Es soll für den Wahlpflichtunterricht der Hauptschule eine Unterrichtsreihe „Steuerung mit dem Computer“ für den Technikunterricht an der GHS Overath eingeführt werden, in welcher am Beispiel einer PC-Steuerung der Aufbau von computergesteuerten Systemen vermittelt wird.
Hierbei sind fachlich-inhaltlich folgende Bereiche Gegenstand:
• Aufbau des Funktionsmodells einer Ampel als zu steuernde Einheit aus einfachen Teilen: Eine Konstruktionsaufgabe
• Verkabelung der Anschlüsse zwischen Computer-Interface und zu steuernder Einheit: Eine Fertigungsaufgabe aus dem Bereich Elektrotechnik-Steuerungstechnik
• Programmierung eines Computers zur Ampelsteuerung mittels einer einfachen sym-bolischen Programmierung: Eine Konstruktionsaufgabe
• Realisierung von verschiedenen kleineren Steuerungsprojekten wie Lichtanlagen, Alarmanlage, Motorsteuerung mit dem Computer: Konstruktionsaufgaben
Im Hinblick auf Methoden- und Sozialkompetenzen stehen folgende Bereiche im Vorder-grund:
• Förderung eigenverantwortlichen Arbeitens und der Kreativität
• Erlernen von projektorientiertem und konzeptionellem Vorgehen
• Stärkung sozialer Kompetenzen durch Teamarbeit
Um die genannten Ziele in der Umgebung einer Hauptschule umsetzen zu können, sollen geeignete Unterrichtsmethoden zur Anwendung kommen. Im vorliegenden Fall wurde ein zweigeteilter Ansatz mit in weiten Teilen projektorientierten und anderen Teilen leittextge-stützten Methoden gewählt.
• Im projektorientierten Teil können die Schüler die notwendigen Aufgaben großen-teils in arbeitsteiliger Gruppenarbeit durchführen. Hierdurch können die stark unter-schiedlichen Neigungen und Fähigkeiten der Schüler berücksichtigt werden.
• Im lehrgangsorientierten und leittextgestützten Teil wird die besondere Heraus-forderung „Umsetzung der Programmierung“ bewältigt. Hier wird auf ein einfach und intuitiv zu bedienendes System zurückgegriffen. Die notwendigen Kenntnisse werden in Lehrgangsform vermittelt. Hier kommt aber auch, um dem großen Differenzie-rungsbedarf Rechnung zu tragen, selbständiges Lernen mit der Leittextmethode zur Anwendung.
Eine Evaluation im Rahmen dieser Hausarbeit zeigt die Stärken und Schwächen des Konzeptes und Verbesserungsvorschläge für die Umsetzung. Außerdem ist die Reihenplanung für eine Unterrichtsreihe im Technikunterricht enthalten.
