Verordnung der Bundesministerin für Unterricht, Kunst und Kultur über die Lehrpläne der Höheren technischen und gewerblichen Lehranstalten (Lehrplan 2011); Bekanntmachung der Lehrpläne für den Religionsunterricht

		Wochenstunden		Lehrver-pflichtungs-
								pflich-
	Pflichtgegenstände	Jahrgang	Summe	tungs-
		I.	II.	III.	IV.	V.		gruppe
A.	Allgemeine Pflichtgegenstände
1.	Religion	2	2	2	2	2	10	(III)
2.	Deutsch	3	2	2	2	2	11	(I)
3.	Englisch	2	2	2	2	2	10	(I)
4.	Geografie, Geschichte und Politische Bildung2	2	2	2	2	-	8	III
5.	Wirtschaft und Recht3	-	-	-	3	2	5	II bzw. III
6.	Bewegung und Sport	2	2	2	1	1	8	IVa
7.	Angewandte Mathematik	4	4	3	2	2	15	I
8.	Naturwissenschaften	3	3	2	2	-	10	II
B.	Fachtheorie und Fachpraxis
1.	Hardwareentwicklung4	7(2)	7(2)	2	3	4	23	I
2.	Messtechnik und Regelungssysteme	-	2	2	2	3	9	I
3.	Digitale Systeme und Computersysteme5	-	-	3(2)	4(2)	4(2)	11	I
4.	Kommunikationssysteme und -netze5	-	-	2	2(1)	5(2)	9	I
5.	Fachspezifische Softwaretechnik4	3(2)	4(2)	2(2)	2(2)	2(1)	13	I
6.	Laboratorium	-	-	3	4	8	15	I
7.	Prototypenbau elektronischer Systeme6	7	7	8	4	-	26	III bzw. IV
	Verbindliche Übung
	Soziale und personale Kompetenz7	2(2)	-	-	-	-	2	III
	Gesamtwochenstundenzahl	37	37	37	37	37	185
	Pflichtpraktikum	mindestens 8 Wochen in der unterrichtsfreien Zeit vor Eintritt in den V. Jahrgang
		Wochenstunden		Lehrver-pflichtungs-
---	---	---	---	---	---	---	---	---	---
	Freigegenstände, Unverbindliche		pflich-
	Übung, Förderunterricht	Jahrgang		tungs-
		I.	II.	III.	IV.	V.		gruppe
C.	Freigegenstände
1.	Zweite lebende Fremdsprache8	2	2	2	2	2		(I)
2.	Kommunikation und Präsentationstechnik	-	-	2	2	-		III
3.	Naturwissenschaftliches Laboratorium	2	2	2	2	-		III
4.	Forschen und Experimentieren	2	2	-	-	-		III
D.	Unverbindliche Übung
	Bewegung und Sport	2	2	2	2	2		(IVa)
E.	Förderunterricht9
1.	Deutsch
2.	Englisch
3.	Angewandte Mathematik
4.	Fachtheoretische Pflichtgegenstände

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1 Durch schulautonome Lehrplanbestimmungen kann von dieser Stundentafel im Rahmen des Abschnittes III abgewichen werden.

2 Einschließlich volkswirtschaftlicher Grundlagen.

3 Die Lehrverpflichtungsgruppe II bezieht sich im Ausmaß von 2 Wochenstunden auf die Kompetenzbereiche „Wirtschaft“ und „Rechungswesen, die Lehrverpflichtungsgruppe III bezieht sich im Ausmaß von 3 Wochenstunden auf den Kompetenzbereich „Recht“.

4 Mit Übungen in elektronischer Datenverarbeitung im Ausmaß der in Klammern beigefügten Wochenstunden.

5 Mit Übungen im Ausmaß der in Klammern beigefügten Wochenstunden.

6 Teilungen in Schülergruppen und Einstufung wie im „Werkstättenlaboratorium“ im Ausmaß von je 4 Wochenstunden im III. und IV. Jahrgang; Teilungen in Schülergruppen und Einstufung der übrigen Wochenstunden wie in „Werkstätte“.

7 Mit Übungen sowie in Verbindung und inhaltlicher Abstimmung mit einem oder mehreren der in den Abschnitten A. bzw. B. angeführten Pflichtgegenständen.

8 In Amtsschriften ist die Bezeichnung der Fremdsprache anzuführen.

9 Bei Bedarf parallel zum jeweiligen Pflichtgegenstand bis zu 16 Unterrichtseinheiten pro Schuljahr; Einstufung wie der entsprechende Pflichtgegenstand.

II. ALLGEMEINES BILDUNGSZIEL

Siehe Anlage 1.

Fachbezogenes Qualifikationsprofil

Einsatzgebiete und Tätigkeitsfelder:

Die Absolventinnen und Absolventen der Höheren Lehranstalt für Elektronik und Technische Informatik können ingenieurmäßige Tätigkeiten auf dem Gebiet der Hardwaretechnik, der Mess- und Regelungstechnik, der Kommunikationssysteme und Kommunikationsnetze, der Computersysteme und der Softwaretechnik ausführen. Dabei steht die Planung, Entwicklung und Realisierung elektronischer Geräte, der Entwurf angepasster Softwarelösungen, die Auswahl, Analyse, messtechnische Überprüfung bzw. der Test und die Validierung der Komponenten, Module und Systeme im Vordergrund.

Kompetenzfelder der Fachrichtung und Unterrichtsgegenstände:

In Ergänzung und teilweiser Präzisierung der im allgemeinen Bildungsziel angeführten Kompetenzen besitzen die Absolventinnen und Absolventen der Höheren Lehranstalt für Elektronik und Technische Informatik im Besonderen

• ein fundiertes Verständnis über den Aufbau und die Wirkungsweise von elektronischen Systemen, das sie in einem Theorieunterricht und einem begleitenden Praxisunterricht in den Unterrichtsgegenständen „Hardwareentwicklung“, „Messtechnik- und Regelungssysteme“, „Digitale Systeme und Computersysteme“, „Kommunikationssysteme und -netze“ sowie „Fachspezifische Softwaretechnik“ erworben haben;

• ein solides Verständnis der Wechselwirkung von Hardware und Software, das durch inhaltliche und organisatorische Vernetzung der Unterrichtsgegenstände „Hardwareentwicklung“, „Digitale Systeme und Computersysteme“ sowie „Fachspezifische Softwaretechnik“ vermittelt wird (Hardware Software Co-Design);

• ein hohes Maß an Anwendungssicherheit in den genannten Tätigkeitsbereichen, das sie durch praktische Arbeiten in Werkstätten und Laboratorien, in Konstruktionsübungen sowie durch praxisbezogene Projektarbeiten und betriebliche Pflichtpraktika erworben haben;

• ein vertieftes Verständnis der mathematischen, naturwissenschaftlichen und informationstechnischen Grundlagen, welche in den Unterrichtsgegenständen „Angewandte Mathematik“, „Naturwissenschaften“ und „Fachspezifische Softwaretechnik“ vermittelt werden;

• kommunikative Kompetenzen, die auch die Fachterminologie und die im Fachgebiet verwendeten Kommunikations- und Präsentationsformen einschließen und in den Unterrichtsgegenständen „Deutsch“ und „Englisch“ vermittelt werden sowie

• unternehmerische Kompetenzen, die betriebswirtschaftliche und rechtliche Kenntnisse, Wissen und Erfahrungen im Projektmanagement sowie Managementkenntnisse einschließen und in den projektorientierten Fachgegenständen „Prototypenbau elektronischer Systeme“ und „Laboratorium“ sowie dem Unterrichtsgegenstand „Wirtschaft und Recht“ vermittelt werden.

Zentrale berufsbezogene Lernergebnisse:

Die Absolventinnen und Absolventen der Höheren Lehranstalt für Elektronik und Technische Informatik können

• elektronische Schaltungen und Systeme unter Berücksichtigung von Kundenvorgaben bzw. Normen und Vorschriften spezifizieren;

• elektronische Systeme durch hierarchische Modelle darstellen und die einzelnen in Wechselwirkung stehenden Hardware- und Software-Komponenten durch Verhaltens- und Strukturbeschreibungen spezifizieren;

• Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung und der digitalen Regelungstechnik durch Abbildung auf Hardware und Software als elektronische Systeme realisieren;

• elektronische Schaltungen und Systeme unter Verwendung von Softwaretools für Analyse, Simulation und Synthese entwickeln;

• Baugruppen elektronischer und informationstechnischer Geräte manuell und maschinell herstellen;

• Prototypen elektronischer Systeme durch Assemblierung von elektronischen Baugruppen und Programmierung von maschinennaher Betriebssoftware herstellen;

• elektronische Systeme betreiben, Fehlfunktionen feststellen und Störungen unter Einsatz geeigneter Mess-, Prüf- und Diagnoseverfahren beheben;

• Arbeitsabläufe planen und organisieren, Projekte in der Entwicklung und im Support organisieren und durch sachgerechte Entscheidungen steuern und überwachen sowie technische Daten über Arbeitsabläufe unter Berücksichtigung von Vorgaben der Qualitätssicherung erfassen und dokumentieren;

• sich in den für die Elektronik und der Technischen Informatik relevanten Bereichen selbstständig weiterbilden, betriebsintern und mit Kunden in Deutsch und Englisch kommunizieren, englischsprachige Dokumentationen und Fachvorträge erstellen und präsentieren.

III. SCHULAUTONOME LEHRPLANBESTIMMUNGEN

Siehe Anlage 1.

In den Pflichtgegenständen als Vertiefung (V) gekennzeichnete Lernziele sind bei Abweichungen von schulautonomen Lehrplanbestimmungen bevorzugt umzusetzen.

IV. DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE

Siehe Anlage 1.

V. LEHRPLÄNE FÜR DEN RELIGIONSUNTERRICHT

Siehe Anlage 1.

VI. BILDUNGS- UND LEHRAUFGABEN SOWIE LEHRSTOFF DER UNTERRICHTSGEGENSTÄNDE

Pflichtgegenstände

A. Allgemeine Pflichtgegenstände

„Deutsch“, „Englisch“, „Geografie, Geschichte und Politische Bildung“, „Wirtschaft und Recht“ „Bewegung und Sport“ und „Naturwissenschaften“:

Siehe Anlage 1.

