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

NWT9 - Technische Lösungen nach Kriterien bewerten

Einleitung

Technische Lösungen sind nie einfach nur „gut“ oder „schlecht“. Ein Produkt, ein Gerät oder ein technisches System kann seine Funktion hervorragend erfüllen und trotzdem teuer, energieintensiv, schwer reparierbar oder gesellschaftlich problematisch sein. In diesem aiMOOC lernst Du deshalb, technische Lösungen systematisch, nachvollziehbar und begründet zu bewerten.

Der Schwerpunkt liegt auf sieben Kriterien: Funktion, Sicherheit, Kosten, Ressourcen, Energiebedarf, Haltbarkeit und gesellschaftliche Wirkung. Du lernst, Daten zu beschaffen, Kriterien zu operationalisieren, Muss-Kriterien zu erkennen, Bewertungen zu gewichten, Zielkonflikte sichtbar zu machen und eine begründete Entscheidung zu treffen.

Der aiMOOC orientiert sich an den Kompetenzen des baden-württembergischen Bildungsplans für NwT in den Klassen 8/9/10, insbesondere an „Bedeutung und Bewertung“ sowie „Produktentwicklung“. Dort werden unter anderem das begründete Einschätzen von Produktqualität, der verantwortungsbewusste Umgang mit Material und Energie sowie das Bewerten technischer Lösungen und ihrer Folgen für Gesellschaft und Umwelt gefordert. Die Kennzeichnungen G, M und E dienen hier der Binnendifferenzierung im Unterricht: G = grundlegendes Niveau, M = mittleres Niveau, E = erweitertes Niveau.

Leitfrage: Welche technische Lösung ist für einen bestimmten Zweck die beste – und woran kannst Du das belegen?

Lernziele

Nach diesem aiMOOC kannst Du

Anforderungen an eine technische Lösung beschreiben und messbare Kriterien daraus ableiten.
die Kriterien Funktion, Sicherheit, Kosten, Ressourcen, Energiebedarf, Haltbarkeit und gesellschaftliche Wirkung unterscheiden.
Daten aus Messungen, Datenblättern, seriösen Quellen und eigenen Untersuchungen für eine Bewertung nutzen.
Muss-Kriterien von Kann-Kriterien unterscheiden und sicherheitskritische Lösungen aussortieren.
eine Nutzwertanalyse beziehungsweise Bewertungsmatrix erstellen und Gewichtungen begründen.
Zielkonflikte und Unsicherheiten erkennen und eine Entscheidung transparent vertreten.
technische Produkte im Sinne von Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und Technikfolgenabschätzung reflektieren.

Differenzierung G / M / E

Niveau	Was Du leisten sollst	Typische Unterstützung
G	Du vergleichst technische Lösungen mit vorgegebenen Kriterien, Daten und einer einfachen Punkteskala. Du begründest Deine Entscheidung in kurzen Sätzen.	Kriterienkarte, vorgegebene Gewichtung, Punkteskala 1 bis 3
M	Du entwickelst passende Indikatoren, gewichtest Kriterien, rechnest eine Nutzwertanalyse aus und erklärst Zielkonflikte.	Datenblätter, Messwerte, Punkteskala 1 bis 5, Rechenhilfe
E	Du prüfst Datenqualität, Lebenszykluskosten, Unsicherheiten und gesellschaftliche Folgen. Du führst eine Sensitivitätsanalyse durch und entwickelst Optimierungen.	offene Recherche, eigene Gewichtung, alternative Szenarien

Für alle Niveaus gilt: Sicherheit ist nicht verhandelbar. Eine Lösung, die verbindliche Sicherheitsanforderungen nicht erfüllt, darf nicht allein wegen eines hohen Punktwerts in anderen Kriterien „gewinnen“.

