Diesen aiMOOC als Battle spielen: Deutsch, Klasse 9-10, M-Niveau

NWT9 - Zukunftstechnologien bewerten

Einleitung

NWT9 - Zukunftstechnologien bewerten führt Dich in eine zentrale Aufgabe von Naturwissenschaft und Technik ein: Neue Technik nicht nur zu bestaunen, sondern begründet zu beurteilen. Eine Zukunftstechnologie ist nicht automatisch „gut“, „schlecht“ oder überhaupt zukunftsfähig. Entscheidend ist, welche Probleme sie löst, wie zuverlässig sie funktioniert, welche Ressourcen sie benötigt, welche Risiken entstehen und wie sich ihre Nutzung auf Menschen, Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft auswirkt.

Du untersuchst in diesem aiMOOC sieben Technologiefelder: Robotik, Künstliche Intelligenz, additive Fertigung, Erneuerbare Energien, autonome Systeme, Sensorik und neue Werkstoffe. Dabei lernst Du, zwischen technischem Potenzial, technischen Grenzen und gesellschaftlichen Folgen zu unterscheiden und diese drei Perspektiven anschließend zu einer begründeten Bewertung zu verbinden.

Lernziele

Nach der Bearbeitung kannst Du eine technische Innovation beschreiben, passende Bewertungskriterien auswählen, Aussagen mit Belegen prüfen, Zielkonflikte erkennen und ein begründetes Urteil formulieren. Du sollst außerdem Unsicherheiten benennen können: Bei Zukunftstechnologien sind Prognosen nie vollständig sicher, weil technische Entwicklung, Preise, Gesetze, gesellschaftliche Akzeptanz und neue Forschungsergebnisse die Bewertung verändern können.

Niveau	Was Du leisten sollst
G – Grundniveau	Du beschreibst eine Technologie verständlich, nennst Nutzen und Grenzen und begründest ein Urteil mit mindestens drei Kriterien.
M – Mittleres Niveau	Du vergleichst mehrere Technologien mit mindestens fünf Kriterien, nutzt belastbare Quellen und erklärst mindestens einen Zielkonflikt.
E – Erweitertes Niveau	Du gewichtest Kriterien, unterscheidest Daten von Prognosen, diskutierst Unsicherheiten und entwickelst eine begründete Empfehlung für einen konkreten Anwendungsfall.

Wie bewertet man Zukunftstechnologien?

Technikbewertung ist mehr als eine Pro-und-Contra-Liste. Ein gutes Urteil beantwortet zuerst die Frage: Für welchen Zweck, für wen und unter welchen Bedingungen wird die Technik eingesetzt? Ein Industrieroboter in einer abgesicherten Produktionszelle muss anders bewertet werden als ein Serviceroboter in einem Pflegeheim. Ein KI-System für Rechtschreibvorschläge ist anders zu beurteilen als ein KI-System, das über Bewerbungen oder medizinische Behandlungen mitentscheidet.

Das 7-Kriterien-Modell

Nutze für Vergleiche das folgende Modell. Eine Bewertung von 0 bis 3 Punkten kann helfen, ersetzt aber niemals die Begründung.

Kriterium	Leitfrage	Typische Belege
1. Funktion und Leistung	Löst die Technik das Problem zuverlässig und besser als Alternativen?	Messwerte, Fehlerraten, Wirkungsgrad, Geschwindigkeit, Genauigkeit
2. Sicherheit und Robustheit	Was passiert bei Fehlern, Ausfällen oder Angriffen?	Tests, Redundanz, Normen, Sicherheitskonzepte
3. Ressourcen und Umwelt	Welche Energie, Rohstoffe und Flächen werden über den Lebenszyklus benötigt?	Lebenszyklusanalysen, Energiebedarf, Recyclingfähigkeit
4. Kosten und Skalierbarkeit	Kann die Lösung bezahlbar, wartbar und in größerem Maßstab eingesetzt werden?	Investitionskosten, Betriebskosten, Produktionskapazität
5. Daten und Kontrolle	Welche Daten werden erfasst, wer kontrolliert das System und wie transparent ist es?	Datenschutzkonzept, Protokollierung, menschliche Aufsicht
6. Gesellschaftliche Folgen	Wer profitiert, wer trägt Risiken und wie verändern sich Arbeit, Bildung oder Alltag?	Folgenabschätzungen, Befragungen, Arbeitsmarkt- und Verteilungsdaten
7. Zukunftsoffenheit	Kann die Technik angepasst, repariert, reguliert oder notfalls zurückgebaut werden?	Standards, Modularität, Updatefähigkeit, Reparierbarkeit

Bewertungsregel: Erst beschreiben, dann messen oder belegen, danach vergleichen und schließlich urteilen. Eine hohe Punktzahl ist nur dann aussagekräftig, wenn Du erklärst, warum ein Kriterium im konkreten Fall wichtig ist.

