Fachlehrplan Naturwissenschaften 13 (W, IW) Fachoberschule, Naturwissenschaften , Jahrgangsstufe 13

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gültig ab Schuljahr 2019/20

Alle Lernbereiche in Jahrgangsstufe 13 sind Wahlmodule. Lehrkräfte wählen vier Lernbereiche aus dem Angebot aus. Es sind auch Module der Jahrgangsstufe 12 wählbar, falls diese für Module der Jahrgangsstufe 13 vorausgesetzt werden müssen und bislang nicht unterrichtet wurden.

NT13 Lernbereich 1: Werkstoffanwendung (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden zwischen Funktions- und Strukturwerkstoffen und ordnen der jeweiligen Gruppe wichtige Einsatzgebiete und Werkstoffeigenschaften zu.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • vergleichen (z. B. mittels geeigneter Tabellenwerke) charakteristische Werkstoffeigenschaften, um unterschiedliche Materialien zweckgebunden nach vordefinierten Kriterien einzusetzen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten
  • analysieren Herstellungsverfahren verschiedener Werkstoffe und leiten daraus Möglichkeiten ab, Werkstoffeigenschaften gezielt zu verändern.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden
  • erläutern Möglichkeiten und Grenzen, Werkstoffeigenschaften verschiedener Werkstoffe in Verbundwerkstoffen zu kombinieren, um Einsatzgebiete für Werkstoffe zu erweitern.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten
  • stellen mithilfe von Fachinformationen Verfahren dar, um Werkstoffoberflächen (z. B. unter technischen, biologischen oder gestalterischen Gesichtspunkten) zu optimieren.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden
    Übergreifende Ziele: Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen)

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Verwendung (z. B. im Maschinenbau oder in der Elektrotechnik); Eigenschaften, z. B. Korrosionsbeständigkeit, elektrische Leitfähigkeit
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Werkstoffe (z. B. Stahl, Kunststoff, Keramik oder Glas); Werkstoffeigenschaften, z. B. Formbarkeit, Alterungsbeständigkeit
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Herstellungsverfahren (z. B. von Kunststoffen, Gläsern oder Stahl); Fertigungsschritte, z. B. Legieren, Zugabe von Additiven
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Struktur der Materie | Wechselwirkung
  • Aufbau und Eigenschaften, z. B. von GFK oder Stahlbeton
    Gegenstandsbereiche: Struktur der Materie | Wechselwirkung
  • Veränderung der Oberfläche (z. B. durch Härten, Beschichten); weitere Aspekte, z. B. Funktionalität, Verschleißfestigkeit oder Haptik
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung

NT13 Lernbereich 2: Energieträger (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren die Entstehung bzw. Herstellung, Gewinnung und Reichweite verschiedener fossiler und nicht-fossiler Primärenergieträger und vergleichen die dabei entstehenden Umweltauswirkungen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten
    Übergreifende Ziele: Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen)
  • ermitteln den chemischen Aufbau von unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen und leiten daraus physikalische und chemische Eigenschaften von Primärenergieträgern (z. B. Erdöl, Erdgas, Kohle oder Holz) ab.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • erklären die Herstellung von herkömmlichen und alternativen Kraftstoffen und vergleichen diese bzgl. technischer Anwendbarkeit und Umweltfolgen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten
  • analysieren Verbrennungsvorgänge, stellen dafür vereinfachte chemische Reaktionsgleichungen auf und beurteilen damit Umgebungsparameter, z. B. hinsichtlich der Motorleistung und der Entstehung von Schadstoffen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten
  • ermitteln unterschiedliche Antriebskonzepte für Fahrzeuge und vergleichen deren Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit unseres Verkehrssystems.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten
    Übergreifende Ziele: Ökonomische Verbraucherbildung | Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen)
  • bewerten kritisch ihr eigenes Konsum- sowie Mobilitätsverhalten, dessen Auswirkungen auf den Verkehr und den resultierenden Energieverbrauch, um Alternativen zu entwickeln.
    Prozessbezogene Kompetenzen: bewerten
    Übergreifende Ziele: Ökonomische Verbraucherbildung | Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen)