Siehe Anlage 1 mit den folgenden Ergänzungen:

Kompetenzbereich „Algebra und Geometrie“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können mathematische Sachverhalte durch Aussagen präzise formulieren und kennen die Boole´schen Verknüpfungen;

• können Gleichungssysteme in Matrixform darstellen und mit Hilfe der inversen Matrix lösen;

• können die algebraischen und zahlentheoretischen Grundlagen der Codierung und Chiffrierung zur Lösung von Aufgaben des Fachgebietes anwenden;

• kennen lineare Codes und können an Hand von fachrelevanten Beispielen Codierungen und Decodierungen durchführen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Grundlagen der Mathematik:

Aussagen, Verknüpfungen von Aussagen, Wahrheitstabellen. Zahlensysteme.

III. Jahrgang:

Matrizen:

Matrizenprodukt, inverse Matrix.

IV. und V. Jahrgang:

Boole´sche Algebra:

Schaltfunktionen und Boole´sche Ausdrücke.

Codierung und Chiffrierung:

Zahlensysteme; Algebraische und zahlentheoretische Grundlagen der Codierung und Chiffrierung.

Kompetenzbereich „Funktionale Zusammenhänge“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können die Summe von Sinusfunktionen durch eine allgemeine Sinusfunktion darstellen;

• können logarithmische Skalierungen verstehen und anwenden;

• können komplexwertige Funktionen einer Variablen auswerten und grafisch darstellen.

Lehrstoff:

II. und IV. Jahrgang:

Darstellung von Funktionen:

Logarithmische Skalierungen und Frequenzgang.

Kompetenzbereich „Analysis“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können Funktionen in zwei Variablen geometrisch als Flächen im Raum interpretieren und an Hand von Beispielen veranschaulichen;

• können partielle Ableitungen berechnen und mit Hilfe des Differentials Fehler abschätzen;

• können Exponential-, Logarithmus- und trigonometrische Funktionen in Taylorreihen entwickeln und damit näherungsweise Funktionswerte berechnen;

• können Bedingungen angeben, unter denen Potenzreihen konvergieren und Beispiele für konvergente Potenzreihen anführen;

• können periodische Funktionen durch trigonometrische Polynome approximieren und die Fourierkoeffizienten interpretieren;

• kennen die Rechenregeln für die Laplace-Transformation und können die Laplace-Transformierten von fachrelevanten Zeitfunktionen berechnen;

• können die kontinuierliche Fouriertransformation auf aperiodische Zeitfunktionen anwenden und die Fourier-Transformierte interpretieren;

• können Anfangswertprobleme mit linearen Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten lösen und kennen im Besonderen die Lösungsfälle der linearen Schwingungsgleichung mit konstanten Koeffizienten;

• können Aufgaben des Fachgebietes durch Entwicklung von Funktionen in Potenz- und Fourierreihen bearbeiten, Integraltransformationen auf Aufgaben des Fachgebietes anwenden und für das Fachgebiet relevanten Systeme mit Hilfe von Differentialgleichungen modellieren.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Integralrechnung:

Integralmittelwerte.

IV. und V. Jahrgang:

Funktionen mehrerer Variablen:

Darstellung von Funktionen von zwei Variablen; partielle Ableitungen; totales Differential, lineare Fehlerfortpflanzung und maximaler Fehler.

Funktionenreihen:

Taylorpolynome, Potenzreihen, Konvergenzkriterien; Approximation von Funktionen durch trigonometrische Polynome, Fourierentwicklung.

Integraltransformationen:

Uneigentliche Integrale; Laplacetransformation; Fouriertarnsformation.

Lineare Differentialgleichungen:

Elementare Lösungsmethoden; lineare Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten; numerische Lösung von Anfangswertproblemen.

Kompetenzbereich „Stochastik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können Schätzwerte für Verteilungsparameter bestimmen und Konfidenzintervalle für den Mittelwert einer normalverteilten Zufallsvariablen berechnen und interpretieren

• können signifikante und nicht signifikante Testergebnisse interpretieren.

Lehrstoff:

II. und IV. Jahrgang:

Beurteilende Statistik:

Verteilung des Stichprobenmittels, zentraler Grenzwertsatz, Intervallschätzung; Prinzip des Alternativtests, T-Test.

B. Fachtheorie und Fachpraxis

Kompetenzbereich „Grundlagen der Elektronik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die grundlegenden Gesetze der Elektrotechnik und der Digitaltechnik und können das Verhalten einfacher Schaltungen damit begründen;

• können die Gesetze auf einfache Schaltungen anwenden, damit das Verhalten von einfachen Schaltungen untersuchen und sie zur Lösung von technischen Aufgaben einsetzen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Elektrotechnische Grundgrößen:

Spannung, Strom, Widerstand, Leistung.

Gleichstromtechnik:

Ohmsches Gesetz, Strom- und Spannungsquellen, Kirchhoffsche Gesetze, Überlagerungsprinzip; Grundbegriffe des elektrischen Feldes.

Grundlagen der Digitaltechnik:

Logische Grundfunktionen, Boolesche Algebra, Zahlensysteme.

II. Jahrgang:

Grundbegriffe des magnetischen Feldes.

Wechselstromtechnik:

Impedanz, Leistung, Zeigerdiagramm, Bodediagramm, RLC-Schaltungen.

Grundlagen der Digitaltechnik:

Flip-Flops.

Kompetenzbereich „Bauelemente“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die prinzipielle Funktionsweise und die Eigenschaften elektronischer Bauelemente;

• können die Bauteile einfacher Schaltungen unter Beachtung relevanter Kriterien dimensionieren und elektronische Bauelemente unter Verwendung von Datenblättern messtechnisch analysieren;

• können einfache und komplexe Bauelemente auswählen, einbauen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Elektromechanische Bauelemente:

Schalter/Taster, Verbindungselemente.

Passive Bauelemente:

Widerstände, Kondensatoren, Dioden.

II. Jahrgang:

Passive Bauelemente:

Spulen.

Aktive Bauelemente:

Transistoren (Grundfunktion).

Integrierte Bauelemente:

Logikfamilien, Operationsverstärker (Grundlagen).

III. Jahrgang:

Elektromechanische Bauelemente:

elektroakustische Wandler.

Passive Bauelemente:

Übertrager, Quarze.

Aktive Bauelemente:

Transistoren, optoelektronische Bauelemente.

Integrierte Bauelemente:

Spannungsregler, Operationsverstärker (Vertiefung), programmierbare Bauelemente (PLDs).

IV. Jahrgang:

Integrierte Bauelemente:

ASICs.

Kompetenzbereich „Grundschaltungen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen das Verhalten elektronischer Grundschaltungen und ihre typischen Anwendungsgebiete;

• können einfache elektronische Schaltungen nach vorgegebenen Spezifikationen entwerfen und dimensionieren, elektronische Schaltungen rechnerisch und messtechnisch im Zeit- und Frequenzbereich analysieren;

• können Bauelementgruppen auswählen, aufbauen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Digitale Grundschaltungen:

Digitale Auswahlschaltungen, Rechenschaltungen.

III. Jahrgang:

Digitale Grundschaltungen:

Zähler, Register; Elektronische Schalter und Kippschaltungen.

Analoge Grundschaltungen:

Verstärker, Spannungs- und Stromquellen.

IV. Jahrgang:

Analoge Grundschaltungen: Oszillatoren.

Kompetenzbereich „Schaltungsentwicklung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können eine Schaltungsspezifikation erklären und einfache elektronische Schaltungsstrukturen erkennen;

• können Schaltungsmodule entsprechend der Spezifikation systematisch zu einer komplexeren Einheit zusammenfügen, komplexe Schaltungen analysieren und in Bezug auf ihre spezifizierte Funktion hin bewerten;

• können elektronische Schaltungen nach gegebener Spezifikation entwickeln, fertigen, testen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Analoge Schaltungstechnik:

Grundlagen der elektrischen und thermischen Dimensionierung.

Digitale Schaltungstechnik:

Kombinatorische Logikschaltungen.

III. Jahrgang:

Schaltungsspezifikation.

Analoge Schaltungstechnik:

Schaltungsentwurf.

Digitale Schaltungstechnik:

Sequenzielle Logikschaltungen.

IV. Jahrgang:

Digitale Schaltungstechnik:

Hardwarebeschreibungssprachen, Interfacetechniken.

V. Jahrgang:

Schaltungen mit unstetiger Charakteristik.

Digitale Schaltungstechnik:

Automatenentwurf.

Kompetenzbereich „Schaltungsanalyse und -simulation“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Methoden zur Beschreibung von Schaltungen, die typischen Strukturen einer Hardwarebeschreibungssprache und Werkzeuge zur Schaltungssimulation und können diese bedienen;

• können das Verhalten elektronischer Schaltungen beschreiben, simulieren und die Ergebnisse entsprechend darstellen;

• können Methoden der Hardwarebeschreibung zur Analyse elektronischer Schaltungen anwenden und aus den Ergebnissen die nötigen Schlussfolgerungen ziehen;

• können verschiedene Methoden zur Analyse elektronischer Schaltungen auswählen und anwenden sowie die Schaltung unter Zuhilfenahme der Ergebnisse redesignen.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für digitale Grundschaltungen.

III. Jahrgang:

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für analoge Grundschaltungen.

IV. Jahrgang:

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für programmierbare Bauelemente.

V. Jahrgang:

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für programmierbare Systeme.

Kompetenzbereich „PCB-Design“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die grundsätzlichen Erfordernisse bei der Erstellung eines Platinenlayouts;

• können mit geeigneten Werkzeugen für gegebene Schaltungen ein Schaltungslayout erstellen;

• können Layouts in Hinblick auf Konstruktionsrichtlinien und EMV-Kriterien beurteilen und für komplexe elektronische Schaltungen die Fertigungsunterlagen erstellen.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

CAD-Werkzeuge (Grundlagen).

III. Jahrgang:

CAD-Werkzeuge (Anwendungen); Planen und Realisieren von Layouts.

IV. Jahrgang:

Signalintegrität, EMV-Kriterien.

Kompetenzbereich „Werkstoffe der Elektronik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen gängige Werkstoffe, die in der Elektronik Anwendung finden, können ihre Eigenschaften beurteilen und kennen Werkzeuge und Verfahren zu ihrer Bearbeitung;

• können geeignete Werkstoffe für die Fertigung von elektronischen Komponenten auswählen und bearbeiten, die Qualität systemrelevanter Komponenten und Verbindungstechniken messen und bewerten;

• können systemrelevante mechanische Komponenten normgerecht konstruieren und fertigen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Werkstoffe; Materialeigenschaften; Bearbeitungsverfahren.

