University of Applied Sciences Kiel In Technikfragen – Technik fragen! Technikunterricht und Naturwissenschaftlicher Unterricht Dipl.-Ing. Siegfried Brandt,

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1 University of Applied Sciences Kiel In Technikfragen – Technik fragen! Technikunterricht und Naturwissenschaftlicher Unterricht Dipl.-Ing. Siegfried Brandt, 3.3.2016

2 | A plan is nothing – planning is everything Inhalt Vorstellung Vorbemerkungen - Technikabstinenz Flickenteppich der föderalen Bildungsstruktur Eine Provokation Technische Bildung versus naturwissenschaftliche Bildung Pädagogisch didaktisches Modell Methoden Informationstechnik als neues Querschnittsthema Einflussnahme auf die Rahmen Lehrpläne Gesellschaftlicher Diskurs  Platzhalter für den Dateinamen 2

3 | A plan is nothing – planning is everything Technikabstinenz  Platzhalter für den Dateinamen 3 Aktuelle Situation abnehmendes Verständnis technischer Zusammenhänge geringes technisch/naturwissenschaftliches Interesse existenzieller Mangel an qualifiziertem Nachwuchs indifferente Technikangst bis -feindlichkeit Technikunterricht und Pädagogik kaum akzeptiert in Fächerverbünden zergliedert kontinuierlich reduziert zum Ausweichfach für „haptisch“ Begabte degradiert von der Öffentlichkeit nicht wahrgenommen ist inhaltlich unbestimmt! aus den Rahmenlehrplänen durch Stundenreduzierungen im Wesentlichen verdammt Forderung nach Technikunterricht = Lobbyismus?

4 | A plan is nothing – planning is everything Föderale Bildungsstruktur  Platzhalter für den Dateinamen 4

5 | A plan is nothing – planning is everything Technik- versus Physikunterricht – eine Provokation  Platzhalter für den Dateinamen 5

6 | A plan is nothing – planning is everything Technik- versus Physikunterricht – eine Provokation  Platzhalter für den Dateinamen 6 Nach der Definition von „elastisch“ muss die Summe der kinetischen Energie vor und nach dem Stoß gleich hoch sein. Darin sind die Quadrate der Vektoren sowie die Produkte der Differenz- und Summenvektoren Skalarprodukte. Zugleich gilt der Impulserhaltungssatz:

7 | A plan is nothing – planning is everything Technik- versus Physikunterricht – eine Provokation  Platzhalter für den Dateinamen 7 Realisierung durch den Techniker durch den Physiker „Physiker gucken und denken – Techniker denken und machen“ (Prof. Hartwig Mackeprang)

8 | A plan is nothing – planning is everything Unterschiede Technik- und Naturwissenschaftlicher Unterricht  Platzhalter für den Dateinamen 8 Naturwissenschaft ist analytisch ausgerichtet und fragt nach kausalen Zusammenhängen. Kategorien: kausal, richtig, falsch, was ist von Natur aus da Technikwissenschaften beziehen sich auf vom Menschen künstlich geschaffene Artefakte, nicht kausal sondern final orientiert. Kategorien: final, nicht „was ist“ sondern „was soll“ nicht „Ursache und Wirkung“ sondern „Sinn und Zweck“

9 | A plan is nothing – planning is everything Vom Menschen künstlich geschaffene Artefakte  Platzhalter für den Dateinamen 9 Alle drei Bilder dokumentieren die Dominanz der Technik bei der Realisierung eines Kunstwerkes Technikwissenschaft ist im Gegensatz zur Naturwissenschaft wertneutral und im Kern Gestaltungswissenschaft Und nicht eine Erscheinungsform der heutigen Technologie Dynamik

10 | A plan is nothing – planning is everything Unterschiede Technik- und Naturwissenschaftlicher Unterricht  Platzhalter für den Dateinamen 10

11 | A plan is nothing – planning is everything Kategorien und Handlungsfelder  Platzhalter für den Dateinamen 11 Basiskategorien Integratives Strukturmodell nach Rademacher (Studienseminar Bocholt) Basiskategorien Technische Handlungsfelder Technische Handlungsweisen Sachsysteme

