Typische Betrachtungsweisen von Technik als Inhaltselement technischer Bildung

Typische Betrachtungsweisen von Technik als Inhaltselement technischer Bildung

Weiter Stoffbegriff – formale Bildung ?

Dieter Mette Universität Potsdam

Gliederung1. Zu den Aussagenbereichen der

technischen Bildung/ allgemeinen Techniklehre

2. Zum Denken in Strukturen und Funktionen2.1. Zur Systematik technischer Systeme2.2. Zu den Funktionsbereichen technischer Systeme

3. Typische Betrachtungsweisen im Technikunterricht

2

Bildungstheoretische Didaktik

Dieter Mette Universität Potsdam 3

Inhalt und Stoff


Typische Betrachtungsweisen als Inhalte technischer Bildung

TB

InhalteTypische Betrachtungswe

isen

apparativ vorgangsorientiert



Typische Betrachtungsweisenals Inhalte technischer Bildung

Apparative Betrachtung

Struktur - Verhalten (Aufbau – Funktion)

technischer Artefakte

Vorgangsorientierte Betrachtung

Struktur - Verhalten (Aufbau – Funktion)

in technischen Artefakte

6

Typische Betrachtungsweisenapparativ


Wolffgramm, Horst 2006

7

Typische Betrachtungsweisenapparativ



8

Typische Betrachtungsweisen apparativ



9

Typische Betrachtungsweisen vorgangsorientiert

Technisches Gebilde

Vorgang (technologisch)

Zweckrealisierung.

Wirkungsbedingungen (WB)

Wirkungsweise (WW)

Wirkprinzips (WP)

Wirkungsstelle

10Dieter Mette Universität Potsdam

Formgebung durch WalzenTechnisches Gebilde

Vorgang (technologischen)

Zweckrealisierung.


Wirkungsweise (WW)

Wirkprinzips (WP)

Wirkungsstelle

realisierteinen

an der

unter Ausnutzung des

unter bestimmten

nach spezieller

für einebestimmte

Duowalzwerk

Zwei Walzen ziehen durchentstehende Reibungskräftedas Walzgut zwischen ihnen hindurch, die dabei gleichzeitig wirksam werdendenDruckkräfte pressen (drücken)es zusammen, dasWalzgut streckt sich.

Ort der Einwirkung derWalzen auf das Walzgut.

(Formänderungszone)

Druckkräfte pressen (drücken)den Werkstoff zusammen, sein Querschnitt verringert sich, seine Länge wird gestreckt, das Volumen bleibt gleich undDer Stoffzusammenhaltbleibt erhalten.

1. Das Walzgut muss plastischd.h. dauerhaft umformbar sein.

2. Zur Formänderung ist eine Umformkraft(Fu) nötig, dieabhängig von der Temperatur und Plastizität des Walzgutesist.

3. Die Umformkraft muss größersein als der Formwiderstand(FW)aber kleiner als dieBruchkraft (FA).

4.Tum Transport des WalzgutesMüssen Reibungskräfte vorhanden sein.

5. Der Spalt zwischen den sichgegenläufig drehenden Walzenmuss kleiner sein als h0.

Walzen als material- undarbeitsökonomisches Umformverfahren mitbreiter Anwendung in derProduktionswirtschaft

Bsp. - Bleche- Schienen- Rohre

Walzen

Def. TGL: Walzen ist stetiges oder schrittweisesDruckumformen mit mehrerensich drehenden Werkzeugen(Walzen) ohne oder mit Zusatzwerkzeug.


Reduktion DrehenTechnisches Gebilde


Zweckrealisierung.