Modell: Wahrnehmen – Entscheiden – Handeln – Prüfen

Viele moderne technische Systeme lassen sich als Regelkreis verstehen. Sensoren erfassen die Umwelt. Software oder ein Regler verarbeitet Daten. Ein Aktor führt eine Handlung aus. Eine Rückmeldung prüft, ob das gewünschte Ergebnis erreicht wurde.

Schritt	Beispiel autonomes Fahrzeug	Beispiel intelligentes Energiesystem
Wahrnehmen	Kamera, Radar und Lidar erfassen Fahrbahn und Objekte.	Stromzähler und Wetterdaten erfassen Verbrauch und Erzeugung.
Entscheiden	Software plant Geschwindigkeit und Fahrweg.	Steuerung entscheidet über Laden, Speichern oder Einspeisen.
Handeln	Lenkung, Bremse und Antrieb werden angesteuert.	Wechselrichter, Speicher oder flexible Verbraucher reagieren.
Prüfen	Neue Sensordaten zeigen, ob die Fahrentscheidung funktioniert.	Messdaten zeigen, ob Netzfrequenz und Leistungsbilanz stabil bleiben.

Technologiefeld 1: Robotik

Robotik verbindet Mechanik, Elektronik, Informatik, Regelungstechnik und zunehmend KI. Roboter können wiederholbare, schwere, gefährliche oder sehr präzise Aufgaben übernehmen. In Fabriken arbeiten Industrieroboter beispielsweise beim Schweißen, Montieren, Lackieren oder Handhaben von Bauteilen. Mobile Roboter bewegen Material, Forschungsroboter erkunden schwer zugängliche Umgebungen und kollaborative Roboter können für eine direkte Zusammenarbeit mit Menschen ausgelegt werden.

Das technische Potenzial liegt in hoher Wiederholgenauigkeit, Automatisierung und der Möglichkeit, Menschen von gefährlichen Tätigkeiten zu entlasten. Grenzen entstehen durch Kosten, Wartung, Sicherheitsanforderungen und die Schwierigkeit, unübersichtliche oder ständig wechselnde Situationen zuverlässig zu verstehen. Ein Mensch kann einen ungewohnten Gegenstand oft sofort erkennen und sinnvoll greifen; für einen Roboter kann dieselbe Aufgabe eine Kombination aus Sensorik, Bildverarbeitung, Planung und fein abgestimmter Mechanik erfordern.

Gesellschaftlich verändert Robotik vor allem Arbeit. Manche Tätigkeiten werden automatisiert, andere entstehen neu oder verändern sich. Deshalb ist die Frage „Nimmt der Roboter Arbeitsplätze weg?“ zu einfach. Besser ist: Welche Tätigkeiten verändern sich, welche Kompetenzen werden wichtiger und wie werden Produktivitätsgewinne verteilt?

Forschungsfenster: Die International Federation of Robotics meldete für 2024 weltweit rund 542.000 neu installierte Industrieroboter; das war mehr als doppelt so viel wie zehn Jahre zuvor. Das zeigt eine starke Verbreitung, beweist aber noch nicht, dass jede Robotikanwendung wirtschaftlich oder gesellschaftlich sinnvoll ist. World Robotics 2025

G/M/E-Auftrag Robotik

Niveau	Auftrag
G	Erkläre an einem konkreten Roboter, welche Aufgabe automatisiert wird und nenne je zwei Chancen und Grenzen.
M	Vergleiche Roboter und menschliche Arbeitskraft für eine gefährliche oder monotone Tätigkeit anhand von Sicherheit, Kosten, Flexibilität, Qualität und Qualifikation.
E	Entwickle ein Einführungskonzept für einen kollaborativen Roboter in einem Betrieb und lege fest, welche Sicherheitsnachweise, Schulungen und Kontrollmöglichkeiten vor dem Einsatz notwendig sind.