Technische Lösungen fair vergleichen

Zuerst die Aufgabe klären

Bevor Du Produkte bewertest, musst Du die Funktion und den Nutzungskontext festlegen. Sonst vergleichst Du womöglich Lösungen, die gar nicht dasselbe Problem lösen. Die Frage „Welches Fahrzeug ist am besten?“ ist zu ungenau. Besser ist: „Welche Lösung bringt eine Person mit Schulrucksack auf einem drei Kilometer langen Schulweg zuverlässig, sicher und mit möglichst geringem Ressourcen- und Energieaufwand ans Ziel?“

Ein fairer Vergleich braucht eine funktionale Einheit: eine gemeinsame Bezugsgröße. Bei Lampen kann das zum Beispiel eine vergleichbare Helligkeit über eine bestimmte Betriebszeit sein. Bei Wasserkochern kann es das Erhitzen einer festgelegten Wassermenge von einer Start- auf eine Zieltemperatur sein. Bei Verkehrsmitteln kann es die Beförderung einer Person über eine festgelegte Strecke sein.

Die sieben Bewertungskriterien

Kriterium	Leitfragen	Mögliche Indikatoren
Funktion	Erfüllt die Lösung die geforderte Aufgabe? Wie gut, schnell, genau oder zuverlässig?	Leistung, Genauigkeit, Reichweite, Kapazität, Wirkungsgrad, Bedienbarkeit
Sicherheit	Welche Gefährdungen entstehen? Welche Schutzmaßnahmen gibt es? Werden Regeln und Grenzwerte eingehalten?	Schutzvorrichtungen, Temperatur, Stabilität, elektrische Sicherheit, Fehlbedienung, Risikobeurteilung
Kosten	Was kostet die Lösung nicht nur beim Kauf, sondern über ihre gesamte Nutzungszeit?	Anschaffung, Energie, Wartung, Reparatur, Ersatzteile, Entsorgung
Ressourcen	Welche Rohstoffe, Werkstoffe und Bauteile werden benötigt? Sind Reparatur, Wiederverwendung und Recycling möglich?	Masse, Materialarten, Recyclinganteil, Ersatzteilverfügbarkeit, Modularität
Energiebedarf	Wie viel Energie benötigt die Lösung bei Herstellung und Nutzung?	Leistung in Watt, Energie in Wh oder kWh, Wirkungsgrad, Stand-by-Verbrauch
Haltbarkeit	Wie lange bleibt die Lösung funktionsfähig und sinnvoll nutzbar?	Lebensdauer, Verschleiß, Reparierbarkeit, Wartbarkeit, Updatefähigkeit
Gesellschaftliche Wirkung	Welche Folgen entstehen für Menschen, Arbeit, Teilhabe, Umwelt und Zusammenleben?	Barrierefreiheit, Arbeitsbedingungen, Lärm, Datenschutz, Flächenbedarf, Akzeptanz, Verteilung von Nutzen und Risiken

Funktion: Erst der Zweck, dann die Bewertung

Eine technische Lösung ist nur dann sinnvoll zu bewerten, wenn klar ist, welche Anforderungen erfüllt werden müssen. Funktionale Anforderungen können messbar sein, etwa eine Mindesthelligkeit, eine Tragfähigkeit oder eine maximale Ladezeit. Daneben gibt es qualitative Anforderungen wie einfache Bedienung oder gute Zugänglichkeit.

G: Prüfe mit einer Checkliste, ob Mindestanforderungen erfüllt sind. M: Formuliere aus einer Nutzungssituation selbst messbare Indikatoren. E: Unterscheide Hauptfunktion, Nebenfunktionen und Komfortfunktionen und begründe, welche davon in die Bewertung eingehen.

Sicherheit: Muss-Kriterien vor Punktwerten

Sicherheit ist ein besonderer Bewertungsbereich. Eine unsichere Lösung darf nicht durch niedrige Kosten oder hohe Leistung „kompensiert“ werden. Deshalb arbeitest Du zuerst mit Muss-Kriterien. Erst Lösungen, die diese Mindestanforderungen erfüllen, werden weiter bewertet.

Gefahr und Risiko sind nicht identisch. Eine Gefahr ist eine mögliche Schadensquelle. Ein Risiko berücksichtigt zusätzlich, wie wahrscheinlich ein Schaden ist und wie schwer seine Folgen wären. Technische Sicherheit wird durch konstruktive Maßnahmen, Schutzvorrichtungen, sichere Bedienung, Wartung und geeignete Regeln verbessert.

