Enseignement secondaire technique

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1 Enseignement secondaire technique Régime de la formation de technicien Division électrotechnique Cycle moyen Électronique digitale Classe de T1EL Nombre de leçons: 2.0 Nombre minimal de devoirs: Au moins 2 devoirs par période; il est souhaitable que la durée totale des devoirs par période soit égale à la durée hebdomadaire de cours. Langue véhiculaire: Allemand Allgemeine Bemerkungen zum Fach -Zur Förderung der Handlungskompetenz muss dem Lehrer die geeignete Infrastruktur zur Verfügung gestellt werden. Das Fach TRODI sollte deshalb in einem entsprechend ausgestatteten Laborsaal abgehalten werden. -Die angegebenen Zeiten sind Richtzeiten und beziehen sich auf einen Zeitraum von 30 Unterrichtswochen. Die Prüfungen und ihre Verbesserungen 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 Rechenspiele behandelt werden. 1/15

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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 den 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: -Selbständigkeit, 3/15

4 -Lernprozesse selbständig planen und durchführen, -Sorgfalt, Eigeninitiative. 4/15

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. Fächerübergreifende Lernziele Folgende Lernziele werden während des ganzen Jahres bei den verschiedenen Fachinhalten eingeübt um die Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenz systematisch zu fördern. A. Zielgerichteter Umgang mit Informationsquellen -Fachbezogene elektronische Kataloge, Datenbücher und Datenbanken handhaben, sowie gezielt Daten ermitteln. -Die verschiedenen fachtechnischen Informationsquellen unterscheiden und auswählen. -Reparaturunterlagen, Betriebsanleitungen und Datenblätter von mechanischen und elektrischen Geräten in den Sprachen Deutsch, Französisch und Englisch lesen und verstehen. -Arbeitsbezogene Informationen sammeln, und geordnete Sammelmappe erstellen (manuell und am PC). B. Problemlösungstechniken und Entscheidungstechniken anwenden -Funktionsweise von Bauelementen, Schaltungen und Steuerungen messtechnisch überprüfen und die notwendigen Abgleich- und Einstellarbeiten durchführen. -Ergebnisse der Fehlersuche interpretieren und dokumentieren. -Zusammenhänge, Wirkung und Funktion der Komponenten in technische Zeichnungen und Schaltplänen mit Hilfe von Schaltsymbolen nach DIN der Elektrotechnik, der Elektronik, der Mess- und Regelungstechnik, der Elektropneumatik und der Elektrohydraulik erkennen. -Anhand der DIN-Symbole der Elektrik, der Mechanik, der Pneumatik und der Hydraulik, Zeichnungen und Schaltpläne beschreiben. -Aufbau von Schaltungen sowie Messungen und Fehlersuche selbständig planen. -Vorgegebene, praxisbezogene Arbeiten selbständig planen. -Zeitaufwand abschätzen und erfassen. -Systematische Fehlersuche in Schaltungen der Elektrotechnik, der Elektronik, der Schaltungstechnik, der Installationstechnik, der Regelungstechnik und der Antriebstechnik mit Hilfe von gängigen Messinstrumenten und mit dem PC durchführen. C. Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit trainieren -Fachgespräche in der Unterrichtssprache des Faches führen. -Im Rahmen von Lernaufgaben, Laborversuchen und Projektarbeiten, technische Berichte, Protokolle und Prüfberichte in den Sprachen Deutsch und Französisch strukturiert erstellen. 5/15

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8 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. Lerneinheit 1 -Aufbau, Wirkungsweise von analogen und digitalen Bauelementen beschreiben. -Praxisbezogene Berechnungen in Schaltungen der Elektronik durchführen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Zahlensysteme Aufbau von Zahlensystemen Darstellung der natürlichen Zahlen im Dezimal, Binär- und Hexadezimalsystem Umwandlung zwischen den einzelnen Zahlensystemen Addition und Subtraktion im Binärund Hexadezimalsystem Darstellung von Zahlen im BCD-Kode Lerneinheit Vorgabe: -Die negativen Zahlen werden nicht behandelt. -Bei den Rechnungen sollen die Resultate positiv sein. Hinweis: -Die Darstellung von Zahlen kann in einem weiteren BCD-Kode behandelt werden. 8/15

