Enseignement secondaire technique

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1 Enseignement secondaire technique Régime de la formation de technicien Division électrotechnique Cycle moyen Atelier électronique Classe de T0EL Nombre de leçons: 2.0 Nombre minimal de devoirs: Contrôle continu des travaux pratiques et un devoir en classe écrit par trimestre. Langue véhiculaire: Luxembourgeois Allgemeine Bemerkungen zum Fach Die angegebenen Zeiten sind Richtzeiten und beziehen sich auf einen Zeitraum von 30 Unterrichtswochen. Die Prüfungen und ihre Verbesserungen sowie die Bewertung der praktischen Arbeiten sind in diesem Zeitraum nicht mit eingerechnet. Zur Vermittlung der Fachkompetenz findet der Lehrer zu jeder Lerneinheit Lernziele und Inhalte, sowie die Vorgaben und Hinweise, um diese Inhalte zu erarbeiten. Die Vorgaben sind bindend. Begleitend zu den theoretischen Inhalten sollen geeignete praxisbezogene Rechenbeispiele behandelt werden. 1/16

2 Methodische Vorgaben Das Konzept des handlungsorientierten Unterrichts stellt die Rahmenrichtlinien für die organisatorische und inhaltliche Planungsarbeit der Unterrichtsprogramme dar. Die pädagogischen Leitideen sollen die konkrete Unterrichtsvorbereitung, -durchführung und - kontrolle durch die Lehrer unterstützen. Sie stellen darüber hinaus auch Entscheidungshilfen bei Investitionen in Medien, Unterrichtsmaterialien und bei der Raumgestaltung dar. Handlungsorientierter Unterricht ist ein didaktisches Konzept von Unterricht, das fach- und handlungssystematische Strukturen miteinander verschränkt. Dieses Konzept kann durch unterschiedliche Unterrichtsmethoden verwirklicht werden. Bei der Überarbeitung der Programme wurde die Handlungskompetenz als zentrales Bildungsziel entfaltet und ausdifferenziert. Mit dem Kompetenzmodell: wird Lernen als aktiver, konstruktiver, selbstgesteuerter und kommunikativer Prozess aufgefasst, gewinnt die Selbstbefähigung und Eigenverantwortung des Schülers an Bedeutung. Voraussetzung für kompetentes Handeln sind demnach zum einen die Bereitschaft und zum anderen die Fähigkeiten, die ein Individuum zur Bewältigung einer bestimmten Situation benötigt. Es wird zwischen vier Kompetenzbereichen unterschieden: Methodenkompetenz, Sozialkompetenz, Selbstkompetenz. Sach- und Fachkompetenz, Bei der handlungsorientierten Unterrichtsgestaltung unterscheidet man: Versuchsorientierter Unterricht welcher meist auf eine technische Frage begrenzt ist, Problemorientierter Unterricht in welchem die Schüler mit einem Problem konfrontiert werden, Projektorientierter Unterricht welcher die Schüler mit einer Gestaltungsaufgabe konfrontiert. Zum Erreichen der einzelnen Lernziele sollen die Schüler, unter Aufsicht und Beratung des Fachlehrers, im Laufe des Jahres, je nach Thema, Messübungen mit Berichten, kleinere Projektarbeiten und Vorträge selbständig oder in Gruppen durchführen. Neben dem handlungsorientierten Unterricht soll auch der fächerübergreifende Unterricht gefördert werden. Der Schüler erstellt im Laufe des Jahres eine geordnete Sammelmappe mit folgenden Inhalten: Messberichte, Projektarbeiten, Schaltungsunterlagen, Vorträge, Steckbriefe der Bauelemente. Die Sammelmappe stellt ein Bindeglied zwischen den einzelnen Fächern dar und sollte sowohl im fachtheoretischen wie auch im Werkstattunterricht als Nachschlagewerk benutzt werden. 2/16

