Mit der Weiterentwicklung des bisherigen Profilfachs Naturwissenschaft und Technik (NwT) entsteht im Rahmen von G9 neu das Profilfach Naturwissenschaft, Informatik und Technik (NIT). NIT übernimmt die Grundidee eines projektorientierten Faches und ergänzt diese um eine stärkere und explizite Einbindung informatischer Denk- und Arbeitsweisen.

Denk- und Arbeitsweisen in Naturwissenschaft und Technik

Unter Denk- und Arbeitsweisen verstehen wir Vorgehensweisen, mit denen technische und naturwissenschaftliche Fragestellungen systematisch bearbeitet werden. Wir formulieren eine Ausgangsfrage, leiten daraus ein Problem und Anforderungen ab, planen mögliche Lösungswege und überprüfen Ideen in Versuchen, Messungen oder mit Prototypen. Die gewonnenen Daten werden ausgewertet und fachlich begründet beurteilt; Ergebnisse werden transparent dokumentiert und präsentiert. Viele Arbeitsschritte erfolgen im Team – mit Absprachen, Rollenverteilung und Feedback. Auf dieser Basis entwickeln wir das Profilfach weiter in Richtung NIT und stärken Kompetenzen, die in Naturwissenschaft, Informatik und Technik wichtig sind.

Themen und Schwerpunkte nach Klassenstufe

Klasse 8

• Statische Prinzipien – Zusammenhang von Struktur und Stabilität in Natur und Technik; Belastungen werden beschrieben und physikalisch begründet und auf Konstruktionsaufgaben angewendet.
• Bewegung und Fortbewegung – Vergleich von Bewegungen in Natur und Technik (z. B. aktiv/passiv); Muskeln und Motoren als Antriebe; Kraftübertragung und grundlegende physikalische Gesetzmäßigkeiten.
• Elektronische Schaltungen – Grundlagen moderner Elektronik (Bauteile, Schaltpläne, Dimensionierung); Funktionsprinzipien ausgewählter Schaltungen; erste Schritte in Richtung Automatisierung und eigene Schaltungen zur Lösung einer Problemstellung.

Klasse 9

• Informationsaufnahme – Sinne und technische Sensoren im Vergleich: Signale erfassen, Messgrößen objektiv aufnehmen und den Nutzen von Sensorik für Technik und Alltag verstehen.
• Gewinnung und Auswertung von Daten – Messverfahren planen und durchführen; mit Messgeräten und Software umgehen; Daten auswerten, darstellen und für Erkenntnisgewinn nutzen.
• Informationsverarbeitung – Prinzipien „Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe“; Steuerung und Regelung als Grundidee technischer Prozesse; einfache algorithmische Abläufe verstehen und umsetzen.
• Produktentwicklung – Von Wunsch oder Problemstellung zum Produkt/Prototyp: Lösungen entwickeln, fertigen, testen und schrittweise optimieren.

Klasse 10

• Energie in Natur und Technik – Energiespeicher, Energieübertragung und Energienutzung in natürlichen und technischen Systemen; energetische Betrachtung, Vergleich und Analyse.
• Energieversorgungssysteme – Grundlagen nachhaltiger Energieversorgung; Möglichkeiten der Energienutzung (z. B. erneuerbare und konventionelle Systeme) sowie Kriterien zur Bewertung von Lösungen.
• Produktentwicklung – Komplexere Produkte und Systeme planen, realisieren und verbessern; funktionale Anforderungen, Dokumentation und Optimierung stehen im Mittelpunkt.
• Stoffströme – Prozesse und Kreisläufe in Natur und Technik verstehen; Teilschritte beschreiben und ihr Zusammenwirken analysieren; Teilprozesse planen und praktisch umsetzen.

Beispielprojekte an unserer Schule

Klasse 8: Mechanik & Konstruktion

• Entwicklung und Konstruktion eines Krans bzw. Getriebefahrzeugs
• Fertigung zentraler Bauteile mit einem Lasercutter (Entwurf → Fertigung → Montage → Test → Optimierung)

Klasse 9: Messen, Daten, Programmieren

• Konstruktion und Einsatz eines eigenen Fotometers (Messprinzip, Kalibrierung, Datenauswertung)
• Programmieren mit Arduino (Sensorik, Datenerfassung, grundlegende Auswertealgorithmen)

Klasse 10: Energie & Produktentwicklung

• Entwicklung, Konstruktion und Fertigung einer Windkraftanlage (WKA)
• CAD-gestützte Konstruktion sowie Prototyping und Funktionsbauteile im 3D-Druck

Ziel: Iterative Produktentwicklung im Team

Wir versuchen, in allen Jahrgängen in einem iterativen Entwicklungszyklus zu arbeiten: Anforderungen klären, Lösungen entwerfen, Prototypen bauen, erproben, verbessern und nachvollziehbar dokumentieren. Als roter Faden dient dabei die VDI 2222 als Vorgehensmodell der Produktentwicklung; je nach Projekt ergänzen wir dies durch agile Arbeitsformen wie SCRUM oder KANBAN mit kurzen Arbeitsphasen und regelmäßigen Reviews.

Ausstattung und Werkzeuge

Für die praktische Umsetzung verbinden wir digitale Konstruktion mit moderner Fertigung. So können Ideen schnell als Prototyp umgesetzt, geprüft und anschließend gezielt verbessert werden – vom ersten Entwurf bis zum funktionsfähigen Modell.