II. Jahrgang:

Fertigungsverfahren.

Kompetenzbereich „Fertigen von elektronischen Schaltungen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Möglichkeiten, aus gegebenen Schaltplänen Schaltungen zu fertigen;

• können Fertigungstechniken zur Herstellung elektronischer Geräte anwenden;

• können die Qualität der Fertigung von elektronischen Geräten überprüfen und beurteilen sowie elektronische Schaltungen fertigungsgerecht entwickeln, produzieren, messtechnisch überprüfen in Betrieb nehmen und dokumentieren.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Grundlagen).

II. Jahrgang:

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Baugruppen).

III. Jahrgang:

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Geräte).

IV. Jahrgang:

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Systeme).

Kompetenzbereich „Projektmanagement und Qualitätssicherung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Methoden und Werkzeuge des Projektmanagements;

• können Projektaufgaben analysieren, auswerten und darstellen und mit geeigneten Methoden und Werkzeugen planen sowie eine geeignete Projektorganisationsform ableiten;

• können Abläufe bzw. Prozesse unter Berücksichtigung entsprechender Qualitätsstandards organisieren.

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Projektmanagementkonzepte und Phasenmodelle; Methoden, Werkzeuge und Dokumente im PM-Prozess; Projektplanung, -durchführung und -dokumentation.

V. Jahrgang:

Verfahren und Standards der Qualitätssicherung.

Kompetenzbereich „Sensorik und Aktorik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Sensoren, Aktoren und deren Ansteuerprinzipien;

• können für die jeweilige Anwendung geeignete Sensoren und Aktoren auswählen;

• können Sensoren, Aktoren und Stellverfahren mathematisch bzw. anhand von Kennlinien analysieren und diese gemeinsam mit Antrieben und Stellgliedern zur Realisierung von Mess-, Steuerungs- und Regelungsaufgaben einsetzen (V).

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Messung nichtelektrischer Größen.

III. Jahrgang:

Betriebsverhalten von Elektromotoren.

IV. Jahrgang:

Stellglieder.

Kompetenzbereich „Messverfahren“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen geeignete Messverfahren für elektrische Größen, Zeit und Frequenz, deren Kenngrößen und Messfehler;

• können für das jeweilige Einsatzgebiet geeignete Messverfahren auswählen und die erforderlichen Messschaltungen dimensionieren;

• können Messergebnisse kommentieren und dokumentieren, Messfehler abschätzen und geeignete Verbesserungsmaßnahmen vorschlagen (V).

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Strom-, Spannungs-, Impedanz- und Leistungsmessung.

III. Jahrgang:

Frequenz- und Zeitmessung; Messfehler, statistische und qualitätsrelevante Größen.

Kompetenzbereich „Signalaufbereitung und -darstellung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Verfahren zur Signaldarstellung und -aufbereitung sowie die entsprechenden Funktionseinheiten einer Messkette;

• können für die jeweilige Anwendung geeignete A/D- und D/A-Wandler, Messverstärker und Filter auswählen sowie Signalverarbeitungsketten in Verbindung mit Messaufgaben einsetzen;

• können die Auswirkung von A/D- und D/A-Wandlung bewerten und das Verhalten von Messverstärkern und Filtern berechnen bzw. simulieren sowie komplette Signalverarbeitungsketten konfigurieren und für Messaufgaben einsetzen (V).

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Signalkennwerte.

III. Jahrgang:

A/D- und D/A-Wandlung; Messverstärker.

IV. Jahrgang:

Zeit- und Frequenzbereichsbeschreibungen; Filter.

V. Jahrgang:

Computerunterstützte Messsysteme.

Kompetenzbereich „Regelungstechnik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Architekturen von Regelungssystemen sowie deren Beschreibungsformen und Simulationswerkzeuge;

• können Analog- und Digitalregler dimensionieren und realisieren;

• können Regelkreise durch Simulation, Berechnung und Messung analysieren bzw. aufbauen und in Betrieb nehmen (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Modellierung von Regelstrecken.

V. Jahrgang:

Reglertypen, Regelkreis, Simulation.

Kompetenzbereich „Schnittstellen und Bussysteme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen gebräuchliche Schnittstellenstandards und branchenübliche Feldbussysteme;

• können Geräte mithilfe von Standardschnittstellen und Feldbussystemen verbinden und in Betrieb setzen;

• können Signalverläufe und Protokolle an Schnittstellen und Bussen analysieren, Fehlerzustände erklären sowie Feldbussysteme konzipieren und implementieren (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Standardschnittstellen.

V. Jahrgang:

Feldbusse.

Kompetenzbereich „Testen und Fehlersuche in Komponenten, Modulen und Systemen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Messgeräte und Messmethoden für Test und Fehlersuche in elektronischen Geräten;

• können gebräuchliche Mess- und Laborgeräte bedienen;

• können Test- und Fehlersuche in elektronischen Systemen durchführen und normgerecht dokumentieren.

Lehrstoff:

III. bis V. Jahrgang:

Laborgeräte, Strategien zur Fehlersuche, Protokollierung, Qualitätssicherung.

Kompetenzbereich „Betrieb von Geräten und Systemen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• verstehen die üblichen Darstellungsformen in technischen Dokumentationen und Serviceanleitungen;

• können mithilfe technischer Dokumentationen elektronische Geräte und Systeme in Betrieb nehmen und einfache Servicearbeiten durchführen sowie technische Dokumentationen erstellen.

Lehrstoff:

II. bis V. Jahrgang:

Inbetriebnahme, Service, technische Dokumentation.

Kompetenzbereich „Entwurf digitaler Systeme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können die grundlegenden Verfahren des digitalen Systementwurfs anwenden, Digitalbausteine auswählen und den Entwurf dokumentieren;

• können digitale Systeme durch Simulation verifizieren und bewerten, unter Verwendung von Entwicklungsplattformen implementieren, in Betrieb nehmen und testen.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Zahlendarstellung und Codierung; Entwurf von Schaltwerken; programmierbare Logikbausteine.

IV. Jahrgang:

Hardwarebeschreibungssprachen; Komponentenauswahl und Systemdesign.

V. Jahrgang:

Beschreibung, Entwurf, Simulation und Dokumentation komplexer digitaler Systeme; EMV-konformes Design.

Kompetenzbereich „Computerarchitekturen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Basisarchitekturen und Kenngrößen moderner Computer und können eine für die jeweilige Anwendung geeignete Computerarchitektur auswählen;

• können Computerarchitekturen analysieren sowie deren Eignung für spezielle Anwendungsfälle bewerten und vergleichen (V).

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Basisarchitekturen.

IV. Jahrgang:

Computersysteme.

V. Jahrgang:

Anwendungsspezifische Architekturen.

Kompetenzbereich „Embedded Systems“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können Embedded Systems unter Verwendung von Entwicklungsplattformen als Hardware Software Co-Design realisieren;

• können für die jeweilige Anwendung geeignete programmierbare Logikbausteine auswählen, mithilfe von Hardwarebeschreibungen konfigurieren und testen.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Prozessoren, Einführung in die Mikrocontrollerprogrammierung.

IV. Jahrgang:

Entwurf und Dokumentation von Mikrocontrollerprogrammen, Peripheriebausteine, Interface-Techniken.

V. Jahrgang:

Betriebssysteme für Embedded Systems; Echtzeitverarbeitung.

Kompetenzbereich „Signalverarbeitung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die grundlegenden Methoden der digitalen Signalverarbeitung und die Architekturen moderner Signalprozessoren;

• können für die jeweilige Anwendung geeignete Signalverarbeitungsalgorithmen auswählen und parametrieren;

• können Methoden der Signalverarbeitung durch Simulation analysieren und bewerten sowie Algorithmen der Signalverarbeitung implementieren, testen und optimieren (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung: Signalanalyse, Signalgenerierung, Filterung.

V. Jahrgang:

Signalprozessoren, Entwurf und Dokumentation von Signalprozessoranwendungen.

Kompetenzbereich „Realisierung und Test von Systemen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können Prototypen digitaler Systeme fertigen, in Betrieb nehmen, unter Verwendung von Software-Tools und Messgeräten testen bzw. Fehler lokalisieren und beheben.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Digitale Systeme:

Aufbau, Test und Fehlersuche bzw. -behebung.

IV. Jahrgang:

Mikrocontroller und programmierbare Logikbausteine:

Implementierung, Test und Fehlersuche bzw. -behebung.

V. Jahrgang:

Komplexe Systeme:

Einsatz von Betriebssystemen für Embedded Systems; EMV-konformer Aufbau.

Kompetenzbereich „Grundlagen der Informationstheorie und Übertragungstechnik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Beschreibungen von Signalen im Zeit- und Frequenzbereich, verstehen die grundlegenden Theoreme der Informationstheorie und Übertragungstechnik und können die wesentlichen Verfahren der Codierung, Modulation und Mehrfachausnutzung von Übertragungskanälen erklären;

• können übertragungstechnische Grundschaltungen dimensionieren, simulieren und messtechnisch überprüfen (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Begriffsdefinitionen und Grundlagen, Modulations- und Demodulationsverfahren, Multiplexverfahren.

V. Jahrgang:

Übertragungskanäle, Quell- und Kanalcodierungsverfahren.

Kompetenzbereich „Hochfrequenztechnik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen das Frequenzverhalten von aktiven und passiven Bauelementen sowie die Prinzipien der elektromagnetischen Wellenausbreitung;

• können für die jeweilige Anwendung geeignete übertragungstechnische Komponenten auswählen sowie das Hochfrequenzverhalten messtechnisch erfassen (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

HF-Bauelemente, Leitungen, Antennen und Freiraumausbreitung, Sende- und Empfangskonzepte.

V. Jahrgang:

Methoden der HF-Technik, HF-Schaltungen, HF-Messtechnik; Elektromagnetische Verträglichkeit.

Kompetenzbereich „Optische Nachrichtentechnik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Funktionsweise von optoelektronischen Bauelementen;

• können optoelektronische Signale messtechnisch erfassen sowie für die jeweilige Anwendung geeignete Komponenten auswählen (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Sende- und Empfangselemente, Lichtwellenleiter, aktive und passive optische Elemente.

V. Jahrgang:

Optische Messtechnik.