Beispiel: Bei einem Fahrradhelm ist nicht die schöne Form das zentrale Sicherheitskriterium, sondern die Schutzwirkung im vorgesehenen Einsatz. Bei einer Werkmaschine gehören auch sichere Schalter, Abdeckungen, stabile Werkstückführung und richtige persönliche Schutzausrüstung zum Sicherheitskonzept.

Kosten: Nicht nur auf den Kaufpreis schauen

Der Kaufpreis ist nur ein Teil der Kosten. Für einen sinnvollen Vergleich kannst Du die Lebenszykluskosten betrachten:

Gesamtkosten = Anschaffung + Energie + Wartung + Reparaturen + Ersatzteile + Entsorgung − möglicher Restwert

Eine scheinbar billige Lösung kann über die Nutzungszeit teuer werden, wenn sie viel Energie benötigt, häufig ausfällt oder keine Ersatzteile verfügbar sind. Umgekehrt kann ein höherer Anschaffungspreis sinnvoll sein, wenn die Lösung lange hält und günstig betrieben werden kann.

Ressourcen: Den ganzen Lebensweg betrachten

Ressourcenbewertung beginnt nicht erst beim Müll. Rohstoffe werden gewonnen, verarbeitet, transportiert, in Produkten genutzt und am Ende wiederverwendet, repariert, recycelt oder entsorgt. Eine Ökobilanz versucht, Umweltwirkungen über solche Lebenszyklusphasen systematisch zu erfassen.

Für technische Produkte sind besonders interessant: Materialmenge, kritische Rohstoffe, Recyclingfähigkeit, Demontierbarkeit, Reparierbarkeit und die Möglichkeit, Bauteile länger zu nutzen. Weniger Material ist nicht automatisch besser, wenn dadurch die Haltbarkeit stark sinkt.

Energiebedarf: Leistung ist nicht Energie

Die elektrische Leistung wird in Watt angegeben. Sie beschreibt, wie schnell Energie umgesetzt wird. Der Energiebedarf hängt zusätzlich von der Betriebszeit ab:

Energie = Leistung × Zeit

Eine 8-Watt-Lampe, die 1000 Stunden betrieben wird, benötigt 8 kWh elektrische Energie. Eine 50-Watt-Lampe benötigt bei derselben Betriebszeit 50 kWh. Der Unterschied beträgt 42 kWh. Der Vergleich ist aber nur fair, wenn beide Lösungen eine vergleichbare Nutzfunktion erfüllen, zum Beispiel eine ähnliche nutzbare Lichtmenge am Arbeitsplatz.

Das U.S. Department of Energy beschreibt moderne LED-Beleuchtung als besonders effiziente Lichtquellentechnik und nennt für gute weiße LED-Produkte häufig Nutzungsdauern von etwa 30.000 bis 50.000 Stunden oder mehr; zugleich wird betont, dass Qualität und Zuverlässigkeit zwischen Produkten variieren. Deshalb ist „LED“ allein noch kein vollständiges Qualitätsurteil.

Haltbarkeit: Lebensdauer, Wartung und Reparatur

Haltbarkeit bedeutet mehr als „geht lange nicht kaputt“. Auch Verschleißteile, Ersatzteile, Reparierbarkeit und Softwareunterstützung können entscheiden, wie lange ein Produkt sinnvoll genutzt werden kann. Eine lange Garantie ist ein Hinweis auf Herstellerzusagen, aber nicht automatisch ein Messwert für die reale Lebensdauer.

Reparierbare Produkte können Ressourcen sparen, weil Bauteile länger genutzt werden. Gleichzeitig muss jede Reparatur sicher durchgeführt werden. Bei netzspannungsführenden Geräten oder beschädigten Akkus sind Fachkenntnisse und geeignete Schutzmaßnahmen erforderlich.

Gesellschaftliche Wirkung: Wer gewinnt, wer trägt die Folgen?

