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Berufliche Schulen

Bildungsplanarbeit Berufskollegs Assistenz

Informationstechnik

Vorbemerkungen

Fachliche Vorbemerkungen

1. Fachspezifischer Bildungsauftrag (Bildungswert des Faches)
Die Entwicklung der Informationstechnologien durchdringt mit zunehmender Geschwindigkeit alle Bereiche der Lebenswelt in der Gesellschaft. Unsere Lebens- und Arbeitsweise wäre ohne eine leistungsfähige Informationstechnik nicht möglich. Informationstechnik verwenden die Schülerinnen und Schüler täglich im schulischen, privaten und später auch im beruflichen Bereich.
Der Unterricht im Fach „Informationstechnik“ leistet einen wesentlichen Beitrag zur Bildung sowie zur Weiterbildungsfähigkeit junger Menschen in Bezug auf die informationstechnischen Grundlagen unserer modernen Gesellschaft. Die Bildungsplanthemen umfassen sowohl Inhalte der technischen Informatik, wie z. B. Entwurf, Architektur und Komponenten von Rechnersystemen, als auch der Informatik wie z. B. der Programmierung dieser Informationssysteme. Dabei wird das Verständnis des Zusammenspiels zwischen Hardware und Software gefördert.
Im Fach „Informationstechnik“ erlangen die Schülerinnen und Schüler Hard- und Softwarekenntnisse und wenden diese zur Lösung informationstechnischer Problemstellungen an. Sie entwerfen digitale Schaltungen und entwickeln Lösungsalgorithmen zur Programmierung von Rechnersystemen in strukturierter und objektorientierter Programmiersprache. Sie kommunizieren mit Peripherie, werten Sensorsignale aus und steuern Aktoren an.
Ein wesentliches Merkmal des zweijährigen Berufskollegs ist der enge Bezug zwischen Theorie und Praxis, welcher sich in den Fächern „Informationstechnik“ und „Informationstechnik Praktikum“ widerspiegelt.

2. Fachliche Aussagen zum Kompetenzerwerb, prozessbezogene Kompetenzen
Der Erwerb von Fach‑, Methoden‑, Sozial- und Persönlichkeitskompetenz erfolgt im Unterricht ganzheitlich an konkreten informationstechnischen Problemstellungen.
Die Schülerinnen und Schüler werden schrittweise an strukturierte Arbeitsmethoden herangeführt und wenden diese an. Dazu analysieren sie Problemstellungen, entwerfen Lösungsstrategien und führen diese durch. Sie überprüfen im Rahmen des fachbegleitenden Praktikums Ergebnisse durch Aufbau oder Simulation von konkreten informationstechnischen Systemen.
Da moderne informationstechnische Systeme eine hohe Komplexität aufweisen, werden Teilsysteme entworfen und vernetzt. Sorgfältiges Planen und Dokumentieren wird beim Arbeiten mit diesen Systemen sowie beim Entwickeln von Programmen eingeübt.
Die Schülerinnen und Schüler lernen fachbezogen zu kommunizieren, um komplexe Systeme kooperativ zu entwerfen. Arbeitsergebnisse können sie angemessen darstellen, präsentieren und bewerten. Die Schülerinnen und Schüler werden befähigt, sich Information zu beschaffen, Datenblätter zu lesen, Informationen aufzubereiten und daraus begründete Entscheidungen und Lösungsstrategien abzuleiten.

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.

Schuljahr 1

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

20

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Ansteuerung von Anzeigen
(LED oder 7-Segment-Anzeige)
Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung fächerverbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 1

Technische Informatik I

24

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Grundbegriffe und Grundschaltungen der Digitaltechnik. Sie erläutern, wie komplexere Schaltungen aus einfachen Grundelementen aufgebaut sind.

BPE 1.1

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen einfache arithmetische und logische Grundschaltungen, die die Grundlage digitaler Schaltnetze und Rechenschaltungen bilden.

