Die Steuerungs- und Regelungstechnik begegnet dem Fluggerätmechaniker1 fortwährend im
Berufsalltag. Die Funktionsweise eines Flugzeugs ist davon signifikant abhängig. Verwendet
wird hauptsächlich elektrische, pneumatische und hydraulische Energie. Weiterhin werden
viele Prüfstände für Flugzeugkomponenten pneumatisch betrieben.
Angesichts dieser Relevanz habe ich die Steuerungstechnik für meine Hausarbeit im Fach
Metalltechnik gewählt. Als Energieträger wird stellvertretend Druckluft eingesetzt. Die beiden
Doppelstunden der Hausarbeit beschäftigen sich im Speziellen mit dem Aufbau einfacher
pneumatischer Schaltungen.
Für die Unterrichtsreihe wird repräsentativ das Teilgebiet der pneumatischen Steuerung
gewählt. Die BBS Speyer verfügt über ein gut ausgestattetes Pneumatik-Labor2 sowie über
die kommerzielle Simulationssoftware FluidSIM3. In nahezu jeder Firma werden im
Entwicklungsprozess zunehmend die theoretischen Vorüberlegungen und Software-
Simulationen gefordert, um die vergleichsweise kostspieligen Versuchsaufbauten und
Prototypenzahlen zu reduzieren4. Dieses Konzept der eigenen Entwürfe soll durch die
Schüler ausprobiert, realisiert und eingeübt werden. Dazu wird die pneumatische Steuerung
zunächst in einer Softwareumgebung auf ihre Funktionsweise getestet und in ihr optimiert.
Erst anschließend wird sie mit Hardware aufgebaut.
Für eine nachhaltige Aneignung der fachlichen und überfachlichen Kompetenzen sollen bei
der Unterrichtsvorbereitung handlungsorientierte Lernarrangements für die Schüler gestaltet
werden, die ihnen selbstorganisiertes Lernen ermöglichen.
In den Kapiteln 2 und 3 werden theoretische Betrachtungen zur methodischen Gestaltung
des Unterrichts und zum fachwissenschaftlichen Inhalt dargelegt. Kapitel 4 beschreibt die
Vorüberlegungen zur Planung der Unterrichtsreihe. Die Kapitel 5 und 6 dokumentieren die
praktische Umsetzung in den beiden Doppelstunden. Der Hauptteil endet mit den
Schlussbetrachtungen (Kapitel 7) und dem Literaturverzeichnis. Im Anhang sind alle für die
Unterrichtsreihe relevanten Materialien und Übersichten dokumentiert.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Methodischer Schwerpunkt: Handlungsorientiertes und selbstorganisiertes Lernen
- 3 Fachwissenschaftlicher Schwerpunkt: Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik
- 3.1 Einführung
- 3.2 Pneumatik
- 3.2.1 Bereitstellung der Druckluft
- 3.2.2 Steuerung der Druckluft
- 3.2.3 Arbeitsteil
- 3.2.4 Rechnerische Grundlagen
- 3.3 Simulationssoftware FluidSIM
- 3.4 Pneumatik-Labor
- 4 Vorüberlegungen zur Planung der Unterrichtsreihe
- 4.1 Lerngruppe
- 4.2 Lehrplanbezug
- 4.3 Lernumgebung / Rahmenbedingungen
- 4.4 Didaktische Abschnittsplanung
- 5 Erste Doppelstunde der Unterrichtsreihe
- 5.1 Konzeption
- 5.1.1 Didaktische Analyse
- 5.1.2 Kompetenzen
- 5.1.3 Methodische Überlegungen
- 5.1.4 Gestaltung der Lernhandlung
- 5.1.5 Freiräume
- 5.2 Realisierung und Reflexion
- 5.1 Konzeption
- 6 Zweite Doppelstunde der Unterrichtsreihe
- 6.1 Konzeption
- 6.1.1 Didaktische Analyse
- 6.1.2 Kompetenzen
- 6.1.3 Methodische Überlegungen
- 6.1.4 Gestaltung der Lernhandlung
- 6.1.5 Freiräume
- 6.2 Realisierung und Reflexion
- 6.1 Konzeption
- 7 Schlussbetrachtung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Ziel dieser Hausarbeit ist die Dokumentation und Reflexion einer zweistündigen Unterrichtsreihe zum Thema "Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik" für Fluggerätmechaniker/innen. Der Fokus liegt auf der Umsetzung handlungsorientierter Lernarrangements zur Förderung selbstorganisierten Lernens. Die Arbeit analysiert die didaktische Planung und den tatsächlichen Unterrichtsverlauf, inklusive der Reflexion der gewählten Methoden und der erzielten Lernergebnisse.
