Das Fach Technik hat eine lange Tradition am Helmholtz Gymnasium und ist eine Besonderheit einer gymnasialen Schullaufbahn.
Die Unterrichtsinhalte der Sekundarstufe I (WPII ab Klasse 9) bieten neben der theoretischen Auseinandersetzung mit technischen Inhalten, wie beispielsweise Grundkenntnisse der Elektronik, Automatisierungstechnik oder Energietechnik insbesondere auch die handlungsorientierte und somit experimentelle Auseinandersetzung mit diesen Inhalten.
Der Fachbereich Technik bietet zusätzlich in der Oberstufe neben Grundkursen auch die in NRW seltene Möglichkeit eines Leistungskurses. Viele unserer SchülerInnen die das Fach Technik im Leistungskurs belegen, wählen nach dem Abitur einen ingenieurwissenschaftlichen Studiengang. In zwei Fachräumen werden komplexe Sachverhalte möglichst realitätsnah und praktisch vermittelt und Themengebiete mit hoher Gegenwartsbedeutung erarbeitet. Dabei können die SchülerInnen auf Laptops, 3D-Drucker, Mikrocontroller, Messgeräte, Brennstoffzellen, Photovoltaikmodule und diverse andere Experimentiersysteme zurückgreifen.
Im Rahmen eines Projektunterrichts zerlegen die SchülerInnen in Kleingruppen einen Verbrennungsmotor. Bei der Demontage werden so nach und nach alle Bauteile auf ihre Funktion hin kennengelernt und das System Verbrennungsmotor erschlossen. In Form einer Projektmappe dokumentieren unsere SchülerInnen ihre Arbeit.
Unter dem Deckmantel der "Stiftung Warentest" analysieren die SchülerInnen Verfahren hinsichtlich ihres energetischen Wirkungsgrades und nehmen Bewertungen vor.
Auch die ersten Grundlagen der Elektro- und Automatisierungstechnik werden in der Mittelstufe erarbeitet.
EF:
In der Einführungsphase (EF) der Oberstufe werden komplexere Bauelemente wie Transistoren und andere Halbleiterelemente untersucht, welche auch auf Platinen zu funktionellen Schaltungen gelötet werden. Im späteren Verlauf des Schuljahres lernen die SchülerInnen den Umgang mit Mikrocontrollern (Arduino) und den Einstieg in die Hardwareprogrammierung. Hier können die SchülerInnen eigene Projekte umsetzen.
Q1 / Q2:
Die Themen in der Qualifikationsphase (Q1 und Q2) der Oberstufe sind zwar durch das Zentralabitur vorgegeben, jedoch gibt es genügend Möglichkeiten der individuellen inhaltlichen Ausgestaltung.
Die Qualifikationsphase behandelt viele Themen rund um die Energieversorgung: Wasserkraft, Photovoltaik und die Brennstoffzelle als regenerative Energiequellen, das klassische Kohlekraftwerk als konventioneller Gegenpart.
Die theoretischen Aspekte der Digitaltechnik können wir praktisch erarbeiten. Dazu stehen am Helmholtz-Gymnasium eigens angeschaffte Modelle zur Verfügung, die dem realtechnischen Anspruch des Faches Technik gerecht werden. Diese Modelle der Firma Festo sind speziell für den schulischen Gebrauch angepasst, werden aber in größeren Dimensionen und vielfältigen Varianten vor allem auch an Berufsschulen und Universitäten genutzt.
Wie Techniker an Beispielen aus der Natur Strukturen und Mechanismen verstehen und kopieren oder gar verbessern können, zeigt das Themengebiet Bionik am Ende der Qualifikationsphase.
Die jährlich im Fach Technik stattfindenden Projektkurse haben immer den zentralen Schwerpunkt "Mikrocontrollerprogrammierung" und "Automation". Dabei setzen wir in der Regel das Arduino-Mikrocontrollersystem ein und erforschen dabei die Funktionsweise der Mikrocontroller sowie die zahlreichen Sensoren und Aktoren. Der Kontext kann variieren. So fanden in der Vergangenheit z.B. Projektkurse mit dem Thema "Automobile Sensor- und Aktortechnik" statt. Aktuell liegt der Fokus auf der Planung, Konstruktion mit CAD-Systemen, Programmierung und Fertigung von Geräten oder Maschinen, die von einem Arduino gesteuert und/oder geregelt werden. Zur Fertigung von Maschinenbauteilen greifen wir auf die vorhandenen 3D-Drucker oder auch auf die CNC-Fräse zurück.
Im Fach Technik eine Lernortkooperation mit der Kraftwerksschule in Essen, die es unseren SchülerInnen ermöglicht, mit Hilfe von spezifischer Simulationssoftware für die Steuerung von Kraftwerksprozessen in einer abbildungstreu aufgebauten Leitwarte verschiedene Kraftwerksprozesse unter fachkundiger Anleitung zu steuern und mögliche Störfälle zu simulieren.
ZDI -Zukunft durch Innovation
Auch im Fach Technik unterstützen und fördern wir die Teilnahme unserer SchülerInnen an zahlreichen Wettbewerben. Auszugsweise wären zum Beispiel
- der VDE Technikpreis (EF-Q2)
- der zdi – Roboterwettbewerb (Kl.8 -EF) und
- der 3malE – Wettbewerb (EF-Q2)
zu nennen, bei denen unsere SchülerInnen regelmäßig - und vor allem beim 3malE-Wettbewerb - sehr erfolgreich teilnehmen.