Technik · Klasse 7

Ideen für aktives Lernen

Grundlagen der Steuerungstechnik

Steuern und Regeln sind die Grundlagen der Automatisierung. In dieser Einheit lernen Schüler den entscheidenden Unterschied: Während beim Steuern ein Befehl ohne Rückmeldung ausgeführt wird (z.B. Lichtschalter), gibt es beim Regeln einen geschlossenen Wirkungskreislauf mit Rückführung (z.B. Heizungsthermostat). Dieses Verständnis ist essenziell für die moderne Technikwelt, von der Kaffeemaschine bis zum autonomen Fahren.

• KMK Bildungsstandards
• Bildungsplan Technik Kl. 7: 3.5.2 Steuerungs- und Regelungstechnik
• KMK-Rahmenvorgabe: Automatisierung

• 20–60 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 3 Aktivitäten

Aktivität 01

• Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen)
• 20 Min. · Partnerarbeit

Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen): Steuern oder Regeln?

Schüler erhalten eine Liste von Geräten (Toaster, Tempomat, Wasserkocher, Ampel). Sie entscheiden einzeln, ob es sich um Steuern oder Regeln handelt, begründen dies ihrem Partner und lösen es im Plenum auf.

Was ist der Unterschied zwischen Steuern und Regeln?

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbstwahrnehmung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 02

• Forschungskreis
• 30 Min. · Partnerarbeit

Forschungskreis: Der menschliche Regelkreis

Ein Schüler versucht mit geschlossenen Augen, einen Becher mit Wasser zu füllen, während ein anderer Anweisungen gibt. Danach wird der Versuch mit offenen Augen wiederholt, um den 'Sensor Auge' und die Rückkopplung zu visualisieren.

Wie funktioniert ein Heizungsthermostat?

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Selbststeuerung
• Selbstwahrnehmung

Aktivität 03

• Lernen an Stationen
• 60 Min. · Kleingruppen

Lernen an Stationen: Logik-Schaltungen

An Stationen bauen Schüler einfache elektrische Schaltungen mit Reihen- und Parallelschaltung (UND/ODER-Logik). Sie dokumentieren, unter welchen Bedingungen die Lampe leuchtet (z.B. Alarmanlage mit zwei Schaltern).

Wie baut man einen einfachen elektrischen Stromkreis?

• Erinnern
• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

---

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Steuern und Regeln ist dasselbe.

  Beim Steuern fehlt die Kontrolle des Ergebnisses. Durch das Beispiel einer Zeitschaltuhr (Steuern) im Vergleich zu einem Thermostat (Regeln) lernen Schüler, dass nur die Regelung auf Störungen (z.B. offenes Fenster) reagieren kann.

• Ein Sensor ist immer ein kompliziertes elektronisches Bauteil.

  Ein Sensor ist lediglich ein Messglied. Ein einfacher Schwimmer im Spülkasten oder ein Bimetallstreifen im Bügeleisen sind mechanische Sensoren, die Schülern zeigen, dass das Prinzip der Rückkopplung nicht nur digital existiert.

---

In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen)
• Forschungskreis
• Lernen an Stationen