Inhaltsverzeichnis
1 Summary
2 Analyse der Ausgangssituation
2.1 Herausforderung Computer im Technikunterricht – Motivation für das Thema
2.2 Ziel des Vorhabens
2.3 Sachstruktur
2.4 Legitimation durch Richtlinien, Lehrpläne und Fachdidaktik
2.4.1 Richtlinien und Lehrplanbezug
2.4.2 Bezug zum Standortplan
2.4.3 Was sagt die Fachliteratur?
2.5 Aspekte der Motivation für die Schülerinnen und Schüler
2.6 Rahmenbedingungen
2.7 Finanzielle Herausforderung
2.8 Besondere Probleme des Vorhabens an der Hauptschule
3 Konzept und Umsetzung des Vorhabens
3.1 Planung und Durchführung des Gesamtvorhabens als Projekt
3.1.1 Projektplan
3.1.2 Beschreibung der Projektphasen
3.2 Beschaffung der notwendigen Hardware und Software
3.3 Lernziele des Gesamtvorhabens innerhalb der WPU-Gruppe
3.4 Inhalte des Unterrichtsvorhabens
3.4.1 Inhalte des ersten Halbjahres
3.4.2 Inhalte des zweiten Halbjahres
3.5 Unterrichtsrelevante Voraussetzungen
3.5.1 Allgemeine Voraussetzungen
3.5.2 Lernstil
3.5.3 Themenbezogene Voraussetzungen
3.6 Methodische Überlegungen
3.6.1 Faktoren für die Auswahl der Unterrichtsmethoden
3.6.2 Auswahl der Unterrichtsmethoden:
3.6.3 Einsatz von besonders guten Schülern als Experten
3.7 Aktueller Stand
3.7.1 Projekt „Ampelsteuerung“
3.7.2 Lehrgang „Programmierung“ und kleinere Steuerungsaufgaben
3.8 Leistungsbewertung: Kriterien, Bewertungsformen
4 Evaluation der Pilotgruppe
4.1 Befragung der Schüler mit Hilfe eines Fragebogens
4.1.1 Schülerfragebogen und Auswertungsverfahren
4.1.2 Einzelergebnisse der Schülerbefragung
4.1.3 Interpretation der Ergebnisse
4.2 Einschätzung des unterrichtenden Lehrers
4.3 Kommentar des Fachbereichsleiters Technik
5 Ausblick auf die spätere Unterrichtsreihe
5.1 Planung der vorgesehenen Unterrichtsreihe
5.2 Zu schaffende Rahmenbedingungen
5.2.1 Räumlichkeiten
5.2.2 Material
5.2.3 Lehrerausbildung
6 Schlussbetrachtung
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Erstellung und Erprobung eines Konzepts zur Einführung des Themas „Steuern mit dem Computer“ im Technikunterricht an einer Hauptschule. Die Forschungsfrage untersucht dabei, wie komplexe Steuerungstechnik mittels projektorientierter und leittextgestützter Methoden motivierend und verständlich für Hauptschüler vermittelt werden kann, um eine praxisnahe Vorbereitung auf die Berufs- und Lebenswelt zu gewährleisten.
- Integration von Computersteuerungen in den Technikunterricht der Hauptschule
- Einsatz von projektorientierten Methoden und Leittexten
- Förderung der Medienkompetenz und Motivation durch technisches Handeln
- Evaluation des Konzepts durch Schülerbefragungen und Expertenfeedback
- Entwurf einer übertragbaren Unterrichtsreihe für den Regelunterricht
Auszug aus dem Buch
2.1 Herausforderung Computer im Technikunterricht – Motivation für das Thema
Unsere moderne Umwelt ist heute nicht mehr ohne die Steuerungstechnik mit Hilfe des Computers denkbar. In technischen Anlagen der Industrie oder des Handwerks steuern Rechner Produktionsprozesse und Bearbeitungsmaschinen. Im Haushalt sind viele Dinge unseres technischen Lebens bereits eng mit dem Computer verquickt. So werden zum Beispiel moderne Haushaltsgeräte wie Wasch- und Spülmaschinen nicht mehr von mechanischen Schaltwalzen, sondern von Computern gesteuert. In der Verkehrsleittechnik hat der Computer längst Einzug gehalten. Ampelanlagen werden in Städten inzwischen über eine zentrale Leitstelle von Rechnern gesteuert. Hiermit kann verkehrs- und umweltbedingt auf viele Einflüsse reagiert werden. In den Fahrzeugen wird durch den Computer in Form von Mikrocontrollern bereits die komplette Motorsteuerung, aber auch die Sicherheitstechnik und der Komfort geregelt. Selbst neue Entwicklungen wie Navigations- und Abstandswarnsysteme sind dank Computereinsatz inzwischen für „Otto-Normalverbraucher“ erschwinglich.
Auch in der Lebenswelt unserer Schüler hat der Computer einen festen Platz mit hohem Stellenwert eingenommen, dies sowohl im negativen wie im positiven Sinne. Sie verbringen einen großen Teil ihrer Freizeit mit diversen Medien, welche eine große Menge an Computertechnik beinhalten. Das Wissen um diese Technik, welches Bedienung und Anwendung für die eigenen Zwecke betrifft, ist in den meisten Fällen hoch. Dies erschließt sich meist intuitiv. Es fehlt jedoch oft ein Verständnis dafür, wie die Geräte intern aufgebaut sind, welche Vorgänge dafür sorgen, dass zum Beispiel ein Fahrradcomputer die Geschwindigkeit messen kann oder dass das Objektiv einer Digitalkamera aus- und einfahren kann oder auch, wie der eigene Spiele- PC intern aufgebaut ist.
