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Werkstoffe in Fahrzeugen und Recyclingprozesse

Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 8 nutzt den Aufbau eines Fahrzeugs als Lernanlass für zentrale chemische und ökologische Inhalte: Werkstoffwahl, Zukunftstechnologien und Recycling. Die Schülerinnen und Schüler erfassen darüber naturwissenschaftliche Zusammenhänge, analysieren technische Systeme und reflektieren die Materialauswahl mit Blick auf die Mobilität der Zukunft und wirtschaftliche Verantwortung. Die Unterrichtseinheit lehnt sich an die Vorgaben des Lehrplans für die Sekundarstufe I für die Fächer Physik und Chemie an. Sie hat (lehrplangemäß) eine naturwissenschaftliche Grundbildung zum Ziel, die darin schult, naturwissenschaftliche Beobachtungen auf verschiedene Fächer und Sachbereiche zu übertragen und Zusammenhänge herzustellen. Zudem trägt sie einen Teil dazu bei, die Schülerinnen und Schüler für Herausforderungen und Chancen einer sich stetig verändernden Welt vorzubereiten. Thematischer Anker der Unterrichtseinheit ist der Autobau als einem der wichtigsten Wirtschaftszweige unseres Landes. Die Unterrichtseinheit verdeutlicht, dass die Branche großen Veränderungen unterliegt. Es gilt, Nachhaltigkeit , Wirtschaftlichkeit, bewussten Umgang mit Ressourcen und technische Anforderungen unter einen Hut zu bringen, bei gleichzeitiger Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit der Branche. Die Unterrichtseinheit greift diese komplexen Zusammenhänge auf, indem einzelne Aufgaben auch die Aspekte Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Forschung thematisieren. Die Unterrichtseinheit ist konzipiert nach dem Prinzip des handlungsorientierten Lernens. Sie verknüpft Alltagswissen mit Beobachtungen sowie aus Sachtexten gewonnenen Informationen. Auch dem Experimentieren räumt sie Raum ein. Sie entspricht so den im Lehrplan festgeschriebenen prozessbezogenen Kompetenzbereichen der Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf dem Erarbeiten der im Auto verbauten Roh- und Werkstoffe. Die neuesten Entwicklungen in der Materialforschung sowie in der Automobiltechnik können die Schülerinnen und Schüler sowohl durch eigene Recherche als auch durch die Auswertung vorgegebener Sachtexte herausarbeiten. Das Thema Autobau und die Bedeutung des Autos in einer sich verändernden Welt liefert eine gute Basis für die Behandlung sowohl in den Naturwissenschaften als auch in den Fächern Sozialkunde, Geografie, Wirtschaft und/oder Ethik. Die Unterrichtseinheit geht damit auch auf die im Lehrplan geforderte naturwissenschaftliche Grundbildung ein, nach der Erkenntnisse im Wechselspiel der Fächer Chemie und Physik/Technik (ferner: Biologie) betrachtet werden sollen. Gleichzeitig regt die Unterrichtseinheit die Schülerinnen und Schüler zur Verknüpfung mit Alltagsbeobachtungen und Phänomenen aus der eigenen Lebenswelt an. In den Fächern Sozialkunde, Wirtschaft und/oder Ethik kann sich die Unterrichtsgestaltung um die Themen Nachhaltigkeit, Recycling, Ressourcenschonung und Ökologie drehen. Durch entsprechende Gewichtung der Aufgaben können hier im Unterrichtsverlauf nochmals eigene Schwerpunkte gesetzt werden. Die Differenzierung der Fragen in den Arbeitsblättern ermöglicht das Arbeiten sowohl mit Schülerinnen und Schülern ohne Vorkenntnisse als auch mit jenen, die schon auf einschlägige Vorkenntnisse zurückgreifen können. Didaktisch-methodisch wird ein Wechsel aus Lehrenden-zentriertem Unterricht und Paar- beziehungsweise Gruppenarbeit angestrebt. Zu betonen sei jedoch, dass auch die Lehrenden-zentrierten Phasen eine Aktivierung der Schülerinnen und Schüler beinhalten, beispielsweise durch die Methoden Brainstorming oder Assoziieren. Ein Fokus liegt überdies bei der Medienrecherche (online) sowie beim Herausfiltern von Informationen aus vorgegebenen Texten und der Wiedergabe herausgefilterter Erkenntnisse mit eigenen Worten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende chemische, physikalische Zusammenhänge kennen. verknüpfen Unterrichtsinhalte mit Alltagsbeobachtungen. stellen eine Verbindung zu den Fächern Wirtschaft, Sozialkunde, Ethik her. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Geläufigkeit beim Ausformulieren und Präsentieren von Informationen. trainieren das Herausfiltern von relevanten Informationen aus Sachtexten. stärken ihre Fähigkeit, den Computer für die Recherche zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Routine in Paar- und Gruppenarbeit. entwickeln ihre Fähigkeit, Arbeitsergebnisse zu präsentieren und zu kommunizieren.

