SchülerLabor Technik am Lehrstuhl Technische …Bildung/SchueLaTech... · Klassen-stufe FESTO...
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* 45 Minuten Konzept ** 60 Minuten Konzept
SchülerLabor Technik am Lehrstuhl Technische Bildung und ihre
Didaktik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
- Portfolio -
Kontakt: Lehrstuhl technische Bildung und ihre Didaktik [email protected]
Experiment Anzahl Schüler/innen
Klassen-stufe
FE
ST
O
Bionik: Lotus Effekt**
max. 12 5
Bionik: Fluidic Muscle
max. 12 7/8
Battle of Lights
max. 12 7/8
Automatisierungsstrecke Teil 1
max. 16 9/10
Automatisierungsstrecke Teil 2
max. 16 9/10
Automatisierungsstrecke Teil 1 & 2 (Kombination)
max. 16 9/10
Automatisierungsstrecke Teil 3
max. 16 9/10
Automatisierungsstrecke Teil 4
max. 16 9/10
Bau
tech
nik
Green Cities: Solarthermie*
max. 12 5/6
Green Cities: Windströmungen**
max. 12 7/8
So
nsti
ge
E- Mobil
ca. 20 7/8
Solarkoffer
max. 12 7/8
Lotus Effekt
Klassenstufe 5 Einfluss der Technik Berufe
Zeitaufwand: 60 Minuten
Inhalt Die Schüler/Innen simulieren in Gselbstreinigende Oberflächen in vTeilversuchen.
Lernziele • Erkennen und Erleben einer bArbeitsweise
• Selbstreinigungseffekt bei Pflanzenoberflächen begreifeWirkprinzips und Übertragungtechnische Problemstellung
• Beobachtungen in Text und S• Stärkung der Teamfähigkeit u
Kommunikation
Wissensvor-aussetzungen
keine
chnik auf die
n in Gruppenarbeit en in vier
iner bionischen
greifen, Erkennen des agung auf eine
und Skizzen festhalten keit und
Fluidic Mu
Klassenstufe 7/8 Funkti Zeitaufwand: 90 Minuten
Inhalt In dieser UnterrichSchüler/Innen der Technik und Naturbeispielhaft am tecwelcher außerdemZylinderkolben in V
Lernziele • Einordnen des• Zusammenha
und künstliche• Einsatzmöglic
erfahren • Verstehen des
Zylinderkolbensowie die jewe
• Anfertigen undDiagrammkur
Wissensvor-aussetzungen
Zylinderkolben, Dr
ic Muscle
Funktion und Einsatz von Maschinen
terrichtssequenz soll den der Zusammenhang zwischen
Natur vermittelt werden. Dies wird m technischen Muskel erarbeitet,
erdem mit dem bereits bekannten en in Vergleich gesetzt wird.
en des Begriffs Bionik enhang zwischen menschlichem
stlichem Muskel kennenlernen öglichkeiten künstlicher Muskeln
en des Unterschieds zwischen kolben und künstlichem Muskel,
jeweiligen Vor- und Nachteile en und Auswerten von mkurven
en, Druckluft
Battle of Lights
Klassenstufe 7/8 elektrische Stromstä und Leistung Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten
Inhalt In dieser Unterrichtssequenz vergSchüler/Innen LED- und Glühlamderen Nutzen und Grenzen. Zuertheoretische Inhalte erarbeitet, wanschließenden Experiment verwAnhand der Messergebnisse erfoBewertung der Leuchtmittel.
Lernziele • kennen physikalische GrößenSpannung und elektrische Le
• können Messwerte bestimme• Berechnung elektrischer Leis• Unterschied Reihen- und Par• Schaltpläne nach Anleitung
nachbauen • kennen den Unterschied zwis
Glühlampe, sowie deren NutzWissensvor-aussetzungen
Berechnung von physikalischen Gvorgegebenen Formeln
vs.
omstärke, Spannungen
z vergleichen die ühlampen; erarbeiten . Zuerst werden itet, welche im t verwendet werden.
