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Das Profil Mechatronik

Worum geht es im Fach Mechatronik?
Das Profil Mechatronik umfasst die Gebiete Metalltechnik und Elektrotechnik, deren Inhalte zu gleichen Teilen berücksichtigt sind.
Praktische Übungen der Schüler/-innen im Labor ergänzen den Theorieunterricht, der im Umfang von 3-5 Stunden erteilt wird.
Ziel ist, die Schüler/-innen an die systematische Denk- und Arbeitsweise des Ingenieurs heranzuführen.

Was erwarten wir von unseren Schüler/-innen?
Grundsätzlich sind keine Vorkenntnisse in den Bereichen Metalltechnik oder Elektrotechnik erforderlich.
Interesse an Technik und die Bereitschaft, sich mit komplexen Sachverhalten und Problemstellungen auseinander zu setzen,
dürfen jedoch als Grundlage einer erfolgreichen Laufbahn am Technischen Gymnasium gelten.

Welche besondere Qualifikation vermittelt die Ausbildung am TG?
Die im Fach Mechatronik vermittelten Kenntnisse und Fertigkeiten erleichtern den Einstieg in die Ausbildung zu technischen Berufen.
Im Besonderen wird ein TG-Absolvent während der ersten Semester eines Ingenieurstudiums von seinem Vorsprung in Fachkenntnis und Methodik profitieren.

 

Wie ist das Fach Mechatronik strukturiert?

Das Unterrichtsfach Mechatronik umfasst die Gebiete Metalltechnik und Elektrotechnik, deren Inhalte zu gleichen Teilen berücksichtigt sind. Praktische Übungen der Schüler im Labor ergänzen den Theorieunterricht, der im Umfang von 3 – 5 Wochenstunden erteilt wird. Ziel ist, die Schüler an die systematische Denk- und Arbeitsweise des Ingenieurs heranzuführen.

Welcher Lehrstoff wird im Fach Mechatronik vermittelt?

Im Rahmen der Metalltechnik – dieser am TG eingeführte Begriff steht für ein weites Arbeitsfeld innerhalb des Maschinenbaus – befassen sich die Schüler zunächst eingehend mit der Technischen Kommunikation ("Maschinentechnisches Zeichnen"). Unterschiedliche Fertigungsverfahren werden verglichen und bewertet, Werkstoffe nach ihren Eigenschaften unterschieden und mit charakteristischen Kennwerten oder Diagrammen vorgestellt; schließlich vermittelt der Unterricht die Grundlagen der Werkstoffprüfung. Parallel dazu bearbeiten die Schüler im Begleitfach "Angewandte Technik" eine praxisgerechte CNC-Fertigungsaufgabe.

Mit Kenntnis der Wechselwirkung von statischer Belastung, Werkstoffkennwerten und Abmessungen gelingt in der Festigkeitslehre die Berechnung einfacher Maschinenelemente. Vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungen kommt der Energietechnik besondere Bedeutung zu: Hier erarbeiten die Schüler Theorie und konstruktive Gestaltung klassischer Wärmekraftmaschinen wie Dampfturbine oder Dieselmotor. Die Beschäftigung mit innovativen Konzepten, etwa dem technischen Einsatz des Stirlingmotors, vertieft das Bewusstsein für Umweltrelevanz und Nachhaltigkeit energietechnischer Prozesse.

Informationen werden heute in erheblichem Umfang digital erfasst, übertragen und gespeichert. Folgerichtig ist daher im Bereich Elektrotechnik mit der Digitaltechnik ein besonderer Schwerpunkt gesetzt. Die Schüler eignen sich Kenntnisse an, die sie bei der Realisierung elektronischer Schaltungen im Labor anwenden und vertiefen. Mit logischen Verknüpfungen, den zugehörigen Berechnungs- und Entwurfsverfahren, digitalen Schaltwerken sowie einfachen Grundschaltungen der Halbleitertechnik erarbeiten die Schüler etwa eine Addierschaltung oder die Steuerung einer Verkehrsampel.

Die Grundlagen der Wechselstromtechnik sind für Nachrichten- und Energietechnik gleichermaßen relevant: Basierend auf Geometrie und Vektorrechnung entsteht ein Kompendium an Werkzeugen, das die Analyse und Berechnung umfangreicher Schaltungen ermöglicht. Am Beispiel allgegenwärtiger elektrischer Geräte wie Leuchtstofflampen oder Elektromotoren werden typische Aufgabenstellungen der Wechselstromlehre behandelt. Das Drehstromsystem, die Übertragung elektrischer Energie und in diesem Zusammenhang die entscheidende Frage nach Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit sind Gegenstand der elektrischen Energietechnik. Über eine eigenständige Arbeit zu Photovoltaik oder Windenergie werden die Schüler befähigt, aktuelle Energiediskussionen sachlich zu bewerten.

Welche Voraussetzungen sollten unsere Schüler mitbringen?

Grundsätzlich sind keinerlei fachlich einschlägige Vorkenntnisse erforderlich. Interesse an Technik und die Bereitschaft, sich mit komplexen Sachverhalten und Problemstellungen auseinanderzusetzen, dürfen jedoch als Grundlage einer erfolgreichen Laufbahn am Technischen Gymnasium gelten.

Welche besondere Qualifikation vermittelt die Ausbildung am TG?

Die im Fach Mechatronik vermittelten Kenntnisse und Fertigkeiten erleichtern den Einstieg in die Ausbildung zu technischen Berufen. Im besonderen wird ein Absolvent unseres Technischen Gymnasiums während der ersten Semester eines Ingenieurstudiengangs von seinem Vorsprung in Fachkenntnis und Methodik profitieren.

Weitere Informationen, Infoflyer und Anmeldeformulare erreichen Sie über den nachstehenden Link.

Technisches Gymnasium