicklung der Rechenmaschinen vom Abakus bis zum PC Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - beschreiben die Entwicklungsgeschichte der Luftfartechnik - beschreiben die Funktionsweise von Flugzeugen und ihrer spezifischen Flugeigenschaften. - beschreiben die Funktionsweise unterschiedlicher Antriebsmaschinen. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: v bewerten technischen Fortschritt im Bereich der Fortbewegung anhand verschiedener Kriterien kritisch. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - setzen theoretisches Wissen beim Erstellen eines Bauplans (Flugmodell) um. (HK) Handlungskompetenz: - bauen flugfähige Flugzeuge nach vorgegeben Kriterien. - bauen technische Vorrichtungen und setzen sie fachgerecht ein. Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - beschreiben die Funktion elektronischer Grundbausteine. - beschreiben die Funktion einfacher elektronischer Schaltungen - beschreiben die Entwicklung und den Herstellungsprozess moderner Halbleitertechnik - stellen die Entwicklungsgeschichte der Rechenmaschinen dar. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: - beurteilen die Auswirkung der EDV-Technik auf die Lebensweltentwicklung. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: entnehmen Schaltplänen Informationen über ihre Funktionsweise. (HK) Handlungskompetenz: - arbeiten mit Werkstoffen und Werkzeugen zur Herstellung elektronischer Schaltungen. - erstellen einfache elektronische Schaltungen die vorgegebene Anforderungen erfüllen. 7

8 Klasse Halbjahr Inhalte: 1. Technik im und am Haus - Elektrische Geräte - Haustechnik Heizung und Stromversorgung, solare Heiz und Stromversorgung - Energieeinsparungstechnologien Wärmedämmung, Wärmerückgewinnung 2. Energieversorgung - Regenerative Energien - Fossile- und Atomenergie 3. Bau eines Windkraftanlagenmodells Klasse Halbjahr Inhalte: 1. Umwelttechnik - Entsorgungstechnik - Umweltanalytik - Wasseraufbereitung 2 Raumfahrttechnik/Satelliten - Die Geschichte der Raumfahrttechnik - Funktionsweise von Raketenantrieben - Ablauf einer Mondlandung - Satellitentechnik 3. Bau einer Modellrakete 4 Lasertechnik Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - erklären die Funktionsweise unterschiedlicher technischer Geräte und beschreiben komplexe technische Zusammenhänge. - beschreiben die komplexen Zusammenhänge der globalen Energieversorgung und deren Umweltauswirkungen (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: formulieren eigene Standpunkte zu vorgegebenen Themenbereichen in kontroversen Diskussionen. - entscheiden sich für individuelle Konstruktionslösungen und begründen sie technisch. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - planen Versuche zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit eines Windkraftwerks führen sie durch und bewerten die Ergebnisse. - analysieren Diagramme, Fließbilder und andere technische Darstellungen und entnehmen ihnen die wesentliche Informationen. (HK) Handlungskompetenz: - konstruieren eigenständig komplexe Werkstücke nach Vorgaben und setzen dabei technische Komponenten und Werkzeuge fachgerecht ein. Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - formulieren die wesentlichen Inhalte der Entwicklungsgeschichte der Raumfahrttechnologie frei und beschreiben die technischen Zusammenhänge. - erklären den Ablauf eines komplexen technischen Vorgangs wie der Mondlandung. - erklären technische Zusammenhänge aus der Satellitentechnik und der Lasertechnik. - präsentieren technische Themen in Referaten. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: beurteilen die Entwicklungsgeschichte moderner Technologien hinsichtlich ihrer Auswirkungen kritisch. - formulieren eigenen Standpunkte zur Technikentwicklung. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - planen Versuche und bewerten deren Ergebnisse. (HK) Handlungskompetenz: - stellen komplexe Werkstücke eigenständig her. 8

9 2.1 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben Klasse 7 1. HalbjahrSchnupperkurs (4-6 Wochen) Inhalte/Unterrichtsvorhaben: 1. Übersicht über den Technikunterricht (2 Std) 2. Sicherheit im Technikunterricht (2 Std) 3. praktisches Arbeiten mit Holz (12-16 Std) Kompetenzerwartungen: (SK) Sachkompetenz: - formulieren fachbezogene Sachverhalte (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: haben eine grobe Übersicht über Inhalte und Anforderungen im Technikunterricht und können entscheiden, ob sie das Fach wählen möchten. - kennen und verstehen die Sicherheitsregeln im Technikraum. (HK) Handlungskompetenz: können einfache Werkzeuge zur Holzbearbeitung weitgehend zielgerichtet einsetzen. 1. Übersicht über den Technikunterricht (2 Unterrichtsstunden) Was erwartet mich im Technikunterricht? Was ist Technik? Wo begegne ich Technik? Womit beschäftige ich mich im Technikunterricht von der 7. bis zur 10 Klasse? Wie wird im Technikunterricht gearbeitet und welche Arbeitsmaterialien brauche ich? Wie wird meine Leistung bewertet? Folienpräsentation, Arbeitsblätter Gruppengespräch, Partner und Einzelarbeit 2. Sicherheit im Technikunterricht (2 Unterrichtsstunden) Wie verhalte ich mich im Technikraum? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Technikräume und ihre Einrichtungen Sicherheits- und Verhaltensregeln im Technikraum Dienste: Ordnungsdienst, Werkzeugdienst Arbeitsblätter Gruppengespräch 9

