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Elektronik
Vorbemerkungen
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Fachliche Vorbemerkungen
Die Schülerinnen und Schüler stehen vor der Herausforderung, sich in einer ständig wandelnden Welt zurechtzufinden, die von elektronischen Geräten und deren Systemen geprägt ist. Elektronik findet sich in vielen modernen Geräten und Systemen wieder. So zum Beispiel in der Unterhaltungselektronik, dem Mobiltelefon oder auch komplexeren Systemen wie der Automatisierung oder Smarthome. Im Fach „Elektronik“ gewinnen die Schülerinnen und Schüler Fähigkeiten, die ihnen ein grundlegendes Verständnis über die Funktionsweise eines elektronischen Gerätes vermitteln. Sie erhalten ein Verständnis für die in alle Lebensbereiche eingreifende Elektronik.
Als Voraussetzung für das Fach „Elektronik“ sollte neben mathematischem Grundlagenwissen auch ein allgemeines Verständnis für Technik vorhanden sein. Elektrotechnisches Grundwissen ist nicht vorausgesetzt.
Im zweijährigen Berufskolleg für Informations- und Kommunikationstechnik liefert das Fach Elektronik im ersten Schuljahr die notwendigen elektrotechnischen und elektronischen Grundkenntnisse für die im Mittelpunkt stehenden Fächer Informationstechnik und Kommunikationstechnik. Hierbei ist das Verständnis über elektronische Grundschaltungen und die Wirkweise von elektronischen Bauelementen die Voraussetzung für eine Vielzahl an informations- und kommunikationstechnischen Systemen. Auf der Grundlage der Einführung in die elektronischen Grundlagen (BPE 1) erschließen die Schülerinnen und Schülern grundlegende Kenntnisse zu elektronischen Bauelementen und Grundschaltungen (BPE 2).
Die Schülerinnen und Schüler ermitteln die Zusammenhänge der Grundgrößen rechnerisch und grafisch und wenden diese Erkenntnisse auf einfache elektronische Schaltungen an. Des Weiteren erfolgt eine Ausweitung der Kenntnisse auf die Wirkungsweise von Bauelementen der Elektronik. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben das Zusammenwirken von aktiven und passiven Bauelementen in elektronischen Schaltungen und wenden ihre Kenntnisse an, indem sie geeignete Bauelemente auswählen und bemessen. Sie erläutern, dass ein elektronisches System eine Zusammenführung von Grundschaltungen darstellt, die – auf ihre Wirkungsweise reduziert – einzeln analysiert werden können.
Die Verzahnung zwischen Theorie und Praxis ist ein wesentlicher Bestandteil im zweijährigen Berufskolleg und im Besonderen im Fach „Elektronik“. Die im Fach „Elektronik“ vermittelten Kenntnisse werden durch praktische Versuche und Aufbauten im Fach „Praktikum Elektronik“ vertieft. Durch diese Verbindung und die daraus entstehenden Handlungskompetenzen werden die Schülerinnen und Schüler auf die zukünftige Arbeitswelt vorbereitet.
Hinweise zum Umgang mit dem Bildungsplan
Der Bildungsplan zeichnet sich durch eine Inhalts- und eine Kompetenzorientierung aus. In jeder Bildungsplaneinheit (BPE) werden in kursiver Schrift die übergeordneten Ziele beschrieben, die durch Zielformulierungen sowie in jeweils einer Inhalts- und Hinweisspalte konkretisiert werden. In den Zielformulierungen werden die jeweiligen fachspezifischen Operatoren als Verben verwendet. Operatoren sind handlungsinitiierende Verben, die signalisieren, welche Tätigkeiten beim Bearbeiten von Aufgaben erwartet werden; eine Operatorenliste ist jedem Bildungsplan im Anhang beigefügt. Durch die kompetenzorientierte Zielformulierung mittels dieser Operatoren wird das Anforderungsniveau bezüglich der Inhalte und der zu erwerbenden Kompetenzen definiert. Die formulierten Ziele und Inhalte sind verbindlich und damit prüfungsrelevant. Sie stellen die Regelanforderungen im jeweiligen Fach dar. Die Inhalte der Hinweisspalte sind unverbindliche Ergänzungen zur Inhaltsspalte und umfassen Beispiele, didaktische Hinweise und Querverweise auf andere Fächer bzw. BPE.