Zahlensysteme

  • hexadezimal, dual, dezimal
  • Umrechnungen zwischen Zahlensystemen
BCD-Code
Signalformen: analog, digital, binär

Digitale Grundverknüpfungen
UND, ODER, NICHT

Schaltnetze
z. B. Codewandler, Komparator, Multiplexer
  • Funktionstabelle

  • disjunktive Normalform

  • Funktionsgleichung

  • logische Schaltung

Regeln der Schaltalgebra
Vereinfachungen, De Morgan'sche Gesetze
Rechenschaltungen

  • Halbaddierer

  • Volladdierer

  • Mehrbitaddierer

BPE 1.2

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen taktgesteuerte Schaltwerke, die die Grundlage des Mikrocontrollers bilden. Sie entwickeln einfache steuerungstechnische Lösungen und dokumentieren ihre Ergebnisse.

Speicherelemente

  • RS-Flipflop

  • RS-Flipflop mit dominantem Verhalten
setzdominant bzw. rücksetzdominant
  • D-Flipflop

  • Taktflankensteuerung

Zeit-Ablauf-Diagramm

Zustandsdiagramm

Zustandsübergangstabelle

Schaltungen mit Speicherelementen

  • Frequenzteiler

  • Zählerschaltung

  • Schieberegister

BPE 2

Grundlagen der Programmentwicklung

26

Die Schülerinnen und Schüler lösen informationstechnische Problemstellungen mit den Grundlagen einer höheren Programmiersprache und dokumentieren diese in programmiersprachenunabhängiger Form.

BPE 2.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären und entwerfen Programme mit den Grundelementen einer höheren Programmiersprache.

Grundprinzipien der Datenverarbeitung
EVA-Prinzip
Komponenten einer Entwicklungsumgebung
Hochsprache, Interpreter/Compiler, Maschinensprache
Grundelemente einer höheren Programmiersprache

  • Eingabe

  • Ausgabe

  • Variablen, Konstanten

  • Datentypen

  • Programmierkonventionen
Programmaufbau, Modularisierung, Namensgebung, Kommentare, Strukturierung des Quellcodes
  • Operatoren
Mathematische/Logische Operatoren, Vergleichs‑/Bit-Operatoren
  • Kontrollstrukturen: Verzweigung (ein- und zweiseitig), Mehrfachauswahl, Schleife mit Eintritts- oder Austrittsbedingung

  • Unterprogramme: Parameterübergabe, Rückgabewert

  • Variablenfelder (Arrays)

BPE 2.2

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen einfache Algorithmen und dokumentieren diese in programmiersprachenunabhängiger Form.

Grundelemente von programmiersprachen-unabhängigen Beschreibungsstrukturen
Pseudocode, Struktogramm, Programmablaufplan
Strukturelemente von Algorithmen

  • Sequenz

  • Verzweigung

  • Wiederholung

  • Unterprogramm

Zeit für Leistungsfeststellung

10

70

80

Schuljahr 2

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

20

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Smarthome
Autonom fahrende Roboter
Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung fächerverbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 3

Technische Informatik II

24

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Mikrocontrollerprogramme in einer Hochsprache.

BPE 3.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Architektur eines Mikrocontrollers und erklären die Funktionsblöcke.

Aufbau eines Mikrocontrollers
Blockschaltbild
  • CPU

  • Speicher: ROM, RAM, EEPROM
Aufbau, Adresse (hex)
  • Ports (I/O)

  • Bus
Datenbus, Adressbus, Steuerbus
Speicherkapazität
Gesamtgröße, Bit, Byte

BPE 3.2

Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Mikrocontrollerprogramme in einer Hochsprache.

Programmentwicklung in einer Hochsprache
Programmaufbau, Variablen, Kontrollstrukturen vgl. BPE 2.1
Digitale Ein- und Ausgabe

  • Initialisierungen der Register

  • Pull-up‑/Pull-down-Widerstand

Polling

BPE 3.3

Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Mikrocontrollerprogramme unter Verwendung von Interrupts. Sie begründen den sinnvollen Einsatz der Anwendung von Interrupts.