10 3. Praktisches Arbeiten mit Holz (12-16 Std) Wie stelle ich etwas aus Holz her und worauf muss ich achten, dass es möglichst gut wird? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse - Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum - Technische Zeichnungen und Darstellungen - Bau eines Alltagsgegenstandes - Mess- und Prüfverfahren Inhalt/Beschreibung: Geometrisches Holzpuzzle - Einhalten einer sinnvollen Arbeitsabfolge, - maßgenaues anzeichnen/anreißen, - Umgang mit einfachen Werkzeugen, - Notwendigkeit sorgfältigen und genauen Arbeitens - Beurteilung der eigenen Arbeit/Notengebung nach den Kriterien Maßhaltigkeit, Sauberkeit Arbeitsmedien: Arbeitsblatt, 4mm Pappelsperrholz, Zeichen- und Holzbearbeitungswerkzeuge Holzschatulle - verstehen und umsetzen einer technischen Zeichnung, - erstellen einer Stückliste, - erlernen einer sinnvollen Materialaufteilung, - Übung im Umgang mit den Werkzeugen - Ausführung einer Leimverbindung, - Beurteilung/Notengebung nach den Kriterien Funktionsfähigkeit, Maßhaltigkeit, Sauberkeit Arbeitsmedien: Technische Zeichnung, 4mm Pappelsperrholz, Zeichen- und Holzbearbeitungswerkzeuge, Leim Kursarbeit Inhalt. - Funktionsweise und Umgang mit Holzbearbeitungswerkzeugen - Durchführung von Arbeitsabläufen - Umsetzung einer technischen Zeichnung zu einer Stückliste Evaluationsbogen zum Schnupperkurs - kritische Selbsteinschätzung der eigenen Fähigkeiten und Interessen hinsichtlich der Aufgaben im Technikunterricht - Entscheidungshilfe zur Wahl des WP1-Faches Arbeitsmedium: Arbeitsblatt Arbeitsblätter, OHP-Folien, Tafel, Werkzeuge, Holzwerkstoff Plenum, Gruppenarbeit, Partnerarbeit, Einzelarbeit 10

11 2.1.2 Klasse 7 2. Halbjahr Inhalte: 1. Werkstoff Holz (4 Std) 2. Gegenstände aus Holz - Technische Zeichnungen lesen (8 Std) - Stücklisten erstellen (4 Std) - Funktionsweise von Holzbearbeitungswerkzeugen - Holzverbindungstechniken - Technische Skizzen 3. Bohrmaschinenführerschein 4. Fertigungsarten - Einzelfertigung - Industrielle Serienfertigung und Massenfertigung Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - können unterschiedliche Holzarten und Holzwerkstoffe unterscheiden. - können einfache technische Skizzen erstellen. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: - können Holzwerkstoffe für bestimmte Verwendungen auswählen. - setzen sich kritisch mit Aspekten der Holzwirtschaft auseinander. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: verstehen einfache technische Zeichnungen. (HK) Handlungskompetenz: - können Werkstücke aus Holz nach technischen Zeichnungen anfertigen. - können erste Werkzeuge und Maschinen zur Holzbearbeitung fachgerecht bedienen. 1. Werkstoff Holz (4 Std) Holz ist nicht gleich Holz? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz -Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse - Werkstoffe - Eigenschaften unterschiedlicher Holzarten - Herstellung, Eigenschaften und Verwendung unterschiedlicher Holzwerkstoffe - Aspekte der Holzwirtschaft, Umweltrelevanz 2. Gegenstände aus Holz (48 Std) Was man aus Holz herstellen kann: vom Entwurf bis zur Fertigstellung? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse - Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum - Technische Zeichnungen und Darstellungen - Bau eines Alltagsgegenstandes - Mess- und Prüfverfahren - lesen und analysieren einer komplexen technischen Zeichnung - Planung eines Arbeitsprozesses - Entwicklung von Kriterien zur Arbeits- und Ergebnisoptimierung - Erstellung einer Stückliste mit Ermittlung des Materialbedarfs - Lehrgänge für die Funktion und fachgerechte Verwendung unterschiedlicher Holzbearbeitungswerkzeuge und Maschinen: Laubsäge, Dekupiersäge, Tellerschleifer Bohrmaschine (siehe 3. Bohrmaschinenführerschein), Feinsäge u.a. 11