3 Allgemeine übergeordnete Lernziele zur Vermittlung der Methodenkompetenz, Sozialkompetenz und Selbstkompetenz in einem handlungsorientierten Unterricht Die Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenzen sind den Fachkompetenzen vorangestellt. Sie stellen fachübergreifende, methodische und zielgerichtete Instrumente dar, die dem Schüler das Lernen und Problemlösen ermöglichen. Methodenkompetenz: Die Methodenkompetenz äußert sich in der Befähigung effektiver, sinnvoller und sachgerechter Nutzung notwendiger Hilfsmittel zur Erkenntnisgewinnung und zum rationellen, zielorientierten Umgang mit Arbeitstechniken. Der Schüler ist fähig die Methoden in wechselnden Situationen im Umgang mit Sachen, Personen und Gruppen und zur Lösung von Sachproblemen erfolgreich anzuwenden. Aus den Anforderungen des Berufsprofils lassen sich folgende Methodenkompetenzen schwerpunktmäßig ableiten: Problemlösungstechniken anwenden, mit Informationsquellen umgehen, Entscheidungstechniken anwenden. Sozialkompetenz: Die Sozialkompetenz gewinnt auf dem Gebiet der beruflichen Qualifikation immer mehr an Bedeutung. Diese Kompetenz wird auf allen Ebenen von Organisationshierarchien, in allen Funktionsbereichen und in allen Berufen als unverzichtbar erachtet. Ziel ist die Optimierung der Interaktionsprozesse von Gruppenmitgliedern bei der Bewältigung ihrer Arbeitssituation. Die Sozialkompetenz spielt sowohl in der Gruppen- und Teamarbeit als auch in der Zwei-Personen- Interaktion eine bedeutende Rolle. Diese als lern- und trainierbar anzusehende Verhaltensweise ist von den Eigenschaften der Situation und von den Fähigkeiten der handelnden Person abhängig. Der Schüler ist fähig in Teams unterschiedlicher Struktur (Alter, Herkunft, Beruf, Qualifikation, ) zusammenzuarbeiten, andere Meinungen zu akzeptieren, Kooperations- sowie Konflikt- und Kritikbereitschaft zu entwickeln. Aus den Anforderungen des Berufsprofils lassen sich folgende Sozialkompetenzen schwerpunktmäßig ableiten: Teamfähigkeit, Kommunikationsfähigkeit, Kunden- und dienstleistungsorientiertes Handeln. Selbstkompetenz: Sie bezeichnet die Bereitschaft und Fähigkeit, als individuelle Persönlichkeit die Entwicklungschancen, Anforderungen und Einschränkungen in Familie, Beruf und öffentlichem Leben zu klären, zu durchdenken und zu beurteilen, eigene Begabungen zu entfalten, sowie Lebenspläne zu fassen und fortzuentwickeln. Zu ihr gehören insbesondere auch die Entwicklung durchdachter Wertvorstellungen und die selbstbestimmte Bindung an Werte. Somit wird der Schüler fähig zur Reflexion und Einschätzung der eigenen Stärken und Schwächen. Aus den Anforderungen des Berufsprofils lassen sich folgende Selbstkompetenzen schwerpunktmäßig ableiten: 3/16

4 Selbständigkeit, Lernprozesse selbständig planen und durchführen, Sorgfalt, Eigeninitiative. 4/16

5 Die Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenzen sind in allen Fächern zu entwickeln. Da sie nicht an bestimmte Inhalte gebunden sind, lassen sie sich nicht bestimmten Fächern zuordnen. Folgende Lernziele werden während des ganzen Jahres bei den verschiedenen Fachinhalten eingeübt, um die Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenz systematisch zu fördern. I. Zielgerichtes Umgehen mit Informationsquellen Klassische und elektronische Fachwörterbücher handhaben. Auf Internetdienste zugreifen und die erweiterten Funktionen von Suchmaschinen anwenden. PC fachbezogen handhaben und gängige graphische Benutzeroberfläche bedienen. Betriebsanleitungen von mechanischen und elektrischen Geräten in den Sprachen Deutsch, Französisch und Englisch lesen und verstehen. II. Problemlösungstechniken und Entscheidungstechniken anwenden Funktionsprüfung von elektrischen und elektronischen Bauteilen mittels einfachen Prüfgeräten durchführen. Theoretische und praktische Arbeitsergebnisse überprüfen. Abweichungen feststellen und Fehler beschreiben. Fachspezifische Methoden der Fehlersuche unterscheiden und einsetzen. Systematische Fehlersuche in Schaltungen der Elektrotechnik, der Elektronik, der Schaltungstechnik, der Installationstechnik mit Hilfe von gängigen Messinstrumenten und mit dem PC durchführen. Ergebnisse der Fehlersuche interpretieren und dokumentieren. Messergebnisse einer Funktionsprüfung beziehungsweise einer Fehlersuche selbständig auswerten. Theoretische und praktische Arbeitsergebnisse überprüfen, Abweichungen feststellen und Fehler beschreiben. Fachspezifische Prüfmethoden unterscheiden und planmäßig einsetzen. Elektronische, elektromechanische, mechanische Bauelemente und Baugruppen ausbauen, inspizieren, überprüfen und nach vorgegebenen Unterlagen bzw. Wartungsplänen austauschen. III. Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit trainieren. Mündliche Mitteilungen stil- und formgerecht formulieren. Technische Abläufe und Zusammenhänge in der Unterrichtssprache mündlich beschreiben. Im Rahmen von Lernaufgaben und Laborversuchen, Arbeits-, Versuchsberichte und Messprotokolle in den Sprachen Deutsch und Französisch selbständig erstellen. Fachliche Notizen in Deutsch, Französisch und Englisch verfassen. Einfache fachbezogene Texte in Deutsch und Französisch lesen und verstehen. Gängige Fachbegriffe in Deutsch, Französisch und Englisch beschreiben. 5/16