  • Chemie
  • Sekundarstufe I

Dichte berechnen und verstehen

Kopiervorlage

Das Arbeitsblatt für das Fach Physik der Klasse 8 vermittelt Schülerinnen und Schüler Grundwissen zur physikalischen Größe der Dichte. Sie untersuchen, wie Masse und Volumen zusammenhängen, berechnen Dichtewerte und wenden diese an, um die Masse verschiedener Materialien zu bestimmen. Dabei erkennen sie, wie sich die Dichte auf die Wahl von Werkstoffen in technischen Anwendungsbereichen wie dem Gerüstbauerhandwerk auswirkt. In diesem Arbeitsblatt für die 8. Klasse im Fach Physik beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der physikalischen Größe Dichte. Sie lernen, wie Masse und Volumen zusammenhängen, berechnen Dichtewerte und wenden diese an, um die Masse verschiedener Materialien zu bestimmen. Dabei erkennen sie, wie sich die Dichte auf die Wahl von Werkstoffen im technischen und beruflichen Alltag auswirkt. Das Material knüpft an den Lehrplanbereich "Stoffeigenschaften erfassen und vergleichen" an. Es vertieft zentrale Inhalte wie die Berechnung und Bedeutung von Dichte, den Zusammenhang zwischen Volumen und Masse sowie die Rolle physikalischer Stoffeigenschaften bei der Materialwahl. Darüber hinaus lassen sich auch weitere Lehrplanthemen der 8. Klasse aufgreifen, etwa das Messen und Rechnen mit physikalischen Größen, die Unterscheidung von Masse und Gewichtskraft, das Teilchenmodell zur Erklärung der Dichte sowie Phänomene wie Schwimmen, Sinken und Auftrieb. Damit bietet das Arbeitsblatt vielfältige Anknüpfungspunkte für einen handlungsorientierten und lebensweltbezogenen Physikunterricht. Das Arbeitsblatt kann als weiterführendes Material für die Unterrichtseinheit " Metalle versus Nichtmetalle " eingesetzt werden. Es lässt sich ebenso wie die Unterrichtseinheit dem Rahmenlehrplan der Sekundarstufe I zuordnen und ist für den Einsatz in den Fächern Physik und Chemie geeignet. Das Arbeitsblatt behandelt das Thema der Dichte, wobei durch die Berechnung praxisnaher Anwendungsaufgaben ein direkter Lebensweltbezug hergestellt und das Interesse der Schülerinnen und Schüler gefördert wird. Der gezielte Bezug zum Handwerk verleiht klassischen Lehrplanthemen neue Aktualität und Relevanz, indem er physikalische Zusammenhänge aus der Arbeitswelt anschaulich und nachvollziehbar macht. Mithilfe des kurzen Informationstextes wird der Begriff der Dichte als Verhältnis von Masse zu Volumen eingeführt. Im Anschluss berechnen die Schülerinnen und Schüler in Anwendungsaufgaben die Dichte von verschiedenen Alltagsmaterialien. Darüber hinaus berechnen sie die Masse eines Stoffes, indem sie die zuvor eingeführte Formel umstellen. Ein grundlegendes mathematisches Verständnis hinsichtlich des Umgangs mit Formeln und physikalischen Einheiten wird hierbei vorausgesetzt.