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Entstehung, Herstellung und Zusammensetzung von Energieträgern, z. B. Erdöl, Erdgas und Kohle, Ethanol, Faulgas, Wasserstoff
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Bau und Nomenklatur von einfachen Kohlenwasserstoffen, Aromaten und Alkoholen
    Gegenstandsbereiche: Struktur der Materie
  • Herstellung und Verwendung von Kraftstoffen (z. B. Benzin, Diesel, Agrartreibstoffe); Umweltfolgen der Herstellung, z. B. von Palmöl, Biodiesel
    Gegenstandsbereiche: Wechselwirkung
  • Anforderungen an Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren; Verbrennungsvorgänge allgemein und Optimierungsmöglichkeiten; Schadstoffe, wie NOX, CO, Feinstaub
    Gegenstandsbereiche: Wechselwirkung
  • alternative Antriebskonzepte, Elektromobilität; Mobilität und Nachhaltigkeit
    Gegenstandsbereiche: Wechselwirkung
  • Energieverbrauch im Verkehrssektor, Konsumverhalten in Verbindung mit Energie- und Ressourcenverbrauch
    Gegenstandsbereiche: Wechselwirkung

NT13 Lernbereich 3: Festigkeitslehre (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern die durch äußere Belastungen verursachten Wirkungen in technischen Bauteilen, unterscheiden Normal- von Schubspannungen und begründen damit den Zusammenhang zwischen äußeren Kräften und Formänderung.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • begründen mithilfe des Zugversuchs quantitativ die Beziehung zwischen Zugspannung und Dehnung, unterscheiden plastische und elastische Verformungen und ermitteln damit die wichtigsten Werkstoffeigenschaften und Werkstoffkennwerte.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • erläutern den Einfluss der Kerbwirkung auf den Spannungsverlauf bei Zug- bzw. Druckbelastungen an technischen Systemen, untersuchen quantitativ die maximal auftretenden Spannungen und prüfen die Sicherheit gegen Bauteilversagen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden
  • erläutern mithilfe der Spannungsverteilung im Querschnitt eines biegebelasteten Trägers das Verhältnis zwischen Querschnittsgeometrie, Biegewiderstand und Spannung und analysieren die Eigenschaften zugehöriger physikalischer Größen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren die durch Biegemomente verursachten Formänderungen, führen komplexere Festigkeitsberechnungen, auch unter Verwendung genormter Profile, durch und bewerten die Werkstoffwahl und Dimensionierung von Bauteilen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | bewerten

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Belastungsarten, z. B. Zug, Druck, Biegung, Torsion, Schub, Dehnung
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • einachsiger Spannungszustand; Spannungs-, Dehnungsdiagramm (E-Modul, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Dehngrenze, Bruchdehnung)
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • gefährdeter Querschnitt, Reißlänge, zulässige Spannungen, Sicherheitszahl
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Gleichung der Biegung, Biegespannung, Flächenträgheitsmoment, Widerstandsmoment
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Durchbiegung, Biegesteifigkeit, genormte Profile (z. B. U–Profil, C-Profil) sowie regelmäßige Querschnitte, Verwenden von Tabellen und Formelsammlungen
    Gegenstandsbereiche: Systeme

NT13 Lernbereich 4: Bautechnik und Gestaltung (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden Baukonstruktionen hinsichtlich bauphysikalischer und gestalterischer Prinzipien, um grundsätzliche Wechselwirkungen zwischen Zweckmäßigkeit und Ästhetik anhand ausgewählter Beispiele zu beschreiben.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | bewerten
    Übergreifende Ziele: Soziales Lernen
  • analysieren anhand ausgewählter Bauwerke angreifende konstante und veränderliche Belastungs- und Beanspruchungsarten und begründen ggf. notwendige Konstruktions-, Wartungs- und Instandhaltungskonzepte.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | bewerten
    Übergreifende Ziele: Ökonomische Verbraucherbildung
  • analysieren ein einfaches Bauvorhaben auf Basis bautechnischer Notwendigkeiten und Abläufe. Hierzu unterteilen sie dieses Vorhaben in Bauphasen und dokumentieren ihre Ergebnisse.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | anwenden
  • wählen für eine praxisgerechte Baukonstruktion geeignete Baustoffe aus und begründen ihre Entscheidungen auf Basis von bauphysikalischen, ökonomischen, ökologischen und ästhetischen Aspekten.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | bewerten
  • erläutern die Funktions- und Wirkungsweise ausgewählter haustechnischer oder veranstaltungstechnischer Anlagen, beurteilen sie hinsichtlich gestalterischer, ökonomischer und ökologischer Aspekte und präsentieren ihre Ergebnisse.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | bewerten

