Das Profilfach Naturwissenschaft & Technik

NwT ist naturwissenschaftliches Profilfach mit Schwerpunkt im Bereich Technik. Die Idee, die dem Fach NwT zu Grunde liegt, ist es technisch-naturwissenschaftliche Projekte zu verwirklichen und die theoretischen Grundlagen dazu zu vermitteln.

• Abwechslungsreich
• Projektorientiert
• Alltagsbezug
• Entwicklung verschiedener Produkte
• Praktisches Arbeiten
• Vorgeschmack auf technische und naturwissenschaftliche Berufe

• Naturwissenschaftliches Interesse
• Freude am praktischen Arbeiten
• Spaß am Programmieren
• Einsatzbereitschaft
• Selbstständigkeit
• Teamfähigkeit

Mit Hilfe des AQuAPRe-Modells werden die Schüler*innen zunächst qualifiziert, um im Anschluss daran ihr Wissen bei der Herstellung eines Produkts anzuwenden.

Didaktische Grundlagen: Gestaltung von handlungsorientiertem Unterricht am Modell der Windpumpe

Entwickeln
lm Zentrum des Entwickelns stehen Produkte, Im Unterricht können das z.B. Maschinen, Messapparaturen, Algorithmen oder ein Programmcode sein.

Forschen
Forschen bedeutet, auf der Suche nach Erkenntnissen konsequent wissenschaftlich vorzugehen. Die Schülerinnen und Schüler lernen zunehmend offenere und komplexere Problemstellungen in Forschungsfragen zu gliedern und diese gezielt zu untersuchen. Sie entwickeln ihre Kompetenz in der Planung, Durchführung, Auswertung und Dokumentation von Untersuchungen weiter.

Organisation
Anspruchsvolle Aufgabenstellungen im Entwickeln und Forschen benötigen offenes, projektartiges und zugleich arbeitsteiliges Vorgehen. Die Schülerinnen und Schüler lernen Vorhaben zunehmend eigenständiger und immer weniger angeleitet zu strukturieren, zu bearbeiten und sich im Team immer effizienter zu organisieren.

Mündigkeit
Mündigkeit beinhaltet, Zusammenhänge zu erkennen und zu bewerten. Im Unterricht lernen die Schüler*innen Problemstellungen und Lösungsansätze in verschiedenen Bereichen kennen und entwickelnd daran das Denken in Systemen und Prozessen.

• Bau eines funktionsfähigen Kranmodells (Holzbearbeitung)
• Einführung in das Technische Zeichnen
• Grundlagen der Mechanik und Statik
• Funktion eines Microcontrollers am Beispiel des Arduinos
• Einführung in die Programmierung des Arduinos
• Grundlagen elektrischer Schaltungen
• Forschungsprojekt unter Verwendung des Arduino

• Elektronische Steuerung des Kranmodells mit Hilfe des Arduinos
• Bau eines Fahrzeugs mit Getriebe und E-Motor
• Funktionsweise Getriebe
• Vertiefung des Themas elektrische Schaltungen
• Bau eines Fotometers
• Durchführung eines Forschungsprojekts unter Verwendung des selbstgebauten Fotometers

• Bau einer funktionsfähigen Windpumpe
• Anwendung regenerativer Energiequellen
• Feststellung und Optimierung des Wirkungsgrads der Windpumpe
• Konstruieren mit Hilfe des 3D-CAD Programms Fusion 360
• Bau einer Wetterstation (CAD-Konstruktion und 3D-Druck des Gehäuses, Messen mit dem Arduino)