Gesetzliche Vorgaben & Rahmenbedingungen

Grundsätzlich orientieren sich die Aufgaben an die geltenden Lehrplanbestimmungen, wobei der Grundsatz des fächerverbindenden, themenorientierten Arbeitens betont wird. An der Schnittstelle zwischen Grundschule und Sekundarstufe1 werden vor allem die Kenntnisse aus den Bereichen Sachunterricht und Mathematik anhand entsprechender Aufgabenstellung betrachtet. Es geht nicht um bloßes Begriffswissen reine Rechenfertigkeit, sondern um Lösungskompetenz schülerorientierter Aufgabenstellungen.

a) Bereich: Grundschule

Gerade im Bereich der Grundschule (hier im Besonderen im Abschnitt Erfahrungs- und Lernbereich Technik für die Grundstufe II – 3. und  4. Schulstufe) findet man:

Technische Gegebenheiten in der Umwelt des Kindes:

3. Schulstufe

Am Beispiel aus der Umwelt eine aus mehreren Teilen zusammengesetzte technische Einrichtung kennen lernen (z. B.: Wasserversorgung, Wasserentsorgung, Heizanlage); wesentliche Teile und deren Funktion erkennen (z. B. Wasserbehälter, Wasserleitung, Abwasserkanal)

4. Schulstufe

Weitere Kenntnisse über technische Gegebenheiten in der Umwelt des Kindes erwerben:
Im Zusammenhang mit Werkerziehung und Verkehrserziehung an konkreten Beispielen die Funktionen von Werkzeugen, Geräten und einfachen Maschinen kennen, erproben und verstehen (z. B.: Fahrrad, Technikspielzeug). Einen umfassenden Zusammenhang im Bereich der technischen Einrichtungen kennen lernen (z. B.: Anlagen zur Stromerzeugung)

Spezifische Arbeitsweisen erweitern:

3. Schulstufe

Zur Gewinnung und Vertiefung von Kenntnissen über den elektrischen Strom (Stromkreis, Leiter, Isolator) nur im Kleinspannungsbereich experimentieren

4. Schulstufe

Experimente und einfache Versuchsreihen durchführen (mischen, verdampfen, filtrieren)

Kräfte und Wirkungen:

3. Schulstufe

Weitere Kenntnisse über Kräfte und ihre Wirkungen erwerben.
Einige Auswirkungen von Wärme kennen lernen.

• Wärmeausbreitung in unterschiedlichen Stoffen (deren Nutzung gezeigt an Beispielen wie Topfgriffe, Kühltasche, Heizkörpergröße)
• Ausdehnung von Stoffen (gezeigt am Beispiel des Thermometers)

4. Schulstufe

Weitere Kenntnisse über Kräfte und ihre Wirkungen erwerben:
Die Wirkungsweise verschiedener Kräfte kennen.

• Gewicht als Kraft (Verformung durch Belasten)
• Auftrieb (Schwimmen, Sinken)

Spezifische Arbeitsweisen erlernen und anwenden:
Experimente durchführen
Vergleichen und Messen von Kräften (z.B.: Tauziehen; Federwaage)

Stoffe und ihre Veränderungen:

3. Schulstufe

Kenntnisse über Stoffe und ihre Veränderungen erweitern:

• Die Erscheinungsformen verschiedener Stoffe kennen und benennen (fest, flüssig gasförmig)
• Die Bedingungen für die Zustandsänderungen des Wassers kennen lernen (Erhitzen, Abkühlen)
• Wasserlösliche und nichtwasserlösliche Stoffe (z. B.: Öl, Sand, Erde) unterscheiden

4. Schulstufe

Weitere Kenntnisse über Stoffe und ihre Veränderungen erwerben

• Umweltbelastende Stoffe (z.B. Abgase, Kunststoffe, Waschmittel) und Verfahrensweisen zu deren Beseitigung kennen.