Technologiefeld 2: Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz bezeichnet technische Systeme, die Aufgaben bearbeiten, für die häufig Wahrnehmung, Mustererkennung, Sprache, Planung oder Lernen aus Daten nötig sind. Moderne KI kann Texte und Bilder erzeugen, Objekte erkennen, Daten klassifizieren, Vorhersagen unterstützen oder technische Prozesse optimieren. KI ist dabei kein „digitales Gehirn“, das automatisch Wahrheit produziert. Ergebnisse hängen von Modell, Trainingsdaten, Eingaben, Zielsetzung und Prüfverfahren ab.

Ein künstliches neuronales Netz verarbeitet Eingaben über miteinander verbundene Recheneinheiten. Beim Training werden viele Parameter so angepasst, dass das Modell für bestimmte Aufgaben bessere Ergebnisse liefert. Das Potenzial ist groß, wenn sehr viele Daten verarbeitet oder komplexe Muster erkannt werden müssen. Grenzen zeigen sich durch falsche oder erfundene Ausgaben, Verzerrungen in Daten, fehlende Erklärbarkeit, Rechenaufwand und die Gefahr, dass Nutzerinnen und Nutzer Ergebnisse ungeprüft übernehmen.

Für die gesellschaftliche Bewertung sind Fairness, Datenschutz, Urheberrecht, Desinformation, Bildung, Arbeitswelt und Machtverteilung wichtig. Seit dem 2. August 2026 gelten in der EU unter anderem neue Transparenzpflichten des AI Act: Bestimmte KI-Systeme müssen kenntlich machen, dass Menschen mit KI interagieren, und bestimmte künstlich erzeugte oder veränderte Inhalte müssen gekennzeichnet werden. EU-Kommission: KI-Gesetz

Forschungsfenster 2026: Der Stanford AI Index dokumentiert weiterhin schnelle Leistungsfortschritte, aber auch Schwierigkeiten bei der Bewertung von KI: Benchmarks können schnell an Aussagekraft verlieren, wenn Systeme sehr hohe Werte erreichen oder Aufgaben fehlerhaft konstruiert sind. Für Deine Bewertung bedeutet das: Eine einzelne Prozentzahl ist nie die ganze Wahrheit. Stanford AI Index 2026

G/M/E-Auftrag KI

Niveau	Auftrag
G	Prüfe drei KI-Antworten zu einem bekannten Unterrichtsthema und markiere richtige, unklare und falsche Aussagen.
M	Entwickle Kriterien, mit denen ein KI-System für Hausaufgabenhilfe bewertet werden kann, und begründe die Gewichtung.
E	Bewerte den Einsatz eines KI-Systems zur Vorauswahl von Bewerbungen. Berücksichtige Datenqualität, Fairness, Transparenz, menschliche Aufsicht, Fehlerfolgen und rechtliche Anforderungen.

Technologiefeld 3: 3D-Druck und additive Fertigung

Beim 3D-Druck entsteht ein Bauteil schichtweise aus einem digitalen Modell. Das unterscheidet additive Verfahren von spanenden Verfahren, bei denen Material entfernt wird. Je nach Prozess können Kunststoffe, Metalle, Keramiken oder Verbundwerkstoffe verarbeitet werden.

Das Potenzial liegt besonders bei komplexen Geometrien, individualisierten Produkten, Prototypen, Ersatzteilen und Leichtbaustrukturen. Ein Bauteil kann Funktionen integrieren, die mit konventioneller Fertigung nur aus mehreren Einzelteilen herstellbar wären. 3D-Druck ist aber nicht automatisch schneller, billiger oder nachhaltiger. Druckzeit, Nachbearbeitung, Stützstrukturen, Materialeigenschaften, Energiebedarf, Qualitätskontrolle und Zertifizierung können Grenzen setzen.

Aktuelle Forschung: Fraunhofer-Institute arbeiten an stabileren additiven Prozessen, neuen Werkstoffen und dem Übergang von Einzelteilen zur reproduzierbaren Serienfertigung. Dabei wird deutlich, dass nicht nur die Geometrie, sondern die gesamte Prozesskette bewertet werden muss. Fraunhofer: Additive Fertigung und industrieller 3D-Druck

G/M/E-Auftrag 3D-Druck

Niveau	Auftrag
G	Beschreibe den Weg vom digitalen Modell zum gedruckten Bauteil und nenne zwei typische Fehlerquellen.
M	Vergleiche 3D-Druck und konventionelle Fertigung für ein Ersatzteil in einer kleinen Stückzahl.
E	Untersuche mit einer vereinfachten Lebenszyklusbetrachtung, wann lokale additive Fertigung ökologisch günstiger sein könnte und welche Daten für ein belastbares Urteil noch fehlen.

