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Technik und Bildung Naturwissenschaft und Technik gestalten mit Perspektive Technikdidaktik Technische Bildung und ihre fachdidaktischen Grundpositionen.

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Präsentation zum Thema: "Technik und Bildung Naturwissenschaft und Technik gestalten mit Perspektive Technikdidaktik Technische Bildung und ihre fachdidaktischen Grundpositionen."—  Präsentation transkript:

1 Technik und Bildung Naturwissenschaft und Technik gestalten mit Perspektive Technikdidaktik Technische Bildung und ihre fachdidaktischen Grundpositionen 2. NwT- Fachtagung an der Hochschule Heilbronn 13. März 2009 Elke Hartmann Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

2 Technik und Bildung Gliederung 1.Warum ist Technik ein Bildungsgut? 2.Was ist Technik ? 3.Was sind Technikwissenschaften? 4.Welche Beziehungen bestehen zu den Natur- und Gesellschaftswissenschaften? 5.Was ist Technikdidaktik? 6.Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? 7.Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterricht sein? 8.Was leistet eine allgemeine technische Bildung?

3 Technik und Bildung Mathematik Naturwissenschaften Human- und Geisteswissenschaften Natur Technik Gesell- schaft Technikwissenschaften Bildungsrelevante Bereiche der Wirklichkeit 1. Warum ist Technik ein Bildungsgut?

4 Technik und Bildung Technik verändert die Gesellschaft. Technik verändert die Erde. Technik verändert die Wissenschaften. Technik verändert unseren Lebensalltag. Technik verändert die Berufswelt. Technik verändert schulisches Lehren und Lernen. Technik ist Ausdruck kreativen Schaffens des Menschen. Technik ist Bestandteil menschlicher Kultur. Technik trägt zum Weltverständnis bei! 1. Warum ist Technik ein Bildungsgut?

5 Technik und Bildung 1.kognitive Fähigkeiten 2.handwerklich-technische Fähigkeiten 3.emotional-soziale Fähigkeiten 4.ästhetische Wahrnehmungs-, Gestaltungs- und Urteilsfähigkeiten 5.ethische Handlungsfähigkeiten (Sinndeutung) 6.politische Handlungsfähigkeiten Wolfgang Klafki Warum ist Technik ein Bildungsgut? Technik gehört zu den Grunddimensionen menschlicher Interessen und Fähigkeiten

6 Technik und Bildung Entstehung soziotechnisches System Technisches Artefakt Sachsystem Verwendung soziotechnisches System Folgen N a t u r, M e n s c h, G e s e l l s c h a f t Bedingungen 2. Was ist Technik?

7 Technik und Bildung Technik umfasst: 1.die Menge der nutzenorientierten, künstlichen gegenständlichen Gebilde (Artefakte, Sachsysteme), 2.die Menge menschlicher Handlungen und Einrich- tungen, in denen Sachsysteme entstehen und 3.die Menge menschlicher, zweckorientierter Hand- lungen, in denen Sachsysteme verwendet werden. Technik wird als soziotechnisches System verstanden Der Technikbegriff nach Klaus Tuchel (1967) und Günter Ropohl (1979) 2. Was ist Technik?

8 Technik und Bildung Dimensionen und Erkenntnisperspektiven der Technik T E C H N I K Entstehung Sachsysteme Verwendung Soziale Dimension Naturale Dimension Humane Dimension Politologisch Soziologisch Ökonomisch Juridisch Ästhetisch Ethisch Anthropologisch Psychologisch Physiologisch Ingenieur- wissenschaftlich Physikalisch Chemisch Biologisch Ökologisch 2. Was ist Technik? Günter Ropohl 1979

9 Technik und Bildung 3. Was sind Technikwissenschaften? Kategorien Empirische Technikwissenschaften Handlungs- und Gestaltungswissenschaften Zielsetzung Theoretische ErkenntnisPraktische Funktionsfähigkeit Gegenstand Soziotechnisches SystemHerstellen und Verwenden von Technik Methoden Experiment, Modellrechnung Erfinden, Konstruieren, Fertigen usw. Ergebnis Kausales und finales Aussagensystem (Wissen) Handlungsregeln Know how Ingenieurwissenschaften Allgemeine Technologie

