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Lesson plan
Mechanical Engineering

University, School

BBS III Northeim

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4. Beispiele von Segregation 4.1. Segregation in Österreich Österreich ist ein Zuwanderungslan­d. Das Bedeutet dass die Anzahl der Immigranten, die der Emigranten übersteigt und die österreichische Bevölkerung wächst (vgl. Tab.1). “Am 1.1.2005 hatten 788.609 ausländische Staatsangehörig­e ihren Hauptwohnsitz in Österreich. Das entspricht 9,6% der Gesamtbevölkeru­ng und ist um 23.306 Personen mehr als am 1.1.2004“ (STATISTIK AUSTRIA 2005). Sprachliche, kulturelle, religiöse oder ökonomische Unterschiede…
Schnelligkeitsf­äh­igkeiten bei komplexen sportlichen Leistungen - Konzeptionelle Herleitung und praktische Übungsformen Inhalt 1. Phänomenologisc­he Sichtweise. 2 1.1. Strukturierung der Schnelligkeit 3 2. Dimensionsanaly­tis­che Betrachtungswei­se. 4 2.1. Reaktionsfähigk­ei­t 4 2.2. Beschleunigungs­fä­higkeit 5 2.3. Schnelligkeitsf­äh­igkeit 6 3. Erkenntnistheor­eti­scher Teil (neuromuskuläre und psychisch kognitive Betrachtungswei­se) 7 3.1. Muskelfaservert­eil­ung. 8 3.2. Zunahme…
Ebenes statisches allgemeines Kräftesystem: Herleitung einer Verfahrensanweisung
  1. Analyse des Bedingungsfeldes

Klassensituation

Die geplante Unterrichtsstunde findet in der Klasse XXX statt. Hierbei handelt es sich um eine zusammengesetzte Unterstufenklasse des 2-jährigen Fachschulbildungsganges Mechatronik, welche in der Vollzeitschulform angeboten werden. Der Altersdurchschnitt der Klasse beträgt 28 Jahre, wobei sich die Klasse aus einer weiblichen Studierenden und 15 männlichen Studierenden zusammensetzt.

Fachkompetenz

Die Studierenden haben vor Ihrem Schulantritt verschiedenste Ausbildungsberufe aus der Metalltechnik erlernt. Bezüglich der schulischen Vorbildung kann festgehalten werden, dass der Großteil der Studierenden (insgesamt 13) den Sekundarabschuss I ‑ Realschulabschluss hat, wovon drei Studierende den erweiterten Sekundarabschuss I ‑ Realschulabschluss erlangt haben.

Lediglich drei Studierende haben im Rahmen ihrer Schulbildung die Fachhochschulreife erlangt.

Im Zuge des vorangegangenen Unterrichts konnte ich in Erfahrung bringen, dass die Vorbildung der SuS im Fach Mechanik größtenteils homogen ist. Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass die aktuell behandelten Unterrichtsinhalte im Fach Mechanik nicht Bestandteil des Lehrplans berufsbildende Schule ist. Aus diesem Grund kann ich für die geplante Stunde davon ausgehen, dass die SuS lediglich Basis-Vorwissen mitbringen.

Das Thema ebene mechanische Systeme mit 3 Auflagerreaktionen ist für die Klasse neu. Die SuS beherrschen es inzwischen ausgewählte Bauteile freizumachen und die unbekannten Stützkräfte mit richtiger Richtung anzunehmen. Auch das Aufstellen der ersten zwei Gleichgewichtsbedingungen (Kräftegleichgewicht) ist den SuS bereits aus dem vorangegangenen Unterricht bekannt.

Bislang wurden die SuS jedoch nicht mit Problemstellungen konfrontiert, bei denen zur rechnerischen Bestimmung der unbekannten Lagerreaktionen das Momentengleichgewicht aufgestellt werden muss.

Die SuS unterscheiden sich in der mathematischen Fachkompetenz „Äquivalenzumformung“, weswegen zu erwarten ist, dass Studierende mit höherer mathematischer Fachkompetenz besser und schneller zurechtkommen werden als die übrigen SuS (Ich bin auch der Mathematiklehrer dieser Klasse). Die Studierenden x und y . weisen in diesem Zusammenhang starke Defizite auf.