12 | A plan is nothing – planning is everything Technische Handlungsfelder  Platzhalter für den Dateinamen 12

13 | A plan is nothing – planning is everything Technische Handlungsweisen  Platzhalter für den Dateinamen 13

14 | A plan is nothing – planning is everything Sachsysteme  Platzhalter für den Dateinamen 14

15 | A plan is nothing – planning is everything Zusammenfassung Technik ist keine Anwendung der Naturwissenschaft/Mathematik sondern nutzt deren Erkenntnisse. Die Naturwissenschaften sind Hilfswissenschaften der Technik Technikwissenschaft ist im Gegensatz zur Naturwissenschaft wertneutral und im Kern Gestaltungswissenschaft Technik wird von Interessen geleitet, die Gegebenheiten der Natur und des technischen Standes zum Nutzen des Menschen in Artefakte umzusetzen. Die Interessenten sind Folgebetroffene wie Anwender, Lieferanten, Produktionsträger Technik führt zu Normen und Standards, Naturwissenschaften zu Lehrsätzen und Erkenntnissen Technik unterliegt einer kulturellen, ökologischen und ökonomischen Bewertung, Naturwissenschaft ist kulturneutral. Zentrale Basis Systeme der Technik sind Stoffumsetzung, Energieumsetzung und Datenumsetzung  Platzhalter für den Dateinamen 15

16 | A plan is nothing – planning is everything Metamodell der Projektabwicklung  Platzhalter für den Dateinamen 16 4 Phasen Modell

17 | A plan is nothing – planning is everything Kompetenzmodell des VDI für den Technikunterricht  Platzhalter für den Dateinamen 17

18 | A plan is nothing – planning is everything Kompetenzmodell des VDI für den Technikunterricht  Platzhalter für den Dateinamen 18

19 | A plan is nothing – planning is everything Kompetenzbereiche für den Technikunterricht  Platzhalter für den Dateinamen 19

20 | A plan is nothing – planning is everything Kompetenzbereiche und Jahrgangsstufen Kompetenzbereiche Anforderungsbereiche IIIIII Technik verstehen Merkmale bekannter technischer Sachsysteme und Prozesse beschreiben Merkmale bekannter technischer Sachsysteme und Prozesse auf ähnliche Systeme übertragen und erklären sowie ihre Wirkungen erläutern Merkmale komplexer technischer Sachsysteme und Prozesse analysieren und ihre Wirkungen diskutieren Technik konstruieren und herstellen Für ein gegebenes technisches Problem eine einfache Lösung unter Anleitung sach- und sicherheitsgerecht fertigen Für ein technisches System eine Lösung selbständig planen, sowie sach- und sicherheitsgerecht fertigen Für ein selbst erkanntes technisches Problem Lösungen entwerfen, eine Variante begründet auswählen, selbständig planen, sach- und sicherheitsgerecht fertigen sowie optimieren Technik nutzen Technische Sachsysteme und Prozesse unter Anleitung zweckentsprechend auswählen, gebrauchen und zu entsorgen Technische Sachsysteme und Prozesse zweckentsprechend selbständig auswählen, gebrauchen, pflegen, warten und entsorgen Technische Sachsysteme und Prozesse Kriterien orientiert selbständig auswählen, gebrauchen, pflegen, warten, Fehler suchen,, reparieren und entsorgen Technik bewerten Vorgegebene Bewertungen von Technik und anderen Kriterien nachvollziehen Vorgegebene Bewertungen von Technik beurteilen und eigene Entscheidungen treffen Eigene Bewertungen von Technik durch Auswahl geeigneter Verfahren und Kriterien treffen und begründen Technik kommunizieren Technische Informationen recherchieren und einfache technische Dokumente lesen und darstellen Komplexe technische Informationen recherchieren und auswählen, einfache technische Dokumente in geeigneter fachsprachlicher Form selbständig anfertigen und auf Aussagen anderer sachgerecht eingehen Komplexe technische Informationen aus verschiedenen Quellen selbständig beschaffen, strukturieren sowie in geeigneter fachsprachlicher/graphischer Form selbständig anfertigen, präsentieren und adressatengerecht diskutieren  Platzhalter für den Dateinamen 20