Der VIP-Bereich des Bildungsplans umfasst die Vertiefung, individualisiertes Lernen sowie Projektunterricht. Im Rahmen der hier zur Verfügung stehenden Stunden sollen die Schülerinnen und Schüler bestmöglich unterstützt und bei der Weiterentwicklung ihrer personalen und fachlichen Kompetenzen gefördert werden. Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer nutzen diese Unterrichtszeit nach eigenen Schwerpunktsetzungen auf Basis der fächer- und bildungsgangspezifischen Besonderheiten sowie nach den Lernvoraussetzungen der einzelnen Schülerinnen und Schüler.
Der Teil „Zeit für Leistungsfeststellung“ des Bildungsplans berücksichtigt die Zeit, die zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Leistungsfeststellungen zur Verfügung steht. Dies kann auch die notwendige Zeit für die im Rahmen der Besonderen Lernleistungen erbrachten Leistungen, Nachbesprechung zu Leistungsfeststellungen sowie Feedback-Gespräche umfassen.
Bildungsplanübersicht
Schuljahr | Bildungsplaneinheiten | Zeitricht-wert | Gesamt-stunden | ||
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Schuljahr 1 | Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) | 30 | |||
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40 | ||||
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35 | 105 | |||
Zeit für Leistungsfeststellung | 15 | ||||
120 |
Schuljahr 1
Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) |
30 |
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Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung fächerverbindender Aspekte zu erfolgen.
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BPE 1 |
Elektrotechnische Grundlagen |
40 |
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Die Schülerinnen und Schüler stellen die Zusammenhänge zwischen den elektrischen Grundgrößen dar. Sie berechnen einfache Grundschaltungen und verwenden dabei die in der Technik üblichen Darstellungsarten und Basiseinheiten. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben das elektrische Verhalten von Bauteilen fachsprachlich korrekt, beurteilen es mit Kennlinien und übertragen die Erkenntnisse auf technische Aufgabenstellungen. Die Schülerinnen und Schüler ermitteln das Wechselspannungsverhalten unterschiedlicher Signalformen und berechnen deren Kenngrößen.
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BPE 1.1 |
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die elektrischen Grundgrößen und strukturieren deren Zusammenhänge. |
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BPE 1.2 |
Die Schülerinnen und Schüler erklären das Verhalten elektrischer Grundschaltungen und beschreiben deren elektrische Grundgrößen mit ihren Einheiten. Sie leiten Gesetzmäßigkeiten theoretisch ab. Sie entwickeln elektrische Grundschaltungen eventuell mit Simulationsprogrammen. |
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BPE 1.3 |
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Wechselspannungen und -ströme mit Fachbegriffen, Kenngrößen und Formeln. Sie analysieren Signalverläufe und bestimmen deren Eigenschaften. |
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BPE 2 |
Elektronische Bauelemente und Grundschaltungen |
35 |
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Die Schülerinnen und Schüler erklären und planen Schaltungen aus den Grundelementen Widerstand, Diode, LED und Transistor. Sie bestimmen aus Datenblättern und Kennlinien bauteiltypische Informationen. Sie beschreiben das grundlegende Verhalten eines Operationsverstärkers und analysieren Grundschaltungen des Operationsverstärkers. Sie untersuchen Schaltungen zur Erzeugung von Gleichspannungen und ordnen deren Verhalten ein.
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BPE 2.1 |
Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Verhalten von zweipoligen Halbleiterbauteilen anhand von Datenblättern und Kennlinien. Sie erklären die unterschiedlichen Funktionsprinzipien in Gleichrichterschaltungen. Sie bestimmen mithilfe von Kennlinien Arbeitspunkteinstellungen und bestimmen Vorwiderstände. |
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BPE 2.2 |
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Funktionsweise des Transistors als Schalter. Sie analysieren und planen Transistorschaltungen. |
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BPE 2.3 |
Die Schülerinnen und Schüler analysieren und erklären die Funktion einfacher Schaltungen mit Operationsverstärkern. Sie bestimmen fehlende Bauteile und berechnen Ein- und Ausgangsgrößen. |
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BPE 2.4 |
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Grundschaltungen zur Erzeugung von Gleichspannung und deren Optimierung. |
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Operatorenliste
Anforderungsbereiche:
Anforderungsbereich I umfasst die Reproduktion und die Anwendung einfacher Sachverhalte und Fachmethoden, das Darstellen von Sachverhalten in vorgegebener Form sowie die Darstellung einfacher Bezüge.
