Naturwissenschaft und Technik (NwT) – Basisfach 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

3.3.4.1 Mes­sen, Steu­ern, Re­geln

Me­ga­trends wie zum Bei­spiel au­to­no­mes Fah­ren, Smart Ho­me und In­dus­trie 4.0 be­inhal­ten ei­ne Viel­zahl ge­steu­er­ter und ge­re­gel­ter Vor­gän­ge. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den ih­re Kennt­nis­se aus der Mit­tel­stu­fe an, um sol­che Vor­gän­ge zu ana­ly­sie­ren. Sie rea­li­sie­ren Re­gel­krei­se oder sen­sor­ge­steu­er­te Sys­te­me. Bei der Ent­wick­lung der hier­für nö­ti­gen Sen­so­rik er­ler­nen die Schü­le­rinn­nen und Schü­ler ei­nen kri­ti­schen Um­gang mit Mess­wer­ten.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen
(1)

ei­ne Schal­tung ent­wi­ckeln, dar­aus ein Lay­out ent­wer­fen und auf ei­ner Lei­ter­plat­te rea­li­sie­ren

(2)

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

(3)

ei­ne elek­tro­ni­sche Mess­vor­rich­tung (zum Bei­spiel un­ter Ver­wen­dung ei­nes Mi­kro­con­trol­lers) mit An­zei­ge pla­nen, ent­wi­ckeln, rea­li­sie­ren (Re­fe­renz­mes­sun­gen, Ka­li­brie­rung) und de­ren Mess­ge­nau­ig­keit un­ter­su­chen

(4)

ge­re­gel­te Vor­gän­ge in Na­tur und Tech­nik in Form von Block­dia­gram­men dar­stel­len und un­ter Ver­wen­dung der Fach­spra­che er­läu­tern

(5)

das Funk­ti­ons­prin­zip ver­schie­de­ner Reg­ler­ty­pen (un­ter an­de­rem 2-Punk­t-Reg­ler, P-Reg­ler) er­läu­tern

(6)

Sen­sor­ge­steu­er­te oder ge­re­gel­te Sys­te­me (zum Bei­spiel un­ter Ver­wen­dung ei­nes Mi­kro­con­trol­lers oder ei­ner Spei­cher­pro­gram­mier­ba­ren Steue­rung) ent­wi­ckeln und rea­li­sie­ren


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