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Baukonstruktionen (z. B. Metallbau, Holzbau, Massivbau), Baustile, z. B. Romanik, Gotik, Renaissance, moderne Baugestaltungen
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • ständige und veränderliche Einwirkungen, z. B. Lasten, Beanspruchungen, Zug und Druck, Schubspannungen als Folge von Witterungseinflüssen, Bauschäden, Korrosionsschutz
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Bauphasen und Bauplanung bei einfachen Bauvorhaben (z. B. Carports, Fertiggaragen, Terrassen), Bauorganisation und Bauablaufplanungen
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • ausgewählte Baustoffe (z. B. Ziegel, Beton, Holz, Stahl, Verbundstoffe, Materialien zur Dämmung), technische Anforderungen an Farben, Form folgt Funktion vs. Funktion folgt Form
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Struktur der Materie | Wechselwirkung
  • ausgewählte Haustechniken, z. B. Heizung, Elektroinstallationen, Veranstaltungstechnik
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Energie | Wechselwirkung

NT13 Lernbereich 5: Modellbildung-Grundlagen (optional)

Die Lernbereiche „Modellbildung-Grundlagen“ sowie „Modellbildung-Anwendung“ können in enger Abstimmung mit dem Lernbereich „Modellbildung und Simulation“ aus dem Fach Informatik behandelt werden.

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern die modellhafte Abbildung von diskreten bzw. dynamischen Prozessen und Systemen von realen Vorgängen aus den Bereichen Technik, Ökonomie oder Ökologie, um Verhaltensvorhersagen zu treffen, Zusammenhänge zu verstehen und innere Funktionsabläufe zu beschreiben.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • stellen die Vorgehensweise bei der Entwicklung eines Modells dar und beurteilen die einzelnen Schritte in Bezug auf deren Plausibilität im Rahmen einer machbaren Modellbildung.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren unterschiedliche Modelltypen zur Abbildung realer diskreter bzw. dynamischer Prozesse und Systeme und untersuchen das jeweilige Modellverhalten, um die Modelle genauer den tatsächlichen Bedingungen anzupassen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • erläutern verschiedene Darstellungsmöglichkeiten von Modellen und vergleichen deren Vor- und Nachteile, um deren Verwendungsmöglichkeiten zu beurteilen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren einfache Problemstellungen zu realen Prozessen und Systemen, entwickeln hierfür geeignete Modelle, dokumentieren diese nach vorgegebenen Kriterien.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden
    Übergreifende Ziele: Medienbildung
  • untersuchen einfache selbstentwickelte Modelle realer Systeme und Prozesse mithilfe von geeigneter Simulationssoftware und identifizieren mögliche Modellverbesserungen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | anwenden
    Übergreifende Ziele: Medienbildung

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Grenzen der Analyse realer diskreter und dynamischer Prozesse bzw. Systeme
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • 7-Schritt-Methode: Analyse realer Systeme, Problembeschreibung, Wortmodell, Wirkungsplan, Flussdiagramm, Simulation, Modelltest
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • grundlegende Modelltypen: linear, quadratisch, exponentiell, harmonisch schwingend, logistisch
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Modelldarstellungen, wie Kausaldiagramm, Flussdiagramm oder Modellgleichungen, grafische Darstellung, Fallbeispiele
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Grundlagen der modellhaften Abbildung einfacher realer dynamischer oder diskreter Prozesse bzw. Systeme, Entwicklung einfacher Modelle
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Simulation der Modelle mithilfe geeigneter Software, System-Dynamic-Notation
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung

NT13 Lernbereich 6: Modellbildung-Anwendung (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • planen weitestgehend selbständig die Modellentwicklung eines komplexen realen diskreten bzw. dynamischen Prozesses oder Systems, dokumentieren die Vorgehensweise fachgerecht und erläutern die gewählten Gewichtungen von Einflüssen und Störgrößen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden
  • analysieren verschiedene einfache numerische Näherungsverfahren zur Bestimmung der mittleren Änderungsrate dynamischer Prozesse und Systeme und beurteilen deren Vor- und Nachteile. Sie stellen die zugehörigen Modellgleichungen selbständig auf und erläutern sicher den Sachzusammenhang der jeweiligen Terme.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren
  • prüfen die Gültigkeit von selbstentwickelten Modellen anhand zuvor festgelegter Kriterien und beurteilen die Qualität der Ergebnisse eigener Modellbildungsschritte.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren
  • bewerten mithilfe geeigneter Simulationssoftware die Güte von Modellen dynamischer Prozesse bzw. Systeme, prüfen deren Einsatzbereich und erläutern mögliche Verfeinerungen und Verbesserungen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Entwickeln komplexer Modelle; Ausgangsbedingungen, Randbedingungen, Störgrößen; Whitebox- und Blackboxmodelle
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Modellgleichungen (Differenzialgleichungen), Zustandsgrößen, Änderungsrate, mittlere Änderungsrate, numerische Näherungsverfahren (z. B. Euler, Runge‑Kutta, Runge‑Kutta 2)
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Gültigkeitsprüfung nach Struktur, Verhalten, Empirik und Anwendung
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Optimieren von Modellen mit Computern
    Gegenstandsbereiche: Systeme

NT13 Lernbereich 7: Regelungstechnik (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • begründen anhand der Funktion technischer Systeme den Unterschied zwischen Steuerung und Regelung, stellen Regelkreise als Blockschaltbild dar und strukturieren die Sprungantworten von einfachen und zusammengesetzten Regelkreisen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren
  • erläutern anhand realer Regelungen die Funktion von verschiedenen Regelkreisgliedern und ihrer Kombinationen und überprüfen deren Einsatzmöglichkeiten.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren weitgehend selbständig die Regelstrecke eines Prozesses, um dafür die passenden Regler und zugehörigen Parameter auszuwählen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • beurteilen die Qualität der Ergebnisse von simulierten Regelungen, um damit Optimierungen durchzuführen und dokumentieren diese fachgerecht.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren
  • unterscheiden stetige und unstetige Regler und vergleichen deren Eigenschaften, um einige Einsatzgebiete festzulegen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren Einflüsse von Rückkopplungen auf die Eigenschaften von Regelkreisen und begründen damit deren Notwendigkeit für die Automatisierung von Prozessen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Definition von Steuerung und Regelung; Darstellung von Regelkreisen (z. B. Heizungsregelung, Sprungfunktionen) und Sprungantworten von einfachen und zusammengesetzten Regelkreisgliedern
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • einfache Regelkreisglieder (z. B. P, I, D, T) und deren Kombinationen, z. B. PT, IT, DT, PI, PD, PID, PDT
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Analyse von Regelstrecken und Parameter von Reglern
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Simulation von Regelkreisen auch mittels spezieller Software; Optimierung und Dokumentation von Regelkreisen
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • stetige und unstetige Regler
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Eigenschaften von Regelkreisen, z. B. Stabilität, Regelgüte, Führungsverhalten, Störungsverhalten
    Gegenstandsbereiche: Systeme