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7 Lernziele zur Vermittlung der Fachkompetenz in einem handlungsorientierten Unterricht Bei der Fachkompetenz handelt es sich um: Wissen (Regeln, Begriffe, Definitionen), Zusammenhänge erkennen, In einer Disziplin erworbenes Wissen und Können, sowie gewonnene Einsichten in Handlungszusammenhängen anwenden können, Wissen verknüpfen und zu sachbezogenen Urteilen heranziehen können. Die Fachkompetenz bezeichnet die Bereitschaft und die Fähigkeit, auf der Grundlage fachlichen Wissens und Könnens Aufgaben und Probleme zielorientiert, sachorientiert, methodengeleitet und selbständig zu lösen und das Ergebnis zu beurteilen. 7/16

8 Lerneinheit 1 Arbeitsplatzbedingte Ursachen von Umweltbelastungen erkennen und zu derer Vermeidung beitragen. Einschlägige Sicherheitsvorschriften beschreiben. Werkzeuge und Maschinen unter Berücksichtigung der Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften entsprechend den zu verarbeitenden Werkstoffen auswählen und handhaben. Messwerkzeuge, Werkzeuge und Maschinen in der Werkstoffverarbeitung, der Schaltungstechnik, der Installationstechnik, der Elektronik und der Datenverarbeitung nach Art und Anwendung auswählen. Lösbare und nichtlösbare mechanische Verbindungen unterscheiden und herstellen. Elektromechanische Bauelemente und Bauteile unter Berücksichtigung von mechanischen, elektrischen und thermischen Grenzwerten und Kenndaten auswählen. Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. Elektronische, elektromechanische, mechanische Bauelemente und Baugruppen erkennen und lokalisieren. Werkzeuge der Elektronik. 12 Hinweis: Auf das fachgerechte Benennen der Werkzeuge und Materialien muss besonders Wert gelegt werden. Fachgerechtes Löten: Lötkolben, temperaturgeregelte Lötstation: Prinzipieller Aufbau, fachgerechte Handhabung Verzinnen von Adern Löten von Anschlussdrähten an Lötleisten. Herstellen von flexiblen Verbindungsdrähten mit Lötfahnen Überziehen der Lötfahnen mit Schrumpfschlauch Fachgerechtes Löten von elektronischen Bauteilen: Lochrasterplatinen: Arten und Aufbau Einsetzen und löten von Lötnägeln, Drahtbrücken, Anschlussklemmen, Schalter, Taster, Widerstände (1/4 5 Watt), Trimmer, Drehpotentiometer, Glühbirnenfassung E10 und LED auf einer Lochrasterplatine. Vorgabe: Die Richtlinien zum Herstellen von Leiterplatten müssen angewandt werden (siehe Vorgabe Commission nationale des programmes des métiers de l électricité ). Vorgaben: Bauteileigenschaften wie, Rastermaß, mechanische Belastbarkeit, Farbcode, Bestückungshinweise usw. müssen jeweils behandelt werden. Alle Bauteile müssen mit den wichtigsten Eigenschaften einzeln auf einem Blatt, dem sog. Steckbrief des Bauelementes behandelt und in einem separaten Schnellhefter gesammelt werden. Ziel ist ein technisches Nachschlagewerk, welches bis zum Ende der Ausbildung immer erweitert und vervollständigt wird. Das Auftrennen und Verbinden von Leiterbahnen auf Lochrasterplatinen muss geübt werden. 8/16

9 Hinweise: Die verwendete Lochrasterplatine sollte nicht mit zu kleinen Lötaugen gewählt werden (Æ >2.54mm). Die Lochrasterplatine wird in Lerneinheit 2 weiter verwendet. 9/16