12 Arbeitsbeispiele: - Herstellung Fachgerechter fügender Verbindung von Holzbauteilen: (Verzahnung, Verzapfung, Leimen, Schrauben u.a.) und Analyse ihrer Vor- und Nachteile - Erstellung dreidimensionaler technische Skizzen zur Veranschaulichung einfacher Konstruktionen am Beispiel der Holzverbindungsarten - Entwurf und Anfertigung eines Gebrauchsgegenstandes nach festgelegten Anforderungen unter Einsatz der erlernten Techniken Tischuhr aus Holz mit funktionsfähigem Uhrwerk Anfertigung gemäß einer Technischen Zeichnung Box für Schülerarbeiten Eigener Entwurf nach Vorgaben Klappstuhl Eigener Entwurf nach Vorgaben und Stabilitätsanforderungen unterschiedliche Holzwerkstoffe, Holzbearbeitungswerkzeuge und Maschinen, Materialproben, Arbeitsblätter, OHP-Folien Plenum, Gruppenarbeit, Partnerarbeit, Einzelarbeit 3. Bohrmaschinenführerschein (In Gegenstände aus Holz integriert) 4Std Sicher arbeiten mit der Standbohrmaschine? IF1 Fertigungsprozesse - Technikräume und ihre Einrichtungen - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen - Gefahren beim Arbeiten an der Bohrmaschine - Erarbeitung von Sicherheitsvorkehrungen und Verhaltensregeln - Erlangung des Bohrmaschinenführerscheins zum selbständigen Arbeiten an der Maschine Standbohrmaschine, Materialproben, Arbeitsblätter, OHP-Folien Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 12

13 4. Fertigungsarten Einzel, Serien- und Massenfertigung (6 Std) Wie werden Alltagsgegenstände wirklich hergestellt? IF2 Fertigungsprozesse - Wie laufen Fertigungsprozesse in der realen Arbeitswelt ab? - Vergleich von Einzel-, Serien- und Massenfertigungsverfahren - Auswirkungen industrieller Fertigungsverfahren auf Mensch und Umwelt - Optimierung von Arbeitsprozessen durch Serienfertigung - Herstellung eines Gebrauchsgegenstandes in Serienfertigung nach ausgearbeiteten Kriterien Arbeitsblätter, OHP-Folien Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 13

14 2.1.3 Klasse 8 1. Halbjahr Inhalte: 1. Werkstoff Metall Eigenschaften und Unterschiede 2.- Stahlherstellung 3.- Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung Bearbeitung 4.- Werkstücke aus Stahl 5. Weitere Techniken zum Fügen von Metallen - kleben, löten, nieten Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - können unterschiedliche Metalle hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Verwendung beschreiben. - beschreiben die Herstellung von Stahl. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: verstehen die Funktion von Metallbearbeitungswerkzeugen und können ihren Einsatz planen. können die Qualität ihrer eigenen Arbeit anhand von Kriterien analysieren und bewerten. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - setzen komplexere technische Zeichnungen um. und strukturieren den Fertigungsablauf. (HK) Handlungskompetenz: - können erste Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung fachgerecht bedienen. 1. Werkstoff Metall Eigenschaften und Unterschiede (6 Std) Welche Metalle gibt es? Wofür werden sie verwendet? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen - Was sind Metalle, durch welche Eigenschaften grenzen sie sich von anderen Werkstoffen ab? - Wie werden Metalle unterschieden, welche spezifischen Eigenschaften zeichnen sie aus - Typische Verwendungen für unterschiedliche Metalle und gängige Legierungen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Videobeiträge Plenum, Einzelarbeit 2. Stahlherstellung (6 Std) Von Eisenerz und Schrott bis zum Edelstahl IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen - Wie wird aus Schrott und Eisenerz hochwertiger Stahl hergestellt? - Welche chemischen Reaktionen laufen bei der Stahlgewinnung ab? - Wie entstehen unterschiedliche Legierungen und wie wird die Qualität optimiert? - Umweltaspekte von Stahl: Emissionen bei der Herstellung und Wiederverwertbarkeit 14

15 Arbeitsblätter, OHP-Folien, Videobeiträge Plenum, Einzelarbeit 3.- Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung (8 Std) Welche Werkzeuge benötige ich zur Metallbearbeitung, wie funktionieren sie und wie gehe ich sachgerecht damit um? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Technikräume und ihre Einrichtungen - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren - Übersicht über die gängigen Werkzeuge zur Metallbearbeitung und ihre Funktionsweise - Fachgerechter und sicherer Umgang mit Werkzeugen - Lehrgang Feilen (und sägen) - Bohren und entgraten - Lehrgang anreißen, körnen und Gewindebohren - Gewinde schneiden - anfertigen von Probestücken - Umgang mit dem Messschieber - Entwicklung von Qualitätskriterien Arbeitsblätter, OHP-Folien, Videobeiträge, Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung, Stahlproben Lehrgänge im Plenum, Einzelarbeit, Partner- und Gruppenarbeit 15

