Zum Bildungsauftrag des Faches

Die Welt, in der unsere Schülerinnen und Schüler aufwachsen, ist zunehmend durch Naturwissenschaften und Technik geprägt. Naturwissenschaftlich-technisches Arbeiten und Denken ist damit integraler Bestandteil einer zeitgemäßen Allgemeinbildung. Naturwissenschaftliche Bildung umfasst Wissen, Fertigkeiten und Einstellungen, welche die Schülerinnen und Schüler in ihrer Neugier unterstützt und zu Problemlösestrategien hinführt. Um den vielfältigen und komplexen Anforderungen in einer hoch technisierten Welt gewachsen zu sein, ist eine interdisziplinäre Sichtweise erforderlich. Es ist deshalb notwendig, naturwissenschaftliche und technische Systeme in Zusammenhang mit naturwissenschaftlichen Grundlagen unter Einbeziehung wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Zusammenhänge zu betrachten. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen und bewerten Systeme und Innovationen auch im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung. Der schonende Umgang mit Energie und die Wiederverwendung von Materialien werden im Unterricht thematisiert.

 

Ziel des Unterrichts ist, dass die Schülerinnen und Schüler…

  • fächerverbindendes naturwissenschaftlich-technisches Denken erlernen
  • naturwissenschaftliches Wissen für technisches Handeln nutzen
  • eine kritische Aufgeschlossenheit für neue Technologien gewinnen
  • Einblicke in die wechselseitigen Einflüsse naturwissenschaftlicher Erkenntnisse, technischer Entwicklungen und deren gesellschaftlichen Kontext erhalten
  • ihre Neugier in forschendes Handeln lenken
  • Durchhaltevermögen und Frustrationstoleranz erwerben

 

Folgende Prinzipien sind zentral

 1. Ursache und Wirkung

  • Struktur und Funktionszusammenhang
  • lineare Kausalkette
  • positive und negative Rückkopplung
  • Vernetzung

 

2. Systemgedanke

Die Schülerinnen und Schüler erschließen sich Systeme in zunehmen komplexeren Zusammenhängen und wissen um die Dynamik und die Wechselwirkungen in diesen Systemen. Dabei sind folgende Aspekte von Bedeutung

  • Stoff-, Energie- und Informationsstrom
  • Stoffkreisläufe
  • geschlossene und offene Systeme
  • Zusammenwirken von Teilsystemen
  • Steuerung und Regelung
  • Werden und Vergehen
  • Gleichgewichte
  • Modellbildung und Simulation

 

3. Energieerhaltung

Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass Energiefluss und Energieumwandlung bei der Aufrechterhaltung alles Systeme eine zentrale Rolle spielen. Folgende Aspekte sind von Bedeutung:

  • Energieträger – Energiespeicher – Energiestrom
  • Energieumwandlung – Wirkungsgrad
  • Entropieerzeugung

 

Inhalte der Klassenstufen

Klasse 6

Im Mittelpunkt stehen systematisches Beobachten, Dokumentieren, Auswerten und Darstellen der Ergebnisse. Technische Grunderfahrungen werden durch Planung und Herstellung eines Produktes ermöglicht.

Im Bereich Werkstoffe und Produkte erarbeiten die Schülerinnen und Schüler sich Kenntnisse über den Werkstoff Holz. Dabei erlangen sie Kenntnis über Eigenschaften des Holzes und verschiedene Holzarten. Sie können Holzeigenschaften prüfen und fachgerecht mit Werkzeugen und Maschinen zur Holzbearbeitung umgehen. Zur Herstellung eines Produktes gehört die Anfertigung von technischen Zeichnungen, sowie das Erstellen der Materialliste und die Dokumentation des Arbeitsablaufes. Entstandene Werkstücke müssen nach vorgegebenen Kriterien beurteilt werden können.

Im Bereich Verfahren und Prozesse erlernen die Schülerinnen und Schüler eigene Fertigungsverfahren zu dokumentieren und durchgeführte Fertigungsverfahren zu vergleichen. Sie führen einen Arbeitsplan aus.

Im Bereich Mensch und Technik lernen die Schülerinnen und Schüler technische Objekte kennen, können ihre Funktion und Wirkungsweise beschreiben und prüfen.

 

Klasse 7 und 8

In diesen Klassenstufen wir die Herstellung von Produkten zunehmend eigenständig und zielorientiert durchgeführt. Die Schülerinnen und Schüler wenden dabei Methoden der Mathematik an.

Im Bereich Werkstoff und Produkte erwerben die Schülerinnen und Schüler Kenntnisse über einen weiteren Werkstoff (Kunststoff oder Metall). Sie planen, konstruieren und fertigen ein Produkt. Dazu fertigen sie unterschiedliche räumliche Darstellungen an und halten sich an Normen und Symbole des technischen Zeichnens. Sie können technische Zeichnungen lesen und Bewertungskriterien für eine Funktionsanalyse erstellen.

Im Bereich Natur und Umwelt werden Fragestellungen aus der Umwelt der Schülerinnen und Schüler durch gezieltes Erforschen bearbeitet. Objekte und Faktoren werden bestimmt, Daten quantitativ erhoben und Beziehungen zwischen Faktoren hergestellt. Dabei werden naturwissenschaftliche, mathematische und technische Methoden angewendet. Zur Durchführung, Dokumentation und Auswertung von Langzeitbeobachtungen werden unter anderem Daten erhoben, analysiert und ausgewertet.

Im Bereich Messen-Steuern-Regeln können Schülerinnen und Schüler Problemstellungen des täglichen Lebens mit technischen Schaltungen lösen. Sie verstehen die logischen Zusammenhänge einer Steuerung. Die Schüler lernen dabei Schaltpläne zu lesen und zu beschreiben, eigene Schaltpläne anzufertigen und Messdaten grafisch darzustellen. Sie können einen Bestückungsplan erstellen und ein elektrisches Potential berechnen und überprüfen.

Im Bereich Verfahren und Prozesse stellen die Schülerinnen und Schüler ein Produkt in einem Verfahrens- oder Fertigungsprozess her. Sie kennen dabei Qualitätsmerkmale sowie ökonomische und ökologische Aspekte von Verfahren und Prozessen. Für den Fertigungsprozess können sie ihre eigenen Arbeitsabläufe strukturieren und planen und sich einen Arbeitsplan erstellen.

Im Bereich Mensch und Technik erkennen Schülerinnen und Schüler die Bedeutung technischer Entwicklungen im wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Kontext. Sie kennen den Aufbau eines technischen Objektes und dessen Bauelemente. Die Schülerinnen und Schüler können eine technische Lösung für eine Problemstellung finden, ein technisches Produkt bauen und Berechnungen durchführen. Durch eine Produktbewertung erarbeiten sie Optimierungsansätze.