NWT

  St.-Rochus-Str. 5, 74722 Buchen

 

  06281/52880

 

Die in NwT unterrichtenden Kollegen stammen aus den naturwissenschaftlichen Fachschaften sowie der Fachschaft für Geographie.
Fachbeauftragte und Ansprechpartnerin ist Fr. Raff.

Naturwissenschaft und Technik - ein Profilfach in Baden-Württemberg

Das an den Gymnasien in Baden-Württemberg angebotene Profilfach Naturwissenschaft und Technik, kurz NwT,  ist einzigartig in der deutschen gymnasialen Landschaft. Seit 2004 kann es von Schülerinnen und Schülern alternativ zum sprachlichen, musischen oder sportlichen Profil vierstündig in den Klassen 8 bis 10 (G8), bzw. wie in Buchen in den Klassen 9 bis 11 (G9) belegt werden. Der Bildungsauftrag des Faches NwT im allgemeinbildenden Gymnasium lässt sich kurz folgendermaßen skizzieren: Unsere Schülerinnen und Schüler wachsen in einer zunehmend technisierten Welt auf. Ein Leben ohne Technik ist kaum noch vorstellbar. Dabei ist diese Ursache existenzieller Probleme, kann und muss aber auch zu deren Lösung beitragen. Ein grundlegendes Technikverständnis ist die Basis für eine verantwortungsbewusste Teilhabe in einer technisierten Welt und damit längst zu einem Bestandteil einer aktuellen Allgemeinbildung geworden.

 

Der Technikaspekt

 

Zielgedanken im NwT-Unterricht:

Zielgedanken NwT

 

„Die Zukunft beginnt in den Köpfen unserer Kinder!“

....es ist uns daher ein Anliegen junge Menschen für Technik zu begeistern und ihnen Vorstellungen vom breiten Spektrum des Ingenieursberufs zu vermitteln.
Der Engpass an naturwissenschaftlich, technisch qualifizierten Fachkräften ist in Deutschland ein strukturelles Problem, das schon heute als Wachstums und Innovationsbremse einen hohen Wertschöpfungsverlust für die deutsche Wirtschaft verursacht – Tendenz steigend…
Die kontinuierliche Förderung unserer Schüler in den MINT-Bereichen ist deshalb eines unserer vorrangigen Ziele.

 

Am Burghardt-Gymnasium kann NwT auch in der Kursstufe gewählt werden

Das Burghardt-Gymnasium Buchen (BGB) ist eines der wenigen Gymnasien im Land, welches NWT in der Kussstufe 2-stündig mit großem Erfolg seit dem Schuljahr 2012/13 anbieten kann.
Ab dem Schuljahr 2020/21 wechselt der 2-stündige Kurs aufgrund der neuen Oberstufe in einen 3-stündigen Kurs.
Darüber hinaus kann NwT in der Kursstufe am BGB auch als Leistungsfach in einem 5-stündigen Kurs gewählt werden.Das BGB wurde im März 2019 als eine von etwa zwanzig Schulen in Baden-Württemberg  in einen neuen Schulversuch aufgenommen und ab dem Schuljahr 2020/21 besteht für die Schülerinnen und Schüler nun die Möglichkeit, NwT nicht nur als 3-stündiges Basisfach sondern vielmehr auch als 5-stündiges Leistungsfach in der Kursstufe bis hin zum schriftlichen Abitur fortzuführen.

