Inhalte des Fachseminars NT/TI

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 in 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: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!