Anforderungsbereich II umfasst die Reorganisation und das Übertragen komplexerer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Anwendung von technischen Kommunikationsformen, die Wiedergabe von Bewertungsansätzen sowie das Herstellen von Bezügen, um technische Problemstellungen entsprechend den allgemeinen Regeln der Technik zu lösen.
Anforderungsbereich III umfasst das problembezogene Anwenden und Übertragen komplexer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Auswahl von Kommunikationsformen, das Herstellen von Bezügen und das Bewerten von Sachverhalten.
Operator | Erläuterung | Zuordnung Anforderungsbereiche |
---|---|---|
ableiten |
auf der Grundlage relevanter Merkmale sachgerechte Schlüsse ziehen
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II |
abschätzen |
auf der Grundlage von begründeten Überlegungen Größenordnungen angeben
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II |
analysieren, untersuchen |
für eine gegebene Problem- oder Fragestellung systematisch bzw. kriteriengeleitet wichtige Bestandteile, Merkmale oder Eigenschaften eines Sachverhaltes oder eines Objektes erschließen und deren Beziehungen zueinander darstellen
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II |
anwenden, übertragen |
einen bekannten Zusammenhang oder eine bekannte Methode zur Lösungsfindung bzw. Zielerreichung auf einen anderen, ggf. unbekannten Sachverhalt beziehen
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II, III |
aufbauen |
Objekte und Geräte zielgerichtet anordnen und kombinieren
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II |
aufstellen |
fachspezifische Formeln, Gleichungen, Gleichungssysteme, Reaktionsgleichungen oder Reaktionsmechanismen entwickeln
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II |
auswerten |
Informationen (Daten, Einzelergebnisse o. a.) erfassen, in einen Zusammenhang stellen und daraus zielgerichtete Schlussfolgerungen ziehen
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II, III |
begründen |
Sachverhalte oder Aussagen auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge oder weitere nachvollziehbare Argumente zurückführen
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II |
benennen, nennen, angeben |
Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten oder Fakten ohne Erläuterung und Wertung aufzählen
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I |
beraten |
eine Entscheidungsfindung fachkompetent und zielgruppengerecht unterstützen
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III |
berechnen |
Ergebnisse aus gegebenen Werten/Daten durch Rechenoperationen oder grafische Lösungsmethoden gewinnen
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II |
beschreiben |
Strukturen, Situationen, Zusammenhänge, Prozesse und Eigenschaften genau, sachlich, strukturiert und fachsprachlich richtig mit eigenen Worten darstellen, dabei wird auf Erklärungen oder Wertungen verzichtet
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I, II |
bestimmen |
Sachverhalte und Inhalte prägnant und kriteriengeleitet darstellen
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I |
bestätigen, beweisen, nachweisen, überprüfen, prüfen |
die Gültigkeit, Schlüssigkeit und Berechtigung einer Aussage (z. B. Hypothese, Modell oder Naturgesetz) durch ein Experiment, eine logische Herleitung oder sachliche Argumentation belegen bzw. widerlegen
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III |
beurteilen, Stellung nehmen |
zu einem Sachverhalt oder einer Aussage eine eigene, auf Fachwissen sowie fachlichen Methoden und Maßstäben begründete Position über deren Sinnhaftigkeit vertreten
|
III |
bewerten, kritisch Stellung nehmen |
zu einem Sachverhalt oder einer Aussage eine eigene, auf gesellschaftlich oder persönliche Wertvorstellungen begründete Position über deren Annehmbarkeit vertreten
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III |
charakterisieren |
spezifischen Eigenheiten von Sachverhalten, Objekten, Vorgängen, Personen o. a. unter leitenden Gesichtspunkten herausarbeiten und darstellen
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II |
darstellen, darlegen |
Sachverhalte, Strukturen, Zusammenhänge, Methoden oder Ergebnisse etc. unter einer bestimmten Fragestellung in geeigneten Kommunikationsformaten strukturiert und ggf. fachsprachlich wiedergeben
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I, II |
diskutieren, erörtern |
Pro- und Kontra-Argumente zu einer Aussage bzw. Behauptung einander gegenüberstellen und abwägen
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III |
dokumentieren |
Entscheidende Erklärungen, Herleitungen und Skizzen zu einem Sachverhalt bzw. Vorgang angeben und systematisch ordnen
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I, II |
durchführen |
eine vorgegebene oder eigene Anleitung bzw. Anweisung umsetzen
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I, II |
einordnen, ordnen, zuordnen, kategorisieren, strukturieren |