Technik verändert Alltag, Arbeit, Mobilität, Kommunikation und Umwelt. Deshalb gehören gesellschaftliche Fragen in die Bewertung: Wer kann die Lösung nutzen? Wer trägt Kosten oder Risiken? Werden persönliche Daten verarbeitet? Entstehen neue Arbeitsplätze oder Abhängigkeiten? Werden Lärm, Verkehr oder Flächenverbrauch verändert? Wie wirken Rohstoffgewinnung und Entsorgung auf Menschen in anderen Regionen?

Bei einem E-Bike können beispielsweise größere Reichweite und Teilhabechancen positiv sein, während Akkuherstellung, Rohstoffbedarf, Ladeenergie, höhere Anschaffungskosten und zusätzliche Wartungsfragen berücksichtigt werden müssen. Eine faire Bewertung hängt daher vom konkreten Nutzungsszenario ab.

Daten richtig lesen und hinterfragen

Reale Daten: Elektroschrott als Ressourcenproblem

Der Global E-waste Monitor 2024 von ITU und UNITAR berichtet für das Jahr 2022 weltweit rund 62 Millionen Tonnen Elektroschrott. Davon wurden 22,3 % dokumentiert formal gesammelt und umweltgerecht recycelt. Für 2030 werden bei unveränderter Entwicklung etwa 82 Millionen Tonnen prognostiziert.

Elektroschrott weltweit
2010  █████████████████                  34 Mio. t
2022  ███████████████████████████████    62 Mio. t
2030* █████████████████████████████████████████ 82 Mio. t

* Prognose des Global E-waste Monitor 2024

Die Balken sind eine vereinfachte Visualisierung. Wichtig ist die Aussage: Eine technische Lösung sollte nicht nur während ihrer Nutzung, sondern auch im Hinblick auf Materialgewinnung, Reparatur und End-of-Life bewertet werden.

Energielabel als Datenquelle

Für mehrere Produktgruppen nutzt die EU seit 2021 wieder eine Energieeffizienzskala von A bis G. Ein Energielabel kann Verbrauchsdaten und weitere produktspezifische Informationen liefern. Es ersetzt aber keine vollständige technische Bewertung, weil Funktion, Sicherheit, Haltbarkeit, Reparierbarkeit oder gesellschaftliche Wirkung zusätzlich betrachtet werden müssen.

Datenqualität prüfen

Nicht jede Zahl ist gleich aussagekräftig. Prüfe bei technischen Daten:

Wer hat die Daten erhoben?
Unter welchen Bedingungen wurde gemessen?
Beziehen sich die Daten auf dieselbe funktionale Einheit?
Sind Messwerte, Herstellerangaben, Schätzungen und Meinungen klar getrennt?
Wie aktuell sind die Daten?
Gibt es Unsicherheiten oder fehlende Angaben?

E-Niveau: Gib bei unsicheren Werten nicht nur einen Punktwert an, sondern einen Bereich, zum Beispiel 3 bis 4 Punkte, und prüfe, ob sich die Entscheidung dadurch ändert.

Von Kriterien zur Bewertungsmatrix

Schrittfolge der Nutzwertanalyse

Eine Nutzwertanalyse ist eine Entscheidungshilfe für Situationen, in denen mehrere Kriterien gleichzeitig wichtig sind. Sie macht Wertentscheidungen sichtbar, aber sie erzeugt keine „objektiv einzig richtige“ Antwort.

Ziel festlegen: Welche Aufgabe soll die technische Lösung erfüllen?
Muss-Kriterien prüfen: Welche Sicherheits- oder Mindestanforderungen müssen zwingend erfüllt sein?
Kriterien festlegen: Welche Aspekte sind für die Entscheidung relevant?
Indikatoren bestimmen: Woran erkennst oder misst Du die Erfüllung?
Gewichten: Wie wichtig ist jedes Kriterium?
Bewerten: Wie gut erfüllt jede Alternative das Kriterium?
Rechnen: Gewichtung und Bewertung werden zu Teilnutzen verbunden.
Prüfen: Verändert eine andere plausible Gewichtung das Ergebnis?
Entscheiden und begründen: Ergebnis, Zielkonflikte und Unsicherheiten werden transparent dargestellt.