Im Bereich der didaktischen Grundsätze für den Bereich TECHNIK wird auf die Tatsache verwiesen, dass das Interesse des Grundschulkindes sehr stark auf technische, physikalische und chemische Sachverhalte seiner Umwelt ausgerichtet ist.  Als wesentliche Komponente in der Unterrichtsplanung wird auf den Aufbau und die Nutzung von Querverbindungen zu Lerninhalten anderer Bereiche des Sachunterrichts und vor allem der Werkerziehung verwiesen.

b) Bereich: Sekundarstufe

 Im Bereich der AHS-Untersufe und der Hauptschule, die ja im Allgemeinen wortidente Lehrpläne aufweist (in Mathematik gilt dies für die 1. Leistungsgruppe) seien in diesem Zusammenhang auf Hinweise für den naturwissenschaftlichen Bereich einige Stellen aus den Fachlehrplänen für Mathematik, Physik und Chemie aufgelistet. Genauere Hinweise findet man im  Lehrerbereich des "Wohnzimmers".

Physik:

2. und 3. Klasse

Unser Leben im "Wärmebad"

Ausgehend von Alltagserfahrungen sollen die Schülerinnen und Schüler ein immer tiefergehendes Verständnis der thermischen Vorgänge in der belebten und unbelebten Welt gewinnen.

• Die Alltagsbegriffe "Wärme" und "Kälte" als Bewegungsenergie der Aufbauteilchen der Körper sowie den Unterschied zwischen "Wärme" und Temperatur verstehen.
• Modellartig verschiedene Formen des Wärmetransportes und wichtige Folgerungen erklären können; Wärmeleitung, Wärmeströmung, Wärmestrahlung;

Elektrische Phänomene sind allgegenwärtig

Ausgehend von Alltagserfahrungen sollen die Schülerinnen und Schüler immer intensiver mit grundlegenden elektrischen Vorgängen im technischen Alltag und in Naturvorgängen vertraut gemacht werden

• verschiedene Spannungsquellen als Energieumformer und einfache Stromkreise verstehen; Gleichstrom und Wechselstrom, Stromstärke, Spannung, Widerstand
• elektrische Erscheinungen in Technik und Natur erklären können;

Elektrotechnik macht vieles möglich:

Ausgehend von Alltagserfahrungen sollen die Schülerinnen und Schüler soll ein grundlegendes Verstehen von Aufbau und Wirkungsweise wichtiger elektrischer Geräte erreicht und die Wichtigkeit von Schutz- und Sparmaßnahmen erkannt werden.

• Enegrieumformung, Arbeitsverrichtung und Wirkungsgrad wichtiger Elektrogeräte verstehen;
• Einsicht in die ökologische Bedeutung von Energiesparmaßnahmen gewinnen und ökologische Handlungskompetenzen aufbauen.

 4. Klasse

Elektrizität bestimmt unser Leben:
Ausgehend von Alltagserfahrungen sollen die Schülerinnen und Schüler ein immer tiefergehendes Verständnis von technischer Erzeugung und Konsum von Elektroenergie gewinnen.

• Einsicht in den Zusammenhang zwischen elektrischer und magnetischer Energie gewinnen; Permanentmagnet und Elektromagnet; elektromagnetische Induktion;
• Einsichten in Funktionsprinzipien technischer Geräte aus dem Interessensbereich der Schülerinnen und Schüler gewinnen (Elektromotor)

Die Welt des Sichtbaren:
Ausgehend von Alltagserfahrungen sollen die Schülerinnen und Schüler grundlegendes Verständnis über Entstehung und Ausbreitung des Lichtes erwerben und anwenden können.

• grundlegendes Verständnis über Entstehung und Ausbreitung des Lichtes erwerben und anwenden können.
• Funktionsprinzipen optischer Geräte und deren Grenzen bei der Bilderzeugung verstehen und Einblick in die kulturhistorische Bedeutung gewinnen (ebner und gekrümmter Spiegel, Brechung und Totalreflexion, Fernrohr und Mikroskop)

Chemie:

 4. Klasse

Im Lehrplan für Chemie wird für den Bildungsbereich Natur und Technik die Gültigkeit materieller Aufbauprinzipien für sämtliche Bereiche der Natur  angeführt und die auf die technischen Errungenschaften der Gesellschaft unter Berücksichtigung der Widerspiegelung innerer Aufbauprinzipien in äußeren Eigenschaften verwiesen.

 Auch hier seine ein paar Lehrstoffangaben angeführt, die auf die Vernetzung der einzelnen Gegenstände verweisen:

Einteilung und Eigenschaften von Stoffen

Kennenlernen von Trennverfahren und deren Anwendung

Aufbauprinzipien der Materie:

Erkennen der chemischen Bindungen als Ursache für die Vielfalt der Stoffe.