Kompetenzbereich „Netzwerke“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die wesentlichen Netzwerkkomponenten und können das Prinzip eines Netzwerkprotokolls erklären;

• können die Signale bzw. Protokolle an den Schnittstellen der in Wechselwirkung stehenden Netzwerkkomponenten hinsichtlich Funktionalität prüfen;

• können Anforderungen an Netze definieren, geeignete Komponenten und Protokolle auswählen und die Realisierung planen (V).

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Grundlagen und Aufgaben von Protokollen, ausgewählte Protokolle, Netzwerkkomponenten.

IV. Jahrgang:

Protokollanalyse.

Kompetenzbereich „Netzwerkdienste“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen verschiedene Netzwerkdienste zur Übertragung von Daten-, Audio- und Videoinformationen;

• können Netzwerkdienste nach anwendungsspezifischen Kriterien auswählen;

• können die Konfigurationsparameter festlegen und die Funktionalität nachweisen (V).

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Funktion von Netzwerkdiensten.

IV. Jahrgang:

Analyse kommunikationstechnischer Anlagen.

V. Jahrgang:

Implementierung und Anwendung von Netzwerkdiensten.

Kompetenzbereich „Vermittlungssysteme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler kennen die Grundbegriffe der Verkehrstheorie und können die verschiedenen Vermittlungsprinzipien unterscheiden.

Lehrstoff:

IV. Jahrgang

Verkehrstheorie, Vermittlungsprinzipien.

V. Jahrgang

Vermittlungssysteme.

Kompetenzbereich „Consumer-Electronic“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Verfahren zur Bearbeitung von analogen und digitalen Audio-, Bild- und Videosignalen sowie Methoden der Datenkompression und Speicherung;

• können Algorithmen der Audio-, Bild und Videoverarbeitung mit Software-Werkzeugen analysieren;

• können ausgewählte Komponenten einer Signalverarbeitungskette zusammenfügen und anwendungsspezifisch konfigurieren.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Grundlagen und Verfahren der Audio- und Videotechnik.

IV. Jahrgang:

Funktionsweise von ausgewählten Audio- und Videosystemen.

V. Jahrgang:

Systeme der Unterhaltungselektronik.

Kompetenzbereich „Aufbau und Test von Kommunikationsverbindungen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können die physikalische Verbindung bzw. Vernetzung von elektronischen Komponenten, Netzwerksystemen und Netzen den geläufigen Standards entsprechend realisieren;

• können die praktische Realisierbarkeit von Projekten der Kommunikationstechnik bewerten und die physikalische Vernetzung von Kommunikationssystemen und Netzen standardgerecht planen und projektieren (V).

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Verbindungstechnologien.

IV. Jahrgang:

Projektierung einer physikalischen Vernetzung.

V. Jahrgang:

Errichtung und Betrieb von Kommunikationsnetzen.

Kompetenzbereich „Fachrichtungsspezifische Software“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Funktionalität von Anwendersoftware und können sie zur Lösung von konkreten Aufgabenstellungen einsetzen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Office-Programme, fachspezifische Werkzeuge.

Kompetenzbereich „Betriebssysteme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die wesentlichen Komponenten eines modernen Betriebssystems, verstehen deren Aufgaben und können ein vorgegebenes Betriebssystem nützen;

• können elementare Betriebssystemkomponenten auf ihre Ressourceneffizienz hin evaluieren und elementare Funktionen eines Betriebssystems erstellen (V).

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Anwendung von Systemsoftware.

III. Jahrgang:

Architektur von Betriebssystemen (Grundlagen).

IV. Jahrgang:

Architektur von Betriebssystemen (Vertiefung).

V. Jahrgang:

Entwicklung von Betriebssystemkomponenten; Systemprogrammierung.

Kompetenzbereich „Programmiersprachen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Vor- und Nachteile gängiger Programmiersprachen und können die für eine spezifische Aufgabe geeignete wählen;

• können Grundstrukturen, Befehle, Syntaxregeln und Programmerzeugungsmechanismen einer vorgegebenen Programmiersprache einsetzen und die Funktionalität von Softwaremodulen anhand des Quellcodes nachvollziehen;

• können die Regeln von vorgegebenen Programmiersprachen für die Lösung komplexer Aufgaben anwenden.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Sprachkonzepte, Syntaxregeln.

II. Jahrgang:

Strukturen von Programmiersprachen.

III. Jahrgang:

Modulare Programmentwicklung.

IV. Jahrgang:

Spezifischer Einsatz adäquater Programmiersprachen für spezifische Aufgabenstellungen.

V. Jahrgang:

Spezifischer Einsatz adäquater Programmiersprachen für komplexe Aufgabenstellungen.

Kompetenzbereich „Datenbanken“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können in gängigen Notationsformen erstellte Modelle des Datenbankentwurfs interpretieren, eine Abfragesprache auf Datenbanken anwenden und Datenbankstrukturen hinsichtlich ihrer Integrität bewerten;

• können Datenbanklösungen planen und realisieren (V).

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Datenbankstrukturen, Datenbankentwurf, Implementierung von Datenbanken.

Kompetenzbereich „Softwareentwicklung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen und verstehen die gängigsten Standardalgorithmen und Datenstrukturen sowie deren Anwendungsbereiche und können relevante Informationen aus Entwickler- und Benutzerdokumentation entnehmen;

• können Sprachmittel der Objektorientierung einer Programmiersprache auf eine Aufgabenstellung anwenden, fachspezifische Algorithmen auswählen und einsetzen sowie Algorithmen und Datenstrukturen hinsichtlich Laufzeit und Speicherbedarf abschätzen;

• können Software nach modernen Vorgehensmodellen entwickeln (V).

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Softwaredokumentation.

II. Jahrgang:

Systemdokumentation; Standardalgorithmen; Verifizieren und Testen.

III. Jahrgang:

Fachspezifische Algorithmen; Objektorientierte Programmentwicklung.

IV. Jahrgang:

Implementierung fachspezifischer Algorithmen; Software-Konfigurationsmanagement; Validieren; Software-Wartung.

V. Jahrgang:

Entwurfskonzepte und Vorgehensmodelle; Entwicklung fachspezifischer Software; Software-Wartung, konstruktive Qualitätssicherungsmaßnahmen.

Kompetenzbereich „Hardwarenahe Programmentwicklung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen und verstehen Strukturen von Mikrocontrollerprogrammen sowie ihr Zusammenwirken innerhalb eines Systems;

• können Software für Mikrocontroller bzw. -systeme erstellen, in Betrieb nehmen, testen und dokumentieren;

• können hardwarenahe Programmteile hinsichtlich Code- und Laufzeiteffizienz evaluieren (V).

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Mikrocontrollerprogrammierung.

IV. Jahrgang:

Programmierung von Echtzeitsystemen, Testverfahren.

Kompetenzbereich „Web- und Netzwerkprogrammierung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• verstehen den Unterschied zwischen client- und serverseitigen Technologien und kennen aktuelle Vertreter beider Bereiche;

• können den Aufbau und das ergonomische Design von Webseiten gestalten;

• können unterschiedliche Authentifizierungsmechanismen hinsichtlich ihrer Eignung für konkrete Aufgabenstellungen bewerten, Teilfunktionalitäten auf geeignete Knoten eines verteilten Systems anordnen, Server einrichten und diese innerhalb eines vorgegebenen Netzwerkes zur Verfügung stellen (V).

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Ergonomisches Design.

III. Jahrgang:

Web-Programmierung.

IV. Jahrgang:

Client-Server-Architektur.

V. Jahrgang:

Authentifizierungsverfahren; Security.

Kompetenzbereich „Datensicherheit“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die relevanten rechtlichen Rahmenbedingungen für den Betrieb von EDV-Anlagen und für die Verwendung von personenbezogenen Daten;

• können Maßnahmen zum Schutz sensibler Daten planen und implementieren;

• können bestehende Systeme auf Schwachstellen hinsichtlich Datensicherheit und Datenschutz analysieren sowie Methoden der Datensicherung technisch und organisatorisch umsetzen (V).

Lehrstoff:

V. Jahrgang:

Schutz vor Datenmissbrauch und Datenverlust.

Bildungs- und Lehraufgaben:

Kompetenzfeld „Hardwareentwicklung“:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die prinzipielle Funktionsweise und die Eigenschaften elektronischer Bauelemente;

• können die Bauteile einfacher Schaltungen unter Beachtung relevanter Kriterien dimensionieren, elektronische Bauelemente unter Verwendung von Datenblättern auswählen, in Betrieb nehmen und messtechnisch analysieren;

• kennen das Verhalten elektronischer Grundschaltungen und ihre typischen Anwendungsgebiete, können einfache elektronische Schaltungen nach vorgegebenen Spezifikationen entwerfen und dimensionieren, elektronische Schaltungen rechnerisch und messtechnisch im Zeit- und Frequenzbereich analysieren sowie Bauelementegruppen auswählen, aufbauen und in Betrieb nehmen;

• können die Qualität der Fertigung von elektronischen Geräten überprüfen und beurteilen sowie elektronische Schaltungen fertigungsgerecht entwickeln, in Betrieb nehmen, messtechnisch überprüfen und dokumentieren.

Kompetenzfeld „Messtechnik und Regelungssysteme“:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Messgeräte und Messmethoden für Test und Fehlersuche in elektronischen Geräten;

• können gebräuchliche Mess- und Laborgeräte bedienen, Test und Fehlersuche in elektronischen Systemen durchführen und normgerecht dokumentieren;

• verstehen die üblichen Darstellungsformen in technischen Dokumentationen und Serviceanleitungen;

• können mit Hilfe technischer Dokumentationen elektronische Geräte und Systeme bedienen.

Kompetenzfeld „Digitale Systeme und Computersysteme“:

Die Schülerinnen und Schüler

• können Prototypen digitaler Systeme entwickeln, unter Verwendung von Software-Tools und Messgeräten testen bzw. Fehler lokalisieren und beheben;

• können Embedded Systems unter Verwendung von Entwicklungsplattformen als Hardware Software Co-Design realisieren;

• können für die jeweilige Anwendung geeignete programmierbare Logikbausteine auswählen, mithilfe von Hardwarebeschreibungen konfigurieren und testen.

Kompetenzfeld „Kommunikationssysteme und -netze“:

Die Schülerinnen und Schüler können die physikalische Verbindung bzw. Vernetzung von elektronischen Komponenten, Netzwerksystemen und Netzen den geläufigen Standards entsprechend planen und realisieren.