Punkteskala und Gewichtung

Für diesen aiMOOC wird häufig eine Skala von 1 bis 5 genutzt:

Punkte	Bedeutung
5	Kriterium sehr gut erfüllt
4	gut erfüllt
3	ausreichend erfüllt
2	schwach erfüllt
1	sehr schwach erfüllt

Die Gewichte sollten zusammen 100 % ergeben. Eine einfache Rechnung lautet:

Gewichtete Punkte = Gewicht in % × Punktwert / 5

So kann der Gesamtnutzen maximal 100 Punkte erreichen.

Beispiel: Drei technische Beleuchtungslösungen

Die folgende Matrix nutzt fiktive Unterrichtsdaten. Sie beschreibt keine realen Markenprodukte. Ziel ist, die Methode zu üben.

Aufgabe: Für einen mobilen Werkraum-Arbeitsplatz werden drei Leuchten verglichen:

Lösung A: LED-Netzleuchte
Lösung B: Akku-LED-Leuchte
Lösung C: Halogenleuchte

Die Lerngruppe legt folgende Gewichtung fest:

Kriterium	Gewicht
Funktion	20 %
Sicherheit	20 %
Kosten	10 %
Ressourcen	15 %
Energiebedarf	15 %
Haltbarkeit	10 %
Gesellschaftliche Wirkung	10 %

Die Bewertungen von 1 bis 5 sind ebenfalls Teil des fiktiven Unterrichtsbeispiels:

Kriterium	A LED-Netz	B Akku-LED	C Halogen
Funktion	5	5	4
Sicherheit	4	4	2
Kosten	4	2	5
Ressourcen	4	2	3
Energiebedarf	5	4	1
Haltbarkeit	5	4	2
Gesellschaftliche Wirkung	4	3	2
Gesamtnutzen	89	72	54

Im Unterricht wird zusätzlich festgelegt: Sicherheit unter 3 Punkten ist ein KO-Kriterium. Damit scheidet Lösung C aus, obwohl sie beim Kaufpreis gut bewertet wurde. Lösung A erreicht im Beispiel den höchsten Nutzwert.

Gesamtnutzen im Unterrichtsbeispiel
A LED-Netz   ██████████████████  89
B Akku-LED   ██████████████      72
C Halogen    ███████████         54  → KO: Sicherheit

Wichtig: Ändern sich Nutzungssituation, Daten oder Gewichtung, kann sich auch das Ergebnis ändern. Für einen netzfernen Einsatz könnte die Akku-Lösung funktional deutlich wichtiger werden.

Sensitivitätsanalyse: Wie stabil ist die Entscheidung?

Eine Sensitivitätsanalyse prüft, ob das Ergebnis stark von einzelnen Annahmen abhängt. Erhöhe zum Beispiel die Gewichtung von Ressourcen und gesellschaftlicher Wirkung und verringere dafür die Gewichtung von Kosten. Rechne neu. Bleibt die Rangfolge gleich, ist die Entscheidung relativ robust. Kippt sie schnell, solltest Du besonders sorgfältig begründen, warum Deine Gewichtung angemessen ist.

G: Vergleiche die vorgegebene Matrix. M: Verändere ein Gewicht und rechne neu. E: Entwickle zwei plausible Stakeholder-Szenarien, zum Beispiel „Schulträger“ und „Umwelt-AG“, und vergleiche die Ergebnisse.

Weitere Produkt- und Systembeispiele

Photovoltaik: Mehr als nur erzeugte Energie

Eine Photovoltaikanlage kann im Betrieb Strom ohne direkte Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugen. Eine vollständige technische Bewertung betrachtet aber zusätzlich Herstellungsaufwand, Flächennutzung, Materialbedarf, Lebensdauer, Wechselrichter, Wartung, Rückbau und Recycling sowie gesellschaftliche Fragen wie Akzeptanz und Verteilung von Kosten und Nutzen.