Zusammenfassung der Kapitel
Analyse der Ausgangssituation: Untersuchung der Bedeutung moderner Steuerungstechnik für Schüler sowie der pädagogischen Voraussetzungen und Herausforderungen im Hauptschulumfeld.
Konzept und Umsetzung des Vorhabens: Detaillierte Darstellung des Projektplans, der Hard- und Softwarewahl sowie der methodischen Ansätze wie Projektarbeit und Leittextmethode.
Evaluation der Pilotgruppe: Analyse des Lernerfolgs und der Motivation anhand einer Schülerbefragung sowie einer persönlichen Einschätzung des Autors und des Fachbereichsleiters.
Ausblick auf die spätere Unterrichtsreihe: Entwurf eines Konzepts zur Integration der Computersteuerung in den regulären Technikunterricht der Klasse 9 inklusive notwendiger Rahmenbedingungen.
Schlussbetrachtung: Zusammenfassende Reflexion über die erreichten Ziele, aufgetretene Schwierigkeiten und die lohnenswerte Etablierung des Themas an einer Hauptschule.
Schlüsselwörter
Technikunterricht, Hauptschule, Computersteuerung, Projektarbeit, Leittextmethode, Ampelsteuerung, Steuerungstechnik, Fischertechnik, RoboPro, Medienkompetenz, Binnendifferenzierung, Berufsvorbereitung, Schüler-Motivation, Evaluation, Informatik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Es geht um die Einführung des Themas „Steuern mit dem Computer“ im Technikunterricht an einer Hauptschule, um Schülern moderne Steuerungstechnik praxisnah zu vermitteln.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit umfasst die Konstruktion von Hardware-Modellen, die elektrische Verkabelung zwischen Interface und Aktoren sowie die computergestützte Programmierung.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Ziel ist die Erstellung eines schlüssigen Konzepts und dessen Erprobung in einer WPU-Gruppe, um Erfahrungen für eine spätere Aufnahme in den regulären Technikunterricht zu sammeln.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es wird ein zweigeteilter Ansatz aus projektorientiertem Unterricht und leittextgestütztem Lernen angewendet, kombiniert mit einer empirischen Evaluation durch Schülerfragebögen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die detaillierte Planung, die Auswahl der Hardware (Interfaces), die methodische Umsetzung der Lernziele sowie die Leistungsbewertung der Schüler.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Technikunterricht, Projektarbeit, Leittextmethode, Steuerungstechnik, Fischertechnik und Binnendifferenzierung.
Warum wurde eine WPU-Gruppe für dieses Projekt gewählt?
Die Wahl fiel auf eine Wahlpflichtgruppe, da das Thema komplexe technische Zusammenhänge erfordert und die Teilnehmer durch ihre freiwillige Kurswahl ein erhöhtes Interesse und eine höhere Lernbereitschaft mitbringen.
Wie wurde die Glaubwürdigkeit der Schülerbefragung sichergestellt?
Die Befragung erfolgte in einer unbefangenen Atmosphäre; der Autor reflektiert zudem kritisch über Verzerrungstendenzen bei Selbsteinschätzungen und zieht ergänzende Expertenkommentare hinzu.
Welche Rolle spielt die Leittextmethode in der Arbeit?
Sie dient als differenziertes Unterrichtsverfahren, um den Schülern durch strukturierte Arbeitsanweisungen ein selbstständiges Lernen im Bereich der Programmierung zu ermöglichen.
Was empfiehlt der Fachbereichsleiter für die Zukunft?
Er befürwortet die Fortführung des Projekts zur Steigerung der Planungssicherheit und empfiehlt, langfristig den Computer als Standardinstrument im Technikunterricht der Klassen 7-10 zu etablieren.
- Quote paper
- Helmut Müller (Author), 2005, Einführung des Themas 'Steuern mit dem Computer' im Technikunterricht an einer Hauptschule, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/46409
