Veranstaltung 7Veranstaltung 7

Der Lehrgang

Lehrgang: Ein BeispielLehrgang: Ein Beispiel

Erklären Sie die Funktion dieser Schaltung:

5V

0

Beschreibung einer Beschreibung einer SchaltungSchaltung

Ziel:Selbstständiges Erarbeiten des Aufbaus und der Funktion einer Schaltung.

Vorgehensweise:Demonstration an einem Beispiel, Üben an einem zweiten Beispiel, Aufschrieb, weitere Übung als Hausaufgabe

Schritt 1Schritt 1Funktion der Bauteile Funktion der Bauteile

benennenbenennen

5V 0

• Festwiderstand• LDR• Trimmpoti• LED• Transistor

• Optisches Signal• Regeln des Widerstandes• Bauteile schützen

(Spannungsreduktion)• Schalten, Stromsignale

verstärken• Lichtabhängige

Widerstandsänderung

Ordnen Sie den Bauteilen die Funktionen zu.

Schritt 2:Schritt 2:Eingabe- und Ausgabebauteil Eingabe- und Ausgabebauteil

identifizierenidentifizieren

Wo setzt der Impuls zum Schalten an?

Welches Bauteil zeigt den geänderten Zustand an?

5V

0

Schritt 3:Schritt 3:Stromkreise unterscheidenStromkreise unterscheidenGesucht sind die Reihenschaltungen (4)

5V

0

Schritt 4: Schritt 4: Spannungspotentiale Spannungspotentiale

identifizierenidentifizieren

5V

0

Schritt 5:Schritt 5:Schaltzustände Schaltzustände unterscheidenunterscheiden

5V

0

Zustand 1: dunkel• LDR 10K, R2 =1K• R proportional U (RS)• ULDR/UR2+T = 10/1 =

4,55V/0,45V• Transistor schaltet nicht durch,

CE-Strecke ist hochohmig• In RS R1+ T liegt großer Teil

von U daher an der CE-Strecke an

• Da T und LED in PS, liegt an LED auch großer Teil von U an

• LED leuchtet

R1=220

P=5k

R2=1k

Schaltzustände Schaltzustände unterscheidenunterscheiden

5V

0

R1=220

P=5k

R2=1k

Zustand 2: hell• LDR 100Ώ, R2 =1K• R proportional U (RS)• ULDR/UR2+T = ? = ?• Transistor schaltet ?, CE-

Strecke ist ?• In RS R1+ T liegt ? Teil von U

daher an der CE-Strecke an• Da T und LED in PS, liegt an

LED auch ? Teil von U an• LED ?

Schritt 6:Schritt 6:Schaltung im Zusammenhang Schaltung im Zusammenhang

erklärenerklären

5V

0

Es handelt sich um eine lichtabhängige Schaltung, bei der die LED eingeschaltet wird, wenn es dunkel wird (Dunkelschaltung).Im Steuerstromkreis wird der Transistor geschaltet, wenn der LDR beleuchtet (niederohmig) wird. Dadurch sinken R und U an der CE-Strecke von T.

Im Arbeitsstromkreis liegt an der LED nur wenig Spannung an, da die LED parallel zu CE liegt.Wird der LDR abgedunkelt, wird er hochohmig und ein großer Teil von U liegt an ihm an. Des-halb sperrt T. CE ist hochohmig.In RS R1-CE-Strecke liegt größ-ter Teil von U an CE. Da LED parallel liegt, liegt auch dort viel U an, LED leuchtet.

Im Regelstromkreis wird über den Trimmer die Empfindlichkeit der Schaltung eingestellt.

Schritt 7: Schritt 7: AnwendungsbeispieleAnwendungsbeispiele

• Helligkeitsgesteuerte Straßenbeleuchtung

• Zählwerk

• Wertstoffsortieranlagen

ZusammenfassungZusammenfassung

Das systematische Beschreiben einer Schaltung führt in 7 Schritten zum Erfolg:

1. Funktion der Bauteile benennen2. Eingabe- und Ausgabebauteile

identifizieren3. Stromkreise unterscheiden4. Spannungspotentiale identifizieren5. Schaltzustände unterscheiden6. Schaltung im Zusammenhang erklären7. Anwendungsbeispiele

Und nun Sie...Und nun Sie...

