Naturwissenschaft und Technik gestalten mit Perspektive

1. Naturwissenschaft und Technik gestalten mit Perspektive Technikdidaktik Technische Bildung und ihre fachdidaktischen Grundpositionen 2. NwT- Fachtagung an der Hochschule Heilbronn 13. März 2009 Elke Hartmann Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

2. Gliederung • Warum ist Technik ein Bildungsgut? • Was ist Technik ? • Was sind Technikwissenschaften? • Welche Beziehungen bestehen zu den Natur- und Gesellschaftswissenschaften? • Was ist Technikdidaktik? • Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? • Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterricht sein? • Was leistet eine allgemeine technische Bildung?

3. Mathematik Naturwissenschaften Human- und Geisteswissenschaften Natur Gesell- schaft Technik Technikwissenschaften 1. Warum ist Technik ein Bildungsgut? Bildungsrelevante Bereiche der Wirklichkeit

4. 1. Warum ist Technik ein Bildungsgut? Technik trägt zum Weltverständnis bei! • Technik verändert die Gesellschaft. • Technik verändert die Erde. • Technik verändert die Wissenschaften. • Technik verändert unseren Lebensalltag. • Technik verändert die Berufswelt. • Technik verändert schulisches Lehren und Lernen. Technik ist Ausdruck kreativen Schaffens des Menschen. Technik ist Bestandteil menschlicher Kultur.

5. 1. Warum ist Technik ein Bildungsgut? Technik gehört zu den Grunddimensionen menschlicher Interessen und Fähigkeiten • kognitive Fähigkeiten • handwerklich-technische Fähigkeiten • emotional-soziale Fähigkeiten • ästhetische Wahrnehmungs-, Gestaltungs- und Urteilsfähigkeiten • ethische Handlungsfähigkeiten (Sinndeutung) • politische Handlungsfähigkeiten Wolfgang Klafki 1993

6. 2. Was ist Technik? Bedingungen Entstehung soziotechnisches System Verwendung soziotechnisches System Technisches Artefakt Sachsystem Folgen N a t u r, M e n s c h, G e s e l l s c h a f t

7. Technik wird als soziotechnisches System verstanden 2. Was ist Technik? Der Technikbegriff nach Klaus Tuchel (1967) und Günter Ropohl (1979) • Technik umfasst: • die Menge der nutzenorientierten, künstlichen gegenständlichen Gebilde (Artefakte, Sachsysteme), • die Menge menschlicher Handlungen und Einrich-tungen, in denen Sachsysteme entstehen und • die Menge menschlicher, zweckorientierter Hand-lungen, in denen Sachsysteme verwendet werden.

8. 2. Was ist Technik? Dimensionen und Erkenntnisperspektiven der Technik T E C H N I K Entstehung Sachsysteme Verwendung Soziale Dimension Naturale Dimension Politologisch Ökologisch Humane Dimension Ingenieur- wissenschaftlich Soziologisch Ökonomisch Physikalisch Psychologisch Ästhetisch Juridisch Chemisch Physiologisch Ethisch Biologisch Anthropologisch Günter Ropohl 1979

9. 3. Was sind Technikwissenschaften? Allgemeine Technologie Ingenieurwissenschaften

10. Allgemeine Technologie System der Prinzipien der Technik Wolffgramm 1968 Systemaspekte Faktoren des Produktionsprozesses materiell-technische Komponenten sozial- ökonomische Komponenten

11. Funktionen und Prozesse Gegenstände Allgemeine Technologie 3. Was sind Technikwissenschaften? Wolffgramm 1968 Form-änderung Struktur-änderung Orts-änderung Zeit-änderung Stoff-formung Stoff- umwandlung Stoff-transport Stoff-speicherung Stoff Energie- umformung Energie-umwandlung Energie-transport Energie-speicherung Energie Informations- umformung Informations-wandlung Informations-transport Informations-speicherung Information System der Bearbeitungsvorgänge

12. Arbeitsgegenstand Z2 Zn ZE Z1 Technologische Grundverfahren Z1 AM1 M Z2 AM2 M Zn AMn M Arbeitsmittel Mensch Allgemeine Technologie 3. Was sind Technikwissenschaften? Wolffgramm 1968 Die Grundstruktur des Produktionsprozesses