Programmentwicklung in Hochsprache
vgl. BPE 2.1
Externer Interrupt

  • Initialisierung der Interrupt-Register

  • Interrupt Service Routine (ISR)

Timer-Interrupt

  • Aufbau

  • Funktionsweise

  • Zähler-Register
8-Bit, 16-Bit, Überlauf
  • Prescaler

  • Berechnung und Einstellung von Überlaufzeiten

  • Initialisierung der Interrupt-Register

  • Interrupt Service Routine (ISR), Reload

Vergleich Interrupt mit Polling
Vorteile beim Einsatz von Interrupts

BPE 4

Technische Informatik III

14

Die Schülerinnen und Schüler bauen Mikrocontrolleranwendungen mit Peripheriebaugruppen auf, analysieren deren Datenblätter und erklären die Funktionsweise der Baugruppen. Sie entwickeln Mikrocontrollerprogramme zur Ansteuerung der Peripheriebaugruppen über geeignete Schnittstellen.

BPE 4.1

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Mikrocontrollerprogramme zur Kommunikation mit externer Hardware.

Programmentwurf in Hochsprache
vgl. BPE 2.1
Analoge Signalverarbeitung

  • Analog-Digital-Umsetzer
Potenziometer
  • Pulsweitensteuerung
LED, Motor
Eingabe- und Ausgabeeinheiten
Sensoren, Aktoren
Schnittstellen
z. B. SPI, UART, I2C, WLAN, Bluetooth

BPE 5

Grundlagen der objektorientierten Programmierung

12

Die Schülerinnen und Schüler wenden die Grundkonzepte der objektorientierten Programmierung an und entwickeln Problemlösungen.

BPE 5.1

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Programme mit objektorientiertem Ansatz.

Elementare Konzepte des objektorientierten Ansatzes und deren grafische Darstellung

  • Objekt und Klasse

  • Konstruktor

  • Attribut

  • Operation

  • Kapselung

  • Klassendiagramm

Zeit für Leistungsfeststellung

10

70

80

Operatorenliste

In den Zielformulierungen der Bildungsplaneinheiten werden Operatoren (= handlungsleitende Verben) verwendet. Diese Zielformulierungen legen fest, welche Anforderungen die Schülerinnen und Schüler in der Regel erfüllen. Zusammen mit der Zuordnung zu einem der drei Anforderungsbereiche (AFB; I: Reproduktion, II: Reorganisation, III: Transfer/Bewertung) dienen Operatoren einer Präzisierung der Zielformulierungen. Dies sichert das Erreichen des vorgesehenen Niveaus und die angemessene Interpretation der Standards.