16 4.- Eigene Werkstücke aus Stahl (28 Std) Fertigung einer Löthilfe aus Stahl zum festhalten von Platinen beim Bau von elektronischen Schaltungen IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Technikräume und ihre Einrichtungen - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Bau eines (Alltags)gegenstandes Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren - Anfertigung eines komplexen Gegenstandes aus Stahl nach einer technischen Zeichnung - Anwendung aller erlernten Techniken zur Metallbearbeitung - Organisation des Arbeitsablaufes - Entwicklung von Qualitätskriterien zur Benotung - laufende Qualitätsprüfung - Evaluation des Arbeitsprozesses technische Zeichnungen, OHP-Folien, Werkzeuge und Maschinen zur Metallbearbeitung, Werkstoff Stahl Unterrichtsgespräch, Einzel-und Partnerarbeit 5. Weitere Techniken zum Fügen von Metallen: kleben, löten, nieten (8 Std) Welche Möglichkeiten außer schrauben gibt es noch Metalle zu verbinden IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Mess- und Prüfverfahren - Übersicht über die Möglichkeiten Metalle zu verbinden: (schrauben), kleben, nieten löten, (schweißen) - wann kann welche Verbindungsart sinnvoll angewendet werden - halten auch Klebeverbindungen? Durchführung eines Festigkeitstests mit Zweikomponentenkleber, Sicherheitshinweise Klebstoff - Lehrgang Löten: Löten von Kupferrohren mit dem Gasbrenner, Löten von Blechen und Kabeln mit dem Lötkolben 16

17 - Löten von unterschiedlichen Probestücken - Qualitätsprüfung von Lötverbindungen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Werkzeuge, Klebstoffe, unterschiedliche Metalle, Lötzinn Lehrgänge im Plenum, Einzelarbeit, Partner- und Gruppenarbeit Klasse 8 2. Halbjahr Inhalte: 1. Werkstoff Kunststoff - Einteilung und Eigenschaften - Wiederverwertung 2.- eigene Werkstücke aus Kunststoff 3. Technische Komponenten - Lager für Wellen (Gleit-, Kugel- und Rollenlager) - Getriebe (Übersetzungsverhältnisse und Kraftübertragung) - Elektromotoren, Generatoren 4. Werkstück Auto mit Elektromotor 5. Berufe im Bereich Handwerk und Technik Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - können unterschiedliche Kunststoffe hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Verwendung spezifizieren. - beschreiben Umweltproblematiken durch die Verwendung von Kunststoff und unterschiedliche Verfahren der Wiederverwertung. - beschreiben die Funktionsweise von technischen Komponenten (Lager, Getriebe, E-Motor) - beschreiben Inhalte und Anforderungen unterschiedlicher technischer Berufe (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: können eigenes Handeln und Konsumverhalten im Hinblick auf die Umweltrelevanz reflektieren. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - interpretieren und analysieren Diagramme über chemische Zusammensetzungen und technische Eigenschaften von Kunststoffen (HK) Handlungskompetenz: - können Kunststoffe zielgerichtet bearbeiten. - berechnen Übersetzungsverhältnisse von Getrieben im Hinblick auf die Verwendung. - fertigen komplexe Werkstücke mit unterschiedlichen Werkstoffen und technischen Komponenten. 1. Werkstoff Kunststoff Eigenschaften und Unterschiede (8 Std) Was ist Kunststoff? Wie wird er hergestellt? Welche Sorten gibt es? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen - Einteilung der Kunststoffe in die Sorten Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste - Versuche zur Spezifizierung von Kunststoffsorten - Chemie der Kunststoffe: Chemische Zusammensetzung, Herstellung, spezifische Eigenschaften und Verwendungen - Gebrauchsgegenstände aus Kunststoff - Weiterverwertung von Kunststoffen - Umweltrelevanz und Verbraucherverhalten 17

18 Arbeitsblätter, OHP-Folien, Videobeiträge, Materialproben, Versuchsanordnungen Plenum, Einzelarbeit 2. Eigene Werkstücke aus Kunststoff (Zeitbedarf 16 Std) Wie bearbeite ich Kunststoff? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Bau eines Alltagsgegenstandes Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren - Herstellung eines Fotohalters aus Plexiglas - Entwurfsskizze - Festlegung der Bewertungskriterien - Formgebende Bearbeitung des Werkstoffes - Warmverformen mittels einer Thermobiegevorrichtung - Bewertung anhand der festgelegten Bewertungskriterien - Herstellung eines Schlüsselanhängers mit Einkaufschip aus Plexiglas nach einer vorgegebenen technischen Zeichnung - Festlegung der Bewertungskriterien - Formgebende Bearbeitung des Werkstoffes mit Werkzeugen und Maschinen - Bewertung anhand der festgelegten Bewertungskriterien Arbeitsblätter, OHP-Folien, Werkstoff Plexiglas, Werkzeuge zur Kunststoffbearbeitung, Vorrichtungen: Biege- und Brechvorrichtung Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 18