10 Technik und Bildung ElementeStrukturen Organisation Entwicklung System der Arbeitsgegenstände Arbeitsgegenstände Strukturen der Arbeits-gegenstände E-tendenzen der Arbeits-gegenstände technische Systemetechnische Gebilde Strukturen technischer Systeme Verkettungsprinzipien technischer Systeme E-tendenzen technischer Systeme technologische Systeme technologische Vorgänge Strukturen technolog. Systeme Allgemeine Verfahrens- prinzipien E-tendenzen technolog. Systeme ökonomische Systeme ökonomische Relationen Strukturen ökonomischer Systeme Prinzipien der Organisation ökonomischer Systeme E-tendenzen ökonomischer Systeme ArbeitskraftArbeitsvermögen Strukturen des Arbeitsvermögens Prinzipien der Arbeits- organisation E-tendenzen des Arbeitskräftesystems Systemaspekte Faktoren des Produktionsprozesses System der Prinzipien der Technik materiell-technische Komponenten sozial- ökonomische Komponenten Wolffgramm 1968 Allgemeine Technologie

11 Technik und Bildung Stoff Energie Information Form- änderung Stoff- formung Energie- umformung Informations- umformung Struktur- änderung Stoff- umwandlung Energie- umwandlung Informations- wandlung Orts- änderung Stoff- transport Energie- transport Informations- transport Zeit- änderung Stoff- speicherung Energie- speicherung Informations- speicherung System der Bearbeitungsvorgänge Gegenstände Funktionen und Prozesse 3. Was sind Technikwissenschaften? Allgemeine Technologie Wolffgramm 1968

12 Technik und Bildung Arbeitsgegenstand Technologische Grundverfahren Arbeitsmittel Mensch Z 1 AM 1 M Z 1 AM 1 M Z 2 AM 2 M Z 2 AM 2 M Z n AM n M Z n AM n M Z1Z1 Z2Z2 ZnZn ZEZE Die Grundstruktur des Produktionsprozesses Wolffgramm Was sind Technikwissenschaften? Allgemeine Technologie

13 Technik und Bildung Arbeitsgegenstand Wirkmedium Pos0 SzO Fü0 Üb0St0An0Op0 Ab0 EnergieteilInformations- teil E OP Bear- beitungsteil I St Strukturmodell technischer Systeme Allgemeine Technologie Wolffgramm 1978

14 Technik und Bildung 3. Was sind Technikwissenschaften? Ingenieurwissenschaften Denk-, Arbeits- und Handlungsmethoden der Technik

15 Technik und Bildung Technologisches Gesetzeswissen Öko- sozio- technologisches Systemwissen Ropohl Was sind Technikwissenschaften? Ingenieurwissenschaften

16 Technik und Bildung 4. Welche Beziehungen bestehen zu anderen Wissenschaften? Vergleichs- Kriterien NaturwissenschaftenTechnikwissenschaften EmpirischPraktisch ZielsetzungTheoretische Erkenntnisse Kausales Aussagensystem Erkenntnisse über die Praxis Finales und kausales Aussagensystem Gesellschaftliches Bedürfnis Problemlösung Weltgestaltung GegenstandNatürliche Phänomene (auch in technischen Systemen) Künstliche Gegenstände Soziotechnische Systeme Herstellung und Verwendung von Technik Methoden Tätigkeiten Isolierende Analyse Beobachtung, Experiment, Modell, Beschreibung Ganzheitliche Synthese Experiment, Modell, Beschreibung Erfindung Konstruktion Entwicklung nach Günter Ropohl 1996 und Hartwig Mackeprang 2004

17 Technik und Bildung 4. Welche Beziehungen bestehen zu anderen Wissenschaften? Vergleichs- kriterien NaturwissenschaftenTechnikwissenschaften EmpirischPraktisch MedienLabor Messinstrumente Labor Messinstrumente Werkstatt Produktionsanlage ResultateIdealisierte TheorieRegeln für die Reali- sierung technischer Produkte Funktionsfähiges Produkt Know How Qualität der Ergebnisse Wahrheit Naturgesetz Richtlinien Prinzipien Erfolg Problemlösung nach Günter Ropohl 1996 und Hartwig Mackeprang 2004