Lehrstoff (für alle Kompetenzbereiche):

III. bis V. Jahrgang:

Übungen und Projekte (auch gegenstandsübergreifend) zu den angeführten Kompetenzfeldern in Abstimmung mit den fachtheoretischen Pflichtgegenständen und dem Pflichtgegenstand „Prototypenbau elektronischer Systeme“.

Kompetenzfeld „Hardwareentwicklung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können geeignete Werkstoffe für die Fertigung von elektronischen Komponenten auswählen und bearbeiten, die Qualität systemrelevanter Komponenten und Verbindungstechniken messen und bewerten sowie mechanische Komponenten fertigen;

• können elektronische Bauelemente unter Verwendung von Datenblättern auswählen, in Schaltungen einbauen und in Betrieb nehmen; sie können einfache elektronische Schaltungen nach gegebenen Schaltplänen aufbauen und in Betrieb nehmen;

• können Fertigungstechniken zur Herstellung elektronischer Geräte anwenden sowie die Qualität der Fertigung von elektronischen Geräten überprüfen und dokumentieren.

Lehrstoff:

Werkstättenbetrieb und Werkstättenordnung; Schutzmaßnahmen, Unfallverhütung; Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung; technische Dokumentation.

Fertigung eines oder mehrerer facheinschlägiger Produkte und/oder Durchführung von Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten auf Projektbasis unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bearbeitungstechniken, Materialien und Prüfverfahren unter Verwendung der folgenden Werkstätten:

Fertigungstechnik (I. Jahrgang):

Mechanische Bearbeitung von Werkstoffen; Anwendung von facheinschlägigen Messmethoden und Messinstrumenten; Maschinen- und Anlagensicherheit.

Kunststofftechnik (I. Jahrgang):

Manuelle und maschinelle Bearbeitung und Verarbeitung von Kunststoffen; Klebetechniken; Oberflächenbehandlungen; Recycling von Kunststoffen.

Verbindungstechnik (I. bis III. Jahrgang):

Sicherheit in elektrischen Anlagen; Aufbau, Anschluss und Inbetriebnahme von elektrischen Betriebsmitteln; Verbindungstechniken der Elektronik; Konfektionierung von Verbindungen in Systemen.

Gerätebau (II. bis III. Jahrgang):

Fertigung, Zusammenbau und Inbetriebnahme von Systemen; Frontplattenfertigung.

Leiterplattenfertigung (I. bis III. Jahrgang):

Prototypische mechanische und chemische Fertigung von Leiterplatten; visuelle und elektrische Prüfung; computerunterstützte Fertigung.

SMD-Technik (II. bis III. Jahrgang):

Kennenlernen von SMD-Bauteilen; Verarbeitungs- und Reparaturtechniken.

Baugruppenfertigung (I. bis IV. Jahrgang):

Bauformen und Kennzeichnung von elektronischen Bauelementen; Aufbau, Inbetriebnahme und Reparatur von elektronischen Schaltungen.

Consumer-Electronics (III. und IV. Jahrgang):

Aufbau, Inbetriebnahme, Prüfung und Reparatur von Netzteilen, Verstärkern, Filtern, Sende-/Empfangsanlagen und Geräten der Consumer-Electronics.

Kompetenzfeld „Messtechnik und Regelungssysteme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die erforderlichen Messgeräte und Messmethoden für Test und Fehlersuche in einfachen elektronischen Geräten und können diese bedienen;

• verstehen die üblichen Darstellungsformen in technischen Dokumentationen und Serviceanleitungen, können mit Hilfe technischer Dokumentationen elektronische Geräte und Systeme in Betrieb nehmen und einfache Servicearbeiten durchführen.

Lehrstoff:

Aufbau und Inbetriebnahme von Baugruppen und Systemen sowie Durchführung von Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten auf Projektbasis unter Verwendung der folgenden Werkstätten:

Messtechnik (I. bis IV. Jahrgang):

Auswahl und Anwendung geeigneter Messgeräte; systematische Fehlersuche.

Steuerungs- und Regelungstechnik (III. und IV. Jahrgang):

Aufbau und Inbetriebnahme von Sensoren/Aktoren an programmierbaren Steuerungen und Bussystemen; Aufbau und Inbetriebnahme von Regelungssystemen; Programmierung von Prozessleitsystemen.

Kompetenzfeld „Digitale Systeme und Computersysteme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können Prototypen einfacher digitaler Systeme fertigen, in Betrieb nehmen und testen.

Lehrstoff:

Zusammenbau und Inbetriebnahme von Baugruppen und Systemen sowie Durchführung von Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten auf Projektbasis unter Verwendung der folgenden Werkstätten:

Computertechnik (I. bis III. Jahrgang):

Konfektionierung und Inbetriebnahme von Computersystemen; Konfiguration von Computerkomponenten; Schnittstellen; Datenübertragungseinrichtungen; Fehleranalyse und Dokumentation.

Digitaltechnik (II. bis IV. Jahrgang):

Messung und Fehlersuche an Logikbausteinen; Testen von Algorithmen und Fehlersuche in Algorithmen für Mikrocontroller sowie programmierbaren Logikbausteinen.

Kompetenzfeld „Kommunikationssysteme und -netze“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können die physikalische Verbindung bzw. Vernetzung von elektronischen Komponenten und Systemen realisieren.

Lehrstoff:

Aufbau und Test von Kommunikationsverbindungen unter Verwendung der folgenden Werkstätten:

Netzwerkinstallation (II. bis IV. Jahrgang):

Verlegen, zurichten und prüfen von Datenleitungen und Kabeln (galvanisch und optisch); Konfektion von Verteilern und Anschlussdosen; Netzwerkkomponenten.

Kommunikationssysteme (III. bis IV. Jahrgang):

Aufbau, Konfiguration von und Messungen an mobilen/stationären Kommunikationseinrichtungen; Applikation der gängigsten Verkabelungssysteme.

Verbindliche Übung

SOZIALE UND PERSONALE KOMPETENZ

Siehe Anlage 1 mit dem Zusatz, dass alle Kompetenzbereiche im I. Jahrgang vorgesehen sind.

Pflichtpraktikum

Siehe Anlage 1.

C. Freigegenstände

Siehe Anlage 1.

D. Unverbindliche Übung

Siehe Anlage 1.

E. Förderunterricht

Siehe Anlage 1.

Jahrgangsweise gestaffeltes Inkrafttreten, vgl. § 4.

Zum gestaffelten Außerkrafttreten vgl. § 5.

Anlage 1.3

LEHRPLAN DER HÖHEREN LEHRANSTALT FÜR BIOMEDIZIN- UND GESUNDHEITSTECHNIK

I. STUNDENTAFEL¹

(Gesamtstundenzahl und Stundenausmaß der einzelnen Unterrichtsgegenstände)

		Wochenstunden		Lehrver-pflichtungs-
								pflich-
	Pflichtgegenstände	Jahrgang	Summe	tungs-
		I.	II.	III.	IV.	V.		gruppe
A.	Allgemeine Pflichtgegenstände
1.	Religion	2	2	2	2	2	10	(III)
2.	Deutsch	3	2	2	2	2	11	(I)
3.	Englisch	2	2	2	2	2	10	(I)
4.	Geografie, Geschichte und Politische Bildung2	2	2	2	2	-	8	III
5.	Wirtschaft und Recht3	-	-	-	3	2	5	II bzw. III
6.	Bewegung und Sport	2	2	2	1	1	8	(IVa)
7.	Angewandte Mathematik	4	4	3	2	2	15	I
8.	Naturwissenschaften	3	3	2	2	-	10	II
B.	Fachtheorie und Fachpraxis
1.	Biologie, Medizin und Gesundheitswesen	2	2	3	2	3	12	II
2.	Biomedizinische Signalverarbeitung4	3(1)	5(1)	4(1)	4(1)	4(2)	20	I
3.	Medizinische Gerätetechnik	2	2	2	2	2	10	I
4.	Gesundheitsmechatronik4	2(1)	2(1)	2(1)	2(1)	2(1)	10	I
5.	Medizin- und Gesundheitsinformatik4	3(2)	4(2)	2(2)	2(2)	2(2)	13	I
6.	Laboratorium	-	-	4	4	8	16	I
7.	Prototypenbau medizintechnischer Systeme5	5	5	5	5	5	25	III bzw. IV
	Verbindliche Übung
	Soziale und personale Kompetenz6	2(2)	-	-	-	-	2	III
	Gesamtwochenstundenzahl	37	37	37	37	37	185
		Wochenstunden		Lehrver-
	Pflichtgegenstände des alternativen Ausbildungsschwerpunktes			pflich-
	Jahrgang	Summe	tungs-
		I.	II.	III.	IV.	V.		gruppe
B.1	Medizininformatik
1.1	Biologie, Medizin und Gesundheit	2	2	3	3	2	12	II
1.2	Wirtschaft und Recht7	2	2	3	-	1	8	II bzw. III
1.3	Biomedizinische Signalverarbeitung4	2	2(1)	2(1)	2(1)	2	10	I
1.4	Medizinische Gerätetechnik4	2	2	2	3(1)	4(1)	13	I
1.5	Medizinische Informationssysteme4	2(2)	3(1)	3(2)	4(2)	4(3)	16	I
1.6	Medizin- und Gesundheitsinformatik4	3(2)	5(2)	5(3)	5(2)	5(2)	23	I
1.7	Projektentwicklung8	-	-	4(3)	4(4)	8(6)	16	I
1.8	Computerpraktikum9	4(4)	4(4)	-	-	-	8	IVa
	Pflichtpraktikum	mindestens 8 Wochen in der unterrichtsfreien Zeit vor Eintritt in den V. Jahrgang
---	---	---
		Wochenstunden		Lehrver-pflichtungs-
---	---	---	---	---	---	---	---	---
	Freigegenstände, Unverbindliche Übung, Förderunterricht	Jahrgang		pflich-
tungs-
		I.	II.	III.	IV.	V.		gruppe
C.	Freigegenstände
1.	Zweite lebende Fremdsprache 10	2	2	2	2	2		(I)
2.	Kommunikation und Präsentationstechnik	-	-	2	2	-		III
3.	Naturwissenschaftliches Laboratorium	2	2	2	2	-		III
4.	Forschen und Experimentieren	2	2	-	-	-		III
5.	Latein	2	2	2	2	2		I
D.	Unverbindliche Übung
	Bewegung und Sport	2	2	2	2	2		(IVa)
E.	Förderunterricht 11
1.	Deutsch
2.	Englisch
3.	Angewandte Mathematik
4.	Fachtheoretische Pflichtgegenstände

---

1 Durch schulautonome Lehrplanbestimmungen kann von dieser Stundentafel im Rahmen des Abschnittes III abgewichen werden.

2 Einschließlich volkswirtschaftlicher Grundlagen.

3 Die Lehrverpflichtungsgruppe II bezieht sich im Ausmaß von 2 Wochenstunden auf die Kompetenzbereiche „Wirtschaft“ und „Rechungswesen, die Lehrverpflichtungsgruppe III bezieht sich im Ausmaß von 3 Wochenstunden auf den Kompetenzbereich „Recht“.