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11 Lerneinheit 2 -Funktion von analogen und digitalen Bauelementen messtechnisch überprüfen. -Aufbau, Wirkungsweise von analogen und digitalen Bauelementen beschreiben. -Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. -Elektronische Bauelemente und Bauteile unter Berücksichtigung von elektrischen und thermischen Grenzwerten und Kenndaten auswählen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Signalspeicher RS-Flipflop, D-Flipflop, JK-Flipflop, T- Flipflop Schaltzeichen, Wahrheitstabelle Ansteuerungsarten: nicht-taktgesteuert taktgesteuert einflankengesteuert zweiflankengesteuert Zeitablaufdiagramme Anwendung: Entprellen mit RS- NAND-FF Lerneinheit Vorgabe: -Über eine Wiederholung der RS- Flipflops soll der Übergang zu den anderen Flipflops erfolgen. Vorgabe: Schülerversuche -Die Funktionsweise der verschiedenen Flipflops wird mit Hilfe der Wahrheitstabellen und Zeitablaufdiagrammen in Schülerversuchen veranschaulicht. Hinweis: -Die charakteristischen Gleichungen der Flipflops werden nicht behandelt. Hinweis: -Die Schalter im DIGILAB sind mit RS- NAND-FFs entprellt worden. (DIGILAB, Schaltung ATTRO-T1EL, Lerneinheit 4, Baugruppe 4) Lerneinheit 3 -Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. -Elektronische Bauelemente und Bauteile unter Berücksichtigung von elektrischen und thermischen Grenzwerten und Kenndaten auswählen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Synthese von Asynchronzählern Asynchrone Dual-Vorwärts- und Rückwärts-zähler Schaltung Zeitablaufdiagramme Asynchroner Modulo-n-Zähler Schaltung Zeitablaufdiagramm Nachteil von Asynchronzählern Asynchrone Frequenzteiler mit festem Teiler-verhältnis Schaltung Zeitablaufdiagramm 12 Vorgabe: -7490, Vorgabe: Schülerversuch -Die Zählerschaltungen sollen in Schülerversuchen selbständig entworfen, aufgebaut und analysiert werden (Versuchskoffer, DIGILAB). Hinweis: -Die DIGILAB-Baugruppe 2 (ATTRO- T1EL, Lerneinheit 4) des DIGILAB enthält unteranderem den IC /15

12 Signallaufzeiten Zähler ICs Lerneinheit 3 12 Lerneinheit 4 -Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. -Elektronische Bauelemente und Bauteile unter Berücksichtigung von elektrischen und thermischen Grenzwerten und Kenndaten auswählen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Monostabile Kippstufe (Monoflop) Schaltzeichen, Zeitablaufdiagramm -Nachtriggerbare monostabile Kippstufe Schaltzeichen, Zeitablaufdiagramm 4 Vorgabe: Schülerversuch -Die Schüler sollen selbständig mit Hilfe von IC-Bausteinen in TTL-Technik eine monostabile Kippstufe aufbauen und analysieren. -Triggertabelle Lerneinheit 4 4 Lerneinheit 5 -Funktion von analogen und digitalen Bauelementen messtechnisch überprüfen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Schmitt-Trigger Schaltzeichen Zeitablaufdiagramm Übertragungskennlinie (Hysterese) Kenn- und Grenzdaten -Rechteckgenerator mit Schmitt-Trigger- NAND-Gatter und RC-Glied -Anwendung: Entprellen mit Schmitt- Trigger Lerneinheit Vorgabe: -Der Schmitt-Trigger ist als Gesamtschaltung zu betrachten, der interne Aufbau wird hier nicht betrachtet. Vorgabe: Schülerversuch -Die Schüler sollen den Verlauf der Ausgangspannung bei gegebener Eingangsspannung mit dem Oszilloskop aufnehmen. Hinweis: -Die Tast-Schalter im DIGILAB sind mit Schmitt-Trigger entprellt worden. (DIGILAB, Schaltung ATTRO-T1EL, Lerneinheit 4, DIGILAB-Baugruppe 5) Lerneinheit 6 -Praxisbezogene Berechnungen in Schaltungen der Elektronik durchführen. 12/15

13 Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Graphisches Vereinfachungsverfahren logischer Funktionsgleichungen KV-Diagramme für 2, 3 und 4 Variablen Don't Care Zustände Lerneinheit Vorgabe: Schülerversuch 13/15

14 Lerneinheit 7 -Funktion von analogen und digitalen Bauelementen messtechnisch überprüfen. -Optische Bauteile nach Unterlagen auswählen, zu Schaltungen zusammenbauen und in Betrieb nehmen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Anzeige- und Treiberbausteine 7-Segment-Anzeige LED-Anzeige Prinzipielle Funktion der Treiberbausteine Signalverstärkung -Anwendung: DIGILAB: 7-Segment- Anzeige Lerneinheit Vorgabe: Schülerversuch -Die DIGILAB-Teilschaltung (ATTRO- T1EL, Lerneinheit 4, DIGILAB-Baugruppe 4) soll benutzt werden Lerneinheit 8 -Analoge und digitale Bauelemente auswählen und in Schaltungen einbauen. Inhalte h Vorgaben / Hinweise -Entwurf, Simulation und Aufbau einer digitalen Uhr mit Sekunden-, Minuten- und Stundenzähler aufgebaut mit Dezimalzählern Lerneinheit Vorgabe: Schülerversuch -Simulation -Versuch -Die Schaltung soll mit Hilfe des DIGILAB (ATTRO-T1EL, Lerneinheit 4) aufgebaut werden. Total TRODI: 60 Manuel(s) obligatoire(s): Fachkunde Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer GmbH & Co., Verlag ISBN /15

15 Rechenbuch Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer GmbH & Co., Verlag ISBN X Le programme est valable pour les classes suivantes: T1EL 15/15