19 3. Technische Komponenten In diesem Themenbereich geht es um grundlegende technische Komponenten der die in jedem mechanischen Bauteil vorhanden sind. Die Schülerinnen und Schüler sollen nach dieser Unterrichtsreihe mit diesen Bauteilen weitgehend selbständig arbeiten können. 3.1 Lager für Wellen: Gleit-, Kugel- und Rollenlager (4 Std) Warum müssen drehbare Bauteile besonders gelagert werden. IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen - Wozu dienen Lager in der Mechanik? - Unterschiede und Einsatzgebiete von Gleit-, Kugel- und Rollenlagern - Axial- und Radiallager - Darstellung in technischen Zeichnungen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Materialproben Plenum, Einzelarbeit 3.2 Getriebe: Übersetzungsverhältnisse und Kraftübertragung (6 Std) Mehr Kraft - weniger Drehzahl oder umgekehrt. Wie funktioniert ein Getriebe? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen - Was macht das Getriebe im Auto? - Übersetzungsverhältnisse Versuche zu Kraft und Drehzahl - Berechnung von Kräften und Drehzahlen - unterschiedliche Getriebe im technischen Einsatz - Zahnradformen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Versuchsanordnungen mit Getriebebausätzen Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 19

20 Schulinterner Lehrplan Technik 7-10 Stand Elektromotoren, (Generatoren) (4 Std) Wie funktioniert der Elektromotor? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Aufbau und Funktionsweise des Elektromotors - Grundlagen von Magnetismus und E-Lehre - Versuch mit einen Elektromotor - Umkehrung des Energieflusses: Der E-Motor ist auch ein Generator - Der Begriff des Wirkungsgrades Arbeitsblätter, OHP-Folien, Versuchsanordnungen Plenum, Einzelarbeit 4. Werkstück Auto mit Elektromotor (20 Std) Bau eines Elektroautos mit Getriebe und Elektromotor IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Bau eines Alltagsgegenstandes Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Lesen und umsetzen einer technischen Zeichnung für die grundlegende Konstruktion - Festlegung späterer Bewertungskriterien - Ermittlung/Berechnung der Getriebedaten - Auslegung der mechanischen Komponenten 20

21 - Wahl unterschiedlicher Werkstoffe - Formgebende Bearbeitung unterschiedlicher Werkstoffe - Analyse von Fehlern und Schwierigkeiten und Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten - Funktionstests - Bewertung anhand der festgelegten Bewertungskriterien Arbeitsblätter, OHP-Folien, Werkstoffe Holz, Metall, Kunststoffe, vorgefertigte Bauteile, entsprechende Werkzeuge und Maschinen und Vorrichtungen Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 5. Berufe im Bereich Handwerk und Technik (6 Std) Technik im Unterricht und im Beruf. Worauf kommt es an? IF11 Berufsorientierung (KLP 2012 Arbeitslehre GS) Vorsorge und Lebensplanung zwischen Familien-, Bürger- sowie Erwerbsarbeit Berufswahlorientierung Berufswegeplanung - Welche technische Berufe gibt es und welche interessieren mich? - Anforderungen und Arbeitsfelder unterschiedlicher technischer Berufe - Welche Voraussetzungen muss ich erfüllen? - Schulbildung, Talente, Interessen, Fähigkeiten und Neigungen - Informationen zur Ausbildung - Informationen zu Weiterbildung, Aufstiegschancen und Verdienstmöglichkeiten Arbeitsblätter, OHP-Folien Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 21

22 2.1.5 Klasse 9 1. Halbjahr Inhalte: 1. Verkehrsmittel zu Lande, im Wasser und in der Luft am Beispiel der Flugtechnik 2. Projekt. Flugmodell 3. Technische Antriebe von der Dampfmaschine bis zur Brennstoffzelle 4. Projekt: Maschine zur Energieumwandlung Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - beschreiben die Entwicklungsgeschichte der Luftfartechnik - beschreiben die Funktionsweise von Flugzeugen und ihrer spezifischen Flugeigenschaften. - beschreiben die Funktionsweise unterschiedlicher Antriebsmaschinen. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: bewerten technischen Fortschritt im Bereich der Fortbewegung anhand verschiedener Kriterien kritisch. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - setzen theoretisches Wissen beim Erstellen eines Bauplans (Flugmodell) um. (HK) Handlungskompetenz: - bauen flugfähige Flugzeuge nach vorgegeben Kriterien. - bauen technische Vorrichtungen und setzen sie fachgerecht ein. 1. Verkehrsmittel zu Lande, im Wasser und in der Luft (8 Std) am Beispiel der Flugtechnik Vom Drachen bis zum Düsenjet. Wie fliegt ein Flugzeug? IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Energieverbrauch weltweit - Entwicklungsgeschichte der Luftfahrt und ihre Auswirkung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Aspekte: technisch, politisch und sozial - Flugtechnik - wie fliegt ein Flugzeug? - Grundlagen der Flugtechnik: Auftrieb, Aufbau eines Flugzeuges, Steuerung, Flügelgeometrie, Tragflächenprofile, Kenngrößen, Flugeigenschaften Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge aus der Sendereihe Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 22