Dabei möchte das BGB keine Konkurrenz zu den beruflichen Gymnasien sein. Wer zielgerichtet ein FH-Studium und damit eine spezielle Fachrichtung oder sogar schon einen Beruf im Fokus hat, für den ist das berufliche Gymnasium die richtige Wahl. Das BGB möchte mit dem Leistungskurs NwT sein Spektrum für naturwissenschaftlich und vor allem technisch interessierte Schülerinnen und Schülern erweitern, auf deren Begabung bislang nicht optimal eingegangen werden konnte. Dem trägt der Bildungsplan des neuen Leistungsfachs Rechnung. Projektorientiert spielen neben der Produktentwicklung, Antriebs- und Reglungstechnik auch die Energietechnik und die Technikfolgenabschätzung eine große Rolle. Dies geschieht immer vor dem Hintergrund einer allgemeinen Technikbildung, die nicht speziell auf den Mechatroniker oder Ingenieur ausgerichtet ist, sondern gerade in Hinblick auf die Mündigkeit in der heutigen technisierten Welt für einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen, Produkten und Energie sensibilisiert.

 

Projektbeispiele aus der akuellen Kursstufe NwT am BGB (2-stündiger Kurs):

1. Autonomes Fahren

Einfach einsteigen und nur noch den Zielort einspeichern…
So oder so ähnlich sind die Träume, aus denen die automotive Zukunft gestaltet ist. In den USA sind derartige Autos bereits probeweise unterwegs. Und auch hierzulande ist die Entwicklung derlei innovativer Fahrzeuge keine reine Science-Fiction mehr. Die Zukunft des Automobils und der Mobilität könnte zum Beispiel ein internetgesteuertes Auto (ganz ohne Lenkrad, Gas- und Bremspedal) sein, das auch blinde Menschen oder Menschen ohne Führerschein von A nach B befördert.
Um diese Träume wahr werden zu lassen, braucht es innovative Köpfe und handwerkliches Geschick. Einen ersten Schritt in diese Richtung gehen die Schüler des 2-stündigen Kurses Naturwissenschaft und Technik (NwT) am BGB.
Als eine der wenigen Schulen des Landes kann das BGB seinen Schülern die Möglichkeit anbieten, NwT in der Kursstufe zu wählen. Die Schüler beschäftigen sich interdisziplinär mit dem Zusammenwirken mechanischer, elektronischer und informationstechnischer Elemente und Module in mechatronischen Systemen.
Einer der Themenschwerpunkte in den zwei Schuljahren bis zum Abitur ist die Konstruktion und der Bau eines Autos, welches Dank Sensortechnik in der Lage ist, eigenständig Hindernisse zu erkennen und diesen auszuweichen.
Das Handwerkszeug zur Bewältigung dieser Aufgabe wird im 2-stündigen NwT-Unterricht über zwei Kurshalbjahre vermittelt.
So lernen die Schüler neben der Programmierung eines Mikrocontrollers auch die Grundlagen des technischen Zeichnens und den Umgang mit einem in der Industrie weit verbreiteten CAD-Programm von Autodesk, dem Inventor Professional.
Hinzu kommt die Einbindung eines 3-D-Druckers der Firma Makerbot, welcher die am Computer erstellten Objekte Realität werden lässt. Der Kreativität sind dabei keine Grenzen gesetzt. So kann eine der Komponenten des Autos schnell und kostengünstig im „Rapid Prototyping Verfahren“ erstellt werden. Vom reinen Designobjekt bis hin zum Funktionsteil sind hierbei alle Möglichkeiten offen.
Das Projekt wird bereits seit einigen Jahren sehr erfolgreich mit Hilfe eines einfachen Mikrocontrollers (dem BASIC-STAMP Board) umgesetzt. Ziel ist es nun, die BASIC-STAMP durch einen flexibleren und industriebezogeneren Mikrocontroller (den Arduino Uno) zu ersetzen.
Hierzu finden auch bereits Vorträge zum Thema „Mikrocontrolling“ durch einen externen Unternehmensvertreter statt.
In NWT bieten wir euch die Gelegenheit erste Kontakte mit dem Thema autonomes Fahren zu machen.