Rohstoffquellen und ihre verantwortungsvolle Nutzung

• Erkennen von Luft, Wasser und Boden als Rohstoffquelle einerseits und schützenswerte Lebensgrundlage andererseits
• Energiequellen und Energieversorgung, Verkehr und neue Technologien
• Wissen um die Bedeutung, Gewinnung und Verarbeitung wichtiger fossiler Rohstoffe

Biochemie und Gesundheitserziehung:

• Verständnis erlangen für die Zusammensetzung und Anwendung hygienerelevanter Stoffe.
• Altersgemäße Schulung der Einschätzung von Stoffen in Hinblick auf deren Gefährlichkeit und Erlernen des verantwortungsvollen und sicheren Umgangs mit (Haushalts-)Chemikalien.

Mathematik:

Im Lehrplan für Mathematik für die Sekundarstufe verweist ein Satz darauf, dass die Ziele und Aufgaben in diesem Gegenstand in ihrer Gesamtheit zum Bildungsbereich Natur und Technik beitragen.

Trotzdem seien hier einige deutlichere Hinweise wiedergegeben:

Dezidiert spricht der Lehrplan davon, dass die Vernetzung der Inhalte durch geeignete Aufgabenstellungen anzustreben ist und Querverbindungen sowohl zu anderen Unterrichtsgegenständen sowie zur Lebenswelt der SchülerInnen herzustellen sind.

Im Bereich des Lehrstoffs lassen sich freilich ebenfalls viele mögliche Vernetzungen zu den oben geschilderten Lernzielen anderer Gegenstände erkennen, auch hier sollen einige exemplarisch herausgestrichen werden:

 3. Klasse:

Zahlen in Sachsituationen, unter Verwendung von Zehnerpotenzen darstellen können

• Formeln umformen und durch Rechenregeln begründen können
• Lineare Wachstums- und Abnahmeprozesse mit verschiedenen Annahmen unter Zuhilfenahme von elektronischen Rechenhilfsmitteln untersuchen können
• Funktionale Abhängigkeiten erkennen, formelmäßig und graphisch darstellen können

4. Klasse:

• Durch das Arbeiten mit funktionalen Abhängigkeiten einen intuitiven Funktionsbegriff erarbeiten.
• Formeln für Berechnung von Umfang und Flächeninhalt des Kreises wissen und anwenden können
• Untersuchen und Darstellen von Datenmengen unter Verwendung statistischer Kennzahlen (z.B. Mittelwert, Median, relative Häufigkeit, Streudiagramm)

c) Bereich: Berufsbildende mittlere/höhere Schulen

Für diesen Bereich lassen sich nur schwer allgemeingültige Inhalte festlegen.Allein die Zahl an autonomen Lehrplänen für die diversen berufsbildenden mittleren und höheren Schulen übersteigt die Möglichkeit, hier allgemeingültige Ziele herauszulesen. Daher sollen hier aus den einheitlichen Lehrplänen für die Vorbereitungslehrgänge zu den Fachbereichen der Berufsreifeprüfung die Ziele jener Lernbereiche dargestellt werden, die zu den neturwissenschsafrtlichen Bereichen des Projekts passen:

Aus der Bereich der allgemeinen  Chemie:

Atommodelle, Periodizität von Eigenschaften

Aus der Bereich der anorganischen Chemie:

Wirtschaftlich und technologisch bedeutende Metalle, Nichtmetalle und Halbleiterelemente der Haupt- und Nebengruppe  – Eigenschaften, Herstellung und Nutzung – Umweltaspekte

Aus dem Bereich der organsichen Chemie:

Energieumsatz und Energiespeicherung

            Atmungskette, Photosynthese

Reaktionstypen und Reaktionsmechanismen

            Addition, Eliminierung, Substitution, Umlagerung

Gerade hier sind die Ziele sicherlich auf einem weit höheren Abstraktionsniveau und daher ist er in diesem Fall sinnvoll, die Lehrstoffverteilung einer 1. Klasse der HTL anzuführen, um die Voraussetzungen für einen erfolgreichen Einstieg in diese Sparte berufsbildender mittlerer und hörere Schulen klarzulegen.