4 Mit Übungen in elektronischer Datenverarbeitung im Ausmaß der in Klammern beigefügten Wochenstunden.

5 Teilung in Schülergruppen und Einstufung wie im „Werkstättenlaboratorium“ im Ausmaß von je 2 Wochenstunden im III. und IV. Jahrgang und 3 Wochenstunden im V. Jahrgang, Teilung in Schülergruppen und Einstufung der übrigen Wochenstunden wie in „Werkstätte“.

6 Mit Übungen sowie in Verbindung und inhaltlicher Abstimmung mit einem oder mehreren der in den Abschnitten A., B. bzw. B.1 angeführten Pflichtgegenständen.

7 Dieser Gegenstand wird als ein mit dem gleichnamigen Pflichtgegenstand in Abschnitt A.1 zusammengefasster Gegenstand vom I. bis zum V. Jahrgang unter der Bezeichnung „Wirtschaft und Recht“ und dem Fußnotenverweis „Einschließlich Gesundheitsökonomie und Management“ geführt. Die Lehrverpflichtungsgruppe III bezieht sich auf die Kompetenzbereiche „Rechnungswesen“ (im Ausmaß von je 2 Wochenstunden im I. und II. Jahrgang, 1 Wochenstunde im IV. Jahrgang), „Recht“ (im Ausmaß von 1 Wochenstunde im IV. Jahrgang) und „Wirtschaft“ (im Ausmaß von 1 Wochenstunde im V. Jahrgang). Die Lehrverpflichtungsgruppe II bezieht sich auf die Kompetenzbereiche „Gesundheitswesen“ (2 Wochenstunden im III. und 2 Wochenstunden im V. Jahrgang) und „Organisation und Prozesse im Gesundheitswesen“ (je 1 Wochenstunde im III. und IV. Jahrgang).

8 Mit Übungen im Laboratorium im Ausmaß der in Klammern beigefügten Wochenstunden.

9 Teilung in Schülergruppen im Ausmaß der in Klammern beigefügten Wochenstunden im I. Jahrgang wie in „Werkstätte“. Mit Übungen in elektronischer Datenverarbeitung im Ausmaß der in Klammern beigefügten Wochenstunden im II. Jahrgang.

10 In Amtsschriften ist die Bezeichnung der Fremdsprache anzuführen.

11 Bei Bedarf parallel zum jeweiligen Pflichtgegenstand bis zu 16 Unterrichtseinheiten pro Schuljahr; Einstufung wie der entsprechende Pflichtgegenstand.

II. ALLGEMEINES BILDUNGSZIEL

Siehe Anlage 1.

Fachbezogenes Qualifikationsprofil

Einsatzgebiete und Tätigkeitsfelder:

Die Absolventinnen und Absolventen der Höheren Lehranstalt für Biomedizin- und Gesundheitstechnik können ingenieurmäßige Tätigkeiten auf dem Gebiet der „Biomedizinische Signalverarbeitung“, „Medizinischen Gerätetechnik“, „Gesundheitsmechatronik“ sowie der „Medizin- und Gesundheitsinformatik“ ausführen. Dabei steht die Planung, Entwicklung und Realisierung medizintechnischer Geräte, der Entwurf und Implementierung von Softwarelösungen im Gesundheitswesen, die Auswahl, Analyse, messtechnische Überprüfung bzw. der Test und die Validierung der Komponenten, Module und Systeme im Vordergrund.

Im Ausbildungsschwerpunkt Medizininformatik liegt der Focus auf IT-Anwendungen im medizinischen Umfeld. Dementsprechend steht im Einsatzgebiet der Medizininformatikerin und des Medizininformatikers die Entwicklung und Implementierung von Software-Anwendungen, sowohl im Bereich der medizintechnischen Geräte als auch im Bereich der Krankenhausverwaltung, im Bereich von medizinischen Datenbanken und im Bereich des Datenaustauschs zwischen Gesundheitseinrichtungen (zB elektronischer Gesundheitsakt) im Vordergrund.

Kompetenzfelder der Fachrichtung und Unterrichtsgegenstände:

In Ergänzung und teilweiser Präzisierung der im allgemeinen Bildungsziel angeführten Kompetenzen besitzen die Absolventinnen und Absolventen der Höheren Lehranstalt für Biomedizin- und Gesundheitstechnik im Besonderen

• ein fundiertes Verständnis über den Aufbau und die Wirkungsweise von medizintechnischen Systemen, das sie in einem Theorieunterricht und einem begleitenden Praxisunterricht in den Unterrichtsgegenständen „Biomedizinische Signalverarbeitung“, „Medizinische Gerätetechnik“, „Gesundheitsmechatronik“ und „Medizin- und Gesundheitsinformatik“ erworben haben;

• ein solides Verständnis der Wechselwirkung von Technik und Medizin, das durch inhaltliche und organisatorische Vernetzung der Unterrichtsgegenstände „Biologie, Medizin und Gesundheitswesen“, „Biomedizinische Signalverarbeitung“, „Medizinische Gerätetechnik“, „Gesundheitsmechatronik“ bzw. „Medizinische Informationssysteme“ und „Medizin- und Gesundheitsinformatik“ vermittelt wird;

• ein hohes Maß an Anwendungssicherheit in den genannten Tätigkeitsbereichen, das sie durch praktische Arbeiten im Computerpraktikum, in Werkstätten und Laboratorien, in Konstruktionsübungen sowie durch praxisbezogene Projektarbeiten und betriebliche Pflichtpraktika erworben haben;

• ein vertieftes Verständnis der mathematischen, naturwissenschaftlichen und informationstechnischen Grundlagen, das in den Unterrichtsgegenständen „Angewandte Mathematik“, „Naturwissenschaften“ und „Medizin- und Gesundheitsinformatik“ vermittelt werden;

• kommunikative Kompetenzen, die auch die Fachterminologie und die im Fachgebiet verwendeten Kommunikations- und Präsentationsformen einschließen und in den Unterrichtsgegenständen „Deutsch“ und „Englisch“ vermittelt werden sowie

• Wirtschaftskompetenzen, die betriebswirtschaftliche und rechtliche Kenntnisse, Wissen und Erfahrungen im Projektmanagement sowie Managementkenntnisse einschließen und in den Unterrichtsgegenständen „Wirtschaft und Recht“ und „Biologie, Medizin und Gesundheitswesen“ sowie den projektorientierten Fachgegenständen „Prototypenbau medizintechnischer Systeme“, „Laboratorium“ bzw. „Projektentwicklung“ vermittelt werden.

Zentrale berufsbezogene Lernergebnisse:

Die Absolventinnen und Absolventen der Höheren Lehranstalt für Biomedizin- und Gesundheitstechnik können

• biomedizintechnische Systeme unter Berücksichtigung von Kundenvorgaben bzw. Normen und Vorschriften spezifizieren;

• biomedizintechnische Systeme durch hierarchische Modelle darstellen und die einzelnen in Wechselwirkung stehenden Hardware- und Software-Komponenten durch Verhaltens- und Strukturbeschreibungen spezifizieren;

• Algorithmen der digitalen Bild- und Signalverarbeitung und Regelungstechnik durch Abbildung auf Hardware und Software als biomedizinische Systeme realisieren;

• Informationssysteme der Verwaltung, Logistik, Abrechnung und Dokumentation aus dem Bereich des Medizin- und Gesundheitswesens entwerfen und implementieren sowie vorhandene Systeme adaptieren;

• biomedizintechnische Geräte und Systeme unter Verwendung von Softwaretools für Analyse, Simulation und Synthese entwickeln;

• Module mechanischer, elektronischer und informationstechnischer Systeme manuell und maschinell herstellen;

• gesundheitsmechatronische Systeme durch Assemblierung von mechanischen, elektronischen und informationstechnischen Baugruppen sowie Programmierung von Betriebssoftware herstellen;

• biomedizintechnische Systeme betreiben, Fehlfunktionen feststellen und Störungen unter Einsatz geeigneter Mess-, Prüf- und Diagnoseverfahren beheben;

• Arbeitsabläufe planen und organisieren, Projekte in der Entwicklung und im Support organisieren und durch sachgerechte Entscheidungen steuern und überwachen sowie technische Daten über Arbeitsabläufe unter Berücksichtigung von Vorgaben der Qualitätssicherung erfassen und dokumentieren;

• sich in den für die Biomedizin- und Gesundheitstechnik relevanten Bereichen selbstständig weiterbilden, betriebsintern und mit Kunden in Deutsch und Englisch kommunizieren, englischsprachige Dokumentationen und Fachvorträge erstellen und präsentieren.

III. SCHULAUTONOME LEHRPLANBESTIMMUNGEN

Siehe Anlage 1.

IV. DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE

Siehe Anlage 1.

V. LEHRPLÄNE FÜR DEN RELIGIONSUNTERRICHT

Siehe Anlage 1.

VI. BILDUNGS- UND LEHRAUFGABEN SOWIE LEHRSTOFF DER UNTERRICHTSGEGENSTÄNDE

Pflichtgegenstände

A. Allgemeine Pflichtgegenstände

„Deutsch“, „Englisch“, „Geografie, Geschichte und Politische Bildung“, „Wirtschaft und Recht“, „Bewegung und Sport“ und „Naturwissenschaften“:

Siehe Anlage 1.

Siehe Anlage 1 mit den folgenden Ergänzungen:

Kompetenzbereich „Algebra und Geometrie“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können mathematische Sachverhalte durch Aussagen präzise formulieren und kennen die Boole´schen Verknüpfungen;

• können Gleichungssysteme in Matrixform darstellen und mit Hilfe der inversen Matrix lösen;

• können die algebraischen und zahlentheoretischen Grundlagen der Codierung und Chiffrierung zur Lösung von Aufgaben des Fachgebietes anwenden;

• kennen lineare Codes und können an Hand von fachrelevanten Beispielen Codierungen und Decodierungen durchführen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Grundlagen der Mathematik:

Aussagen, Verknüpfungen von Aussagen, Wahrheitstabellen. Zahlensysteme.