Technologiefeld 4: Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie können Strom ohne Verbrennung fossiler Energieträger erzeugen. Ihr Potenzial liegt in niedrigen direkten Treibhausgasemissionen im Betrieb, modularer Erweiterbarkeit und der Möglichkeit, viele Anwendungen zu elektrifizieren. Die technische Bewertung darf jedoch nicht bei der Stromerzeugung enden. Netze, Speicher, flexible Verbraucher, Leistungselektronik, Flächen, Rohstoffe, Wartung und Versorgungssicherheit gehören zum Gesamtsystem.

Die IEA erwartet in ihrer Analyse von 2025 für den Zeitraum 2025 bis 2030 weltweit einen Zuwachs erneuerbarer Stromerzeugungskapazität von rund 4.600 GW. Fast 80 Prozent dieses erwarteten Zuwachses entfallen im Hauptszenario auf Photovoltaik. Das ist eine Prognose, kein garantiertes Ergebnis. Politische Regeln, Netzausbau, Finanzierung und Lieferketten können die Entwicklung verändern. IEA Renewables 2025

Die Grafik zeigt ein historisches Monatsbeispiel für Wind- und Solarstrom in Deutschland. Nutze sie, um Schwankungen und mögliche Ergänzungen der beiden Energiequellen zu analysieren. Verwende sie nicht als aktuelle Datengrundlage für 2026.

G/M/E-Auftrag Erneuerbare Energien

Niveau	Auftrag
G	Erkläre, warum ein Stromsystem mit Wind und Sonne zusätzliche Flexibilität durch Netze, Speicher oder steuerbare Verbraucher benötigt.
M	Vergleiche zwei Standorte für Photovoltaik oder Windenergie anhand von Ertrag, Fläche, Netzanschluss, Naturverträglichkeit und Akzeptanz.
E	Entwirf einen Energiemix für eine Schule oder ein Quartier und begründe, wie Erzeugung, Speicherung, Lastmanagement und Reserve zusammenwirken.

Technologiefeld 5: Autonome Systeme

Ein autonomes System nimmt seine Umgebung wahr, bewertet Situationen und führt innerhalb vorgegebener Grenzen selbstständig Handlungen aus. Beispiele sind fahrerlose Transportsysteme, Drohnen, mobile Roboter oder automatisierte Fahrzeuge. Autonomie ist kein Alles-oder-Nichts-Begriff: Systeme können nur Teilaufgaben übernehmen oder in klar definierten Bereichen selbstständig handeln.

Autonome Systeme benötigen robuste Sensorik, Karten oder Umgebungsmodelle, zuverlässige Software, sichere Aktoren und Strategien für Störungen. Schwierige Grenzfälle entstehen etwa durch verdeckte Objekte, ungewöhnliche Baustellen, schlechte Sicht, widersprüchliche Sensordaten oder Cyberangriffe. Deshalb sind Redundanz, sichere Ausfallzustände und nachvollziehbare Verantwortlichkeiten zentrale Bewertungskriterien.

Forschung 2025: Das DLR erprobte im Projekt MAD Urban in Braunschweig infrastrukturgestützte Formen des automatisierten Fahrens. Sensoren an einer Kreuzung lieferten zusätzliche Verkehrsdaten, die für kooperative Fahrmanöver genutzt wurden. Das Beispiel zeigt, dass Autonomie nicht nur vom Fahrzeug, sondern auch von Infrastruktur und Kommunikation abhängen kann. DLR: MAD Urban

G/M/E-Auftrag autonome Systeme

Niveau	Auftrag
G	Zeichne eine Funktionskette aus Sensor, Datenverarbeitung, Entscheidung und Aktor für ein autonomes Fahrzeug.
M	Analysiere drei Situationen, in denen Kamera, Radar und Lidar unterschiedliche Stärken oder Schwächen haben.
E	Entwickle ein Sicherheitskonzept für einen autonomen Schulbus auf einem abgegrenzten Campus. Formuliere Betriebsgrenzen, Rückfallebenen und Verantwortlichkeiten.

Technologiefeld 6: Sensorik

Sensorik macht physikalische oder chemische Größen messbar. Temperatur, Druck, Licht, Abstand, Beschleunigung, Feuchtigkeit, Gaskonzentration oder elektrische Größen können in Signale umgewandelt werden, die ein technisches System weiterverarbeitet.