NT13 Lernbereich 8: Mechatronik (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren die einzelnen Komponenten einfacher mechatronischer Systeme, z. B. anhand von Blockschaltbildern, und unterscheiden damit Sensoren, Aktoren, Wandler, Schnittstellen und Verarbeitungseinheiten.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren die Funktionsweise einfacher Sensoren sowie die Möglichkeiten der Signalverarbeitung bei den zugehörigen analogen und digitalen Wandlern und beurteilen deren Einsatzmöglichkeiten.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren die Funktionsweise von Aktoren, erläutern verschiedene technische Verfahren zu deren Ansteuerung und beurteilen deren Einsatzmöglichkeiten.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • betrachten kritisch Möglichkeiten und Grenzen des Informationsaustausches zwischen einem mechatronischen System und dem Menschen.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
  • analysieren das Zusammenspiel einzelner mechatronischer Komponenten und Verarbeitungseinheiten, um einfache Steuerungs- und Regelungsvorgänge zu programmieren.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Blockschaltbilder mechatronischer Systeme; Aufgaben von Sensoren, Aktoren, Wandler, Schnittstellen und Verarbeitungseinheiten
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Sensoren, Wandler und Schnittstellen für die Erfassung und Verarbeitung physikalischer Größen, z. B. Spannung und Temperatur
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Aktoren, Wandler und Schnittstellen, z. B. Relais, Motoren
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Schnittstelle Mensch und Maschine, z. B. Taster, Tastaturansteuerung, Display-Ansteuerung
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung
  • Verarbeitungseinheiten und deren Programmierung, Regelungs- und Steuerungsfunktion, z. B. Temperaturregelung, Ampelsteuerung
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung

NT13 Lernbereich 9: Komplexe technische Systeme (optional)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren weitgehend selbständig auch unter Verwendung fachbezogener Informationsquellen, Aufbau, Funktion, Entwicklungsgeschichte und Innovationskraft komplexer technischer Systeme. Hiermit erläutern sie die Verknüpfung technischer Teilbereiche untereinander und zu anderen Fachgebieten, dokumentieren ihre Ergebnisse fachgerecht und stellen sie mithilfe geeigneter Präsentationstechniken zielgruppenorientiert dar.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren
    Übergreifende Ziele: Medienbildung | Soziales Lernen
  • beurteilen verschiedene grafische Darstellungsformen komplexer technischer Zusammenhänge, prüfen den Informationsgehalt von technologischen und physikalischen Größen und Einheiten und analysieren deren Genauigkeit, Vergleichbarkeit und Aussagekraft.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen
    Übergreifende Ziele: Medienbildung
  • vergleichen Lösungen technischer Problemstellungen ähnlicher oder gleicher komplexer Systeme (wie z. B. gleiche Produkte verschiedener Hersteller), erläutern die dazu benötigten Fertigungsprozesse und bewerten die jeweiligen Entwicklungsschritte.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | anwenden
  • begründen im Rahmen einer Abschlussdiskussion die Vor- und Nachteile von untersuchten komplexen technischen Systemen aus ökonomischer, ökologischer und technischer Sicht, um Entscheidungskriterien für weitere Forschungen zu identifizieren.
    Prozessbezogene Kompetenzen: Erkenntnisse gewinnen | kommunizieren | bewerten | anwenden
    Übergreifende Ziele: Medienbildung | Alltagskompetenz und Lebensökonomie

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Aufbau und Funktionsweise von komplexen technischen Systemen (z. B. Antriebsmotor, Raffinerie, Elektronik, Computer, Automatisierungstechnik), Entwicklungsgeschichte komplexer technischer Systeme
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Energie | Wechselwirkung
  • grafische Darstellung technischer Daten (z. B. Kennlinienfeld, Zeigerdiagramm, 3-D-Diagramm, ZTU-Schaubild, Gesamtzeichnung, Blockschaltbild, Flussdiagramm); komplexe technische/physikalische Größen, z. B. Wärmekapazität, Lumen, Entropie, spezifischer Kraftstoffverbrauch
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • exemplarischer Vergleich technischer Problemlösungen, moderne Fertigungsprozesse, Produktlebenszyklus
    Gegenstandsbereiche: Systeme
  • Ökonomie und Ökologie technischer Systeme, Forschungsgebiete und zukünftige technische Entwicklungen
    Gegenstandsbereiche: Systeme | Wechselwirkung

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