Veranstaltung 7 Der Lehrgang.

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1 Veranstaltung 7 Der Lehrgang

2 Lehrgang: Ein Beispiel
Erklären Sie die Funktion dieser Schaltung: 5V

3 Beschreibung einer Schaltung
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

4 Schritt 1 Funktion der Bauteile benennen
Optisches Signal Regeln des Widerstandes Bauteile schützen (Spannungsreduktion) Schalten, Stromsignale verstärken Lichtabhängige Widerstandsänderung Festwiderstand LDR Trimmpoti LED Transistor 5V Ordnen Sie den Bauteilen die Funktionen zu.

5 Schritt 2: Eingabe- und Ausgabebauteil identifizieren
Wo setzt der Impuls zum Schalten an? Welches Bauteil zeigt den geänderten Zustand an? 5V

6 Schritt 3: Stromkreise unterscheiden
Gesucht sind die Reihenschaltungen (4) 5V

7 Schritt 4: Spannungspotentiale identifizieren
5V

8 Schritt 5: Schaltzustände unterscheiden
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 5V R1=220 R2=1k P=5k

9 Schaltzustände unterscheiden
5V 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 ? R1=220 R2=1k P=5k

10 Schritt 6: Schaltung im Zusammenhang erklären
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. 5V 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.

11 Schritt 7: Anwendungsbeispiele
Helligkeitsgesteuerte Straßenbeleuchtung Zählwerk Wertstoffsortieranlagen

12 Zusammenfassung Das systematische Beschreiben einer Schaltung führt in 7 Schritten zum Erfolg: Funktion der Bauteile benennen Eingabe- und Ausgabebauteile identifizieren Stromkreise unterscheiden Spannungspotentiale identifizieren Schaltzustände unterscheiden Schaltung im Zusammenhang erklären Anwendungsbeispiele

13 Und nun Sie... Erklären Sie diese Schaltung nach der vorgestellten 7-Schritt-Methode 5V

14 Der Lehrgang: Verlaufsphasen
Einstieg Vorstellung des Sachgebietes im Überblick Erarbeitung in Teilschritten Zusammenfassung des Gelernten Anwendung des Gelernten Erklären Sie... Überforderungssituation Informierender Überblick Schritte 1 bis 7 Wiederholung der Schritte im Zusammenhang Anwendung bei derselben oder bei neuer Schaltung

15 Der 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

16 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

17 Veranstaltung 8 Der Lehrgang Teil 2 Grundlagen des Lernens

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21 Grundlagen des Lernens
Lernen mit dem Nürnberger Trichter Warum das Lernen so nicht funktioniert: Lernen = aktiver Aneignungsprozess Wie bekomme ich etwas in meinen Kopf? Manfred Spitzer versinnbildlicht falsches Lernen mit dem Symbol des Nürnberger Trichters. Falsch an dieser Art des Lernens sei, dass sie Lernen als passiven Vorgang begreift. Spitzer ist kein ausgebildeter Pädagoge, sondern Diplompsychologe, promovierter Philosoph und Prof. für Psychiatrie an der Uni Ulm. Sein Verdienst ist die Legitimation dessen, was wir Lehrerinnen und Lehrer seit Jahren vage beobachten, durch die Darstellung der Ergebnisse der aktuellen Hirnforschung.

22 Struktur des Gehirns Nervenzellen (Neuronen): Zellkörper Dendrit Axon
Hauptbestandteile unseres Gehirns sind Nervenzellen. Eine Nervenzellen (auch Neuron) besteht aus dem Zellkörper, der die Erbsubstanz trägt Den Dendriten, die wie Antennen funktionieren, indem sie elektrische Impulse aufnehmen Den Axonen, das sind die Verbindungsleitungen zwischen den Nervenzellen. (Viele Axone gebündelt ergeben einen Nerven.) Die Kontaktstelle zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen einer Nerven- und einer Muskelzelle nennt man Synapse. Die beiden Zellen sind dort nicht direkt miteinander verbunden, sondern durch einen engen Spalt, den synaptischen Spalt, voneinander getrennt. Die Signale, die über das Axon laufen (in der Abbildung oben rot dargestellt) sind elektrische Signale. Kommt ein solches Signal, ein so genannntes Aktionspotential, am Ende eines Axons an einer Synapse an, wird es in ein chemisches Signal umgewandelt (in der Abbildung oben blau dargestellt, in der Abbildung unten als rote Kugeln).

23 Vorgänge bei Hirnaktivitäten
Aufnahme in den Zellkern Elektrisches Signal  Transmittermoleküle

24 Neuronale Netze Neuronale Netze für Das Sehen Das Fühlen ...

25 Lernen heißt Verknüpfen

26 Bildung neuer Synapsen
Nervenzellen 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 diese Weise 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

27 Lernen aus Sicht der Gehirnforschung
Informationsinput und –output = Übertragung elektrischer Impulse Informationsspeicherung = chemische Veränderung Synapsen werden durch Gebrauch gebahnt Mehr Synapsen und Axone = Gespeichertes sicherer abrufbar Synapsen veröden „Unsere Fähigkeit, die Welt zu meistern, steckt in den synaptischen Verbindungen zwischen den Nervenzellen und unserem Gehirn.“ (S. 77) Regellernen passiert dadurch, dass „Synapsenstärken im Netzwerk langsam in Abhängigkeit von den Lernerfahrungen verändert werden...“ (S. 73). Exkurs: Aufgabe der Synapsen: „Die Übertragung von Nervenimpulsen findet an Synapsen statt. Dies geschieht dadurch, dass beim Eintreffen des Impulses kleine Bläschen in der Synapse, die einen Überträgerstoff (Neurotransmitter) enthalten, mit der Wand der Synapse verschmelzen, wodurch der Neurotransmitter freigesetzt wird und seinerseits die nachfolgende Zelle erregt.“ (S. 43)

28 Mehrkanaliges Lernen Effektiveres Lernen durch Viele Lernkanäle
Vernetzung verschiedener Hirnareale Input + Output

29 Zitat „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

30 Folgerungen für die Organisation des Lernprozesses
Lernen muss Inhalt + Erfahrungen verknüpfen Aktiver Umgang mit Lerngegenstand verstärkt Vernetzung der Gehirnzellen Vielfältiger Zugang verhindert Ausfälle Je aufmerksamer, desto mehr Hirnareale werden aktiviert

31 Die Betriebserkundung
Veranstaltung 9 Die Betriebserkundung

32 Technische Realsituationen
Wann kommt es in der Schule zu Begegnungen der Schülerinnen und Schüler mit der technischen Realität? Wann kommt es im Technikunterricht zu...? Technische Objekte Demontage Technischer Objekte Realobjekte als Anschauungs-medien

33 Merkmale der Betriebserkundung
Begegnung mit der technischen Welt pädagogischer Weichzeichner contra Ernstsituationen „Interdependenzen technologischer, sozialer, gesellschaftlicher und ökonomischer Momente im Industriebetrieb rücken in das Blickfeld“

34 Ziele Abgleich der durch gewonnenen Erkenntnisse mit der Realität
theoretische Betrachtungen eigene praktische Erfahrungen gewonnenen Erkenntnisse mit der Realität Anschauungsgrundlage für neue Erkenntnis Ganzheitlicher Zugang zu Technik (alle Sinne) Berufsorientierung

35 Verlaufsphasen 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

36 Didaktische 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 ...

37 Vorbereitung unserer Erkundung