Das Potenzial von Sensorik liegt in genauer Beobachtung, Regelung, Automatisierung und Früherkennung. Grenzen entstehen durch Messfehler, Drift, Kalibrierung, Störungen, ungünstige Umgebungsbedingungen und falsche Interpretation. Besonders wichtig ist Sensorfusion: Mehrere Sensoren werden kombiniert, weil ein einzelner Sensor selten jede Situation zuverlässig abdeckt.

Die gesellschaftliche Dimension wird deutlich, sobald Sensoren Menschen beobachten. Eine Kamera im öffentlichen Raum, ein Wearable, ein intelligenter Stromzähler oder ein Mikrofon im Sprachassistenten erzeugen Daten. Technische Nützlichkeit muss deshalb mit Datenschutz, Zweckbindung, Datensparsamkeit und Kontrolle abgewogen werden.

G/M/E-Auftrag Sensorik

Niveau	Auftrag
G	Baue oder skizziere eine einfache Messkette und erkläre Eingangsgröße, Sensor, Signal und Anzeige.
M	Untersuche Messwerte eines Sensors mehrfach und bestimme Streuung, mögliche systematische Fehler und sinnvolle Kalibrierung.
E	Plane eine Sensorfusion für einen mobilen Roboter und begründe, welche Fehler durch Redundanz erkannt oder abgefangen werden können.

Technologiefeld 7: Neue Werkstoffe

Neue Werkstoffe können technische Systeme leichter, stabiler, temperaturbeständiger, leitfähiger, anpassungsfähiger oder ressourcenschonender machen. Beispiele sind Faserverbundwerkstoffe, Hochleistungskeramiken, Graphen, Formgedächtnislegierungen, Aerogele, biobasierte Werkstoffe und Metamaterialien.

Graphen besteht aus einer einzelnen Lage von Kohlenstoffatomen in einer wabenartigen Struktur. Seine außergewöhnlichen Eigenschaften machen es für Forschung interessant, doch zwischen Laboreigenschaft und Massenprodukt liegen häufig große Hürden: gleichbleibende Qualität, großflächige Herstellung, Integration in Produkte, Kosten, Reparatur und Recycling.

Formgedächtnislegierungen können nach einer Verformung durch eine Temperaturänderung in eine zuvor eingeprägte Form zurückkehren. Solche Werkstoffe können als kompakte Aktoren dienen. Auch hier gilt: Ein faszinierender Effekt reicht nicht aus. Für eine technische Anwendung müssen Lebensdauer, Reaktionsgeschwindigkeit, Energiebedarf, Temperaturbereich und Kosten passen.

G/M/E-Auftrag neue Werkstoffe

Niveau	Auftrag
G	Wähle einen neuen Werkstoff und ordne ihm zwei besondere Eigenschaften und zwei mögliche Anwendungen zu.
M	Vergleiche einen neuen Werkstoff mit einem etablierten Werkstoff für dasselbe Bauteil und berücksichtige Herstellung, Gewicht, Lebensdauer und Recycling.
E	Entwickle ein Prüfprogramm für einen neuen Werkstoff. Lege fest, welche mechanischen, thermischen und ökologischen Daten vor einer Markteinführung notwendig wären.

Querverbindungen: Technologien wirken als Systeme

Die Technologiefelder sind nicht unabhängig. Ein moderner Roboter benötigt Sensorik, Software und Werkstoffe. Ein autonomes Fahrzeug verbindet Sensorfusion, KI, Aktorik, Kommunikation und Energieversorgung. Ein 3D-Drucker kann neue Werkstoffe verarbeiten, während KI Prozessparameter optimiert. Erneuerbare Energiesysteme nutzen Sensorik, Leistungselektronik, Prognosealgorithmen und Speicher.

Deshalb ist eine zentrale Regel der Technikbewertung: Bewerte nicht nur das einzelne Gerät, sondern das gesamte soziotechnische System. Dazu gehören Menschen, Infrastruktur, Regeln, Lieferketten, Daten, Wartung und Entsorgung.

Systemmodell für Klasse 9

Ebene	Leitfrage	Beispiel
Bauteil	Funktioniert das einzelne Teil?	Ein Lidar misst Entfernungen.
Gerät	Funktionieren Sensoren, Rechner und Aktoren zusammen?	Ein Fahrzeug erkennt ein Hindernis und bremst.
Infrastruktur	Welche Netze, Straßen, Ladepunkte oder Datenverbindungen werden benötigt?	Ein autonomes Shuttle braucht Karten, Kommunikation und Wartung.
Mensch	Wie bedient, kontrolliert oder überstimmt ein Mensch das System?	Eine Leitstelle greift bei Störungen ein.
Gesellschaft	Welche Regeln, Kosten, Chancen und Risiken entstehen?	Datenschutz, Haftung, Arbeitsplätze und Zugang werden geregelt.