Entscheidungsfrage: Ist für ein Schuldach die Lösung mit dem höchsten Wirkungsgrad automatisch die beste? Begründe mit mindestens vier der sieben Kriterien.

Akkugeräte: Mobilität gegen Ressourcenaufwand

Akkugeräte sind mobil und oft komfortabel. Gleichzeitig benötigen Akkus Rohstoffe, Ladeenergie und geeignete Schutztechnik. Für eine Schule können zusätzlich Austauschbarkeit, Kompatibilität eines Akkusystems, Ersatzteilversorgung und sichere Lagerung wichtig sein.

Transfer: Vergleiche für eine Werkstatt einen kabelgebundenen Bohrschrauber und einen Akku-Bohrschrauber. Welche Kriterien ändern sich, wenn das Gerät nur am festen Arbeitsplatz statt auf einer Baustelle genutzt wird?

Interaktive Entscheidungswerkstatt

Entscheidung A: Was ist ein KO-Kriterium?

Ordne die Entscheidung zu.	Begründung
Aussortieren	Eine Schutzabdeckung fehlt und eine gefährliche Bewegung ist frei zugänglich.
Weiterprüfen	Der Kaufpreis ist höher, aber alle Sicherheitsanforderungen sind erfüllt.
Nachmessen	Zwei Datenblätter nennen unterschiedliche Leistungswerte.
Neu gewichten	Zwei Gruppen bewerten gesellschaftliche Wirkung unterschiedlich wichtig.
Optimieren	Eine gute Lösung ist schwer reparierbar, obwohl Bauteile modular gestaltet werden könnten.

Entscheidung B: Welche Information fehlt?

Beobachtung	Fehlende Information
Lampe A braucht weniger Watt	Vergleichbare Helligkeit am Arbeitsplatz
Gerät B ist beim Kauf billiger	Lebenszykluskosten
Produkt C enthält weniger Material	Haltbarkeit und Reparierbarkeit
System D hat den höchsten Punktwert	Gewichtung der Kriterien
Technik E ist besonders beliebt	Folgen für Nichtnutzende und Umwelt

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was muss vor einer Nutzwertanalyse zuerst geklärt werden? (Die Aufgabe und die funktionalen Anforderungen) (!Die Farbe der Bewertungsmatrix) (!Die Reihenfolge der Produktnamen) (!Die Anzahl der Tabellenzeilen)

Welches Kriterium sollte bei einem nicht erfüllten Muss-Sicherheitskriterium zum Ausschluss führen? (Sicherheit) (!Kaufpreis) (!Design) (!Werbung)

Welche Einheit passt zum elektrischen Energiebedarf? (kWh) (!Watt pro Sekunde) (!Newton) (!Pascal)

Was beschreibt eine Gewichtung in einer Nutzwertanalyse? (Die relative Bedeutung eines Kriteriums) (!Den Markennamen eines Produkts) (!Die Zahl der Bauteile) (!Die Länge des Datenblatts)

Warum reicht der Kaufpreis für eine Kostenbewertung oft nicht aus? (Weil auch Nutzung Wartung Reparatur und Entsorgung Kosten verursachen können) (!Weil Kaufpreise technisch nicht messbar sind) (!Weil teure Produkte immer sicherer sind) (!Weil Energie grundsätzlich kostenlos ist)

Was gehört zu einer Ressourcenbewertung? (Rohstoffe Reparierbarkeit Wiederverwendung und Recycling) (!Nur die Farbe des Gehäuses) (!Nur die Verpackungsgröße) (!Nur die Werbeaussage des Herstellers)

Was prüft eine Sensitivitätsanalyse? (Ob sich das Ergebnis bei plausiblen Änderungen von Annahmen oder Gewichtungen ändert) (!Ob ein Produkt wasserdicht lackiert ist) (!Ob alle Punktwerte gleich groß sind) (!Ob ein Gerät besonders neu ist)