21 | A plan is nothing – planning is everything Pädagogisches Konzept  Platzhalter für den Dateinamen 21 Förderung der Kreativität Förderung des Selbstverständnisses von Technik als integralem Bestandteil von Kultur und Gesellschaft Klassenstufenorientierte Ausbildung Direktes Erleben naturwissenschaftlicher Erkenntnisse/Herstellung von Bezügen Kennenlernen von Fachterminologie Unterstützung eigenverantwortlicher und selbständiger Bewertung Kritisches Denken, Selbstreflektion und Problemlösung im Team Verknüpfung von Politik und Technik Berücksichtigung von Gender- und Diversity-Aspekten Verbesserung der technischen Bildungskompetenz und Anreiz zur Ergreifung eines Berufes in technischen Feldern

22 | A plan is nothing – planning is everything Mehrperspektivischer Unterricht  Platzhalter für den Dateinamen 22 WerkaufgabePlanung, Gestaltung und Fertigung von Gegenständen KonstruktionsaufgabeKonstruktion technischer Funktionseinheiten FertigungsaufgabeHerstellung nach inhaltlicher Vorgabe ExperimentExperimentelle Analyse von Wirkzusammenhängen Produkt/WerkanalyseUntersuchung technischer Objekte ErkundungErkundung technischer Systeme/technologischer Prozesse LehrgangVermitteln und Einüben ProjektPlanung/Durchführung von fächerverbindenden Vorhaben Außerbetriebsetzungals Recycling Aufgabe Dabei sollen die Themen Handlungsperspektive, Kenntnis- und Strukturperspektive, Bedeutungs- und Bewertungsperspektive und die Perspektive der vorberuflichen Orientierung möglichst gleichmäßig berücksichtigt werden mit dem Ziel, nicht den Mini-Ingenieur sondern den kompetenten technisch gebildeten Laien zu formen.

23 | A plan is nothing – planning is everything Informationstechnik als Querschnittsthema  Platzhalter für den Dateinamen 23 Daten umsetzende Systeme gehören zu den Basis Kategorien des Technikunterrichtes Heute akzeptiert und meist im Curriculum aufgenommen. Doch ist zu unterscheiden zwischen Informatik als Technologie und Informatik als Basis des Wissensmanagements Der Faktor Wissen wird zum zentralen Element von allen Wertschöpfungsfaktoren nicht nur im Ingenieurbereich – Wissen wird dabei zunehmend virtualisiert Virtualisierung heißt räumliche und zeitliche Endstrukturierung (Verlust an organisierter Geborgenheit) Politisch bedeutet dies den Zwang zur Deregulierung, kulturell den Schritt zur Fragmentierung und ökonomisch zur Entmaterialisierung Das Metawissen, das Wissen über das Wissen, nimmt zu Lasten des fachspezifischen Wissens zu Heute ist die Beschaffung und Vermittlung von Wissen das zentrale wertschöpfende Element. Nicht der Erfinder hat Konjunktur, sondern der Beschaffer und Kombinierer bestehenden Wissens – Eine historische Revolution im Selbstverständnis nicht nur der Ingenieure

24 | A plan is nothing – planning is everything Gibt es einen Kompromiss für Integrationsfächer? Die Forderung nach selbständigem Technikunterricht bleibt erforderlich, um die Unterschiede zwischen naturwissenschaftlichem und technischem Unterricht bewusst zu machen. Die „Techniklobbyisten“ akzeptieren jedoch auch den Zielkonflikt aus den Stundenkontingenten Integrationsfächer sind akzeptabel, wenn nicht durch die Integration schon allein das Stundenkontingent der naturwissenschaftliche Fächer reduziert wird und dann noch die Technik integriert wird. Integrationsfächer bedürfen fachdidaktischer Klarheit – keine unklaren inhaltlichen Kerne Dies ist eine große Aufgabe für die Pädagogik, der VDI bietet hierzu Unterstützung an.  Platzhalter für den Dateinamen 24