Aktuelle Forschung kritisch lesen

Aktuelle Forschung ist wichtig, aber „neu“ bedeutet nicht automatisch „bewiesen“. Unterscheide zwischen Laborversuch, Prototyp, Pilotprojekt, Serienprodukt und breiter Anwendung. Achte außerdem darauf, ob eine Quelle Messdaten, Simulationen, Prognosen oder Werbung präsentiert.

Quelle	Aktuelles Signal	Kritische Frage
IFR World Robotics 2025	Robotik verbreitet sich in der Industrie stark.	Sagt die Zahl der installierten Roboter etwas über Produktivität, Arbeitsqualität oder Sicherheit im Einzelfall aus?
Stanford AI Index 2026	KI-Leistungen entwickeln sich auf vielen Benchmarks schnell.	Sind Benchmarkaufgaben valide und bilden sie reale Zuverlässigkeit ab?
IEA Renewables 2025	Weltweit wird starkes Wachstum erneuerbarer Kapazitäten erwartet.	Welche Annahmen liegen der Prognose zugrunde und was könnte sie verändern?
DLR MAD Urban	Infrastruktur kann autonome Fahrzeuge mit zusätzlichen Sensordaten unterstützen.	Welche Kosten, Datenschutzfragen und Ausfallrisiken entstehen durch die zusätzliche Infrastruktur?
Fraunhofer Additive Fertigung	Neue Materialien und stabilere Prozessketten sollen 3D-Druck industriell robuster machen.	Für welche Stückzahlen und Bauteile ist das Verfahren tatsächlich überlegen?

Interaktives Szenario: Schulcampus 2035

Die Schule plant einen „Campus 2035“. Zur Auswahl stehen ein autonomes Shuttle, KI-Lernassistenz, eine 3D-Druck-Werkstatt, Photovoltaik mit Batteriespeicher und ein Robotik-Labor. Das Budget reicht nicht für alles.

Niveau	Deine Aufgabe
G	Wähle zwei Technologien. Bewerte jede mit Funktion, Sicherheit und gesellschaftlichen Folgen.
M	Erstelle für alle fünf Vorschläge eine 7-Kriterien-Matrix und begründe eine Rangfolge.
E	Lege zuerst Gewichtungen für die sieben Kriterien fest, führe eine Sensitivitätsanalyse durch und prüfe, ob sich Deine Rangfolge verändert, wenn Sicherheit oder Kosten doppelt so stark gewichtet werden.

Rollenwechsel: Beurteile Deine Entscheidung anschließend aus Sicht einer Schülerin, eines Hausmeisters, einer Lehrkraft, einer Datenschützerin und der Kommune. Unterschiedliche Interessen können zu unterschiedlichen, trotzdem begründbaren Bewertungen führen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was gehört zu einer fundierten Technikbewertung? (Ein begründeter Vergleich von Nutzen Grenzen Risiken und Folgen) (!Nur die Frage ob eine Technik neu ist) (!Nur der Anschaffungspreis) (!Nur die Meinung der Hersteller)

Warum reicht eine hohe technische Leistung für ein positives Urteil nicht aus? (Weil auch Sicherheit Ressourcen Kosten und gesellschaftliche Folgen wichtig sind) (!Weil Leistung bei Technik keine Rolle spielt) (!Weil jede neue Technik verboten werden sollte) (!Weil nur das Design entscheidet)

Welche Aufgabe hat ein Sensor in einem technischen System? (Er erfasst eine physikalische oder chemische Größe) (!Er ersetzt immer den Menschen) (!Er erzeugt automatisch elektrische Energie) (!Er druckt Bauteile schichtweise)

Was ist eine typische Grenze heutiger KI-Systeme? (Sie können plausible aber falsche Ergebnisse erzeugen) (!Sie benötigen niemals Daten) (!Sie können keine Texte verarbeiten) (!Sie funktionieren nur ohne Computer)

Was kennzeichnet additive Fertigung? (Bauteile entstehen schichtweise aus einem digitalen Modell) (!Material wird immer nur mit einer Säge entfernt) (!Bauteile können nur aus Holz bestehen) (!Es gibt keine digitalen Prozessdaten)

Warum benötigen Stromsysteme mit viel Wind und Solar zusätzliche Flexibilität? (Weil Erzeugung und Verbrauch zeitlich voneinander abweichen können) (!Weil Windräder grundsätzlich nachts stillstehen) (!Weil Solarmodule nur im Winter arbeiten) (!Weil Strom nicht durch Leitungen transportiert werden kann)