Wirkungsweise (WW)

Wirkprinzips (WP)

Wirkungsstelle

realisierteinen

an der


unter bestimmten

nach spezieller

für einebestimmte

Abtrennen von Werkstoff beiRotierender Schnittbewegung des Werkstücks sowie geradliniger Vorschub- und Zustellbewegung des Werkzeugs

Ort der Einwirkung des Drehmeißelsauf das Werkstück

Maschinelle spanabhebende Bearbeitung durch mechanische

Kräfte mit geometrisch bestimmtem,

einschneidigem, ständig im Eingriff stehendem Werkzeug

1. Werkzeug ist härter als Werkstück

2. Kohäsionskräfte des zu bearbeitenden

Werkstoffes werden durch Schnittkräfte überwunden

3. Keilwinkel ist der Härte des zu bearbeitenden

Werkstoffes angepasst

Fertigen rotationssymmetrischer Teile unterschiedlicher

Form und Größe mit hoher Genauigkeit

Drehen


Reduktion GalvanisierenTechnisches Gebilde


Zweckrealisierung.


Wirkungsweise (WW)

Wirkprinzips (WP)

Wirkungsstelle

realisierteinen

an der


unter bestimmten

nach spezieller

für einebestimmte

Das zu galvanisierendeWerkstück wird alsKatode in einen Elektrolyten (galvanisches Bad) eingebracht, aus dem bei Stromdurchgang das Überzugsmetall abgeschiedenwird.

Platten aus dem abzuscheidendenMetallbilden die Anode.

Elektrolysebad

Aufbringen einer festhaltenden Schicht aus formlosen Stoff

Beschichten aus dem ionisierten Zustand

metallisch sauberes Werkstück galvanische Elemente Geschlossener Stromkreis angemessene Stromdichte und Temperatur

Erhöhung der mechanischen oder chemischen

Widerstandsfähigkeit, Verbesserung der

Elektrischen Leitfähigkeit bzw. Dekoration.

Galvanisieren


Systemanalyse im Unterricht1. Analyse einer bekannten Arbeitsmaschine

2. Reaktivieren des technologischen Vorgangs und der notwendigen Arbeitsbewegungen

3. Bestimmen der wesentlichen Bauteile zur Realisierung des technologischen Vorgangs

4. Vergleichen der Bauteile hinsichtlich der zu erfüllenden Funktion


5. Gruppieren der Bauteile gleicher Funktion

6. Zusammenfassen zu Funktionsorganen (Bestimmen der Funktionsorgane an einer weiteren Maschine)

7. Analyse des Zusammenwirkens der Funktionsorgane

8. Ermitteln z.B. des Energieflusses und Prinzipiendarstellung

9. Abstraktion zur Darstellung im Blockschema


Ein Beispiel aus der Praxis?


Technik und Naturwissenschaften im VergleichNaturwissenschafte

nTechnikwissenschaften

Erkenntnisse über objektive Zusammenhänge in der Natur.

Ziele Erkenntnisse über die Nutzung objektiver Zusammenhänge zur Schaffung technischer Gebilde.

Natürliche Systeme Gegenstandsbereich

Vom Menschen geschaffene technische Systeme.

Orientiert auf: Abbildung Ursache-Wirkung-Relation

Erkenntnismethode

Orientiert auf: Anwendung Zweck-Mittel-Relation Funktion-Konstruktion

über: Erscheinung und Objekte

Aussagen über:•Artefakte•Entstehungssysteme•Verwendungssysteme•Rückführung•Prozessabläufe

Ja-Nein Wertung Aufwand – NutzenÖkonomie – ÖkologieSozial – Ethik

Experimentieren•Vorbereiten•Durchführen•Auswerten

Tätigkeiten •Experimentieren•Konstruieren•Optimieren•Fertigen•Bewerten


Kernprobleme

Lebensbereiche

Privat, beruflich, öffentlich

Themen

HandlungsfelderArbeit und Produktion – Transport und Verkehr – Versorgung und Entsorgung

Bauen und gebaute Umwelt – Information und Kommunikation

SachebeneStrukturwissen der Technik- Systeme der Technik,

Stoff, Energie, Information

- Grundfunktionen technischer Systeme

-Gesetzmäßigkeiten der Technik

WertungsebeneBedingungen und Folgen der Technik

-technikimmanenter,

-ökologischer,

-sozio-humaner,

-ökonomischer Art

MethodenebeneDenk- und Handlungsweisen der Technik

-Darstellen, Konzipieren und Optimieren

-Herstellen und Verwenden

-Bewerten


Ich danke für Ihre

Aufmerksamkeit.


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