Naturwissenschaft und Technik (NwT) – Schulversuch Leistungsfach in der Kursstufe
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Erkenntnisgewinnung und Forschen
    • 2.1 Erkenntnisgewinnung und Forschen
    • Informationsquellen gezielt nutzen und deren Aussagekraft und Zuverlässigkeit bewerten
    • Bestimmungshilfen, Datenblätter, thematische Karten und Tabellen nutzen
    • Informationen systematisieren, zusammenfassen und darstellen
    • Experimente entwickeln, planen, durchführen, auswerten und bewerten
    • Messdaten mathematisch auswerten, beschreiben und interpretieren
    • große Datenmengen auch computergestützt erfassen, verarbeiten und visualisieren
    • Messverfahren oder -instrumente begründet auswählen und anpassen
    • Modelle zur Beschreibung und Erklärung von Sachverhalten nutzen
    • zu naturwissenschaftlichen und technischen Vorgängen Modelle entwickeln
    • Grenzen von Modellen erkennen
    • aus Problemstellungen Recherche- und Forschungsfragen ableiten
    • Hypothesen entwickeln und in Untersuchungen überprüfen
    • Lösungsansätze für naturwissenschaftliche beziehungsweise technische Problemstellungen entwickeln
    • naturwissenschaftliche und  technische Zusammenhänge mathematisch beschreiben und nutzen
    • computergestützte Simulationen zur Erkenntnisgewinnung nutzen
  • 2.2 Entwicklung und Konstruktion
    • 2.2 Entwicklung und Konstruktion
    • typische Problemlösungen und Lösungsmethoden aus verschiedenen Technikbereichen beschreiben
    • ein Problem analysieren und auf lösbare Teilprobleme zurückführen
    • die Lösung eines technischen Problems durch Auswählen, Anpassen, Dimensionieren und Kombinieren von Teillösungen entwickeln, darstellen und bewerten
    • Schwierigkeiten bei der Planung und Herstellung eines Produkts überwinden (Durchhaltevermögen und Beharrlichkeit)
    • Werkstoffe fachgerecht bearbeiten
    • Werkzeuge und Maschinen fachgerecht auswählen und verwenden
    • die Funktionsweise technischer Systeme analysieren
    • technische Optimierungsansätze entwickeln
    • ein selbst konstruiertes Produkt optimieren
  • 2.3 Kommunikation und Organisation
    • 2.3 Kommunikation und Organisation
    • Fachbegriffe der Naturwissenschaften und der Technik verstehen und nutzen sowie Alltagsbegriffe in Fachsprache übertragen
    • gleich lautende Fachbegriffe verschiedener naturwissenschaftlicher oder technischer Disziplinen gegeneinander abgrenzen
    • Sachverhalte auf das Wesentliche reduziert darstellen
    • zeichnerische, symbolische und normorientierte Darstellungen analysieren, nutzen und erstellen
    • verschiedene Darstellungsweisen zur Erstellung von Dokumentationen geeignet kombinieren
    • ein Vorhaben strukturieren, planen und durchführen
    • einen Projektverlauf dokumentieren, Projektzwischenstände beschreiben und auf Planabweichungen nachsteuernd reagieren
    • das abgeschlossene Projekt reflektieren und Optimierungsansätze entwickeln
    • beim Arbeiten im Team Verantwortung übernehmen
    • typische Phasen der Arbeit in Gruppen erkennen und für den Arbeitsprozess nutzen
  • 2.4 Bedeutung und Bewertung
    • 2.4 Bedeutung und Bewertung
    • Lösungsansätze für fachübergreifende Problemstellungen entwickeln
    • das Zusammenwirken naturwissenschaftlicher Erkenntnisse und technischer Innovationen erläutern
    • den Zusammenhang zwischen Bedürfnissen des Menschen und naturwissenschaftlichen und technischen Entwicklungen erläutern
    • naturwissenschaftlich - technische Problemstellungen vor dem Hintergrund gesellschaftlicher und ökologischer Wechselwirkungen analysieren
    • die Folgen der Wechselwirkungen eines technischen Systems mit Gesellschaft und Umwelt an einfachen Beispielen abschätzen und bewerten
    • Material und Energie verantwortungsbewusst verwenden
    • Qualität von Untersuchungsergebnissen und Produkten begründet einschätzen
    • Risiken beim praktischen Arbeiten erkennen und durch Sicherheitsvorkehrungen Gefährdungen vermeiden
    • Arbeitsfelder regionaler Firmen in Forschung, Entwicklung und Produktion erkunden und Berufe und Ausbildungsgänge zu Arbeitsgebieten der angewandten Naturwissenschaften und der Technik beschreiben
    • ausgewählte aktuelle Forschungsziele und Entwicklungen beschreiben und deren Bedeutung für die Gesellschaft erläutern

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

3.4.4.2 Auf­nah­me und Ver­ar­bei­tung von Si­gna­len in der Mess­tech­nik

Phy­si­ka­li­sche Mess­grö­ßen wer­den in der Mess­tech­nik meist in elek­tri­sche Si­gna­le um­ge­wan­delt. Die Si­gna­le kön­nen dann elek­tro­nisch ver­stärkt und wei­ter­ver­ar­bei­tet wer­den. Auf dem Weg von der Er­fas­sung von Mess­grö­ßen über die Ver­ar­bei­tung und Dar­stel­lung der Si­gna­le er­wer­ben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ein ver­tief­tes Ver­ständ­nis für die Funk­ti­ons­wei­se von Mess­ge­rä­ten. Da­zu ent­wi­ckeln und rea­li­sie­ren sie elek­tro­ni­sche Schal­tun­gen. Der Ent­wick­lungs­pro­zess för­dert den kri­ti­schen Um­gang mit Mess­wer­ten.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen
(1)

ein­fa­che Mess­wert­auf­neh­mer mit wi­der­stands­ab­hän­gi­gen Bau­tei­len (zum Bei­spiel Fo­to­wi­der­stand, Heiß­lei­ter, Kalt­lei­ter, Fo­to­tran­sis­tor) an­hand von Kenn­li­ni­en di­men­sio­nie­ren und in Schal­tun­gen rea­li­sie­ren (Span­nungs­tei­ler­schal­tung und Mess­brü­cke)

(2)

das Ver­hal­ten von Span­nungs­tei­ler­schal­tun­gen un­ter Last er­klä­ren und Bau­tei­le ent­spre­chend di­men­sio­nie­ren

(3)

die Grund­la­ge ei­ner ein­fa­chen Ana­lo­g-Di­gi­tal-Wand­lung mit Ope­ra­ti­ons­ver­stär­kern rea­li­sie­ren (Kom­pa­ra­tor­schal­tung)

(4)

Ope­ra­ti­ons­ver­stär­ker­schal­tun­gen di­men­sio­nie­ren und zur ana­lo­gen Si­gnal­ver­ar­bei­tung nut­zen (nicht in­ver­tie­ren­der Ver­stär­ker, Span­nungs­fol­ger und In­stru­men­ten­ver­stär­ker)

(5)

ei­ne elek­tro­ni­sche Mess­vor­rich­tung mit An­zei­ge pla­nen, ent­wi­ckeln, rea­li­sie­ren (Re­fe­renz­mes­sun­gen, Ka­li­brie­rung) und de­ren Mess­ge­nau­ig­keit un­ter­su­chen


Umsetzungshilfen
Hinweis
Die Beispielcurricula, Synopsen und Kompetenzraster sind bei den inhaltsbezogenen Kompetenzen des jeweiligen Faches zu finden.