Was bedeutet Redundanz in einem sicherheitskritischen System? (Wichtige Funktionen werden durch zusätzliche unabhängige Komponenten abgesichert) (!Alle Sensoren werden entfernt) (!Jede Funktion wird nur einmal ausgeführt) (!Das System arbeitet ohne Rückmeldung)

Welche Frage passt zur gesellschaftlichen Bewertung eines Roboters? (Wie verändern sich Arbeit Qualifikation und Verantwortung) (!Welche Farbe hat das Gehäuse) (!Wie lang ist das Netzkabel) (!Wie viele Schrauben sind sichtbar)

Warum sollte eine Prognose als Prognose gekennzeichnet werden? (Weil sie von Annahmen abhängt und nicht sicher eintreten muss) (!Weil Prognosen immer falsch sind) (!Weil Messdaten nie überprüfbar sind) (!Weil Zukunftstechnologien keine Forschung benötigen)

Was ist bei neuen Werkstoffen zusätzlich zu einer besonderen Eigenschaft zu prüfen? (Herstellung Lebensdauer Kosten Sicherheit und Recycling) (!Nur der Name des Werkstoffs) (!Nur die Farbe im Labor) (!Nur die Zahl der Forschungsartikel)

Memory

Robotik	programmierbare physische Handlungen
Sensorik	Erfassen von Messgrößen
KI	datenbasierte Musterverarbeitung
Additive Fertigung	schichtweiser Bauteilaufbau
Photovoltaik	Umwandlung von Licht in elektrische Energie
Redundanz	zusätzliche Absicherung wichtiger Funktionen
Technikfolgenabschätzung	systematische Betrachtung von Chancen Risiken und Folgen

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Sensorfusion	Zusammenführen mehrerer Messquellen
Skalierbarkeit	Übertragbarkeit auf größere Stückzahlen oder Systeme
Robustheit	Funktionsfähigkeit trotz Störungen
Lebenszyklus	Betrachtung von Rohstoffgewinnung bis Entsorgung
Transparenz	Nachvollziehbarkeit von Funktion Daten und Entscheidungen
Reversibilität	Möglichkeit eine Entscheidung oder Technik zurückzunehmen

Kreuzworträtsel

Sensorik	Wie heißt das technische Gebiet das Messgrößen erfasst und in Signale umwandelt?
Robotik	Welches Gebiet verbindet Mechanik Elektronik Regelung und Programmierung für automatische Maschinen?
Graphen	Welcher Kohlenstoffwerkstoff besteht idealisiert aus einer einzelnen atomaren Wabenlage?
Solarzelle	Welches Bauteil wandelt Licht direkt in elektrische Energie um?
Redundanz	Wie heißt die zusätzliche Absicherung durch mehrfach vorhandene wichtige Funktionen?
Fairness	Welcher Begriff beschreibt die gerechte Behandlung verschiedener Gruppen bei technischen Entscheidungen?

LearningApps

Lückentext

Eine Technikbewertung beginnt mit einem klar beschriebenen

. Ein Sensor wandelt eine Messgröße in ein nutzbares

um. Bei autonomen Systemen erhöht technische

die Ausfallsicherheit. Beim 3D-Druck entsteht ein Bauteil meist

. Wind- und Solarstrom benötigen wegen ihrer schwankenden Erzeugung ein flexibles

. Ein KI-Ergebnis sollte vor einer wichtigen Entscheidung kritisch

werden. Die Betrachtung von Herstellung Nutzung und Entsorgung heißt

. Eine Zukunftsprognose hängt von mehreren

ab. Gesellschaftliche Technikbewertung fragt auch nach der Verteilung von Chancen und

. Ein begründetes Urteil muss seine verwendeten Kriterien und Belege

.

Offene Aufgaben

Leicht

Technik-Steckbrief: Erstelle zu einer Zukunftstechnologie einen einseitigen Steckbrief mit Funktionsprinzip, zwei Chancen, zwei Grenzen und einem Bild aus einer freien Quelle.
Sensor-Experiment: Miss mit einem verfügbaren Sensor zehnmal dieselbe Größe, dokumentiere die Streuung und erkläre mögliche Fehlerquellen.
Zukunftsobjekt: Skizziere ein Produkt für das Jahr 2035 und markiere, welche Teile aus Robotik, KI, Sensorik, neuen Werkstoffen oder erneuerbarer Energie stammen könnten.
Quellencheck: Vergleiche einen Herstellertext und eine Forschungsquelle zur gleichen Technologie und markiere Aussagen, die belegt, unklar oder werbend formuliert sind.

