3.2.4.3 Informationsverarbeitung

Naturwissenschaft und Technik (NwT) – Profilfach

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

Leitperspektiven [+] Leitperspektiven [-]

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

3.2.4.3 Informationsverarbeitung

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3.2.4.3 Informationsverarbeitung

Der Umgang mit Informationen folgt in Natur und Technik vergleichbaren Prinzipien: „Reizaufnahme – Verarbeitung – Reaktion“ beziehungsweise „Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe“. Natürliche Vorgänge und technische Prozesse laufen häufig gesteuert oder geregelt ab. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Prinzipien der Steuerung und Regelung kennen und entdecken, dass diese bestimmten Algorithmen folgen. Sie entwickeln spezielle Algorithmen und setzen sie in einer Programmiersprache um.

Die Schülerinnen und Schüler können
(1) Beispiele der analogen oder digitalen Informationscodierung aus Natur und Technik beschreiben (zum Beispiel digitale Dateiformate, maschinenlesbare Code-Systeme, DNA)
BP2016BW_ALLG_GYM_BIO_IK_9-10_02_00 , BP2016BW_ALLG_GYM_BIO_IK_7-8_02_04 , BP2016BW_ALLG_GYM_PH_IK_7-8_05_00 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_02 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_01 , MB_08 , VB_08 , MB_01 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_01_00_05 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_15 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_14
(2) die Funktionsweise gesteuerter oder geregelter Systeme analysieren und dazu Energie-, Stoff- und Informationsströme untersuchen (zum Beispiel effiziente Energienutzung, Entwicklung eines Objekts mit Antrieb, Herstellung eines Produkts in einem chemisch-technischen Verfahren, physiologischer Regelkreis)
BP2016BW_ALLG_GYM_BIO_IK_7-8_02_04 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_01_00_02 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_02_01_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_04_01 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_05 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_07 , PG_02 , PG_08 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_02_03_07 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_03_04_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_03_04
(3) das Prinzip der Steuerung darstellen und erklären (zum Beispiel Robotik)
(4) das Prinzip der Regelung auch unter Verwendung der Begriffe Sollwert, Istwert, Regelgröße und Störgröße darstellen und an Beispielen aus der Natur und der Technik erklären (zum Beispiel Körpertemperatur des Menschen, chemisches Gleichgewicht, Klimawandel: Mittlere Oberflächentemperatur der Erde, Oberflächentemperatur von Himmelskörpern)
BP2016BW_ALLG_GYM_BIO_IK_7-8_02_04 , VB_02 , PG_05 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_03_01 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_03_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_01_00_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_15 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_02_02_04 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_03_02 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_03_04_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_03_04 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_09
(5) Elemente einer Programmiersprache beschreiben (zum Beispiel Bedingung, Verzweigung, Schleife, Zähler, Zeitglied, Unterprogramm, Programmbausteine)
(6) Algorithmen für zeit- und sensorgesteuerte Prozesse in einer Programmiersprache darstellen und damit Steuerungsabläufe realisieren (zum Beispiel Ampelsteuerung, Robotik)
(7) Algorithmen für zeit- und sensorgesteuerte Prozesse entwickeln, beschreiben und darstellen
BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_02 , BO_03 , BO_01 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_01 , MB_08 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_13 , MB_05 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_01_15 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_02_02_04 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_02_03_07 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_IK_8-9-10_03_04_03 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_03_04
(8) Chancen und Risiken der Informationstechnik für Individuum und Gesellschaft erläutern (zum Beispiel Simulation, Datenschutz, Internet of Things, Geoinformationssysteme, autonomes Fahren)
BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_04_09 , MB_07 , VB_08 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_04_08 , BP2016BW_ALLG_GYM_NWT_PK_04_05

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Umsetzungshilfen

Hinweis

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

3.2.4.3 In­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung

3.2.4.3 Informationsverarbeitung