23 2. Projekt. Flugmodell (12 Std) Bau eines Gleitflugmodells aus Styropor und Balsaholz IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Bau eines (Alltags)gegenstandes Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Lesen und umsetzen einer technischen Zeichnung für die grundlegende Konstruktion als Orientierung oder Anfertigung einer eigenen Konstruktionszeichnung nach festgelegten Kriterien - Festlegung späterer Bewertungskriterien - Lehrgang: Styroporschneiden mit heißem Draht (Schneidebügel) - Anfertigung der Komponenten aus Styropor - Zusammenbau mit Einstellung des Schwerpunktes - Analyse von Fehlern und Schwierigkeiten und Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten - Funktionstests: Analyse der Flugeigenschaften - Bewertung anhand der festgelegten Bewertungskriterien Arbeitsblätter, Werkstoffe Styropor und Balsaholz, entsprechende Werkzeuge und Maschinen und Vorrichtungen Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 3. Technische Antriebe: (16 Std) Von der Dampfmaschine bis zur Brennstoffzelle? IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Energieverbrauch weltweit - Entwicklung und Funktion der technischen Antriebe: - Dampfmaschine - Stirlingmotor - Ottomotor - Dieselmotor - Brennstoffzelle - Berücksichtigung unterschiedlicher Aspekte: technisch, politisch und sozial - Der Wirkungsgrad als wichtige Kenngröße 23

24 Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge aus der Sendereihe Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 4. Projekt: Maschine zur Energieumwandlung (28 Std) Herstellung einer Arbeitsmaschine als eigene Konstruktion oder Bausatz IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Bau eines (Alltags)gegenstandes Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Selbstständiger Zusammenbau einer komplexen Maschine mit mechanischen Komponenten nach technischer Zeichnung und Bauanleitung oder Entwurf einer eigenen Maschine mit Erstellung technische Skizzen (Differenzierungsentscheidung) - Festlegung späterer Bewertungskriterien - Analyse von Fehlern und Schwierigkeiten und Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten - Funktionstests und Bewertung anhand der festgelegten Bewertungskriterien Arbeitsblätter/technische Anleitungen, unterschiedliche Werkstoffe oder Bausätze, entsprechende Werkzeuge und Maschinen und Vorrichtungen Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 24

25 2.1.6 Klasse 9 2. Halbjahr Inhalte: 1 Elektronik - Grundlagen der E-Lehre - Elektronische Bauteile - Elektronische Schaltungen 2. Eigene Projekte der Elektronik - Elektronische Schaltungen und Bauteile selber herstellen 3. Moderne Halbleitertechnik und Elektronische Datenverarbeitung - Rechnen mit Maschinen Wie funktioniert ein PC. Die Entwicklung der Rechenmaschinen vom Abakus bis zum PC Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - beschreiben die Funktion elektronischer Grundbausteine. - beschreiben die Funktion einfacher elektronischer Schaltungen - beschreiben die Entwicklung und den Herstellungsprozess moderner Halbleitertechnik - stellen die Entwicklungsgeschichte der Rechenmaschinen dar. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: - beurteilen die Auswirkung der EDV-Technik auf die Lebensweltentwicklung. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: entnehmen Schaltplänen Informationen über ihre Funktionsweise. (HK) Handlungskompetenz: - arbeiten mit Werkstoffen und Werkzeugen zur Herstellung elektronischer Schaltungen. - erstellen einfache elektronische Schaltungen die vorgegebene Anforderungen erfüllen. 1. Elektronik (32 Std) Grundlagen der E-Lehre: Alles über Strom, Spannung, Widerstand und co. - Elektronische Bauteile: Vom Widerstand bis zum IC - Elektronische Schaltungen: Wie funktioniert das Radio? IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Geräte der Informationsverarbeitung und ihre Subsysteme - Lehrgang zum fachgerechten Umgang mit dem Digitalen Multimeter - Grundlagen der E-Lehre Definition von : Strom, Spannung, Widerstand, Leistung.. Ströme und Spannung an Reihen und Parallelschaltungen - Elektronische Bauteile: Vom Widerstand bis zum IC Funktion der gängigen elektronischen Bauteile, Berechnungen von Strom, Spannung und Widerstand - Elektronische Schaltungen: Wie funktioniert das Radio? Analyse der Funktion (einfacher) elektronische Schaltungen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Messgeräte, Elektronische Bauteile 25

26 Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 2. Eigene Projekte der Elektronik (16 Std) Elektronische Schaltungen und Bauteile selber herstellen IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Geräte der Informationsverarbeitung und ihre Subsysteme - Bau unterschiedlicher Elektronischer Schaltungen angefangen von der einfachen Transistorschaltung bis hin zum Radioempfänger - Lehrgang: Löten mit Platinen und elektronischen Bauteilen - Nachbau einer einfachen Transistorschaltung mit Hilfe eines Schaltplans - Entwurf und Umsetzung einer einfachen Sensorschaltung - Umsetzung komplexer Schaltungen mit Hilfe eines Schaltplans mit oder ohne Platinenlayout (Differenzierung) - Funktionstests und Fehleranalysen - Evaluation Arbeitsblätter, OHP-Folien, Messgeräte, Elektronische Bauteile, Werkzeuge: Lötkolben, Abisolierzange.u.a. Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 26