III. Jahrgang:

Matrizen:

Matrizenprodukt, inverse Matrix.

IV. und V. Jahrgang:

Boole´sche Algebra:

Schaltfunktionen und Boole´sche Ausdrücke.

Codierung und Chiffrierung:

Zahlensysteme; Algebraische und zahlentheoretische Grundlagen der Codierung und Chiffrierung.

Kompetenzbereich „Funktionale Zusammenhänge“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können die Summe von Sinusfunktionen durch eine allgemeine Sinusfunktion darstellen;

• können logarithmische Skalierungen verstehen und anwenden;

• können komplexwertige Funktionen einer Variablen auswerten und grafisch darstellen.

Lehrstoff:

II. und IV. Jahrgang:

Darstellung von Funktionen:

Logarithmische Skalierungen und Frequenzgang.

Kompetenzbereich „Analysis“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können Funktionen in zwei Variablen geometrisch als Flächen im Raum interpretieren und an Hand von Beispielen veranschaulichen;

• können partielle Ableitungen berechnen und mit Hilfe des Differentials Fehler abschätzen;

• können Exponential-, Logarithmus- und trigonometrische Funktionen in Taylorreihen entwickeln und damit näherungsweise Funktionswerte berechnen;

• können Bedingungen angeben, unter denen Potenzreihen konvergieren und Beispiele für konvergente Potenzreihen anführen;

• können periodische Funktionen durch trigonometrische Polynome approximieren und die Fourierkoeffizienten interpretieren;

• kennen die Rechenregeln für die Laplace-Transformation und können die Laplace-Transformierten von fachrelevanten Zeitfunktionen berechnen;

• können die kontinuierliche Fouriertransformation auf aperiodische Zeitfunktionen anwenden und die Fourier-Transformierte interpretieren;

• können Anfangswertprobleme mit linearen Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten lösen und kennen im Besonderen die Lösungsfälle der linearen Schwingungsgleichung mit konstanten Koeffizienten;

• können Aufgaben des Fachgebietes durch Entwicklung von Funktionen in Potenz- und Fourierreihen bearbeiten, Integraltransformationen auf Aufgaben des Fachgebietes anwenden und für das Fachgebiet relevanten Systeme mit Hilfe von Differentialgleichungen modellieren.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Integralrechnung:

Integralmittelwerte.

IV. und V. Jahrgang:

Funktionen mehrerer Variablen:

Darstellung von Funktionen von zwei Variablen; partielle Ableitungen; totales Differential, lineare Fehlerfortpflanzung und maximaler Fehler.

Funktionenreihen:

Taylorpolynome, Potenzreihen, Konvergenzkriterien; Approximation von Funktionen durch trigonometrische Polynome, Fourierentwicklung.

Integraltransformationen:

Uneigentliche Integrale; Laplacetransformation; Fouriertransformation.

Lineare Differentialgleichungen:

Elementare Lösungsmethoden; lineare Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten; numerische Lösung von Anfangswertproblemen.

Kompetenzbereich „Stochastik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können Schätzwerte für Verteilungsparameter bestimmen und Konfidenzintervalle für den Mittelwert einer normalverteilten Zufallsvariablen berechnen und interpretieren

• können signifikante und nicht signifikante Testergebnisse interpretieren.

Lehrstoff:

II. und IV. Jahrgang:

Beurteilende Statistik:

Verteilung des Stichprobenmittels, zentraler Grenzwertsatz, Intervallschätzung; Prinzip des Alternativtests, T-Test.

B. Fachtheorie und Fachpraxis

Kompetenzbereich „Grundlagen der Anatomie und Physiologie“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Terminologie der Medizin, den Aufbau und die Funktionsweise des menschlichen Körpers, seiner Organe, des Bewegungsapparates und seiner Kommunikationssysteme;

• können physiologische Grundkenntnisse zur Erfassung von Biosignalen im technischen Umfeld anwenden.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Medizinische Terminologie; struktureller Aufbau des menschlichen Körpers.

II. Jahrgang:

Topografische Anatomie; funktionelle Anatomie.

III. Jahrgang:

Elektrophysiologie.

Kompetenzbereich „Klinische Biomedizin“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die wichtigsten Krankheiten und sind kompetente Gesprächspartner in klinischen Teams;

• können pathologische Erkenntnisse bei der Interpretation von Messergebnissen anwenden.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Basiswissen zum Verständnis und Verlauf von Erkrankungen; Überblick gängiger Diagnose- und Therapiemethoden.

III. Jahrgang:

Organversagen und Ersatzsysteme; Grundlagen der Pathophysiologie.

Kompetenzbereich „Biologie und Gesundheit“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen ernährungstechnische, gesundheitswissenschaftliche und psychologische Erkenntnisse und Theorien zu einer gesunden Lebensführung;

• verstehen bewegungstherapeutische und psychologische Prinzipien zur Erhaltung der körperlichen und geistigen Gesundheit und können diese für die Entwicklung von gesundheitstechnischen Systemen anwenden.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Prophylaxe; Bewegung und Gesundheit; Ernährungslehre; Evolutionsbiologie; Psychologie.

Kompetenzbereich „Grundlagen der Biochemie“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die biochemischen Bausteine und Ablaufprozesse in lebenden Zellen;

• kennen pharmakologische Stoffe und deren Wirken im menschlichen Körper;

• können biochemische Arbeitsmethoden in der Molekularbiologie anwenden.

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Organische Chemie; Biochemie des Stoffwechsels und der Genetik.

V. Jahrgang:

Grundlagen der Molekularbiologie; Grundlagen der Pharmakologie und Hygiene.

Kompetenzbereich „Gesundheitswesen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• können die Struktur und grundlegende Funktionsweise des österreichischen und europäischen Gesundheitssystems wiedergeben;

• können die Notwendigkeit wirtschaftlichen Handelns im Gesundheitsbereich erklären und Teilaspekte der Krankenhausorganisation analysieren;

• können verschiedenste Organisationsformen vergleichen und Organisationsstrukturen des Gesundheitswesens entwerfen sowie Abläufe und Prozesse organisieren.

Lehrstoff:

V. Jahrgang:

Struktur des Gesundheitswesens in Österreich und der Europäischen Union; Krankenhausbetriebslehre; Gesundheitsökonomie; eHealth Strategien.

Kompetenzbereich „Elektronik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die grundlegenden Gesetze der Elektrotechnik und der Digitaltechnik und können das Verhalten einfacher Schaltungen damit begründen;

• können die Gesetze auf einfache Schaltungen anwenden, damit das Verhalten von einfachen Schaltungen untersuchen und sie zur Lösung von technischen Aufgaben einsetzen;

• können entsprechende Bauteile auswählen und Schaltungen nach gegebenen Spezifikationen entwickeln, fertigen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Elektrotechnische Grundgrößen:

Spannung, Strom, Widerstand, Leistung.

Gleichstromtechnik:

Ohmsches Gesetz, Strom- und Spannungsquellen, Widerstandsnetzwerke.

Grundlagen der Digitaltechnik:

kombinatorische Logik, Zahlensysteme.

II. Jahrgang:

Grundbegriffe des elektrischen und magnetischen Feldes.

Wechselstromtechnik:

Impedanz, Leistung, Zeigerdiagramm, Bodediagramm, Schaltungstechnik.

Grundlagen der Digitaltechnik:

sequenzielle Logik.

III. Jahrgang:

Analoge und digitale Schaltungstechnik.

IV. Jahrgang:

Analoge und digitale Schaltungsentwicklung.

V. Jahrgang:

Analoge und digitale Systementwicklung.

Kompetenzbereich „Projektmanagement und Qualitätssicherung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Methoden und Werkzeuge des Projektmanagements;

• können Projektaufgaben analysieren, auswerten und darstellen und mit geeigneten Methoden und Werkzeugen planen sowie eine geeignete Projektorganisationsform ableiten;

• können Abläufe bzw. Prozesse unter Berücksichtigung entsprechender Qualitätsstandards organisieren.

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Projektmanagementkonzepte und Phasenmodelle; Methoden, Werkzeuge und Dokumente im PM-Prozess; Projektplanung, -durchführung und -dokumentation.

V. Jahrgang:

Verfahren und Standards der Qualitätssicherung.

Kompetenzbereich „Biomedizinische Sensortechnik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die prinzipielle Funktionsweise und die Eigenschaften biomedizinischer Sensoren, können sie relevanten Bereichen der medizinischen Diagnostik zuordnen und einsetzen;

• können das Verhalten von biologischem Gewebe im technischen Messumfeld bewerten und interpretieren;

• können biomedizinische Sensoren für spezifische Messaufgaben in biologischem Gewebe auswählen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Thermosensoren; Drucksensoren mit Dehnmessstreifen.

II. Jahrgang:

Induktive und kapazitive Drucksensoren; Oberflächenelektroden; mechanische Sensoren; Grundbegriffe der elektrischen Messtechnik.

III. Jahrgang:

Intrakorporale Elektroden; Strahlungssensoren; Ultraschallsensoren.

IV. Jahrgang:

Elektrochemische Sensoren; Dauerelektroden; Sensormatrizen.

Kompetenzbereich „Biosignale“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen das prinzipielle Verhalten von elektrisch aktivem biologischen Gewebe und die Methoden zur normgerechten Ableitung dieser Aktionspotentiale;

• können das elektrische Verhalten von Körpergewebe messen und die Ergebnisse entsprechend darstellen;

• können die Ausbreitung elektrischer Aktionspotentiale im Körper mittels Ersatzschaltbilder untersuchen und aus den Ergebnissen die nötigen Schlussfolgerungen ziehen;

• können für unterschiedliche Organe und Gewebe elektrische Aufnahmesysteme entwerfen, dimensionieren und fertigen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Elektrische Leiter erster Ordnung und zweiter Ordnung.

II. Jahrgang:

Ursprung und Charakteristika von Biosignalen.

III. Jahrgang:

Analoge Aufnahmeketten; Störungen und Sicherheit; Ableitungen.

IV. Jahrgang:

Elektrische Felder in biologischem Gewebe; Schnittstellentechnik.