- Handlungsorientiertes und selbstorganisiertes Lernen
- Einfache pneumatische Schaltungen (Zweidruckventil, Drosselrückschlagventil, Wechselventil)
- Simulationssoftware FluidSIM und Pneumatik-Labor im Unterricht
- Kompetenzentwicklung (Fach-, Methoden-, Sozial- und Personalkompetenz)
- Didaktische Analyse und Reflexion des Unterrichtsverlaufs
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung führt in das Thema der Hausarbeit ein und begründet die Wahl der pneumatischen Steuerungstechnik im Kontext des Berufsfelds Fluggerätmechaniker/in. Es wird die Bedeutung der Simulationssoftware und des praktischen Arbeitens im Labor hervorgehoben, um ein nachhaltiges Lernen zu fördern. Die Struktur der Hausarbeit wird kurz vorgestellt.
2 Methodischer Schwerpunkt: Handlungsorientiertes und selbstorganisiertes Lernen: Dieses Kapitel beschreibt die theoretischen Grundlagen handlungsorientierten und selbstorganisierten Lernens, basierend auf dem Orientierungsrahmen Schulqualität und den Arbeiten von Bovet/Huwendiek und Landwehr. Es werden die Prinzipien der Wissensvermittlung und die Bedeutung von Prozess-, Problem- und Subjektorientierung erläutert, sowie praktische Handlungsregeln für die Unterrichtsgestaltung vorgestellt.
3 Fachwissenschaftlicher Schwerpunkt: Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik: Dieses Kapitel analysiert die fachwissenschaftlichen Grundlagen einfacher pneumatischer Schaltungen. Es werden die Bereiche Druckluftbereitstellung, Steuer- und Arbeitsteil detailliert beschrieben, sowie die Funktionsweise wichtiger Ventile (Wegeventile, Sperrventile, Stromventile, Druckventile) erläutert. Die Bedeutung der Simulationssoftware FluidSIM und des Pneumatik-Labors für den Unterricht wird dargelegt.
4 Vorüberlegungen zur Planung der Unterrichtsreihe: Dieses Kapitel beschreibt die Lerngruppe (Bundeswehrklasse Fluggerätmechaniker/innen), den Lehrplanbezug, die Lernumgebung (Pneumatik-Labor, Software FluidSIM) und die didaktische Abschnittsplanung der Unterrichtsreihe. Die spezifischen Charakteristika der Lerngruppe und die damit verbundenen Herausforderungen für die Unterrichtsgestaltung werden berücksichtigt.
5 Erste Doppelstunde der Unterrichtsreihe: Dieses Kapitel beschreibt die Konzeption und den Ablauf der ersten Doppelstunde, inklusive didaktischer Analyse, Kompetenzentwicklungszielen, methodischen Überlegungen und einer detaillierten Darstellung der Lernhandlung. Der tatsächliche Unterrichtsverlauf wird mit der Planung verglichen und reflektiert. Die Herausforderungen und Erfolge bei der Umsetzung handlungsorientierter Lernmethoden werden kritisch beleuchtet.
6 Zweite Doppelstunde der Unterrichtsreihe: Analog zu Kapitel 5 wird hier die zweite Doppelstunde detailliert dargestellt. Die Erweiterung der Lernaufgabe um das Wechselventil und die Berechnung der Kolbenkraft im Kontext der Reibung werden beschrieben. Der Vergleich zwischen Planung und tatsächlichem Verlauf und die Reflexion der Ergebnisse und methodischen Vorgehensweisen bilden den Kern dieses Kapitels.
Schlüsselwörter
Pneumatische Schaltungen, Steuerungstechnik, Handlungsorientiertes Lernen, Selbstorganisiertes Lernen, FluidSIM, Pneumatik-Labor, Zweidruckventil, Drosselrückschlagventil, Wechselventil, Didaktische Analyse, Kompetenzentwicklung, Berufsschule, Fluggerätmechaniker/in.
Häufig gestellte Fragen zur Hausarbeit: "Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik"
Was ist der Inhalt dieser Hausarbeit?