27 3. Moderne Halbleitertechnik und Elektronische Datenverarbeitung: (18 Std) Rechnen mit Maschinen Wie funktioniert ein PC. Die Entwicklung der Rechenmaschinen vom Abakus bis zum PC IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Geräte der Informationsverarbeitung und ihre Subsysteme - Entwicklungsgeschichte der Rechenmaschinen - Das Dualsystem als Maschinensprache - Moderne Mikrochipherstellung - Entwicklung und Leistungsfähigkeit der modernen Datenverarbeitung - Einfluss auf Mensch und Technik - Wie denken Computer Steuerungsmaschinen - Logische Verknüpfungen und Schaltglieder - Versuche mit Schalttafeln und logischen Bausteinen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge u.a. aus der Sendereihe Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik, Logikbausteine Schalttafeln Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 27

28 2.1.7 Klasse Halbjahr Inhalte: 1. Technik im und am Haus - Elektrische Geräte - Haustechnik Heizung und Stromversorgung, solare Heiz und Stromversorgung - Energieeinsparungstechnologien Wärmedämmung, Wärmerückgewinnung 2. Energieversorgung - Regenerative Energien - Fossile- und Atomenergie 3. Bau eines Windkraftanlagenmodells Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - erklären die Funktionsweise unterschiedlicher technischer Geräte und beschreiben komplexe technische Zusammenhänge. - beschreiben die komplexen Zusammenhänge der globalen Energieversorgung und deren Umweltauswirkungen (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: formulieren eigene Standpunkte zu vorgegebenen Themenbereichen in kontroversen Diskussionen. - entscheiden sich für individuelle Konstruktionslösungen und begründen sie technisch. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - planen Versuche zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit eines Windkraftwerks führen sie durch und bewerten die Ergebnisse. - analysieren Diagramme, Fließbilder und andere technische Darstellungen und entnehmen ihnen die wesentliche Informationen. (HK) Handlungskompetenz: - konstruieren eigenständig komplexe Werkstücke nach Vorgaben und setzen dabei technische Komponenten und Werkzeuge fachgerecht ein. 1. Technik im und am Haus 1.1 Elektrische Geräte (8Std) Wie funktionieren elektrische Geräte vom Bügeleisen bis zur Waschmaschine IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Geräte der Informationsverarbeitung und ihre Subsysteme - Funktionsweise unterschiedlicher technischer Geräte elektronische und Mechanische Komponenen - Energieumwandlungsketten - Energieverbrauch und Wirkungsgrade - Aspekte der Herstellung und Umweltauswirkung - kritische Analysen z.b. des Nutzen eines Wäschetrockners Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Geräte zum Auseinanderbauen Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 28

29 1.2 Haustechnik Heizung und Stromversorgung (6Std) Energieversorgung im Haus. Wie funktionieren Heizungssysteme? Wie ist das Hausstromnetz aufgebaut? IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Funktionsweise einer Zentralheizung, Gasbrennwerttechnik - Funktionsweise anderer Heizungssysteme z.b. Nachtstromspeicherheizung - Energieumwandlungsketten - Energieverbrauch und Wirkungsgrade - Aspekte der Umweltauswirkung kritische Analysen - Das Stromnetz im Haus - Wechselstrom - Sicherheitselemente Leistungsschutzschalter und FI-Schalter - Stromverbrauch Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge Plenum, Einzel- und Partnerarbeit Solare Heizungs- und Stromversorgung (6Std) Solarthermische Anlagen: Heizung und warmes Wasser von der Sonne. Solarstromanlagen: Das eigene Kraftwerk auf dem Hausdach. IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Funktionsweise Solarthermischer Anlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung - Verfahrensfließbilder und Steuerungstechnik - Energieumwandlungsketten und Wirkungsgrade - kritische Analyse: Vor- und Nachteile - Funktionsweise von Photovoltaikanlagen zur Stromeinspeisung - Energieumwandlungsketten und Wirkungsgrade - kritische Analyse der Vor- und Nachteile und der Solarförderung 29

30 Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Versuchsanlagen, Messgeräte Plenum, Einzel- und Partnerarbeit Energieeinsparungstechnologien (4Std) Wo wird Energie verschwendet wie kann ich Energie sparen? IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Notwendigkeit der Energieeinsparung - Energieressourcen der Erde - Einsparmöglichkeiten im Haushalt - Messung und Berechnung von Energieflüssen Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Versuchsanlagen, Messgeräte Plenum, Einzel- und Partnerarbeit Wärmedämmung und Wärmerückgewinnung (6Std) Energieeinsparung durch Wärmedämmung im Haus IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Notwendigkeit der Wärmedämmung - Wärmeschutzverordnung und Energieeinsparverordnung - Wie funktioniert Wärmedämmung - Wärme und Kältebrücken, - Luftfeuchtigkeit, Taupunkt und Schimmel - Die luftdichte Gebäudehülle und richtig lüften - kontrollierte Be-und Entlüftung - kontrollierte Be-und Entlüftung mi Wärmerückgewinnung Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Messgeräte 30

