Veranstaltung 7 Der Lehrgang. Lehrgang: Ein Beispiel Erklären Sie die Funktion dieser Schaltung: 5V...
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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