2. Automatisierungstechnik

Im Bereich der Automatisierungstechnik wird das mechatronische Lernsystem „MecLab“ mit dem computergestützten Werkzeug „FluidSim“ von Festo-Didactic eingesetzt.
In praktischen und theoretischen Übungen an speziellen Pneumatik-Stationen und mithilfe entsprechender Software werden selbstständiges Lernen und fachliche Qualifikationen gefördert und Kompetenzen weiterentwickelt. Dem Projekt liegen dabei die elektropneumatischen Steuerungs- und Regelungstechniken zugrunde.
Die drei Stationen: „Stapelmagazin, Transportband und Handling-Station“ bilden dabei exemplarische Prozesse ab, die in jeder automatisierten Fertigung relevant sind. Über Ventilmagnete angesteuerte und durch Sensoren überwachte Pneumatikzylinder realisieren sie die Prozessschritte.
Die Schüler der Kursstufe sollen das Zusammenspiel von elektrischen und pneumatischen Bauteilen erfahren. Hier gilt es die Funktion von Bauteilegruppen innerhalb einer Gesamtfunktion zu verstehen. An praktischen Lernstationen analysieren sie das Zusammenspiel der Steuerungselemente und ihre Variationen in der Ansteuerung. Viele Aufgaben zu den Funktionsmodellen des „MecLab“ Systems bieten den Zugang zu problembewusstem Handeln. Lösungsstrategien werden im Unterricht aber nicht gleich offengelegt. Die Schüler sollen zunächst eigenständig die Umsetzung ihrer Ideen realisieren und überprüfen. Der Einsatz von Sensoren und Aktoren als Elemente eines automatisierten Prozesses werden erprobt. Die beim Ansteuern der Elemente gewonnenen Erfahrungen werden sodann auf neue Aufgaben übertragen.
In der Simulation ermöglicht das Programm „FluidSim“ die Wirkungen von Veränderungen am System zu beobachten und zu überprüfen. Es verwendet dabei die Logikbausteine der digitalen Schaltungstechnik. Hierdurch können Fehler in der Anlage schnell gefunden und Teilkomponenten optimiert werden. Ziel ist der reibungslose Ablauf eines automatisierten Prozesses und die Kombination von mehreren Komponenten. Kreativität ist hier gefragt!!! Die Entwicklung und Realisierung eigenständiger Problemlösungen soll auch die spätere Heranführung an die Grundlagen der Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) zur Folge haben.
In NWT bieten wir euch die Gelegenheit bei der Verbesserung und Fortentwickelung der „automativen Zukunft“ aktiv zu werden. Den Ingenieuren von morgen gilt es bereits im Vorfeld, durch gezielte Bildungsangebote der Schulen, Chancen und Möglichkeiten für das berufliche Weiterkommen aufzuzeigen.

 

In der angehängten PDF-Datei finden Sie die Informationen zum Fach NwT (Profilwahl in Klasse 8)

(PowerPoint-Vortrag vom Elternabend)

In den Klassen 9 - 10 werden in NwT folgende Themenschwerpunkte unterrichtet (Nähere Informationen finden Sie auch auf der Präsentation zum Elternabend - NwT Profilwahl)

  • Klasse 9: Kranbau und Getriebe, Temperaturkarte und Muschelkalk
  • Klasse 10: Der Traum vom Fliegen, Arbeit mit einem Microkontroller und Elektrotechnik
  • Klasse 11: Regenerative Energien, Ernährung

In der Kursstufe (Klasse 12/13) sind folgende Inhalte Gegenstand des Unterrichts:

  • 5-std:
    Systeme und Prozesse, Technische und wissenschaftliche Handlungskompetenzen, Technikfolgenabschätzung, Energieversorgung, Elektrische Antriebstechnik, Technische Mechanik, Produktentwicklung, Grundlagen der Elektronik, Aufnahme und Verarbeitung von Signalen in der Messtechnik, Regelungstechnik, Datenkommunikation
  • 3-std:
    Die Inhalte orientieren sich am 5-stündigen Fach werden jedoch entsprechend der geringeren Stundenzahl verkürzt

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