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.
Weitere Themen:
- Einstieg in die Elektronik
- Von der Idee zum Produkt
- 3D-Modelle zeichnen in Tinkercad
- 3D-Modell drucken
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 dem Arduino-Mikrocontrollersystem und den Einstieg in die Hardwareprogrammierung.
Projektorientiert werden die erworbenen Kenntnisse aus den Programmierung des Arduinos zur Fertigung einfacher Maschinen eingesetzt. Die notwendigen mechanischen Baugruppen werden dabei mit der professionellen CAD-Software “OnShape” in 3D gezeichnet und im Asnchluss auf des schulischen 3D-Druckern gedruckt.
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.
Themenübersicht:
Praktische Einführung in die Digitaltechnik
- Konstruktion eines Reaktionstesters (GK)
- Konstruktion einer Digitaluhr (LK)
Automatisierungstechnik
- Automation von Förderbandanlagen mit Siemens LOGO (GK)
- Automation von pneumatischen Industriemodellen mit Siemens LOGO (LK)
Photovoltaik “Solarenergie” in Theorie und Praxis
Speicherung elektrischer Energie
- Brennstoffzellentechnlogie (LK+GK)
- Akkutechnologie (LK)
Wasserkraftwerke
- Funktionsweise
- Planung und Analyse
Thermische Kraftwerke
- Funktionsweise
- Thermodynamische Grundlagen
- Wirkungsgrad
- Optimierung
Bionik
- Grundlagen (TopDown, ButtonUp)
Statik
- Analyse und Berechnung ebener Stabwerke
Strom im Verbund (nur LK)
- Wechselstrom
- Blindleistung
- Blindleistungskompensation
- Drehstrom
- Übertragung elektrischer Energie (Hochspannungsübertragung und Verteilnetze)
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.