13. Allgemeine Technologie Strukturmodell technischer Systeme Wolffgramm 1978 Arbeitsgegenstand Wirkmedium Bear- beitungsteil Ab0 Fü0 Pos0 Energieteil Informations-teil An0 Üb0 St0 Op0 ISt EOP SzO

14. Ingenieurwissenschaften 3. Was sind Technikwissenschaften? Denk-, Arbeits- und Handlungsmethoden der Technik

15. Technologisches Gesetzeswissen Öko- sozio- technologisches Systemwissen Ingenieurwissenschaften 3. Was sind Technikwissenschaften? Ropohl 2004

16. 4. Welche Beziehungen bestehen zu anderen Wissenschaften? nach Günter Ropohl 1996 und Hartwig Mackeprang 2004

17. 4. Welche Beziehungen bestehen zu anderen Wissenschaften? nach Günter Ropohl 1996 und Hartwig Mackeprang 2004

18. 4. Welche Beziehungen bestehen zu anderen Wissenschaften? Allgemeine Technologie Grundlagenwissenschaft der Technikwissenschaften Ingenieurwissenschaften Spezielle Technikwissenschaften Elektrotechnik Verfahrens- technik Maschinen- bautechnik Bautechnik Informations- technik Hilfswissenschaften der Technikwissenschaften Natur- wissenschaften Mathematik Human- wissenschaften Sozial- wissenschaften

19. 5. Was ist Technikdidaktik ? Technikwissenschaften Ziele Inhalte Methoden Medien Sozialformen Methodik Technikdidaktik Hüttner 2002

20. 5. Was ist Technikdidaktik ? Mehrperspektivische Technikdidaktik (nach Fritz Wilkening und Winfried Schmayl 1984) Haushalt Betrieb Öffentlichkeit Freizeit Arbeit und Produktion Bauen und Wohnen Versorgung und Entsorgung Transport und Verkehr Information und Kommunikation Arbeitsverfahren Werkzeuge Maschinen Werkstoffe Arbeitsplatz Baukonstruktion Raumfunktion Wohnbedürfnisse Umweltplanung Haustechnik Wasserversorgung Energieversorgung Abfallentsorgung Fahrzeuge Hebezeuge Verkehrs- einrichtung Verkehrsplanung Steuerung Regelung Informations- verarbeitende Maschinen Automatisierung Unterrichtsinhalte - Themen Bautechnik Maschinen- technik Produktions- technik Energie- technik Informations- technik Textiltechnik

21. 5. Was ist Technikdidaktik ? Kenntnisse zu: z. B. Fertigungstechniken, Werkstoffeigenschaften Inhaltsbezogene: Verfahrensbezogene: Befähigung zu: z. B. Verstehen technischer Systeme, Problemlösefähigkeit Entwicklung von: z. B. Qualitätsstreben, Exaktheit in der Arbeit Verhaltensbezogene: Wertungsbezogene: Förderung von : z. B. Kritikfähigkeit, Urteils- und Entscheidungsfähigkeit Ziele technischer Bildung Vermitteln einer an Humanität orientierten und durch kritische Reflexion begründeten Handlungsfähigkeit in technisch geprägten Lebenssituationen Das mehrperspektivische Modell der Technikdidaktik

22. 5. Was ist Technikdidaktik ? Die Mehrperspektivische allgemeintechnologische Technikdidaktik Formung Wandlung Stoffumsatz Transport/ Speicherung Formung Bedingungen und Auswirkungen der Technik Wandlung Denk- und Handlungsmethodender Technik Energie- umsatz Transport/ Speicherung Formung Informations- umsatz Wandlung Transport/ Speicherung Arbeit und Produktion Ver- und Entsorgung Sacherschließung Sinner- schließung Information und Kommunikation Transport und Verkehr Bauen und Wohnen Schulte/Wolffgramm/Hartmann/Hein/Höpken 1991

23. 5. Was ist Technikdidaktik ? Technikdidaktische Grundsätze der Curriculumentwicklung • Komplexität der Technik zeigen • Typische Arbeitsmethoden der Technik kennen lernen • (Problemlösungsprozeß) • z. B. Konstruieren, Produzieren, Nutzen und Entsorgen , technische • Dokumentation lesen und anfertigen • Ausgewogenheit zwischen Themen zur Sacherschließung • z. B. Stoffumsatz, Energieumsatz, Datenumsatz und Handlungsfelder • Bedeutungs- und Sinnebene von Technik klären • z. B. Bewertung technischer Produkte • Erfassen verschiedenartiger Anwendungsfelder von Technik • z. B. Grundlagen der IKT und Versorgen und Entsorgen eines Hauses • Historische Perspektive auf Technik • z. B. Technik im Haushalt, Arbeitsprozesse, Berufsbilder

