MINT WPK Elektronik

Beschreibung des Wahlpflichtfaches Elektronik im Jahrgang 9 und 10 der IGS Marienhafe-Moorhusen

Im Wahlpflichtfach Elektronik werden Kenntnisse aus dem Fach Naturwissenschaft vertieft und ergänzt durch technische Anwendungsbeispiele. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Gruppen bis zu 25 Teilnehmern.

Im Jahrgang 9 beginnt der zweijährige Kurs mit den Grundlagen der Elektrizitätslehre, wo physikalische Größen wie die Stromstärke und Spannung in Reihen- und Parallelschaltungen nochmals besprochen werden. Die Schülerinnen und Schüler löten ihre Schaltungen und erkennen bereits hier, dass einfache Parallelschaltungen beispielweise bei der Brückenschaltung von Bedeutung sind. Die Schüler lernen dabei, dass die Brückenschaltung in der Regelungstechnik eine Rolle spielt. Als Beispiel sei hier die Temperaturregelung eines Gewächshauses genannt.

Im weiteren Unterricht wird dann das Thema Halbleiter vertieft. Dabei lernen sie die Eigenschaften von Dioden und Transistoren am Ende des Jahrgangs 9 und dann im Jahrgang 10 kennen. Steckbrettsysteme ermöglichen den Schülerinnen und Schülern erste Schaltungen schnell auszuprobieren, bevor diese gelötet und auf einer Platine fertiggestellt werden.

Am Ende der Jahrgangs 10 sollen sie die Funktionsweise und die Bedeutung einer Kippschaltung verstanden haben. Im folgenden Bild ist eine astabile Kippschaltung auf einem Steckbrett dargestellt. Kippschaltungen haben zahlreiche Anwendungen. Dazu gehört z.B. die Entwicklung künstlicher Musik.

Beschreibung des Wahlpflichtfaches Technik im Jahrgang 7

Im Mittelpunkt des Technikunterricht im Jahrgang 7 stehen verschiedene Aspekte. Dazu gehört zunächst das Kennenlernen einer Fertigungskette für die Herstellung von Maschinen verschiedenster Art. Ausgangspunkt sind harte Thermoplaste, die bereits in verschiedenen Formen vorliegen. Diese werden von der Firma UMT-LPE-Technik GmbH bereitgestellt. In der folgenden Abbildung sind verschiedene sogenannte Halbzeuge dargestellt, die über Bohren, Schneiden und weiteren Verarbeitungsschritten zu Fahrzeugen und Maschinen weiterverarbeitet werden.

Später arbeiten die Schülerinnen und Schüler mit der Fischertechnik, mit der sie vor allem verschiedene Antriebstechniken lernen. Dabei steht hier zunächst das Kennenlernen der zahlreichen Fischertechnik-Bausteine, mit denen sie einige Maschinen nach Vorlage bauen. Nachdem sie einige Maschinen gebaut haben, dürfen sie auch eigene Modelle mit der Software Fischertechnik-Designer entwickeln. Sie vertiefen neben ihren Softwarekenntnissen auch das dreidimensionale Vorstellungsvermögen. Außerdem erwerben sie Kenntnisse im Bereich der Entwicklung und Konstruktion von Maschinen. Ein Schwerpunkt in der Fischertechnik ist auch das Kennenlernen und Bauen von verschiedenen Getrieben.

Beschreibung des Wahlpflichtfaches Technik im Jahrgang 8

Mithilfe des Lego-Baukasten-Systems Lego Mindstorm lassen sich verschiedene Maschinen entwickeln und bauen und auch über einen Controller steuern.

Sobald die Schülerinnen und Schüler ihre ersten Maschinen gebaut haben, erwerben sie Grundkenntnisse in der Programmierung eines Controllers, der dazu dient, Sensoren auszulesen oder Motoren anzusteuern. Ein kleiner selbstgebauter Wagen mit einem Farbsensor und einem Standardmotor kann so programmiert werden, dass er einer farbig markierten Straße nachfährt.

Die Konstruktionsmöglichkeiten in der Legotechnik sind vielseitig. In der Abbildung ist ein sogenannter Snatcher dargestellt, der über den oben beschriebenen Mikrocontroller gesteuert wird. Dieser wurde von einer Schülerin im Jahrgang 8 gebaut. Die Maschine kann sich Gegenständen nähern, diese greifen und dann weitertransportieren. Der dargestellte Snatcher ist aufwendiger in der Bau- und Programmierphase. Dagegen lassen sich auch einfachere Maschinen oder Fahrzeuge bauen. Auch die Programme müssen nicht sehr komplex sein, sodass für jeder Schülerin und jeden Schüler eine interessante Anwendung dabei ist.