Einführung des Themas -Steuerung mit dem Computer- im Technikunterricht an einer Hauptschule

Schriftliche Hausarbeit
im Rahmen der Zweiten Staatsprüfung für das Lehramt an Grund- Haupt- und Realschulen am Studienseminar Siegburg

Konzept zur Einführung des Themas „Steuern mit dem Computer“ im Technikunterricht an einer Hauptschule

vorgelegt von: Helmut Müller
2005

Inhalt

1 Summary ... 2

2 Analyse der Ausgangssituation 3
2.1 Herausforderung Computer im Technikunterricht – Motivation für das Thema  ... 3
2.2 Ziel des Vorhabens  ... 3
2.3 Sachstruktur  ... 4
2.4 Legitimation durch Richtlinien, Lehrpläne und Fachdidaktik  ... 5
2.5 Aspekte der Motivation für die Schülerinnen und Schüler  ... 6
2.6 Rahmenbedingungen ...  6
2.7 Finanzielle Herausforderung ...  7
2.8 Besondere Probleme des Vorhabens an der Hauptschule ...  8

3 Konzept und Umsetzung des Vorhabens  ... 9
3.1 Planung und Durchführung des Gesamtvorhabens als Projekt ...  9
3.2 Beschaffung der notwendigen Hardware und Software ...  10
3.3 Lernziele des Gesamtvorhabens innerhalb der WPU-Gruppe ...  11
3.4 Inhalte des Unterrichtsvorhabens  ... 12
3.5 Unterrichtsrelevante Voraussetzungen  ... 13
3.6 Methodische Überlegungen ...  14
3.7 Aktueller Stand  ... 16
3.8 Leistungsbewertung: Kriterien, Bewertungsformen  ... 17

4 Evaluation der Pilotgruppe  ... 19
4.1 Befragung der Schüler mit Hilfe eines Fragebogens  ... 19
4.2 Einschätzung des unterrichtenden Lehrers ...  23
4.3 Kommentar des Fachbereichsleiters Technik  ... 25

5 Ausblick auf die spätere Unterrichtsreihe  ... 26
5.1 Planung der vorgesehenen Unterrichtsreihe  ... 26
5.2 Zu schaffende Rahmenbedingungen ...  27

6 Schlussbetrachtung ...  29

7 Anhang ...  I
7.1 Literatur ...  I
7.2 Marktübersicht Computerinterfaces für Schulen ...  II
7.3 Beispiele für Aufgabenliste in der Projektphase ...  III
7.4 Flussdiagramm des Programms für eine Ampelschaltung mit RoboPro ...  IV
7.5 Beispiele für Arbeitsblätter zum leittextgestützten Lernen ...  V
7.6 Beispiele aus der technischen Dokumentation der Schüler ...  VI
 

1 Summary

Es soll, zunächst für den Wahlpflichtunterricht (WPU) eine Unterrichtsreihe „Steuerung mit dem Computer“ für den Technikunterricht an der GHS Overath eingeführt werden, in welcher am Beispiel einer PC-Steuerung der Aufbau von computergesteuerten Systemen vermittelt wird.
Hierbei sind fachlich-inhaltlich folgende Bereiche Gegenstand:

• Aufbau des Funktionsmodells einer Ampel als zu steuernde Einheit aus einfachen Teilen: Eine Konstruktionsaufgabe
• Verkabelung der Anschlüsse zwischen Computer-Interface und zu steuernder Einheit: Eine Fertigungsaufgabe aus dem Bereich Elektrotechnik-Steuerungstechnik
• Programmierung eines Computers zur Ampelsteuerung mittels einer einfachen symbolischen Programmierung: Eine Konstruktionsaufgabe
• Realisierung von verschiedenen kleineren Steuerungsprojekten wie Lichtanlagen, Alarmanlage, Motorsteuerung mit dem Computer: Konstruktionsaufgaben

Im Hinblick auf Methoden- und Sozialkompetenzen stehen folgende Bereiche im Vordergrund:

• Förderung eigenverantwortlichen Arbeitens und der Kreativität
• Erlernen von projektorientiertem und konzeptionellem Vorgehen
• Stärkung sozialer Kompetenzen durch Teamarbeit

Um die genannten Ziele in der Umgebung einer Hauptschule umsetzen zu können, sollen geeignete Unterrichtsmethoden zur Anwendung kommen. Im vorliegenden Fall wurde ein zweigeteilter Ansatz mit in weiten Teilen projektorientierten und anderen Teilen leittextgestützten Methoden gewählt.

• Im projektorientierten Teil können die Schüler die notwendigen Aufgaben großenteils in arbeitsteiliger Gruppenarbeit durchführen. Hierdurch können die stark unter-schiedlichen Neigungen und Fähigkeiten der Schüler¹ berücksichtigt werden.
• Im lehrgangsorientierten und leittextgestützten Teil wird die besondere Herausforderung „Umsetzung der Programmierung“ bewältigt. Hier wird auf ein einfach und intuitiv zu bedienendes System zurückgegriffen. Die notwendigen Kenntnisse werden in Lehrgangsform vermittelt. Hier kommt aber auch, um dem großen Differenzierungsbedarf Rechnung zu tragen, selbständiges Lernen mit der Leittextmethode zur Anwendung.

Ziel dieser Hausarbeit ist die Erstellung einer Konzeption sowie die Erprobung der Machbarkeit im Rahmen einer WPU-Gruppe, welche zum Zeitpunkt der Arbeit (Schuljahr 2004/2005) mit den o.g. Unterrichtsinhalten besteht. Eine Evaluation im Rahmen dieser Hausarbeit zeigt die Stärken und Schwächen des Konzeptes und Verbesserungsvorschläge für die weitere Umsetzung. Außerdem ist die Reihenplanung für eine Unterrichtsreihe zu diesem Thema im regulären Technikunterricht der Klasse 9 enthalten.

[...]

1 Wenn hier von Schülern die Rede ist, sind selbstverständlich immer Schülerinnen und Schüler gemeint!