10 Lerneinheit 2 Vorgefertigte Messprotokolle in den Sprachen Deutsch, Französisch und Englisch korrekt ausfüllen. Digitale und analoge Vielfachmessgeräte beschreiben, nach fachbezogener Aufgabenstellung auswählen und handhaben. Funktionsprüfung von elektrischen und elektronischen Bauteilen mittels einfachen Prüfgeräten durchführen. Funktion von analogen und digitalen Bauelementen messtechnisch überprüfen. Messen mit dem Digitalmultimeter: Widerstandsschaltungen Widerstands-, Strom-, Spannungsmessung Indirekte Leistungsmessung 6 Vorgaben: Die Schaltungen sind auf der Lochrasterplatine aus der vorhergehenden Aufgabe durch Verbinden der Bauteile mit den Verbindungsdrähten aufzubauen. Den Schülern sollte zur Sensibilisierung und Ausbildung am eigenen Gerät über eine Sammelbestellung ein Multimeter CAT III gekauft werden. Hinweis: Zum diesem Zeitpunkt wurde Spannung, Strom und Leistung im Fach ELETE behandelt. Lerneinheit 3 Datenblätter von mechanischen und elektrischen Geräten in den Sprachen Deutsch, Französisch und Englisch lesen und verstehen. Zusammenhänge, Wirkung und Funktion der Komponenten in technischen Zeichnungen und Schaltplänen mit Hilfe von Schaltsymbolen nach DIN der Elektrotechnik und der Elektronik erkennen und beschreiben. Einfache Schaltungen der Elektrotechnik und der Elektronik normgerecht von Hand zeichnen. Bestehende Schaltpläne der Elektrotechnik und Elektronik auf eventuelle Funktions- oder Sicherheitsfehler untersuchen, auf Grund von neuen Bedingungen ändern oder neu zeichnen. Einfache Schaltungen der Elektrotechnik und Elektronik skizzieren. Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. Elektronische, elektromechanische, mechanische Bauelemente und Baugruppen erkennen und lokalisieren. 8 Vorgaben: 10/16

11 Einführung in die Herstellung von Layouts: Vom Schaltplan zum Layout Fotobeschichtete Leiterplatten Bauteilerkennung, Bauteilrastermaß Vorübung mit gemeinsamer Planung (5-8 Bauteile) Planung mit Bleistift auf Papier Erstellen des Layouts am PC Die Schüler sollen unter Anleitung ein Layout planen und am PC erstellen. (Layout-Programm: Vorgabe CNP) Die Richtlinien zum Herstellen von Leiterplatten müssen angewandt werden. Hinweis: Die Wichtigkeit einer korrekten Planung, muss besonders hervorgehoben werden. 11/16

12 Lerneinheit 4 Arbeitsplatzbedingte Ursachen von Umweltbelastungen erkennen und zu derer Vermeidung beitragen. Werkzeuge und Maschinen unter Berücksichtigung der Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften entsprechend den zu verarbeitenden Werkstoffen auswählen und handhaben. Messwerkzeuge, Werkzeuge und Maschinen in der Werkstoffverarbeitung, der Schaltungstechnik, der Installationstechnik, der Elektronik und der Datenverarbeitung nach Art und Anwendung auswählen. Materialien unter Berücksichtigung von Umweltschutz und Gesundheit auswählen, handhaben und entsorgen. Herstellen von Leiterplatten: Belichten des erstellten Layouts Ätzen Bohren Sicherheitsregeln 4 Vorgaben: Die Richtlinien zum Herstellen von Leiterplatten müssen angewandt werden. Lerneinheit 5 Arbeitsplatzbedingte Ursachen von Umweltbelastungen erkennen und zu derer Vermeidung beitragen. Arbeitsschritte von Montage- und Demontagearbeiten in strukturierter Form in Deutsch und Französisch schriftlich formulieren. Materialliste der fachspezifischen Arbeiten aufstellen und strukturieren. Montage und Demontagearbeiten in sequentielle Arbeitsschritte unterteilen. Bestücken von Leiterplatten: Bestückungsfolie: Zweck, Methoden zum Aufkleben auf der Leiterplatte Bestücken der hergestellten Leiterplatte Löten der Bauteile Inbetriebnahme der Schaltung Messungen Reinigen und Versiegeln Sicherheitsregeln 4 Vorgabe: Die Richtlinien zum Herstellen von Leiterplatten müssen angewandt werden. 12/16

