Technikunterricht in der gymnasialen Oberstufe

Schlagworte wie Fachkräftemangel  in den Natur- und Ingenieurwissenschaften, das nicht mehr ‚Wegdenkenkönnen’ von Technik aus unserem Lebensalltag und der verantwortungsvolle Umgang mit Technik zeigen die Bedeutung des Faches Technik als Unterrichtsfach unserer Schulen. Zu den wesentlichen Grundsätzen unserer Lehrtätigkeit gehört deshalb, neben der Vermittlung von Fach-, Urteils- und Handlungskompetenz, gerade auch die Bewusstseinsschärfung für Interesse an technisch-naturwissenschaftlichen Studiengängen und Ausbildungsberufen.

Die Heinrich-Heine-Gesamtschule bietet seit mehr als 20 Jahren das Fach Technik in der Oberstufe an. Schülerinnen und Schüler können eine ihrer Abiturprüfungen im Fach Technik ablegen. Die Bedeutung der Technik für unsere Gesellschaft ist auch der Grund dafür, dass wir regelmäßig die Inhalte des Faches an die aktuellen Anforderungen, Interessen und Bedürfnisse unserer Schülerinnen und Schüler anpassen. In diesem Zusammenhang versteht sich die Automatisierungstechnik, ein aktueller, großer Themenkomplex, den wir handlungsorientiert mit den Schülerinnen und Schülern erarbeiten. In enger Zusammenarbeit mit der Siemens AG in Duisburg und dem zdi-Zentrum DU.MINT Duisburg Niederrhein haben wir im Jahr 2007 begonnen die Automatisierungstechnik im Lehrplan zu etablieren. Mittlerweile können unsere Schüler an verschiedenen Systemen, wie beispielsweise einer Fabriksimulation die Automatisierung kennenlernen. Hierbei erhalten sie einen praxisnahen Einstieg in die Mechatronik, wobei fachbezogene Kenntnisse der Mechanik, Elektronik und Informatik handlungsorientiert erlernt werden. Die Fabrikanlage – von denen drei im Gesamtwert von 15.000,- EUR zur Verfügung stehen - besteht aus insgesamt vier Anlagenteilen (Modulen): Förderband, Handhabungsgerät, Presswerk und Hochregallager. Alle Module verfügen über verschiedene Sensoren, wie Lichtschranken und Endschalter, außerdem über Aktoren, wie pneumatische Zylinder und Gleichstromgetriebemotoren. Die Daten der Sensoren werden mit Hilfe einer Microautomation weiter verarbeitet, um anschließend die Aktoren entsprechend zu steuern.

Unter http://www.christiani.de/product_info.php/products_id/19420 ist ein Video der Anlage verfügbar.

Die hochwertige und umfangreiche Ausstattung unserer Schule in diesem Bereich ermöglicht unseren Schülerinnen und Schülern in Kleingruppen, d.h. zu zweit oder zu dritt selbstständig Inhalte unter Anleitung zu erarbeiten und zu präsentieren. So wird gewährleistet, dass alle Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit erhalten, sich mit dem Unterrichtsgegenstand zu beschäftigen und ihn selbsttätig zu erfahren. Abgerundet wird dieses Thema mit einem dreitägigen Praktikum, das bei der Fa. Siemens in der Ausbildungswerkstatt durchgeführt wird. Hierbei wird die Zwischenprüfung der Mechatroniker-Ausbildung (elektropneumatischen Steuerung) aus dem Jahr 2011 unter Anleitung der Auszubildenden in der Metallwerkstatt nachgebaut, in der Elektronikwerkstatt verdrahtet, verschlaucht, programmiert und abschließend präsentiert. Allein das Bearbeiten von Metall ist eine Erfahrung, die eine Schule in dieser Form nicht vermitteln kann. 

Durch dieses Betriebspraktikum machen die Schülerinnen und Schüler zusätzliche betriebliche Erfahrungen in Bereichen der Mechanik, Elektronik und Informatik.

Da die Energieversorgung ein stets aktuelles Thema ist, beschäftigen wir uns im Oberstufenunterricht – aber auch im Unterricht der Sekundarstufe I - mit der Energieversorgung und den damit einhergehenden Problematiken (Treibhauseffekt, Energiemix und Energieversorgung der Zukunft u. ä.), wobei wir einen Fokus auf die elektrische Energieerzeugung mittels konventioneller Kraftwerke und der Photovoltaik legen. Maßnahmen der Umweltschonung werden anhand der Photovoltaik und der Elektromobilität verdeutlicht. Auch hierbei werden möglichst viele Inhalte praktisch gelernt. Hierzu haben wir Solar-Wasserstoff-Experimentiersysteme in großer Stückzahl angeschafft, dass die Schüler in Kleingruppen von 3-4 Schülern arbeiten können.

Neben den bereits erwähnten Inhalten wird in unserem Technikunterricht natürlich Wert gelegt auf zukunftorientierte Themen wie Bionik und technische Innovationen.