18 Technik und Bildung 4. Welche Beziehungen bestehen zu anderen Wissenschaften? Allgemeine Technologie Grundlagenwissenschaft der Technikwissenschaften Ingenieurwissenschaften Spezielle Technikwissenschaften ElektrotechnikVerfahrens- technik Maschinen- bautechnik BautechnikInformations- technik Hilfswissenschaften der Technikwissenschaften Natur- wissenschaften MathematikHuman- wissenschaften Sozial- wissenschaften

19 Technik und Bildung Technikdidaktik Inhalte Ziele Methodik MethodenMedien Sozialformen 5. Was ist Technikdidaktik ? Hüttner 2002 Technikwissenschaften

20 Technik und Bildung HaushaltBetriebÖffentlichkeitFreizeit Arbeitsverfahren Werkzeuge Maschinen Werkstoffe Arbeitsplatz Arbeit und Produktion Baukonstruktion Raumfunktion Wohnbedürfnisse Umweltplanung Haustechnik Bauen und Wohnen Wasserversorgung Energieversorgung Abfallentsorgung Versorgung und Entsorgung Fahrzeuge Hebezeuge Verkehrs- einrichtung Verkehrsplanung Transport und Verkehr Steuerung Regelung Informations- verarbeitende Maschinen Automatisierung Information und Kommunikation Unterrichtsinhalte - Themen Maschinen- technik TextiltechnikInformations- technik Energie- technik Produktions- technik Bautechnik Mehrperspektivische Technikdidaktik (nach Fritz Wilkening und Winfried Schmayl 1984) 5. Was ist Technikdidaktik ?

21 Technik und Bildung Wertungsbezogene : Förderung von : z. B. Kritikfähigkeit, Urteils- und Entscheidungsfähigkeit Vermitteln einer an Humanität orientierten und durch kritische Reflexion begründeten Handlungsfähigkeit in technisch geprägten Lebenssituationen Inhaltsbezogene: Kenntnisse zu: z. B. Fertigungstechniken, Werkstoffeigenschaften Verfahrensbezogene: Befähigung zu: z. B. Verstehen technischer Systeme, Problemlösefähigkeit Verhaltensbezogene: Entwicklung von: z. B. Qualitätsstreben, Exaktheit in der Arbeit 5. Was ist Technikdidaktik ? Das mehrperspektivische Modell der Technikdidaktik Ziele technischer Bildung

22 Technik und Bildung Die Mehrperspektivische allgemeintechnologische Technikdidaktik Didaktische Struktur des Technikunterrichts Lebensbereiche privat beruflich öffentlich Denk- und Handlungsmethoden der Technik Stoffumsatz Energie- umsatz Informations- umsatz Formung Wandlung Transport/ Speicherung Formung Wandlung Transport/ Speicherung Formung Wandlung Transport/ Speicherung Bedingungen und Auswirkungen der Technik SacherschließungSinner- schließung Arbeit und ProduktionVer- und Entsorgung Information und Kommunikation Transport und VerkehrBauen und Wohnen 5. Was ist Technikdidaktik ? Schulte/Wolffgramm/Hartmann/Hein/Höpken 1991

23 Technik und Bildung Komplexität der Technik zeigen Typische Arbeitsmethoden der Technik kennen lernen (Problemlösungsprozeß) z. B. Konstruieren, Produzieren, Nutzen und Entsorgen, technische Dokumentation lesen und anfertigen Ausgewogenheit zwischen Themen zur Sacherschließung z. B. Stoffumsatz, Energieumsatz, Datenumsatz und Handlungsfelder Bedeutungs- und Sinnebene von Technik klären z. B. Bewertung technischer Produkte Erfassen verschiedenartiger Anwendungsfelder von Technik z. B. Grundlagen der IKT und Versorgen und Entsorgen eines Hauses Historische Perspektive auf Technik z. B. Technik im Haushalt, Arbeitsprozesse, Berufsbilder Technikdidaktische Grundsätze der Curriculumentwicklung 5. Was ist Technikdidaktik ?