Bei ihnen kann ich davon ausgehen, dass sie Schwierigkeiten sowohl mit der Materie als auch mit der mathematischen Behandlung der Aufgabenstellung Probleme haben werden. Herr xxx zeichnet sich zusätzlich durch eine sehr geringe Lern- bzw. Leistungsbereitschaft aus. Die Studierenden xde und ede bilden aus meiner Sicht sowohl in Bezug auf die Leistungsbereitschaft als auch auf die Leistungsfähigkeit die „Spee.....[read full text]

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  1. Legitimation und Beschreibung der Makrosequenz

Die geplante Unterrichtsstunde lässt sich der Makrosequenz „Grundaufgaben der Statik im allgemeinen ebenen Kräftesystem“ zuordnen. Maßgebend für die didaktische Jahresplanung im Fach Mechanik an der ddddd ist der schulinterne Lehrplan, der u. a. auf der „Curriculare Konzeption für das Unterrichtsfach der zweijährigen Fachschulen gewerblich-technischer Fachrichtungen, Fachrichtung: Maschinentechnik“ aufbaut.

Die Makrosequenz „Grundaufgaben der Statik im allgemeinen ebenen Kräftesystem“ gliedert sich wie folgt:


Makrosequenz: Grundaufgaben der Statik im allgemeinen ebenen Kräftesystem

Dauer: 7 Doppelstunden (14 Unterrichtsstunden)

Datum

Inhalt

Phase

Sozialform/
Medieneinsatz

17.12.2015

Rechnerische Ermittlung von Resultierenden und deren Wirkabstand in allgemeinen ebenen Kräftesystemen (Momentensatz)

  • Einführung und Problematisierung

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Lehrervortrag

Einzelarbeit

Partnerarbeit

Doku-Kamera

Aufgabensammlung

07.01.2016

Rechnerische Ermittlung von Resultierenden und deren Wirkabstand in allgemeinen ebenen Kräftesystemen (Momentensatz)

  • Wiederholung und Übungsaufgaben zur rechn. Bestimmung von Fres & l0

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LV, EA, PA

DK, AS

11.02.2016

Wiederholung / Übung zum Freimachen von Bauteilen und Aufstellen der Kräftegleichgewichte

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LV, EA, PA

DK, AS

18.02.2016

(2x45min)

Rechnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im allgemeinen ebenen Kräftesystem.

  • Rechnerische Gleichgewichtsbedingung

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LV, EA, PA/GA


DK, LB, AB

03.03.2016

(2x45min)

Rechnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im allgemeinen ebenen Kräftesystem.

  • Wiederholung und Übungs-aufgaben zur Stützkraft-berechnung

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LV, EA, PA


DK, LB

10.03.2016

(2x45min)

Zeichnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im allgemeinen ebenen Kräftesystem.

  • Zeichnerische Gleichgewichtsbedingung

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LV, GA


DK, LB

17.03.2016

(2x45min)

Zeichnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im allgemeinen ebenen Kräftesystem.

  • Wiederholung und Übungs-aufgaben zur Stützkraft-berechnung

Informieren

Planen

Ausführen

Bewerten

LV, GA


DK, LB, AB

Legende: LV: Lehrervortrag, EA: Einzelarbeit; PA: Partnerarbeit; GA: Gruppenarbeit; DK: Dokumentenkamera; AB: Arbeitsblatt; LB: Lehrbuch; AG: Aufgabensammlung


  1. Bedeutung der Unterrichtsstunde für die Makrosequenz

Die geplante Unterrichtsstunde bildet einen Teil der Makrosequenz „Grundaufgaben der Statik im allgemeinen ebenen Kräftesystem“. Sie bildet die Grundlage für alle folgenden Unterrichtseinheiten in denen unbekannte Kräfte mithilfe aller drei Gleichgewichtsbedingungen bestimmt werden. Wichtiger Bestandteil dieser Unterrichtsstunde ist der vollständige Ablauf angefangen beim Freimachen des zu untersuchenden Bauteils, über die Aufstellung der Gleichgewichtsbedingungen bis hin zur rechnerischen Bestimmung der unbekannten Lagerreaktionen.