Begriffe, Gegenstände usw. auf der Grundlage bestimmter Merkmale systematisch einteilen; so wird deutlich, dass Zusammenhänge unter vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten begründet hergestellt werden
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II |
empfehlen |
Produkte und Verhaltensweisen kunden- und situationsgerecht vorschlagen
|
II |
entwickeln, entwerfen, gestalten |
Wissen und Methoden zielgerichtet und ggf. kreativ miteinander verknüpfen, um eine eigenständige Antwort auf eine Annahme oder eine Lösung für eine Problemstellung zu erarbeiten oder weiterzuentwickeln
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III |
erklären |
Strukturen, Prozesse oder Zusammenhänge eines Sachverhalts nachvollziehbar, verständlich und fachlich begründet zum Ausdruck bringen
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I, II |
erläutern |
Wesentliches eines Sachverhalts, Gegenstands, Vorgangs etc. mithilfe von anschaulichen Beispielen oder durch zusätzliche Informationen verdeutlichen
|
II |
ermitteln |
einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren
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I, II |
erschließen |
geforderte Informationen herausarbeiten oder Sachverhalte herleiten, die nicht explizit in dem zugrunde liegenden Material genannt werden
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II |
formulieren |
Gefordertes knapp und präzise zum Ausdruck bringen
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I |
herstellen |
nach anerkannten Regeln Zubereitungen aus Stoffen gewinnen, anfertigen, zubereiten, be- oder verarbeiten, umfüllen, abfüllen, abpacken und kennzeichnen
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II, III |
implementieren |
Strukturen und/oder Prozesse mit Blick auf gegebene Rahmenbedingungen, Zielanforderungen sowie etwaige Regeln in einem System umsetzen
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II, III |
informieren |
fachliche Informationen zielgruppengerecht aufbereiten und strukturieren
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II |
interpretieren, deuten |
auf der Grundlage einer beschreibenden Analyse Erklärungsmöglichkeiten für Zusammenhänge und Wirkungsweisen mit Blick auf ein schlüssiges Gesamtverständnis aufzeigen
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III |
kennzeichnen |
Markierungen, Symbole, Zeichen oder Etiketten anbringen, die geltenden Konventionen und/oder gesetzlichen Vorschriften entsprechen
|
II |
optimieren |
einen gegebenen technischen Sachverhalt, einen Quellcode oder eine gegebene technische Einrichtung so verändern, dass die geforderten Kriterien unter einem bestimmten Aspekt erfüllt werden
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II, III |
planen |
die Schritte eines Arbeitsprozesses antizipieren und eine nachvollziehbare ergebnisorientierte Anordnung der Schritte vornehmen
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III |
präsentieren |
Sachverhalte strukturiert, mediengestützt und adressatengerecht vortragen
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II |
skizzieren |
Sachverhalte, Objekte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduzieren und übersichtlich darstellen
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I |
übersetzen |
einen Sachverhalt oder einzelne Wörter und Phrasen wortgetreu in einer anderen Sprache wiedergeben
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II |
validieren, testen |
Erbringung eines dokumentierten Nachweises, dass ein bestimmter Prozess oder ein System kontinuierlich eine Funktionalität/Produkt erzeugt, das die zuvor definierten Spezifikationen und Qualitätsmerkmale erfüllt
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I |
verallgemeinern |
aus einer Einsicht eine Aussage formulieren, die für verschiedene Anwendungsbereiche Gültigkeit besitzt
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II |
verdrahten |
Betriebsmittel nach einem vorgegebenen Anschluss‑/ Stromlaufplan systematisch elektrisch miteinander verbinden
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I, II |
vergleichen, gegenüberstellen, unterscheiden |
nach vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten problembezogen Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln und gegenüberstellen sowie auf dieser Grundlage ggf. ein gewichtetes Ergebnis formulieren
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II |
wiedergeben |
wesentliche Information und/oder deren Zusammenhänge strukturiert zusammenfassen
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I |
zeichnen |
einen beobachtbaren oder gegebenen Sachverhalt mit grafischen Mitteln und ggf. unter Einhaltung von fachlichen Konventionen (z. B. Symbole, Perspektiven etc.) darstellen
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I, II |
zeigen, aufzeigen |
Sachverhalte, Prozesse o. a. sachlich beschreiben und erläutern
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I, II |
zusammenfassen |
das Wesentliche sachbezogen, konzentriert sowie inhaltlich und sprachlich strukturiert mit eigenen Worten wiedergeben
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I, II |