Welche Aussage zu gesellschaftlicher Wirkung ist richtig? (Sie betrachtet Folgen für unterschiedliche Menschen und Gruppen) (!Sie besteht nur aus dem Stromverbrauch) (!Sie ist immer identisch mit dem Kaufpreis) (!Sie darf bei Technikbewertungen nicht berücksichtigt werden)

Welche Aussage macht einen Vergleich verschiedener Lampen fairer? (Die Lampen sollen eine vergleichbare Nutzfunktion erfüllen) (!Die Lampen müssen gleich aussehen) (!Alle Lampen müssen denselben Kaufpreis haben) (!Alle Lampen müssen vom selben Hersteller stammen)

Warum ist eine hohe Gesamtpunktzahl nicht automatisch objektiv richtig? (Weil Daten Kriterien Gewichtungen und Annahmen begründet gewählt werden müssen) (!Weil Mathematik bei Technik nie verwendet werden darf) (!Weil nur der billigste Preis zählt) (!Weil Bewertungen grundsätzlich zufällig sind)

Memory

Funktion	Erfüllung der technischen Aufgabe
Sicherheitskriterium	Schutz vor unvertretbaren Gefährdungen
Lebenszykluskosten	Kosten über Anschaffung Nutzung und Ende
Ressourcenbedarf	Einsatz von Rohstoffen Werkstoffen und Bauteilen
Energiebedarf	Umgesetzte Energie während eines betrachteten Zeitraums
Haltbarkeit	Dauer sinnvoller technischer Nutzung
Gesellschaftsfolge	Auswirkung auf Menschen und Zusammenleben

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Gewichtung	Bedeutung eines Kriteriums
Punktwert	Bewertung einer Alternative
Teilnutzen	Gewichtete Einzelbewertung
Gesamtnutzen	Summe aller Teilnutzen
Musskriterium	Bedingung die zwingend erfüllt sein muss

...

Kreuzworträtsel

Funktion	Welches Kriterium beschreibt die Erfüllung der technischen Aufgabe?
Sicherheit	Welches Kriterium schützt vor unvertretbaren Gefährdungen?
Ressourcen	Welche Kategorie umfasst Rohstoffe und Werkstoffe?
Haltbarkeit	Welches Kriterium fragt nach der sinnvollen Nutzungsdauer?
Gewichtung	Wie heißt die Festlegung der relativen Bedeutung eines Kriteriums?
Nutzwertanalyse	Wie heißt die Methode zum gewichteten Vergleich mehrerer Alternativen?

LearningApps

Lückentext

Eine technische Bewertung beginnt mit einer klaren

der gesuchten Lösung. Ein nicht erfülltes sicherheitsrelevantes Muss-Kriterium kann zum

einer Alternative führen. Die gesamten Aufwendungen über die Nutzungszeit werden als

betrachtet. Für den Materialeinsatz ist das Kriterium

wichtig. Elektrische Energie kann aus Leistung und

berechnet werden. Eine lange Nutzungsdauer gehört zum Kriterium

. Folgen für verschiedene Menschen und Gruppen gehören zur

. In einer Nutzwertanalyse zeigt die

die relative Bedeutung eines Kriteriums. Das Produkt aus Gewicht und Bewertung bildet einen

. Eine

prüft, ob das Ergebnis bei veränderten Annahmen stabil bleibt.

Offene Aufgaben

Leicht – Niveau G

Produktcheck: Wähle einen technischen Alltagsgegenstand und beschreibe seine Hauptfunktion sowie je eine Beobachtung zu Sicherheit, Kosten und Haltbarkeit.
Kriterienkarten: Gestalte sieben Karten zu Funktion, Sicherheit, Kosten, Ressourcen, Energiebedarf, Haltbarkeit und gesellschaftlicher Wirkung. Ergänze zu jeder Karte eine Leitfrage.
Energiedetektiv: Suche an zwei Geräten Leistungsangaben und berechne für eine angenommene Nutzungszeit den Energiebedarf. Erkläre, warum die Betriebszeit wichtig ist.
Sicherheitsfoto: Fotografiere oder zeichne ein technisches Produkt ohne Personenbezug und markiere sichtbare Schutzmaßnahmen. Beschreibe, welche Gefahr sie reduzieren sollen.