Erklären Sie diese Schaltung nach der vorgestellten 7-Schritt-Methode

5V

0

Der Lehrgang: Der Lehrgang: VerlaufsphasenVerlaufsphasen

1. Einstieg

2. Vorstellung des Sachgebietes im Überblick

3. Erarbeitung in Teilschritten

4. Zusammenfassung des Gelernten

5. Anwendung des Gelernten

Erklären Sie... Überforderungssituation

Informierender Überblick

Schritte 1 bis 7

Wiederholung der Schritte im Zusammenhang

Anwendung bei derselben oder bei neuer Schaltung

Der Lehrgang: ÜberblickDer Lehrgang: Überblick

Definition: Lehrgänge sind genau vorgeplante, nach Schwierig-keitsgraden gestufte Lernsequenzen und dienen der rationellen Vermittlung ausgewählter Lehrinhalte. Die Lernschritte folgen sachlogisch dem Fachsystem und in ihrer Kleinschrittigkeit dem Fassungsvermögen der Lernenden.

Ziel: fachliche Fundierung für problembezogene Konstruktions-aufgaben oder Werkprojekte (=dienende Funktion!)

2 Varianten:

• Demonstrierender Lehrgang durch Lehrperson oder Schülerinnen / Schüler (s.o.)

• Selbstgesteuerter Lehrgang (s. Formulare erstellen in Word). Wichtig: Möglichkeit zur Selbstkontrolle

Der Lehrgang: Beispiele Der Lehrgang: Beispiele

•Vermittlung von Fertigkeiten in den verschiedenen Materialbearbeitungsbereichen

• Löten, Oberflächenbearbeitung von Holz, Gewinde schneiden...

•Handhabung von Maschinen• Handhabung der Stichsäge, Sägeblattwechsel bei der

Dekupiersäge...

•Vermittlung von Grundkenntnissen in verschiedenen Sachgebieten des Technikunterrichts

• Beschreiben einer Schaltung, Baugruppen einer Maschine

Veranstaltung 8Veranstaltung 8

Der Lehrgang Teil 2

Grundlagen des Lernens

Grundlagen des LernensGrundlagen des Lernens

Lernen mit dem Nürnberger Trichter

Warum das Lernen so nicht funktioniert:

Lernen = aktiver Aneignungsprozess

Wie bekomme ich etwas in meinen Kopf?

Struktur des GehirnsStruktur des Gehirns

Nervenzellen (Neuronen):

•Zellkörper

•Dendrit

•Axon

Vorgänge bei Vorgänge bei HirnaktivitätenHirnaktivitäten

Elektrisches SignalElektrisches Signal Aufnahme in den ZellkernAufnahme in den Zellkern

TransmittermoleküleTransmittermoleküle

Neuronale NetzeNeuronale Netze

Neuronale Netze fürNeuronale Netze für•Das Sehen•Das Fühlen•...

Lernen heißt VerknüpfenLernen heißt Verknüpfen

Bildung neuer SynapsenBildung neuer SynapsenNervenzellen im Gehirn (Neuronen) feuern Nerven-impulse immer dann, wenn ein bestimmter Input, auf den sie sich spezialisiert haben (z.B. ein Fachbegriff), vorliegt.Die Zellen „... Feuern jedoch auch noch dann ...,wenn dieser Ort nicht ganz genau gemeint ist. Durch gewichtete Mittelwertbildung der Aktivi-tät aller Neuronen (Nervenzellen) wird auf dieseWeise gleich Mehrfaches erreicht: Zum einen ist ein solcher Kode genauer, viel genauer als ein einzelnes Neuron je sein kann; und zum zweiten ist es nicht weiter schlimm, wenn ein Neuron ausfällt. Man kann zeigen, dass selbst dann, wenn genau dasjenige Neuron aus-fällt, das einen bestimmten Aspekt (z.B. einen Ort) am besten repräsentiert, die anderen praktisch nach wie vor dessen Arbeit ebenso gut erledigen. Dass der Kode ein verteilter ist, macht ihn also gerade robuster gegen Ausfälle.“