Anforderungsbereiche


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
II
abschätzen
auf der Grundlage von begründeten Überlegungen Größenordnungen angeben
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
II
anwenden, übertragen
einen bekannten Zusammenhang oder eine bekannte Methode zur Lösungsfindung bzw. Zielerreichung auf einen anderen, ggf. unbekannten Sachverhalt beziehen
II, III
aufbauen
Objekte und Geräte zielgerichtet anordnen und kombinieren
II
aufstellen
fachspezifische Formeln, Gleichungen, Gleichungssysteme, Reaktionsgleichungen oder Reaktionsmechanismen entwickeln
II
auswerten
Informationen (Daten, Einzelergebnisse o. a.) erfassen, in einen Zusammenhang stellen und daraus zielgerichtete Schlussfolgerungen ziehen
II, III
begründen
Sachverhalte oder Aussagen auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge oder weitere nachvollziehbare Argumente zurückführen
II
benennen, nennen, angeben
Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten oder Fakten ohne Erläuterung und Wertung aufzählen
I
beraten
eine Entscheidungsfindung fachkompetent und zielgruppengerecht unterstützen
III
berechnen
Ergebnisse aus gegebenen Werten/Daten durch Rechenoperationen oder grafische Lösungsmethoden gewinnen
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
I, II
bestimmen
Sachverhalte und Inhalte prägnant und kriteriengeleitet darstellen
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
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
III
charakterisieren
spezifischen Eigenheiten von Sachverhalten, Objekten, Vorgängen, Personen o. a. unter leitenden Gesichtspunkten herausarbeiten und darstellen
II
darstellen, darlegen
Sachverhalte, Strukturen, Zusammenhänge, Methoden oder Ergebnisse etc. unter einer bestimmten Fragestellung in geeigneten Kommunikationsformaten strukturiert und ggf. fachsprachlich wiedergeben
I, II
diskutieren, erörtern
Pro- und Kontra-Argumente zu einer Aussage bzw. Behauptung einander gegenüberstellen und abwägen
III
dokumentieren
Entscheidende Erklärungen, Herleitungen und Skizzen zu einem Sachverhalt bzw. Vorgang angeben und systematisch ordnen
I, II
durchführen
eine vorgegebene oder eigene Anleitung bzw. Anweisung umsetzen
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
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
III
erklären
Strukturen, Prozesse oder Zusammenhänge eines Sachverhalts nachvollziehbar, verständlich und fachlich begründet zum Ausdruck bringen
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
I, II
erschließen
geforderte Informationen herausarbeiten oder Sachverhalte herleiten, die nicht explizit in dem zugrunde liegenden Material genannt werden
II
formulieren
Gefordertes knapp und präzise zum Ausdruck bringen
I
herstellen
nach anerkannten Regeln Zubereitungen aus Stoffen gewinnen, anfertigen, zubereiten, be- oder verarbeiten, umfüllen, abfüllen, abpacken und kennzeichnen
II, III
implementieren
Strukturen und/oder Prozesse mit Blick auf gegebene Rahmenbedingungen, Zielanforderungen sowie etwaige Regeln in einem System umsetzen
II, III
informieren
fachliche Informationen zielgruppengerecht aufbereiten und strukturieren
II
interpretieren, deuten
auf der Grundlage einer beschreibenden Analyse Erklärungsmöglichkeiten für Zusammenhänge und Wirkungsweisen mit Blick auf ein schlüssiges Gesamtverständnis aufzeigen
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
II, III
planen
die Schritte eines Arbeitsprozesses antizipieren und eine nachvollziehbare ergebnisorientierte Anordnung der Schritte vornehmen
III
präsentieren
Sachverhalte strukturiert, mediengestützt und adressatengerecht vortragen
II
skizzieren
Sachverhalte, Objekte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduzieren und übersichtlich darstellen
I
übersetzen
einen Sachverhalt oder einzelne Wörter und Phrasen wortgetreu in einer anderen Sprache wiedergeben
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
I
verallgemeinern
aus einer Einsicht eine Aussage formulieren, die für verschiedene Anwendungsbereiche Gültigkeit besitzt
II
verdrahten
Betriebsmittel nach einem vorgegebenen Anschluss‑/ Stromlaufplan systematisch elektrisch miteinander verbinden
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
II
wiedergeben
wesentliche Information und/oder deren Zusammenhänge strukturiert zusammenfassen
I
zeichnen
einen beobachtbaren oder gegebenen Sachverhalt mit grafischen Mitteln und ggf. unter Einhaltung von fachlichen Konventionen (z. B. Symbole, Perspektiven etc.) darstellen
I, II
zeigen, aufzeigen
Sachverhalte, Prozesse o. a. sachlich beschreiben und erläutern
I, II
zusammenfassen
das Wesentliche sachbezogen, konzentriert sowie inhaltlich und sprachlich strukturiert mit eigenen Worten wiedergeben
I, II

Amtsblatt des Ministeriums für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg

Stuttgart, 07.09.2024
Bildungsplan für das Berufskolleg
hier: Berufskolleg für elektrotechnische Assistenten
Berufskolleg für technische Assistenten (Bildungsplan zur Erprobung)
Vom
Aktenzeichen KM 41-6623-3/4/1

I.

II.

Für das Berufskolleg gilt der als Anlage beigefügte Bildungsplan.
Der Bildungsplan gilt
für das Schuljahr 1 ab 1. August 2023.
für das Schuljahr 2 ab 1. August 2024.

Informationstechnik – Bildungsplan zur Erprobung
Bildungsplan für das Berufskolleg
Elektrotechnische Assistenten

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