Lehr- und Lernmaterialien

Ausgearbeitete Lehr- und Lernmaterialien von Lehramtsstudierenden

Lehr- und Lernmaterialien für den NwT-Unterricht

Hier finden Sie ausgearbeitete Lehr- und Lernmaterialien für den Unterricht, die im Rahmen von studentischen Seminar- und Abschlussarbeiten gemäß den inhalts- und prozessbezogenen Kompetenzen der aktuellen Bildungsplänen für das Fach Naturwissenschaft und Technik (NwT) konzipiert wurden.

Die Seite wird fortlaufend aktualisiert - daher gerne immer mal wieder vorbeischauen. Wir freuen uns auch jederzeit über Feedback zu den Materialien!

Elektromobilität

Weiterbildungskonzeption von Sina Zendler und Jan Nowak, Absolvent*innen nach GymPO

Abstract

Die konzipierten Lehr- und Lernmaterialien geben einen Einblick in die Thematik Dynamik am Beispiel von Elektromotoren im Rennsport. Zur Veranschaulichung wurde ein Interview mit dem GreenTeam der Universität Stuttgart durchgeführt und neben dem Begleitheft ein PPT-basiertes Selbstlernmodul erstellt, welches mit Videos und Aufgabenstellungen eine selbstständige Erarbeitung ermöglicht. Inhaltlich werden die Leistungsparameter Drehzahl, Drehmoment und Leistung sowie die Leistungskennlinie und der Wirkungsgrad eines Elektromotors betrachtet und der Aufbau des GreenTeam-Elektromotorprüfstands vorgestellt. Des Weiteren werden die Vor- und Nachteile von Elektro- und Verbrennungsmotoren gegenübergestellt und in einem praktischen Exkurs kann man sich am „kleinsten Elektromotor der Welt“ versuchen, welcher mit wenigen handelsüblichen Komponenten schnell selbst zusammengebaut werden kann.

Lehr- und Lernmaterialien "Dynamik"

  • Begleitheft (PDF)
  • PPT-basiertes Selbstlernmodul (folgt noch, sobald der Upload funktioniert)

Erneuerbare Energien

Eine Unterrichtskonzeption von Laura Eisenhardt (B. A.), Studentin im M. Ed.

Abstract

Zielgruppe:
Schülerinnen und Schüler der Klasse (9) 10.

Inhalt, Methodik und Lernziele:
Die Schülerinnen und Schüler lernen im Zuge eines Planspiels drei verschiedene Möglichkeiten der Nutzbarmachung von regenerativen Energien kennen: Windkraftanlage, Photovoltaik und Bioreaktor mit Brennstoffzelle. Dabei steht der praktische Zugang durch technische Experimente im Vordergrund. Anschließend lernen die Schülerinnen und Schüler durch eine Standortanalyse, verschiedene Eignungsfaktoren eines Standortes im Hinblick auf Energieversorgungssysteme zu analysieren und energietechnische Systeme zur Bereitstellung von elektrischer Energie begründet auszuwählen. Dabei erkennen sie, welche Aspekte - unter anderem naturräumliche Gegebenheiten, politische Rahmenbedingungen und ökonomische Vorgaben - bei einer solchen Entscheidung berücksichtigt werden müssen.

Vorkenntnisse:

  • Messungen mit dem Multimeter (Stromstärke, Spannung)
  • Grundlagen elektronischer Schaltungen
  • Grundbegriffe der Energie (Energie, Leistung)
  • Grundlagen zu erneuerbaren Energien und Möglichkeiten der Nutzbarmachung von Energie (Windkraft, Photovoltaik, Power to Gas) sind wünschenswert, aber kein Muss

Lehr- und Lernmaterialien "Econeuingen"

  • Begleitheft (PDF)
  • PPT
  • Screencast

Screencast

13:41

Screencast zur erklärenden Einführung in die Umsetzung und den Ablauf des Planspiels "Econeuingen".

Mikrocontrolling

Eine Weiterbildungskonzeption von Lisa Rieck und Ann-Kathrin Winter, Absolventinnen nach GymPO

Abstract

Die Lehr- und Lernmaterialien zum Mikrocontroller umfassen eine grundlegende Einführung in die Arbeit mit dem MC-Board funduino UNO R3 und wurden schon des öfteren bei Weiterbildungen im MTL eingesetzt. Auf diesem Board, welches sowohl für Einsteiger als auch Fortgeschrittene geeignet ist, befindet sich ein gängiger Mikrocontroller, der kompatibel mit der Arduino Software ist. Ohne spezielles Vorwissen und einer kurzen Einführung in die Programmierung kann dieser anschließend im Unterricht eingesetzt werden. Es werden exemplarisch zwei unterrichtspraktische Projekte rund um den Mikrocontroller vorgestellt. Das erste Projekt "Ampelanlage" ist vom Anspruch primär für den Mittelstufenunterricht geeignet und beinhaltet die grundlegende Vorgehensweisen zur Ansteuerung von Schaltungsanlagen. Das zweite Projekt "Intelligentes Haus" ist eher für Schülerinnen und Schüler für das dreistündige Basisfach der gymnasialen Oberstufe konzipiert und beinhaltet komplexere Programmierarbeiten. Die Lernenden können hier vertiefte Kenntnisse und Fähigkeiten zur Nutzung von unterschiedlichen Sensoren und deren Signalübertragung auf diverse Aktoren entwickeln. Die inhaltlichen Bezugspunkte umfassen zentrale Inhalte des Bildungsplans NwT und dabei insbesondere auch die physikalischen Aspekte zu Schaltkreisen und elektrischen Bauteilen sowie deren Anwendung im Alltag.

Lehr- und Lernmaterialien "Mikrocontroller"

  • Begleitheft (PDF)
  • Lösungen zu den Aufgabenblättern (PDF)

Produktentwicklung

Eine Unterrichtskonzeption von Sven Raisch, Lehramtsstudent nach GymPO

Abstract

Diese Unterrichtskonzeption beinhaltet drei Einheiten und gibt eine Einführung in die wichtigsten Funktionen der CAD-Software „Autodesk Inventor Professional“. Ziel ist es, typische Werkzeuge von CAD-Programmen grundlegend kennenzulernen und methodisch bei der Bauteilerstellung sowie dem anschließenden Zusammenfügen zu Baugruppen vorzugehen. Dabei soll das selbstgesteuerte und forschende Lernen der Schülerinnen und Schüler gefördert werden, um zunächst Standardwerkzeuge wie Linie, Kreis und Punkt sowie die Extrusion und ihre Varianten zur Minimierung des Materialbedarfs zu erlernen. In einem abschließenden Projekt wird ein Handyständer entwickelt und die Biegebelastung des konstruierten Produkts in einem Simulationsexperiment nach der Finite Elemente Methode (FEM) analysiert.

Lehr- und Lernmaterialien "CAD"

  • Begleitheft (PDF)
  • Screencast

Screencast

09:36

Screencast mit Tipps und Tricks zur optimierten Anwendung der CAD-Software "Autodesk Inventor Professional".

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