Manfred Spitzer: Lernen. Heidelberg/Berlin 2002, S. 97

Lernen aus Sicht der Lernen aus Sicht der GehirnforschungGehirnforschung

• Informationsinput und –output = Übertragung elektrischer Impulse

• Informationsspeicherung = chemische Veränderung

• Synapsen werden durch Gebrauch gebahnt

• Mehr Synapsen und Axone = Gespeichertes sicherer abrufbar

• Synapsen veröden

Mehrkanaliges LernenMehrkanaliges Lernen

Effektiveres Lernen durch

• Viele Lernkanäle

• Vernetzung verschiedener Hirnareale

• Input + Output

ZitatZitat

„Es geht darum, dass die Schüler das Gelernte mit ihren eigenen Erfahrungen verbinden müssen.

Dies ist keine „Kann-Bestimmung“, nach dem Motto: Wenn möglich, sollte auch noch darauf (wie auf vieles andere auch) geachtet werden.

Nein, wenn der Schüler es nicht schafft, die Inhalte, um die es in der Schule geht, mit seiner ganz individuellen Lebenserfahrung in Verbindung zu bringen, wird er letztlich nichts lernen. Vielleicht werden ein paar „Leerformeln“ hängen bleiben, mit großem Aufwand, und ohne jede Wirkung auf Verhalten.“

Manfred Spitzer: Lernen. Heidelberg/Berlin 2002, S. 416

Folgerungen für die Folgerungen für die Organisation des Organisation des

LernprozessesLernprozesses•Lernen muss Inhalt + Erfahrungen verknüpfen

•Aktiver Umgang mit Lerngegenstand verstärkt Vernetzung der Gehirnzellen

•Vielfältiger Zugang verhindert Ausfälle

•Je aufmerksamer, desto mehr Hirnareale werden aktiviert

Veranstaltung 9Veranstaltung 9

Die Betriebserkundung

Technische Technische RealsituationenRealsituationen

Wann kommt es in der Schule zu Begegnungen der Schülerinnen und Schüler mit der technischen Realität?

Wann kommt es im Technikunterricht zu...?

Realobjekte als Anschauungs-medien

DemontageTechnischerObjekte

Merkmale der Merkmale der BetriebserkundungBetriebserkundung

• Begegnung mit der technischen Welt

• pädagogischer Weichzeichner contra Ernstsituationen

• „„Interdependenzen technologischer, sozialer, Interdependenzen technologischer, sozialer, gesellschaftlicher und ökonomischer Momente gesellschaftlicher und ökonomischer Momente im Industriebetrieb rücken in das Blickfeld“im Industriebetrieb rücken in das Blickfeld“

ZieleZiele

• Abgleich der durch • theoretische Betrachtungen • eigene praktische Erfahrungen

gewonnenen Erkenntnisse mit der Realität

• Anschauungsgrundlage für neue Erkenntnis

• Ganzheitlicher Zugang zu Technik (alle Sinne)

• Berufsorientierung

VerlaufsphasenVerlaufsphasen

1. Planungsphase•Didaktische Reduktion (s.u.)•Absprachen mit dem Betrieb•Vorbereitung der Schüler (Fragenkataloge und

Eigenversuche im Technikunterricht, Gruppeneinteilung)

2. Durchführung:Ausführung der Erkundungsaufträge in Kleingruppen

3. Auswertung:•Kontinuierlich: Bericht, Schülermappe•Diskontinuierlich: Schaubild, Ausstellung

Didaktische SchwerpunkteDidaktische Schwerpunkte

Betriebsarten: Produktions-, Versorgungs-, Dienstleistungs-, kaufmännische oder landwirtschaftliche Betriebe

Betriebsorganisation: Grad der Arbeitsteilung, Mechanisierung, Gliederung in Abteilungen/Werkstätten

Berufsorientierung

Einzelne technische Aspekte:

• Prozessabläufe: Arbeitsschritte, Material-, Energie- oder Informationsfluss

• Fertigungstechnik

• ...

Vorbereitung unserer Vorbereitung unserer ErkundungErkundung