25 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Public  Siegfried Brandt 2016 "The information provided on this document is for your own personal use only. Reproduction, sale, distribution, issuance or publication of the data or works contained in this document which are protected by copyright or trademarks are prohibited.“

26 | A plan is nothing – planning is everything Gesellschaftlicher Diskurs Ergänzende Folien  Platzhalter für den Dateinamen 26

27 | A plan is nothing – planning is everything Gesellschaftlicher Diskurs Deutschlands Verhältnis zur Technik ist traditionell gestört. Die Pädagogik hat eine ausgesprochene Abstinenz zur Technik und in den Feuilletons werden die Ingenieure immer noch verantwortlich gemacht für die „Entzauberung der Welt“, wie sich schon Max Weber 1919 äußerte; „Die zunehmende Intellektualisierung und Rationalisierung bedeutet also nicht eine zunehmende allgemeine Kenntnis der Lebensbedingungen, unter denen man steht. Sondern sie bedeutet etwas anderes: das Wissen davon oder den Glauben daran: dass man, wenn man nur wollte, es jederzeit erfahren könnte, dass es also prinzipiell keine geheimnisvollen unberechenbaren Mächte gebe, die da hineinspielen, dass man vielmehr alle Dinge – im Prinzip – durch Berechnen beherrschen könne. Das aber bedeutet: die Entzauberung der Welt. Nicht mehr, wie der Wilde, für den es solche Mächte gab, muss man zu magischen Mitteln greifen, um die Geister zu beherrschen oder zu erbitten. Sondern technische Mittel und Berechnung leisten das. Dies vor allem bedeutet die Intellektualisierung als solche."  Platzhalter für den Dateinamen 27

28 | A plan is nothing – planning is everything Gesellschaftlicher Diskurs Hegel in seiner “Realphilosophie“ von 1805 glaubt, dass der Mensch in der Maschine selbst seine formale Tätigkeit aufgibt und sie ganz für sich arbeiten lässt, schlussfolgert er daraus, -dass jener Betrug, den er gegen sich selbst aufbringt, sich gegen ihn selbst rächt, je mehr er sie unterjocht, desto niedriger wird er selbst und das Arbeiten, das ihm übrig bleibt, wird selbst maschinenmäßiger.  Platzhalter für den Dateinamen 28

29 | A plan is nothing – planning is everything Gesellschaftlicher Diskurs Dennoch - In jüngerer Zeit erfährt der Begriff der Realphilosophie eine Renaissance. Der Publizist Gábor Paál, Gründer der Internetseite „Wissenschaft und Medien“. verweist auf Parallelen zwischen der Idee einer Realphilosophie und dem Anspruch einer „Dritten Kultur“ in der Wissenschaft. Charles Percy Snow beschrieb in dem Buch „Two Cultures and the Scientific Revolution“ die Kluft, welche „die zwei Kulturen“ trennt; auf der einen Seite die Literatur-Intellektuellen und auf der anderen Seite die Naturwissenschaftler. Es ist zu hoffen, das sich was bewegt. Daher genug der philosophischen Entschuldigungen.  Platzhalter für den Dateinamen 29

30 | A plan is nothing – planning is everything Gesellschaftlicher Diskurs Prof. Dr. Ortwin Renn und Dr. Michael Zwick von der Stuttgarter Akademie für Technikfolgenabschätzung sagen Es gibt keine Technikfeindlichkeit, jedoch Skepsis bei Groß- und Risiko- Technologien. derartige Technologien werden mehr und mehr begründungspflichtig. Es mangele nicht an Akzeptanz, sondern es gibt häufig unzulängliche Kommunikation zwischen Unternehmen und Politik einerseits und der Öffentlichkeit andererseits fest. Gefragt seien deshalb ein gesellschaftsweiter "Zieldiskurs" über die zukünftige Entwicklung der Gesellschaft, die Erweiterung von Partizipationsrechten, die Verbesserung von Technik- und Risikokommunikation und die Einbindung der so gewonnenen Ergebnisse in den politischen Entscheidungsprozess.  Platzhalter für den Dateinamen 30

31 | A plan is nothing – planning is everything  Platzhalter für den Dateinamen 31