13 Lerneinheit 6 Arbeitsschritte von Montage- und Demontagearbeiten in strukturierter Form in Deutsch und Französisch schriftlich formulieren. Materialliste der fachspezifischen Arbeiten aufstellen und strukturieren. Montage und Demontagearbeiten in sequentielle Arbeitsschritte unterteilen. Anhand der DIN-Symbole der Elektrik, der Mechanik Zeichnungen und Schaltpläne beschreiben. 5V-DC Festspannungsnetzteil (1A) mit Gleichrichter und Kondensatorglättung: Aufgabenstellung (Schaltungsunterlagen aus dem theoretischen Unterricht TRONI) Bauteilerkennung, Rastermaß Kühlkörpermontage für TO220 Gehäuse Arbeitsplanung Layoutplanung mit Bleistift auf Papier 6 Vorgaben: Die Schüler sollen die Layoutplanung als Einzelaufgabe unter Aufsicht des Werkstattlehrers durchführen. Erstellen des Layouts mit dem PC. Lerneinheit 7 Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. Elektronische, elektromechanische, mechanische Bauelemente und Baugruppen erkennen und lokalisieren. 5V-DC Festspannungsnetzteil: Herstellen der Leiterplatte Bohren Bestücken 6 Vorgaben: Die Schaltung muss zusammen mit dem geeigneten Ringkerntrafo in ein dafür vorgesehenes, fertiggekauftes Gehäuse passen. Das Gehäuse muss groß genug sein, für die zusätzliche Aufnahme eines weiteren DC-Festspannungsnetzteils. (T1EL Lerneinheit 1) Es ist eine Leuchtdiode als Betriebsspannungsleuchte (Ausgangsspannung) vorzusehen. 13/16

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15 Lerneinheit 8 Im Rahmen von Lernaufgaben, Laborversuchen und Projektarbeiten Arbeitsschritte festlegen. Stecker, Steckdosen, Buchsen und Kupplungen von Starkstrom-, Daten- und Kommunikationsverbindungen normgerecht anschließen. Die wichtigsten Kenndaten der gängigen Energiekabel und der Steckerarten beschreiben. Elektromechanische Bauelemente und Bauteile unter Berücksichtigung von mechanischen, elektrischen und thermischen Grenzwerten und Kenndaten auswählen. Einzelteile unter Berücksichtigung der Arbeits- und Sicherheitsvorschriften, der Umweltaspekte, des fachgerechten Einsatzes der Werkzeuge, der Planungsschritte und der vorgegebenen Terminpläne zu einem Gerät zusammenbauen. Mechanische Teile zu Baugruppen, insbesondere zu Einschüben und Gehäusen, zusammenbauen. 5V-DC Netzteil, Zusammenbau zu einem Gerät: Arbeitsschritte Einbau von Netzteil und Trafo in das Gehäuse Beschriftung der Frontplatte mit Hilfe einer selbstklebenden Folie Verbinden der Anschlussdrähte mit den Einbaubuchsen, der Betriebsspannungsleuchte und dem Netzschalter in der Frontplatte Anschluss der 230V Zuleitung 8 Vorgabe: Das Fertiggehäuse wurde im Fach ATELE Lerneinheit 5 vorbereitet für den Einbau der Leiterplatte und des Ringkerntrafos. Hinweis: Die 230V Zuleitung wurde im Fach ATELE hergestellt. Lerneinheit 9 Anhand der DIN-Symbole der Elektrik, der Mechanik Zeichnungen und Schaltpläne beschreiben. Technische Zeichennormen und angewandte Schaltsymbole der Elektrotechnik und Elektronik nach DIN beim Zeichnen von Schaltungen und technischen Unterlagen anwenden. Messgeräte und Messschaltungen je nach Anwendungsbereich auswählen. Praxisbezogene Schaltungen der Elektrotechnik selbständig messtechnisch untersuchen. Oszilloskope beschreiben und nach fachbezogener Aufgabenstellung handhaben. 5V-DC Netzteil Inbetriebnahme: Inbetriebnahme Strom- und Spannungsmessungen im Leerlauf und bei verschiedenen Belastungen mit dem Multimeter 6 Vorgabe: Die Schaltung des 5V-DC Netzteils und deren Funktion sollen zu diesem Zeitpunkt im theoretischen Unterricht (TRONI) behandelt sein. 15/16

16 Messen der Brummspannung mit dem Oszilloskop Hinweis: Die Messungen sind in einem vorgefertigten Messprotokoll festzuhalten Total: 60h Manuel(s) obligatoire(s): Praxis Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer GmbH & Co., Verlag ISBN Tabellenbuch Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer GmbH & Co., Verlag ISBN Le programme est valable pour les classes suivantes: T0EL 16/16