Standard – Niveau M

Bewertungsmatrix: Vergleiche drei technische Lösungen für denselben Zweck. Lege sieben Kriterien, eine 100-Prozent-Gewichtung und eine Punkteskala fest und begründe das Ergebnis.
Wasser-erhitzen-Versuch: Plane einen sicheren Versuch zum Erwärmen derselben Wassermenge mit zwei technischen Lösungen. Vergleiche Zeit, Energiebedarf und praktische Nutzbarkeit.
Reparierbarkeit: Untersuche anhand von Bedienungsanleitungen, Ersatzteilangeboten oder Reparaturinformationen, wie gut zwei Produkte gewartet oder repariert werden können.
Stakeholder-Debatte: Übernimm die Rolle von Nutzerin oder Nutzer, Hersteller, Schulträger oder Umweltgruppe. Gewichte die sieben Kriterien aus Deiner Rolle und vergleiche die Ergebnisse.

Schwer – Niveau E

Sensitivitätsanalyse: Entwickle zwei plausible Gewichtungsszenarien für dieselben drei Lösungen und untersuche, wann sich die Rangfolge ändert.
Lebenszyklusprojekt: Zeichne den Lebensweg eines technischen Produkts von der Rohstoffgewinnung bis zur Wiederverwendung oder Entsorgung. Kennzeichne Datenlücken und mögliche Umweltwirkungen.
Technikfolgenanalyse: Untersuche eine technische Innovation wie E-Bike, Photovoltaik, Smart-Home-Sensor oder Lieferroboter. Analysiere Nutzen, Risiken und unbeabsichtigte gesellschaftliche Folgen.
Optimierungsauftrag: Nimm eine schwach bewertete technische Lösung und entwickle mindestens drei konkrete Verbesserungen. Zeige anschließend mit einer neuen Matrix, welche Kriterien sich verbessern und wo neue Zielkonflikte entstehen.

Lernkontrolle

Zielkonflikt analysieren: Eine besonders haltbare Lösung benötigt mehr Material als eine leichte Lösung. Entwickle eine begründete Entscheidung für zwei verschiedene Nutzungsszenarien.
Sicherheitsentscheidung: Eine Alternative erzielt den höchsten Gesamtnutzen, erfüllt aber ein festgelegtes Sicherheits-Muss-Kriterium nicht. Erkläre, wie Du entscheidest und warum.
Datenkritik: Zwei Hersteller geben Energieverbrauchswerte unter unterschiedlichen Testbedingungen an. Entwickle einen Plan, wie Du die Angaben vergleichbar machst.
Kosten und Energie: Eine teurere Lösung benötigt im Betrieb deutlich weniger Energie. Bestimme, welche zusätzlichen Daten Du brauchst, um eine wirtschaftliche Entscheidung über fünf Jahre zu treffen.
Gesellschaftliche Perspektiven: Bewerte eine technische Lösung aus Sicht von mindestens drei betroffenen Gruppen und erkläre, warum unterschiedliche Gewichtungen legitim sein können.
Robuste Entscheidung: Zeige an einer eigenen Matrix, wie eine Sensitivitätsanalyse Unsicherheit sichtbar macht und wann Du trotz knapper Punktunterschiede eine Empfehlung geben würdest.

Lernnachweis

Für einen guten Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig:

Du formulierst eine klare technische Aufgabe mit gemeinsamer funktionaler Einheit.
Du verwendest alle sieben geforderten Bewertungskriterien sinnvoll.
Du trennst Muss-Kriterien von gewichteten Kann-Kriterien.
Du nutzt nachvollziehbare Daten, nennst Quellen und kennzeichnest Schätzungen.
Du rechnest eine Bewertungsmatrix korrekt aus.
Du erklärst mindestens einen Zielkonflikt und mindestens eine Unsicherheit.
Du prüfst mit einer veränderten Gewichtung, wie stabil Dein Ergebnis ist.
Du begründest Deine Entscheidung und entwickelst mindestens einen Optimierungsansatz.

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