31 Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 2. Energieversorgung 2.1 Regenerative Energietechnik (16 Std) Wie wird die Energie aus Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme und Biomasse gewonnen IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Energieverbrauch weltweit - Energiewirtschaft - Fossile, nukleare und regenerative Energieträger - Kraftwerkstypen - Funktionsweise der unterschiedlichen Systeme zur Gewinnung von Strom und Wärme aus den regenerativen Energiequellen Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme und Biomasse - Energieversorgungspotenzial der unterschiedlichen Systeme - Analyse der Vor- und Nachteile regenerativer Energiequellen - Entwicklung des globalen Energiebedarfs - Auswirkungen für Mensch und Umwelt - Versuch mit einer Thermischen Solaranlage Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Versuchsanlage, Messgeräte, PC zur Auswertung Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 2.2 Fossile- und Atomenergie (8 Std) Strom aus Gas-, Kohle-. Öl- und Atomkraft IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Energieverbrauch weltweit - Energiewirtschaft - Fossile, nukleare und regenerative Energieträger - Kraftwerkstypen - Funktionsweise der unterschiedlichen Kraftwerkstypen - Energieumwandlungsketten, Gemeinsamkeiten und Unterschiede - Auswirkungen der Nutzung Fossiler Energieträger auf den Treibhauseffekt - Endlichkeit der Energieressourcen - Ökonomische und Ökologische Betrachtungsweisen - Gefährdungspotential der Kernenergienutzung - Probleme der Endlagerung 31

32 - Auswirkungen für Mensch und Umwelt Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 3. Bau eines Windkraftanlagenmodells (12 Std) Konstruktion eines funktionsfähigen Windkraftmodells zur Stromerzeugung IF1 Sicherheit am Arbeitsplatz - Werkzeuge, Werkstücke, Werkstoffe und Werkzeugmaschinen IF2 Fertigungsprozesse Arbeitsplanung und -organisation im Technikraum Bau eines (Alltags)gegenstandes Technische Zeichnungen und Darstellungen Mess- und Prüfverfahren IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten - Selbstständiger Entwurf einer funktionsfähigen Windkraftanlage nach festgelegten Vorgaben - Alternativ Umsetzung und Erweiterung eines vorhandenen Bauplans (Differenzierung) - Festlegung von Bewertungskriterien - Analyse von Fehlern und Schwierigkeiten und Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten - Versuch zur Bewertung der Konstruktion mit Windgenerator und Erfassung der Leistungsdaten - Auswertung und Evaluation Technische Zeichnungen, unterschiedliche Werkstoffe oder Bauteile, entsprechende Werkzeuge und Maschinen und Vorrichtungen, Messeinrichtungen, Windgenerator, PC zur Auswertung Plenum, Partnerarbeit, Einzelarbeit 32

33 2.1.8 Klasse Halbjahr Inhalte: 1. Umwelttechnik - Entsorgungstechnik - Umweltanalytik - Wasseraufbereitung 2 Raumfahrttechnik/Satelliten - Die Geschichte der Raumfahrttechnik - Funktionsweise von Raketenantrieben - Ablauf einer Mondlandung - Satellitentechnik 3. Bau einer Modellrakete 4 Lasertechnik Übergeordnete Kompetenzen: (SK) Sachkompetenz: - formulieren die wesentlichen Inhalte der Entwicklungsgeschichte der Raumfahrttechnologie frei und beschreiben die technischen Zusammenhänge. - erklären den Ablauf eines komplexen technischen Vorgangs wie der Mondlandung. - erklären technische Zusammenhänge aus der Satellitentechnik und der Lasertechnik. - präsentieren technische Themen in Referaten. (UK) Urteils- und Entscheidungskompetenz: beurteilen die Entwicklungsgeschichte moderner Technologien hinsichtlich ihrer Auswirkungen kritisch. - formulieren eigenen Standpunkte zur Technikentwicklung. (MK) Methoden und Verfahrenskompetenz: - planen Versuche und bewerten deren Ergebnisse. (HK) Handlungskompetenz: - stellen komplexe Werkstücke eigenständig her. 1. Umwelttechnik 1.1- Entsorgungstechnik (4 Std) Müll als Problem IF3 Energieversorgung und einsparung - Energieformen, Energieumwandlung und Energieverbrauch im Haushalt - Wirkungsgrade und technische Optimierungsmöglichkeiten IF4 Informations- und Kommunikationstechnik - Elektrische Schaltungen - Digitale Schaltungstechnik - Müllvermeidung - Wertstoffrückgewinnung - Kompostierung - Deponierung und Verbrennung - kritische Analyse der ökologische und ökonomische Aspekte Arbeitsblätter, OHP-Folien, Filmbeiträge, Buch Mensch, Technik, Umwelt Verlag Handwerk und Technik Plenum, Einzel- und Partnerarbeit 33