erfolgt eine
rößen Stromstärke, he Leistung timmen r Leistung d Parallelschaltung
zeichnen und
d zwischen LED und n Nutzen chen Größen nach
Automatisierungsstecke Teil 1 T Klassenstufe 9/10 Techn Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten
Inhalt In dieser Unterrichler/Innen die ProgrSoftware FluidSimcher Schaltkreis win einer kleinen GrIm Ergebnis sortievollautomatisch Me
Lernziele • Schaltplan (Arb• Aufbau, Steuer
elektrotechniscTechnik
• Signale und dederen technisckennen
• FehlprogrammFehlersuche du
• Stärkung vonKommunikation
• Schaltzeichen Wissensvor-aussetzungen
Energiearten, SpaReihen- und Paral
eil 1 Transportband/Sortierung
Technische Prozesse steuern
nuten
terrichtssequenz wird den Schü- Programmierung mittels der idSim beigebracht. Ein übersichtli-reis wird im selbstständigen Arbeiten en Gruppe durch Sensoren erweitert. sortiert das Transportband ch Metall von Plastik.
n (Arbeits- und Steuerkreis) erstellen teuerung und Optimierung
chnischer Anlagen mittels FESTO-
nd deren Eigenschaften, sowie hnisch mögliche Verarbeitung
rammierungen erkennen und eine che durchführen von Teamfähigkeit und ikation ichen und deren Merkmale vertiefen , Spannungsarten Parallelschaltung
Automatisierungsstrecke Teil 2 Stapelm Klassenstufe 9/10 Technische Prozesse Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten
Inhalt In dieser Unterrichtssequenz wirdgrammierung mittels FluidSim veMittelpunkt steht die Pneumatik, einen elektrischen Schaltplan gesZum Schluss wird mittels Knopfdverschlossen.
Lernziele • Schaltplan (Arbeits- und Steu• Aufbau, Steuerung und Optim
elektropneumatischer Anlage• technische Probleme der Anla
prüfen und zu korrigieren • Stärkung von Teamfähigkeit u
Kommunikation • vertiefen Schaltzeichen und d
Wissensvor-aussetzungen
Automatisierungsstrecke Teil 1
Kombination zweier Module
Die Automatisierungsstrecke Teil 1 und Teil 2 kann awerden. Dabei werden beide Module (Transportbandmagazin) hintereinander geschaltet und mit nur einemgesteuert. Dies geschieht vollautomatisch durch versSensoren. Zeitaufwand Kombination: mindestens 90 MinutenZeitaufwand für beide Module und Kombination: 240
tapelmagazin
ozesse steuern
z wird die Pro-im vertieft. Im atik, welche durch
an gesteuert wird. nopfdruck eine Dose
d Steuerkreis) erstellen Optimierung nlagen
er Anlage zu über-
igkeit und
und deren Merkmale
dule ann auch kombiniert
rtband und Stapel-r einem Laptop h verschiedene
uten n: 240 Minuten
Automatisierungsstec Klassenstufe 9/10 Techn Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten
Inhalt In dieser UnterrichSchüler/Innen selbelektropneumatisckomplexen SchaltpAm Ende funktioniKnopfdruck.
Lernziele • Schaltplan (Arb• eigenständige
Bauteilen/Scha• Fehlprogramm
Fehlersuche du• Stärkung von
Kommunikation• Schaltzeichen
Wissensvor-aussetzungen
AutomatisierungssAutomatisierungss
Dieses Konzept kann auch ohVorkenntnisse der Schüler/Innumgesetzt werden. Dadurch erhösich der Zeitaufwand auf rund Minuten.
sstecke Teil 3 Greifer
Technische Prozesse steuern
nuten
terrichtssequenz erarbeiten die n selbstständig alle notwendigen atischen Schaltzeichen sowie einen
chaltplan mit der Software FluidSim. ktioniert der Greifer mittels
n (Arbeits- und Steuerkreis) erstellen ndige Erarbeiten von /Schaltzeichen und deren Merkmale rammierungen erkennen und eine che durchführen von Teamfähigkeit und ikation ichen und deren Merkmale vertiefen ungsstrecke Teil 1 ungsstrecke Teil 2
ohne r/Innen
erhöht 180
Automatisierungsstecke Teil 4 KombinatioModule
Klassenstufe 9/10 Technische Prozesse Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten
Inhalt In dieser Unterrichtssequenz werModule miteinander verbunden ueinem Laptop gestartet. Im MittelAnsteuern eines Modules mittels
Lernziele • Schaltpläne (Arbeits- und Steerstellen
• Fehlprogrammierungen erkenFehlersuche durchführen
• Verbindung mehrere Module/mittels Sensoren
• Stärkung von Teamfähigkeit uKommunikation
• Schaltzeichen und deren MerWissensvor-aussetzungen
Automatisierungsstrecke Teil 1 Automatisierungsstrecke Teil 2 Automatisierungsstrecke Teil 3
ination aller drei
ozesse steuern
z werden alle drei den und zentral mit Mittelpunkt steht das ittels Sensoren.
nd Steuerkreis)
erkennen und eine
odule/Arbeitsschritte
igkeit und
n Merkmale vertiefen
Green Cities – So
Klassenstufe 5/6 Funktionsund unter
Zeitaufwand: 45 Minuten
Inhalt In dieser UnterrichSchüler/Innen anhModells die Funktisowie deren KompMittelpunkt steht dmittels Sonnenlichbeobachten ist.