24. 5. Was ist Technikdidaktik ? Technikspezifische Unterrichtsverfahren Konstruieren Fertigen Technische Analyse Technische Erkundung Technisches Experiment Technische Bewertung

25. 6. Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? Bildungsstandards VDI 2007

26. 6. Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? Aufgabenbeispiel: Das belebte Haus Handlungsanlass In einem Stadtviertel ist in der letzten Zeit häufig dann eingebrochen worden, wenn die Bewohner nicht zu Hause waren. Die teuren Alarmanlagen haben zwar funktioniert, allerdings kam die Polizei meist zu spät. Eine Firma hat sich darauf spezialisiert, die Häuser so auszustatten, dass sie bewohnt wirken. Das Angebot der Firma besteht aus einer programmierbaren Steuerung von elektrischen Geräten, die bedarfsgerecht angepasst werden kann. Die Firma wirbt damit, dass sie nicht nur individuelle Ausstattungskonzepte entwickelt, sondern sie dem Kunden anhand eines funktionsfähigen Modells auch kostenlos vorführt. Aufgabenstellung Übernehmen Sie die Rolle der Firma. Sie haben einen Termin mit den Bewohnern verabredet. Bereiten Sie eine Vorführung vor.

27. 6. Welche Kompetenzen strebt technische Bildung an? Aufgabenbeispiel: Das belebte Haus Materialvorgabe Einrichtungsplan des Hauses, PC, Interface mit zugehöriger Software oder speicherprogrammierbare Steuerung, zugehörige Datenblätter, ggf. Sensoren, Material für Modelle aus Baukastenelementen Präsentationsprogramm

28. 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein?

29. 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein? Spezifisches in den Zielen der Fächer auf der Basis der Bildungsstandards

30. 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein? Spezifik der Unterrichtsorganisation beider Lernbereiche

31. 7. Kann technische Bildung Aufgabe des naturwissenschaftlichen Unterrichts sein? • wenn die naturwissenschaftliche Bildung nicht verkürzt wird • wenn nach dem Konzept der Technikdidaktik gearbeitet wird • wenn entsprechende Fachraumausstattung vorhanden ist • wenn die Lehrkräfte für den Unterricht über Technik entsprechend weitergebildet bzw. ausgebildete Lehrer eingestellt werden ja

32. 8. Was leistet eine allgemeine technische Bildung? • Sie führt in die Welt der Technik ein - Weltbildfunktion • Sie vermittelt technikbezogenes Wissen, Fähigkeiten und Eigenschaften Eigenschaften sind: Tatkraft, Kreativität, Tüchtigkeit, Verlässlichkeit, Wille, Gründlichkeit, Sorgfalt, Erfahrung, Neugier • Sie bereitet auf technisch geprägte Lebenssituationen im privaten, beruflichen und öffentlichen Leben vor • Sie weckt Interessen, aus denen wissenschafts- und berufsbezogene Qualifikationen hervorgehen können

33. Literaturhinweise Fachdidaktik Technik Winfried Schmayl/Fritz Wilkening Technikunterricht - Didaktische Grundrisse Klinkhardt 1984 Kurt Henseler/ Gerd Höpken Methodik des Technikunterrichts Klinkhardt 1996 Andreas Hüttner Technik unterrichten Bibliothek der Schulpraxis Europa Lehrmittel 2002 Schulte/Wolffgramm/Hartmann/Hein/Höpken Technikunterricht - Allgemeine technische Bildung Klett Verlag 1991

34. Literaturhinweise Fachdidaktik Technik • Horst Wolffgramm • Allgemeine Technologie - Elemente, Strukturen und Gesetzmäßigkeiten technologischer Systeme • VEB Fachbuchverlag Leipzig 1978 • Allgemeine Techniklehre, Teil I und II • Eigenverlag Frankfurt/Oder 2006 • Günther Ropohl • Allgemeine Technologie - Eine Systemtheorie der Technik • Hanser Verlag 1999

35. Vielen Dank !