Diese Hausarbeit dokumentiert und reflektiert eine zweistündige Unterrichtsreihe zum Thema "Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik" für Fluggerätmechaniker/innen. Der Fokus liegt auf handlungsorientiertem und selbstorganisiertem Lernen. Die Arbeit beinhaltet die didaktische Planung, den tatsächlichen Unterrichtsverlauf, die Reflexion der Methoden und die erzielten Lernergebnisse. Sie umfasst eine Einleitung, Kapitel zu methodischen und fachwissenschaftlichen Schwerpunkten, die Planung der Unterrichtsreihe, detaillierte Beschreibungen der ersten und zweiten Doppelstunde sowie eine Schlussbetrachtung.
Welche methodischen Schwerpunkte werden behandelt?
Die Hausarbeit konzentriert sich auf handlungsorientiertes und selbstorganisiertes Lernen. Es werden die theoretischen Grundlagen dieser Lernmethoden erläutert, basierend auf dem Orientierungsrahmen Schulqualität und den Arbeiten von Bovet/Huwendiek und Landwehr. Die Prinzipien der Wissensvermittlung, Prozess-, Problem- und Subjektorientierung sowie praktische Handlungsregeln für die Unterrichtsgestaltung werden vorgestellt.
Welche fachwissenschaftlichen Inhalte werden vermittelt?
Der fachwissenschaftliche Schwerpunkt liegt auf einfachen pneumatischen Schaltungen. Die Arbeit beschreibt detailliert die Druckluftbereitstellung, den Steuer- und Arbeitsteil und die Funktionsweise wichtiger Ventile (Wegeventile, Sperrventile, Stromventile, Druckventile). Besondere Aufmerksamkeit wird der Simulationssoftware FluidSIM und dem Pneumatik-Labor gewidmet.
Wie ist die Unterrichtsreihe aufgebaut?
Die Unterrichtsreihe besteht aus zwei Doppelstunden. Die Hausarbeit beschreibt für jede Doppelstunde die Konzeption (didaktische Analyse, Kompetenzentwicklung, methodische Überlegungen, Gestaltung der Lernhandlung, Freiräume), die Realisierung und die Reflexion des Unterrichtsverlaufs. Die erste Doppelstunde konzentriert sich auf grundlegende pneumatische Schaltungen, während die zweite Doppelstunde die Lernaufgabe um das Wechselventil und die Berechnung der Kolbenkraft erweitert.
Welche Lerngruppe wird betrachtet?
Die Lerngruppe besteht aus Auszubildenden im Beruf Fluggerätmechaniker/in einer Bundeswehrklasse. Die spezifischen Charakteristika dieser Lerngruppe und die damit verbundenen Herausforderungen für die Unterrichtsgestaltung werden in der Arbeit berücksichtigt.
Welche Software und welches Equipment werden verwendet?
Die Simulationssoftware FluidSIM und ein Pneumatik-Labor bilden die zentrale Lernumgebung. Die Hausarbeit beschreibt, wie diese Ressourcen im Unterricht eingesetzt werden, um handlungsorientiertes und selbstorganisiertes Lernen zu fördern.
Welche Kompetenzen werden gefördert?
Die Unterrichtsreihe zielt auf die Entwicklung von Fach-, Methoden-, Sozial- und Personalkompetenzen ab. Die Hausarbeit analysiert, wie diese Kompetenzen durch die gewählten Methoden und Lernarrangements gefördert werden.
Welche konkreten pneumatischen Schaltungen werden behandelt?
Die Hausarbeit behandelt unter anderem Zweidruckventile, Drosselrückschlagventile und Wechselventile.
Wie wird die Unterrichtsreihe reflektiert?
Die Reflexion umfasst einen Vergleich zwischen Planung und tatsächlichem Unterrichtsverlauf. Herausforderungen, Erfolge und Lernergebnisse werden kritisch beleuchtet, um die Wirksamkeit der gewählten Methoden zu bewerten.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?
Pneumatische Schaltungen, Steuerungstechnik, Handlungsorientiertes Lernen, Selbstorganisiertes Lernen, FluidSIM, Pneumatik-Labor, Zweidruckventil, Drosselrückschlagventil, Wechselventil, Didaktische Analyse, Kompetenzentwicklung, Berufsschule, Fluggerätmechaniker/in.
- Quote paper
- Nora Dewitz (Author), 2012, Einfache pneumatische Schaltungen in der Steuerungstechnik , Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/202898
