Wärmepumpe (Luft-Wasser) - Systemdidaktik

Systemdidaktische Lernsequenz - Arbeitsauftrag:

Erstellen Sie für ein System eine Analyse im Sinne einer Systemanalyse nach Bader/Pahl usw.
Lesen Sie die primäre und sekundäre Literatur.
Entscheiden Sie sich in Ihren Gruppen für ein System, welches Sie analysieren möchten. Dieses sollte möglichst viel Unterrichtsrelevanz für Sie haben.
Erarbeiten Sie einen Arbeitsplan in Planner für die weitere Bearbeitung der Aufgabenstellung.
Bereiten Sie sich auf die kurze Vorstellung Ihrer Systemanalyse (max. 45 Minuten) in der nächsten Seminarsitzung (19.02.2026) vor.

Literatursynthese und allgemeingültige Vorgehensweise

Aus den Quellen (Bader, Pahl, Jenewein/Pahl, Rahmenlehrplan) ergibt sich eine systemunabhängige Kernlogik:

Systemzweck aus Sicht von Funktion und Nutzen präzise formulieren.
Systemgrenze begründet setzen und Umwelt klar abtrennen.
Ein-, Aus- und Zustandsgrößen erfassen und den Kategorien Stoff, Energie, Information zuordnen.
Haupt- und Teilfunktionen beschreiben und als Transformationen darstellen.
System rekursiv in Subsysteme und Funktionselemente zerlegen.
Anordnungs- und Beziehungsgefüge (Struktur, Kopplungen, Flüsse) analysieren.
Ergebnisse reflektieren: didaktische Relevanz, Grenzen, Transfer auf andere Systeme.

Arbeitsplan

Für die systematische Bearbeitung der Luft-Wasser-Wärmepumpe hat die Gruppe einen Arbeitsplan mit 13 Arbeitspaketen und klaren Handlungsprodukten erstellt. Der Plan diente als roter Faden für die fachliche Vertiefung von Thermodynamik, Regelung und Systemstruktur.

AP	Arbeitsschritt	Handlungsprodukt
1	Literaturstudium: Bader (1991), Pahl (2016a), Jenewein/Pahl (2016b, Heft 124) lesen und Analyseschema herausarbeiten	Exzerpt mit den Schritten des Analyseschemas und den Kategorien Stoff/Energie/Information
2	Rahmenlehrplan sichten: Lernfelder identifizieren, die das gewählte System adressiert; Lernfeldmatrizen (ISB 2022) auswerten	Liste der relevanten Lernfelder mit konkreten Bezügen
3	Systemauswahl treffen und begründen: System festlegen, Eignung für Bader/Pahl prüfen, Unterrichtsrelevanz und didaktische Begründung ausformulieren	Kapitel 1 (Abschnitte 1.1–1.4) als Fließtext mit Literaturbelegen
4	Systemzweck und Systemgrenzen festlegen (Bader-Schritte 1–2): Zweck formulieren, Hauptfunktion ableiten, Grenzentscheidungen begründen	Abschnitte 2.1 und 2.2 mit Systemgrenzdiagramm und Begründungstabelle
5	Ein-/Ausgangsgrößen ermitteln (Bader-Schritt 3): Größen nach Stoff/Energie/Information kategorisieren	Abschnitt 2.3 mit Ein-/Ausgangs- und Zustandsgrößentabellen
6	Systemfunktionen beschreiben (Bader-Schritte 4–5): Hauptfunktion → Teilfunktionen → Grundfunktionen zuordnen	Abschnitt 2.4 mit Teilfunktions- und Grundfunktionstabelle
7	Subsysteme konkretisieren (Bader-Schritt 6): Rekursive Zerlegung in vier Ebenen, Funktionseinheiten beschreiben	Abschnitt 2.5 mit Zerlegungsdiagramm und vier Funktionseinheit-Tabellen
8	Systemstruktur analysieren (Bader-Schritt 7): Architektur, Kreisprozess, Regelkreise visualisieren	Abschnitt 2.6 mit Architekturdiagramm, log p-h-Diagramm und Regelkreisen
9	Analyseergebnisse reflektieren (Bader-Schritt 8): Rückbezug auf berufliches Handeln, Analysetiefe bewerten	Abschnitt 2.7 als Reflexionstext nach Pahl (2016a, S. 37)
10	Qualitätssicherung: Gesamtdokument prüfen, Konsistenz sicherstellen, Quellen abgleichen	Überarbeitetes Gesamtdokument
11	Präsentation erstellen: Kernaussagen auf Folien verdichten, Zeitplanung für 45 Minuten	Foliensatz mit Gliederung nach Baders Analyseschritten
12	Probelauf und Überarbeitung: Präsentation durchsprechen, Zeitbedarf prüfen	Überarbeiteter Foliensatz, Moderationsnotizen
13	Präsentation im Seminar	Vorstellung der Systemanalyse (max. 45 Min.)

Handlungsergebnis

Das Handlungsergebnis enthält die vollständige Systemanalyse des Wärmepumpensystems mit Schwerpunkt auf Energie- und Stoffflüssen, funktionalen Abhängigkeiten und didaktischer Übertragbarkeit auf das Berufsfeld.

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Interaktive Präsentation

Die Präsentation erläutert das Wärmepumpensystem von der funktionalen Grundidee bis zur strukturellen Analyse und betont das Zusammenspiel aus thermischen, elektrischen und regelungstechnischen Aspekten.

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