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  • Sensorgesteuerte Bewässerung

    • Kurzbeschreibung

      Die Schüler*innen arbeiten sich gemeinsam in die Funktionsweise und technischen Grundlagen einer sensorgesteuerten Bewässerungsanlage ein. Schritt für Schritt entwickeln sie anschließend ihre eigene Bewässerungsanlage, beispielsweise für den Schulgarten, und beschäftigen sich dabei mit Konstruktionsplänen, 3D-Druckerzeugnissen bis hin zur Verkabelung, Kalibrierung und Einrichtung von Feuchtigkeitssensoren. Am Ende des Moduls wird die fertige Anlage im Garten installiert und dient als Basis für zahlreiche (Langzeit-)Experimente mit Pflanzen, Keimen und kleinen Lebewesen, ebenso wie für Gespräche und Diskussionen rund um das Element Wasser und unsere Umwelt.

      Hinweis: Vorkenntnisse zur Programmierumgebung Arduino DIE (arduino.cc) und dem Lesen von Plänen sind vorteilhaft.


    • Bildungsplanbezug

      Hinweis: Dieses Modul wird für die Klassen 7- 10 empfohlen.


      3.1.1 Denk- und Arbeitsweisen der Naturwissenschaften und der Technik

      (siehe S.11 ff.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • wichtige Arbeitsgeräte sicher nutzen und deren bestimmungsgemäßen Einsatz beschreiben (u.a. Gasbrenner, Thermometer, Lupe oder Stereolupe, Werkzeuge)
      • an Naturphänomenen Beobachtungen sammeln, zielgerichtet zuordnen und auswerten sowie an geeigneten Beispielen beschreiben, wie man dabei vorgeht (z.B. [...] Wachstum)
      • Experimente planen und durchführen, Messwerte erfassen und Ergebnisse protokollieren sowie beschreiben, wie man dabei vorgeht (Tabellen, Diagramme und Skizzen)
      • Wachstum und Entwicklung von Lebewesen beobachten und beschreiben (z.B. Keimung von Samen)
      • zu einer vorher festgelegten Problemstellung ein technisches Produkt herstellen und die Herstellungsschritte erläutern (Planung, technische Skizze, Materialliste)
      • ein selbst hergestelltes technisches Produkt bewerten und den Herstellungsprozess beschreiben (Funktionalität, Fertigungsqualität, Ästhetik, Ansätze zur Optimierung)

       
      3.1.3 Wasser – ein lebenswichtiger Stoff 

      (siehe S.16 ff.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • die Bedeutung des Wassers für alle Lebewesen beschreiben (u.a. Wasser als Lösungsmittel)

       
      3.1.8 Pflanzen

      (siehe S.28 f.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • Keimungsexperimente planen, durchführen und auswerten

      3.1.10 Ein Produkt entsteht

      (siehe S.31 f.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • einen Arbeitsablaufplan nutzen
      • ein Werkstück hinsichtlich ausgewählter Kriterien bewerten


      Quelle: 

      Baden-Württemberg, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport: Bildungsplan 2016: Biologie, Naturphänomene und Technik, URL: https://www.bildungsplaene-bw.de/site/bildungsplan/get/documents/lsbw/export-pdf/depot-pdf/ALLG/BP2016BW_ALLG_SEK1_BNT.pdf, abgerufen am: 05.03.2023



      3.1.2 Algorithmen

      (siehe S.19 f.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • einfache Algorithmen in einer geeigneten (z.B. visuellen) Programmierumgebung implementieren und dabei Variablen und algorithmische Grundbausteine zielorientiert anwenden
      • Codeabschnitte schrittweise untersuchen

       

      Quelle: 

      Baden-Württemberg, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport: Bildungsplan 2016: Aufbaukurs Informatik, URL: https://www.bildungsplaene-bw.de/site/bildungsplan/get/documents/lsbw/export-pdf/depot-pdf/ALLG/BP2016BW_ALLG_SEK1_INF7.pdf, abgerufen am: 05.03.2023



      3.2.3 Stoffe und Produkte

      (siehe S.20 ff.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • für die Herstellung eines Produkts aus einer normorientierten Darstellung einen Arbeitsplan erstellen (z.B. Windkraftanlage)
      • mit Werkzeugen und Maschinen ein Produkt fertigen (Verfahren zum Trennen, Fügen, Umformen, z.B. computergestützte Fertigung)
      • Funktion und Eigenschaften eines Produkts beschreiben

       
      3.2.4 Informationsaufnahme und -verarbeitung

      (siehe S.25 ff.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • die Verwendungsmöglichkeiten von Sensoren beschreiben (z.B. Blutdruckmessgerät, Hygrometer, Anemometer)
      • Algorithmen für zeit- und sensorgesteuerte Prozesse in einer Programmiersprache darstellen und damit Steuerungsabläufe realisieren (z.B. Ampelsteuerung, Robotik)


      Quelle: 

      Baden-Württemberg, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport: Bildungsplan 2016: Naturwissenschaft und Technik, URL: https://www.bildungsplaene-bw.de/site/bildungsplan/get/documents/lsbw/export-pdf/depot-pdf/ALLG/BP2016BW_ALLG_SEK1_NWTPROFIL.pdf, abgerufen am: 05.03.2023



      3.2.1 Werkstoffe und Produkte

      (siehe S.14 ff.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • technische Zeichnungen als Planungsmittel nutzen (Skizze, Fertigungszeichnung, Dreitafelprojektion und eine Parallelprojektion)
      • technische Zeichnungen computerunterstützt erstellen (CAD)
      • einfache Modelle als Planungshilfe nutzen
      • einfache Stücklisten und Arbeitspläne nutzen
      • die Werkstoffe Holz, Kunststoff und Metall fachgerecht bearbeiten
      • anhand von Planungsunterlagen einen einfachen technischen Gegenstand in einer Fertigungsaufgabe mit Unterstützung realisieren und beurteilen
      • in einer Konstruktionsaufgabe, ausgehend von einer konkreten Problemstellung, einen technischen Gegenstand mit Unterstützung ressourcenschonend planen, entwickeln, fertigen, beurteilen und optimieren
      • computerunterstützt Produkte fertigen (CAD, CAM)
      • einfache Steuerungen mit Sensoren und Aktoren realisieren (z.B. Hell- und Dunkelschaltung, Alarmanlage)

       
      3.2.3 Mensch und Technik

      (siehe S.23 ff.)

      Die Schülerinnen und Schüler können…

      • die einzelnen Arbeitsschritte des Fertigungsprozesses eines Produkts beschreiben
      • ein Produkt arbeitsteilig fertigen


      Quelle: 

      Baden-Württemberg, Ministerium für Kultus, Jugend und Sport: Bildungsplan 2016: Technik (Wahlpflichtfach), URL: https://www.bildungsplaene-bw.de/site/bildungsplan/get/documents/lsbw/export-pdf/depot-pdf/ALLG/BP2016BW_ALLG_SEK1_T.pdf, abgerufen am: 05.03.2023