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Themenkatalog des Fachseminars

Hier erfahren Sie quasi als Leitlinie stichwortartig die seinerzeit - siehe unten -  im Fachseminar NT/TI behandelten Themen. Zugunsten aktueller Inhalte wurde ggf. auf die dogmatische Einhaltung verzichtet.

1.  Grundlegende didaktische Konzepte

  • Didaktische Leitlinien für NT/TI: Wissenschaftspropädeutik und Berufspragmatik
  • Fachdidaktisches (3D-) Strukturmodell: Fachwissenschaft - Berufspädagogik - Fachpraxis
  • Zum Konzept einer Fachdidaktik Nachrichtentechnik: Signale - Prozesse -Systeme" für den Unterricht an Berufsbildenden Schulen
  • Die fachwissenschaftliche Reduktion als Kern einer Fachdidaktik NT/TI; das Problem der Elementarisierung
  • ”Mikroelektronik macht nichts anderes als Signalverarbeitung”:
    Die Triade: Hardware - Software -"Theorie der Signale - Prozesse - Systeme"
  • Wie plane ich meinen Unterricht NT/TI richtig?
  • ”Grundgesetze” für einen erfolgreichen Unterricht NT/TI

2. Fallstudien

Die hier aufgeführten Beispiele beziehen sich nicht auf typische Informatik-Themen wie Programmierung, PC-Netze; Datenbanken usw. , sondern mehr auf Signalverarbeitung, Mess-, Steuer-, ‘Regelungs-,Automatisierungs- sowie Übertragungstechnik.

  • Was heißt ”wissenschaftsorientierte, fachdidaktische Reduktion” am Beispiel einer Unterrichtsreihe, z.B.
    • ”Signale auf Leitungen”, dsgl.
    • ”Modulation und Mehrfachausnutzung von Übertragungswegen”,
    • ”Verzerrungen” ,
    • ”Digitale Signalverarbeitung"
  • Signalperspektiven im Unterricht:
    • Zeit- und Frequenzbereich (Veranschaulichung des FOURIER-Prinzips; experimenteller Beweis durch Analyse und Synthese;
    • Amplituden- und Phasenspektren;
    • periodische und nichtperiodische Signale,
    • Signal und Information, Rauschen usw.
  • Analogtechnik versus Digitaltechnik: Fachdidaktische Analyse und Konsequenzen für den zeitgemäßen Unterricht bzw. die zeitgemäße Berufsbildung
  • Schülergerechte Aufarbeitung von Grundbegriffen NT/TI
  • Moderne computergestützte Messmethoden im Unterricht:
    • Wobbelsignal, Delta-Impuls, Sprungfunktion, Rauschen usw. sowie ihre Systemantworten (z.B. Impulsantwort h(t));
    • FFT als Universalmittel der Signalanalyse; Messung/Bestimmung der Übertragungsfunktion H(f);
    • Vergleich traditioneller und moderner Messmethoden;
    • Einschwingvorgänge als Lieferant für Systeminformation;
  • Unschärferelation zwischen Frequenz und Zeit
  • Lineare und nichtlineare signaltechnische Prozesse im Unterricht
  • Unterrichtskonzepte zur digitalen Schaltungstechnik bzw.Mikroprozessortechnik;
    • Anforderungen an die Ausstattung;
    • Praxisorientierte, schülergerechte Aufbereitung;
    • Innovative Aspekte;
    • Schülerprojekte;
    • Schülerniveau (Richtlinien)
  • Grundkonzepte der Digitalen Signalverarbeitung (DSP) realer, analoger Signale im Unterricht:
    • Umsetzung A/D-D/A,
    • Das Abtasttheorem und seine praktischen Folgen;
    • Quantisierung und Kodierung;
    • Die periodischen Spektren digitaler Signale;
    • Digitale Filter;
    • Blockschaltbild eines DSP-Systems;
    • Rechengenauigkeit;
  • Einsatz von Multifunktionskarten;
    • Graphische Programmierung (virtueller) Systeme;
    • Echzeitverarbeitung
    • Anwendungen in der Automatisierungstechnik
  • Zeitgemäße Unterrichtskonzepte zur Mess-,Steuer- und Regelungstechnik (MSR-Technik):
    • Sensoren und Messwertaufbereitung; Linearisierung von (nichtlinearen) Sensorkennlinien usw.;
    • PC- bzw. mikroprozessorgestützte Messtechnik;
    • Analoge und digitale Steuerung mit Hilfe von Multifunktionskarten;
    • Computer-gestützte Regelungstechnik und Simulation;
    • Paradigmenwechsel: Fuzzy-Logik (und neuronale Netzwerke) als schülergerechter Zugang zur (adaptiven) Regelungstechnik usw.

3. Praxisbezug

  • Der berufsbezogene Unterrichtseinstieg und -ausstieg
  • Kriterien und Praxis des handlungsorientierten Unterrichts in NT/TI (Fallbeispiele/Methoden)
  • Schülerprojekte im Unterricht: Wie sich die berufliche Praxis in der Schule realistisch simulieren lässt
  • ”Multimedia” in der Schule:
    • Anschauung durch Visualisierung; ”Bild und Ton”;
    • dynamische Simulationen; Real-Modelle;
    • Einbezug von Fachliteratur; Arbeiten mit /erstellen von technischen Dokumentationen;
    • Internet, E-Mailing, Online-Dienste usw. als interaktive, weltweit nutzbare Medien zur Informationsbeschaffung und Informationsrecherche (Fachliteratur, Software (z.B. Treiber), Unterrichtsmaterialien, ”persönliche” Kontakte mit Fachleuten)

4. Infrastruktur

  • Innovative Unterrichtsgestaltung versus Ausstattung an Schulen
  • Zeitgemäße technische Ausstattung für den Unterricht NT/TI:
    • Computerräume (Anforderungsprofil; ergonomische Gesichtspunkte; Datensicherheit; Vernetzung; Peripherie; Wartung; Verantwortung; Softwarepflege; Mittelbeantragung, -beschaffung
    • Labors NT/TI ( Lehrmittel für Analog- Digital-,Mikroprozessortechnik; Anforderungen an moderne Messgeräte; Schnittstellen zum PC; Schaltungsentwicklung und -herstellung; Herstellung von Layouts und Platinen; Verbrauchsmaterialbeschaffung; fachgerechte Entsorgung; Unfallschutz, Kooperation mit Firmen)

Version 3 vom 19.02.95 , Verfasser: StD Dipl.-Ing. Ulrich Karrenberg, Fachleiter NT/TI am Studienseminar Düsseldorf II (bis 2002)
e-mail: ulrich.Karrenberg@t-online.de

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