Kompetenzbereich „Aufbereitung von Biosignalen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die grundsätzlichen Eigenschaften von Biosignalen, die Methoden zur Vermeidung von Störungseinflüssen;

• können mit analogen und digitalen Methoden Biosignale und deren Störungen messen und filtern;

• können die komplexe Zusammensetzung von Biosignalen analysieren und bewerten;

• können die notwendigen technischen Spezifikationen eines Auswertesystems aus medizinischen und messtheoretischen Vorgaben ermitteln und realisieren.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Vorverarbeitung.

III. Jahrgang:

Störquellenidentifikation und Vermeidung; Elektromagnetische Verträglichkeit.

IV. Jahrgang:

Digitale Filterung; Optimierung von Biosignalauswertesystemen.

V. Jahrgang:

Statistische Messverfahren.

Kompetenzbereich „Parametrisierung von Biosignalen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die relevanten Zeit-, Frequenz- und Amplituden-Parameter von Biosignalen;

• können medizinisch relevante Parameter in Biosignalen messen;

• können die verschiedenen Methoden zur Parameterextraktion vergleichen und bewerten;

• können für medizinische Fragestellungen die relevanten Parameter ermitteln und unter Anwendung spezifischer Software aus Biosignalen extrahieren.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Amplitudenparameter; Zeitparameter.

III. Jahrgang:

Frequenzparameter; Formparameter.

IV. Jahrgang:

Methoden der automatisierten Parameterextraktion.

V. Jahrgang:

Mustererkennung.

Kompetenzbereich „Bildverarbeitung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die bildgebenden Verfahren in der Medizin und deren spezifische Eigenschaften;

• können die verschiedenen Methoden zur Datenbearbeitung bei bildgebenden Verfahren in der Medizin anwenden, vergleichen und die Ergebnisse interpretieren;

• können geeignete Verfahren zur Bildbearbeitung für medizinische Anwendungen erstellen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

2D Signalgewinnung und -aufbereitung; Bildspeicherung und Kompression.

IV. Jahrgang:

Bildbearbeitung und Visualisierung.

V. Jahrgang:

Bewegungsdarstellung; Virtual Reality.

Kompetenzbereich „Bildgebende Verfahren“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die prinzipielle Funktionsweise bildgebender Systeme in der Medizin;

• können sie medizinischen Aufgaben zuordnen, typische Fehlerquellen anhand von praktischen Beispielen unterscheiden und bewerten;

• das notwendige Umfeld für bildgebende Anlagen konzipieren.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Endoskopie.

III. Jahrgang:

Sonographie; Thermographie.

IV. Jahrgang:

Röntgen-Computertomographie; Magnetresonanztomographie.

V. Jahrgang:

Nuklearmedizinische Verfahren (PET, Szintigraphie).

Kompetenzbereich „Elektronische Geräte für die Diagnose“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die prinzipielle Funktionsweise und die Eigenschaften von diagnostischen Geräten;

• können geeignete diagnostische Geräte für spezifische medizinische Fragestellungen auswählen;

• deren Messergebnisse auswerten;

• können technische und biologische Artefakte der verschiedenen diagnostischen Geräte messen, unterscheiden und beurteilen;

• können maßgebliche Teile diagnostischer Systeme entwickeln;

• können Gesamtsysteme entwerfen und deren Umfeld konzipieren.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Blutdruckmesssysteme; Elektrokardiographie (Grundprinzip).

II. Jahrgang:

Elektrokardiographie und Ergometrie; Audiometrie.

III. Jahrgang:

Lungenfunktionsanalyse; Labordiagnostik.

IV. Jahrgang:

Neurophysiologische Diagnosegeräte.

V. Jahrgang:

Patientenmonitoring.

Kompetenzbereich „Elektronische Geräte für die Therapie“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die prinzipielle Funktionsweise und die Eigenschaften von therapeutischen Geräten;

• können geeignete therapeutische Geräte für spezifische medizinische Fragestellungen auswählen;

• deren Grundfunktion messen;

• können Fehlfunktionen der verschiedenen therapeutischen Geräte messtechnisch verifizieren, analysieren und beurteilen;

• können Module therapeutischer Systeme entwickeln und deren Umfeld konzipieren.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Elektrotherapie; Infusionssysteme.

III. Jahrgang:

Anästhesie und Beatmungssysteme; Blutreinigungssysteme.

IV. Jahrgang:

Strahlentherapie.

V. Jahrgang:

Elektro- und Laserchirurgie; Chirurgische Hilfsgeräte.

Kompetenzbereich „Sicherheitstechnik, Grenzwerte, Normen und Vorschriften“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die gängigen Grenzwerte, Normen und Vorschriften in der biomedizinischen Technik;

• können zur Gewährleistung der Patientensicherheit die Grenzwerte, Normen und Vorschriften anwenden und dokumentieren;

• können auftretende Fehler hinsichtlich ihrer Ursache messtechnisch verifizieren, analysieren und dokumentieren;

• können mehrstufige Sicherheitsvorkehrungen für medizinische Produkte planen und verfassen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Patientensicherheit (Grundlegendes); Grundzüge des Medizinproduktegesetzes; Hygiene.

II. Jahrgang:

Patientensicherheit (Technik); Medizinproduktegesetz und CE-Kennzeichen.

III. Jahrgang:

Elektromagnetische Verträglichkeit; Wirkung ionisierender Strahlung.

IV. Jahrgang:

Strahlenschutz.

Kompetenzbereich „Prothesen- und Implantat-Technik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Einsatzgebiete und die prinzipielle Funktionsweise von Implantaten und Prothesen;

• können Geräte mithilfe von Standardschnittstellen und Feldbussystemen verbinden und in Betrieb setzen;

• können deren korrekte Funktionsweise unter Laborbedingungen messen und testen;

• können ihre Fehlfunktionen identifizieren und analysieren;

• können Funktionseinheiten als Labormuster planen und entwickeln.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Passive Exoprothesen.

II. Jahrgang:

Aktive Exoprothesen.

IV. Jahrgang:

Passive Endoprothesen.

V. Jahrgang:

Aktive Endoprothesen.

Kompetenzbereich „Rehabilitations-, Sportgeräte- und Wellness-Technik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Einsatzgebiete und die prinzipielle Funktionsweise von Geräten der Rehabilitations- und Sporttechnik;

• verstehen auch prinzipiell die geltenden Gesetze der Biomechanik;

• können geeignete Geräte für spezifische Fragestellungen der Rehabilitations- und Sporttechnik auswählen, anwenden und die Funktion nach Gesichtspunkten der Biomechanik beurteilen;

• können entsprechende Funktionseinheiten als Labormuster planen und entwickeln.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Bewegungshilfen; Trainings- und Sportgeräte.

II. Jahrgang:

Wellness-Technik.

III. Jahrgang:

Biomechanik; Geräte für die Pflege.

IV. Jahrgang:

Technik für die Regeneration.

V. Jahrgang:

Technik für die Prophylaxe.

Kompetenzbereich „Biokompatible Werkstoffe“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen biokompatible Werkstoffe, können deren Eigenschaften und Anwendungsgebiete nennen, für einen speziellen Anwendungsfall den geeigneten biokompatiblen Werkstoff auswählen und bearbeiten;

• können die Biokompatibilität von Werkstoffen messtechnisch prüfen;

• können den Einsatz und die Fertigung von biokompatiblen Werkstücken planen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Fertigungsverfahren.

III. Jahrgang:

Grundlagen der Werkstoffwissenschaften; Verträglichkeit; Haltbarkeit.

Kompetenzbereich: „Design von Hardware“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen grundlegende mechatronische Prinzipien und Komponenten, Entwicklungsmethoden, CAD- und CAM-Werkzeuge;

• können CAD- und CAM-Werkzeuge bedienen und für eine Anwendung geeignete mechatronische Komponenten auswählen;

• können das Zusammenspiel von Komponenten bewerten, geeignete Werkzeuge auswählen, nach vorgegebenen Spezifikationen ein mechatronisches Gerät für gesundheitstechnische Anwendungen entwickeln und einen Prototypen realisieren und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I. Jahrgang:

Grundlagen Maschinenelemente; CAD.

II. Jahrgang:

Geräte und Systementwicklung; CAM.

Kompetenzbereich „Medizinische Aktorik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen wesentliche Aktoren;

• können deren Eigenschaften, Funktionsweisen und Einsatzgebiete beschreiben;

• können für eine spezifische Anwendung geeignete Aktoren auswählen;

• können die Funktionsweise von Aktorensystemen messtechnisch verifizieren;

• können Aktoren dimensionieren sowie in gesundheitstechnische Systeme integrieren.

Lehrstoff:

II. Jahrgang:

Elektromagnetische Geber; nichtelektrische Geber.

III. Jahrgang:

Stimulatoren.

Kompetenzbereich „Modellierung und Simulation“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen Simulationswerkzeuge und deren Einsatzgebiete;

• können einfache Simulationen mit Simulationswerkzeugen durchführen;

• können Simulationsergebnisse interpretieren, Modellparameter zielgerichtet variieren, einfache Simulationsmodelle erstellen und in die Simulationsumgebung integrieren.

Lehrstoff:

IV. Jahrgang:

Simulationswerkzeuge; Modellbildung mechatronischer Systeme.

V. Jahrgang:

Modellbildung biologischer Systeme.

Kompetenzbereich „Automatisierungs- und Regelungssysteme“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die Grundprinzipien der Regelungs- und Automatisierungstechnik;

• können die Funktionsweise von einfachen Messgeräten beschreiben;

• können geeignete Messverfahren auswählen, Messungen praktisch durchführen und dokumentieren;

• können ein Automatisierungs- und Regelungssystem rechnerisch und messtechnisch analysieren, nach vorgegebenen Spezifikationen entwerfen, aufbauen und die Funktionsweise überprüfen.

Lehrstoff:

III. Jahrgang:

Messung nichtelektrischer Größen.

IV. Jahrgang:

Regelungstechnik; Automatisierungstechnik.

Kompetenzbereich „Robotik und Systeme der Telemedizin“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen mechanische, elektrische und informationstechnische Grundelemente;

• können deren Zusammenspiel in Robotik- und Fernwirksystemen erklären;

• können solche Systeme bedienen, deren Funktionsweise verifizieren, Fehlfunktionen des Gesamtsystems analysieren und Fernwirksysteme mit Robotikkomponenten projektieren, aufbauen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

V. Jahrgang:

Fernwirktechnik; Robotik; Anwendungen.

Kompetenzbereich „Mensch-Maschine-Schnittstelle“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

• kennen die verschiedenen Formen der Mensch-Maschine-Schnittstelle;

• können deren Funktionsweisen und Einsatzbereiche erklären;