  1. Sachanalyse

Technikern begegnen im Berufsleben einer Reihe von Herausforderungen, in denen Bauteile gegen Ermüdungsversagen oder auch Bruch ausgelegt werden müssen. Hierzu werden zumeist kommerzielle computergestützte Konstruktionsprogramme (CAD/CAE) herangezogen. Mithilfe dieser ist es möglich im Vorfeld eine Aussage über die Belastungs- und Beanspruchungssituation ei.....

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Da die rechnerische Bestimmung der Lagerreaktionen im Vordergrund steht, habe ich mich dazu entschieden alle Bauteile als starr anzunehmen und wirkende Belastungen als Punktplasten zu vereinfachen. Hinzu kommt noch die Vereinfachung, dass lediglich die Schwerkraft des Personenkorbs und des Tragarms berücksichtigt werden. Die Vernachlässigung der Schwerkraftanteile der restlichen Bauteile stellt zwar eine unrealistische Annahme dar, ist im Hinblick auf die zu erreichenden fachlichen Lernziele von untergeordneter Bedeutung.

Im Rahmen einer Unterrichtseinheit in der Festigkeitslehre wäre diese didaktische Reduktion nicht zulässig.


  1. Begründete methodische Entscheidungen

Als Einstieg in die geplante Unterrichtsstunde wähle ich die Aufgabe Nr. 86 aus der eingeführten Aufgabensammlung [2]. Nachdem ich zusammen mit der Klasse auf das Problem stoße, das Gleichungssystem in seiner derzeitigen Form nicht lösen zu können, führe ich eine weitere Gleichgewichtsbedingung ein (das Momentengleichgewicht).

Die SuS bearbeiten die Arbeitsaufträge (Hubarbeitsbühne) in der Sozialform Gruppenarbeit, welche im beruflichen Alltag eine gängige Konstellation ist.

Jede der drei Gruppen enthält dieselben Informationen über die Hubarbeitsbühne. Jedoch enthalten die ausgeteilten Arbeitsblätter die Analyse von unterschiedlichen Bauteilen der Hubarbeitsbühne. Die Aufgaben sollten mit dem neu in der Unterrichtsstunde erlernten selbstständig durch die SuS in der Bearbeitungsphase zu bewältigen sein.

Für die Bearbeitungsphase habe ich im Vorfeld leistungsinhomogene Gruppen gebildet, welche an vorher gebildeten Gruppentischen gemeinsam die Aufgabenstellung bearbeiten. Bei der Gruppenzusammenstellung habe ich u. a. darauf geachtet, dass sich die in Kapitel 1 erwähnten leistungsschwachen Studierenden in derselben Gruppe mit den le.....

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FK2: können die dritte Gleichgewichtsbedingung aufstellen, in dem Sie die Summe aller Momente um den gewählten Drehpunkt bilden.

FK3: können rechnerisch mithilfe der Gleichgewichtsbedingungen unbekannte Kräfte ermitteln, in dem sie das aufgestellte Gleichungssystem nach den gesuchten Größen umstellen.


Lernziele zur Entwicklung der Methodenkompetenz der SuS:


Die SuS…

MK1: verbessern ihre Fähigkeit, vor einem bekannten Publikum frei zu sprechen und ihre Berechnungsergebnisse vorstellen.

MK2: bauen ihre Fähigkeit aus, Berechnungsergebnisse strukturiert und nachvollziehbar aufzubereiten.


Lernziele zur Entwicklung der Sozialkompetenz

Die SuS

SK1: bauen ihre Teamfähigkeit aus, indem sie innerhalb einer leistungsinhomogenen Gruppe lernen, Aufgaben im Team zu verteilen und schließlich die Teilergebnisse als ein Gesamtergebnis vorstellen.

SK2: verbessern ihre Kommunikationsfähigkeit, indem sie lernen Feedback zu den Präsentationen zu geben und auch damit umzugehen





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