24 Technik und Bildung Konstruieren Fertigen Technische Analyse Technische Erkundung Technische Bewertung 5. Was ist Technikdidaktik ? Technikspezifische Unterrichtsverfahren Technisches Experiment

25 Technik und Bildung Technik verstehenZielorientierung und Funktionen, Begriffe, Strukturen, Prinzipien der Technik kennen und anwenden Technik konstruieren und herstellen technische Lösungen planen, entwerfen, fertigen, optimieren, prüfen und testen Technik nutzentechnische Lösungen auswählen, fach- und sicherheitsgerecht nutzen sowie entsorgen Technik bewertenTechnik unter historischer, ökologischer, wirtschaftlicher, sozialer sowie humaner Perspektive einschätzen Technik kommunizierenInformationen sach-, fach- und adressatenbezogen erschließen und austauschen 6. Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? Bildungsstandards VDI 2007

26 Technik und Bildung Handlungsanlass In einem Stadtviertel ist in der letzten Zeit häufig dann eingebrochen worden, wenn die Bewohner nicht zu Hause waren. Die teuren Alarmanlagen haben zwar funktioniert, allerdings kam die Polizei meist zu spät. Eine Firma hat sich darauf spezialisiert, die Häuser so auszustatten, dass sie bewohnt wirken. Das Angebot der Firma besteht aus einer programmierbaren Steuerung von elektrischen Geräten, die bedarfsgerecht angepasst werden kann. Die Firma wirbt damit, dass sie nicht nur individuelle Ausstattungskonzepte entwickelt, sondern sie dem Kunden anhand eines funktionsfähigen Modells auch kostenlos vorführt. Aufgabenstellung Übernehmen Sie die Rolle der Firma. Sie haben einen Termin mit den Bewohnern verabredet. Bereiten Sie eine Vorführung vor. 6. Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? Aufgabenbeispiel: Das belebte Haus

27 Technik und Bildung Materialvorgabe Einrichtungsplan des Hauses, PC, Interface mit zugehöriger Software oder speicherprogrammierbare Steuerung, zugehörige Datenblätter, ggf. Sensoren, Material für Modelle aus Baukastenelementen Präsentationsprogramm Aufgabenbeispiel: Das belebte Haus 6. Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an?

28 Technik und Bildung 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein?

29 Technik und Bildung Spezifisches in den Zielen der Fächer auf der Basis der Bildungsstandards 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein?

30 Technik und Bildung 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein? Spezifik der Unterrichtsorganisation beider Lernbereiche

31 Technik und Bildung wenn die naturwissenschaftliche Bildung nicht verkürzt wird wenn nach dem Konzept der Technikdidaktik gearbeitet wird wenn entsprechende Fachraumausstattung vorhanden ist wenn die Lehrkräfte für den Unterricht über Technik entsprechend weitergebildet bzw. ausgebildete Lehrer eingestellt werden 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein? ja

32 Technik und Bildung Sie führt in die Welt der Technik ein - Weltbildfunktion Sie vermittelt technikbezogenes Wissen, Fähigkeiten und Eigenschaften Eigenschaften sind: Tatkraft, Kreativität, Tüchtigkeit, Verlässlichkeit, Wille, Gründlichkeit, Sorgfalt, Erfahrung, Neugier Sie bereitet auf technisch geprägte Lebenssituationen im privaten, beruflichen und öffentlichen Leben vor Sie weckt Interessen, aus denen wissenschafts- und berufsbezogene Qualifikationen hervorgehen können 8. Was leistet eine allgemeine technische Bildung?

33 Technik und Bildung Winfried Schmayl/Fritz Wilkening Technikunterricht - Didaktische Grundrisse Klinkhardt 1984 Kurt Henseler/ Gerd Höpken Methodik des Technikunterrichts Klinkhardt 1996 Andreas Hüttner Technik unterrichten Bibliothek der Schulpraxis Europa Lehrmittel 2002 Schulte/Wolffgramm/Hartmann/Hein/Höpken Technikunterricht - Allgemeine technische Bildung Klett Verlag 1991 Literaturhinweise Fachdidaktik Technik

34 Technik und Bildung Horst Wolffgramm Allgemeine Technologie - Elemente, Strukturen und Gesetzmäßigkeiten technologischer Systeme VEB Fachbuchverlag Leipzig 1978 Allgemeine Techniklehre, Teil I und II Eigenverlag Frankfurt/Oder 2006 Günther Ropohl Allgemeine Technologie - Eine Systemtheorie der Technik Hanser Verlag 1999 Literaturhinweise Fachdidaktik Technik

35 Technik und Bildung Vielen Dank !


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