Lernziele • Festhalten vonTabelle
• Anfertigen von• Aufbau, Funkti
einer Solaranla• Zusammenhan
und einwirkend• können die Zirk• Stärkung von
KommunikationWissensvor-aussetzungen
Eigenschaften des
Solarthermie
ktionsmodelle entwickeln, bauen untersuchen
terrichtseinheit lernen die n anhand eines vereinfachten unktionsweise eines Solarkollektors,
Komponenten kennen. Im teht die Warmwassergewinnung enlicht, welches im Experiment zu
n von Messerergebnissen in einer
n von Diagrammen unktionsweise und Komponenten
aranlage enhang zwischen Volumenänderung irkender Kraft ie Zirkulation des Wassers erklären von Teamfähigkeit und ikation n des Wassers
Green Cities – Windströmungen
Klassenstufe 7/8 Planen, Gestaltevon Bauwerken
Zeitaufwand: 60-90 Minuten
Inhalt In dieser Unterrichtseinheit lernenSchüler/Innen wie Wind gezielt dgeleitet werden kann, indem manStadtplanung mit einbezieht. Mittwird eine Stadt entworfen und küWind gemessen.
Lernziele • Warum Wind in der Stadt ent• Einfluss von Gebäudeanordn
Windströmung • verschiedenen Arten von Ver• durchschauen die Notwendig
der Stadt, sowie die jeweiligeNachteile
• Messwerte aufnehmen, auswSchlussfolgerungen ziehen
• Stärkung von Teamfähigkeit uKommunikation
Wissensvor-aussetzungen
Strömungseigenschaften
ungen
estalten und Erhalten rken
lernen die zielt durch Städte
man diesen in die . Mittels Modellen nd künstlich erzeugter
dt entsteht nordnung auf die
n Verwirbelungen endigkeit von Wind in eiligen Vor- und
, auswerten und
igkeit und
E- Mob
Klassenstufe 7/8 Funkti Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten Kosten: 5€ pro Schüler/In
Inhalt In dieser UnterrichSchüler/Innen unteElektromobil aus Asie im Anschluss mkönnen. Zudem wiFunktionselemente
Lernziele • Funktionselembestimmen und
• Anwendung de• erkennen Fehlf
selbstständige • Förderung des• Festigung der F
Wissensvor-aussetzungen
Definition MaschinFunktionselemente
Mobil
Funktion und Einsatz von Maschinen
nuten
terrichtssequenz bauen die n unter Anleitung ein eigenes aus Alltagsgegenständen, welches luss mit nach Hause nehmen em wird auf die einzelnen mente eingegangen.
selemente einer Maschine en und definieren ng des Satz von Thales Fehlfunktionen und können ndige Optimierungen durchführen g des kreatives Denken g der Funktionselemente schine mente
Solarkoffer Klassenstufe 7/8 elektrische Stromstärke, Spannungen und Leistung Zeitaufwand: mindestens 90 Minuten
Inhalt In dieser Unterrichtssequenz lernen die Schüler/Innen wie die Sonne als Energielieferant genutzt werden kann und wie Strahlungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird.
Lernziele • Stromverbrauch einzelner Haushaltsgeräte • kennen die notwendigen Geräte und die dazu
gehörenden Schaltzeichen • können Messwerte bestimmen, in einer
Tabelle festhalten und mittels Diagramm auswerten
• festigen von Reihen- und Parallelschaltung • Schaltpläne lesen • können einen Schaltplan unter Anleitung
nachbauen • maximaler Leistungspunkt einer Solarzelle
und können dieses berechnen • Stärkung der Teamfähigkeit und
Kommunikation Wissensvor-aussetzungen
empfehlenswert Battle of Lights
Abbildungen: Alle Abbildungen sind Eigentum der Otto-von-Guericke-Universität