Standard

Technikvergleich: Vergleiche zwei Technologien mit dem 7-Kriterien-Modell und visualisiere Deine Ergebnisse in einer Bewertungsmatrix.
3D-Druck-Projekt: Entwirf ein kleines nützliches Bauteil, optimiere es für geringen Materialeinsatz und begründe, wann 3D-Druck gegenüber Kauf oder konventioneller Fertigung sinnvoll wäre.
Energie-Szenario: Plane für einen Schultag die Nutzung von Photovoltaik, Batteriespeicher und flexiblen Verbrauchern und erkläre mindestens zwei Zielkonflikte.
Robotik-Interview: Interviewe eine Person aus Handwerk, Industrie, Pflege oder Logistik zu Automatisierung und vergleiche die Aussagen mit einer Fachquelle.

Schwer

Autonomie-Sicherheitsfall: Entwickle drei kritische Verkehrssituationen für ein autonomes Shuttle und formuliere für jede Situation Sensoranforderungen, Rückfallebene und Verantwortlichkeit.
KI-Folgenanalyse: Erstelle für eine KI-Anwendung in Schule oder Beruf eine Folgenanalyse mit Betroffenen, Nutzen, Risiken, Schutzmaßnahmen und Kriterien für einen Abbruch des Einsatzes.
Werkstoff-Forschungsplan: Entwirf ein Prüfprogramm für einen neuen Leichtbau- oder Funktionswerkstoff und begründe Messgrößen, Vergleichswerkstoff und Recyclingprüfung.
Technologierat: Simuliere eine kommunale Anhörung zu einer Zukunftstechnologie, verteile Rollen, recherchiere Belege und formuliere am Ende einen begründeten Beschluss mit Minderheitenposition.

Lernkontrolle

Transferfall Robotik: Ein Betrieb möchte einen Roboter einsetzen, weil die Stückkosten sinken könnten. Entwickle zusätzliche Kriterien, die vor der Entscheidung geprüft werden müssen, und begründe ihre Bedeutung.
Transferfall KI: Eine Schule möchte KI zur automatischen Bewertung kurzer Texte einsetzen. Entwirf ein Testverfahren, das Genauigkeit, Fairness, Transparenz und menschliche Kontrolle untersucht.
Transferfall Energie: Zwei Gemeinden haben gleich viele Solarmodule, aber unterschiedlich stabile Stromnetze. Erkläre, warum dieselbe Erzeugungskapazität zu unterschiedlichen technischen Bewertungen führen kann.
Transferfall 3D-Druck: Ein Ersatzteil kann lokal gedruckt oder zentral hergestellt und geliefert werden. Entwickle ein Entscheidungsmodell, das Zeit, Material, Energie, Qualität, Transport und Stückzahl berücksichtigt.
Transferfall Autonomie: Ein autonomes Fahrzeug funktioniert bei gutem Wetter zuverlässig, hat aber Probleme bei Schnee und Baustellen. Formuliere sinnvolle Betriebsgrenzen und erkläre, warum diese Teil der Sicherheitsbewertung sind.
Transferfall Werkstoffe: Ein neuer Werkstoff ist leichter als Aluminium, aber schwer zu recyceln. Entwickle eine begründete Empfehlung für den Einsatz in einem langlebigen Produkt und in einem Wegwerfprodukt.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du Technik nicht nur beschreibst, sondern nachvollziehbar bewertest.

Funktionsverständnis: Du erklärst das Grundprinzip mindestens zweier Zukunftstechnologien fachlich korrekt.
Kriterienwahl: Du wählst passende technische, ökologische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Kriterien für einen konkreten Anwendungsfall.
Belegarbeit: Du unterscheidest Messdaten, Quellenangaben, Prognosen und Meinungen.
Zielkonflikte: Du zeigst mindestens einen Konflikt zwischen zwei berechtigten Zielen und erklärst mögliche Kompromisse.
Urteilsbildung: Du formulierst ein begründetes Urteil und nennst Bedingungen, unter denen Du es ändern würdest.
Differenzierung: Auf G-Niveau genügt eine nachvollziehbare Bewertung mit drei Kriterien, auf M-Niveau wird systematisch verglichen, auf E-Niveau werden Kriterien gewichtet, Unsicherheiten analysiert und Alternativen einbezogen.

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