  • Physik
  • Sekundarstufe I

Nachhaltigkeit im Kfz-Gewerbe – Vom Rohstoff bis zum Recycling

Fachartikel

Dieser Fachartikel vermittelt anhand des Kraftfahrzeug-Gewerbes, wie Nachhaltigkeit konkret umgesetzt werden kann. Am Beispiel des Produktlebenszyklus eines Fahrzeugs – von der Rohstoffgewinnung über Produktion und Nutzung bis zum Recycling – werden Aspekte wie verantwortungsvolle Materialbeschaffung, Kreislaufwirtschaft und ressourcenschonende Instandhaltung beleuchtet. Dabei werden auch aktuelle Entwicklungen wie Elektromobilität und der „grüne Kreislauf“ in Kfz-Werkstätten thematisiert. Rohstoffgewinnung und Materialeinkauf Die Herstellung eines Kraftfahrzeugs erfordert diverse Materialien und Werkstoffe: Neben Glas, Kunststoffen, Lacken und Klebstoffen sind dies vor allem die Metalle Eisen, Aluminium, Stahl und Zink (autoberufe.de: Chemie am Auto) sowie Kupfer und Nickel (umweltbundesamt.de: Umweltrisiken und - auswirkungen). Werden Rohstoffe abgebaut, können sich (negative) Effekte auf die Umwelt ergeben wie Rodungen von Urwäldern und Verunreinigung des Wassers. Damit einher gehen auch der Verlust des Lebensraumes sowie die Beeinträchtigung der Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen. Energie- und emissionsintensive Metallerzeugung und -verarbeitung können Luftverschmutzungen, sauren Regen, Wasser- und Vegetationsschädigungen bedingen. Verseuchungen von Böden können eine Konsequenz von Schwermetallemissionen sein (umweltbundesamt.de: Umweltrisiken und - auswirkungen). Bei der Materialbeschaffung für die Produktion von Kraftfahrzeugen verpflichten sich Automobilhersteller aber seit 2021 durch das deutsche Lieferkettengesetz vermehrt dazu, neben den Kosten insbesondere auch die Einhaltung der Menschenrechte sowie soziale Mindeststandards (e-mobil.de: Zukunftsfähige Lieferketten) und ökologische Faktoren wie CO 2 -Neutralität zu berücksichtigen. Fahrzeugproduktion Auch wenn in der Kraftfahrzeugproduktion Emissionsreduktion und der Einsatz erneuerbarer Energien eine deutlich größere Rolle als in der Vergangenheit spielen, so können Umwelt- und Gesundheitsbelastungen dennoch entstehen, wenn Produktionsschritte in Entwicklungs- oder Schwellenländer verlagert werden, in denen andere gesetzliche, technische sowie ökologische Standards herrschen (gruene-bundestag.de: Klimafreundliche Produktion in der Automobilindustrie). Ein weiteres Problem sind die im Zuge der Fahrzeugproduktion und -entsorgung entstehenden Abfälle (gruene-bundestag.de: Klimafreundliche Produktion in der Automobilindustrie). Ferner erzeugen der Transport von Werkstoffen und einzelnen Produktkomponenten sowie der Vertrieb, die Nutzung und Entsorgung der fertigen Kraftfahrzeuge weitere Umweltbelastungen (gruene-bundestag.de: Klimafreundliche Produktion in der Automobilindustrie). Recycling und Wiederverwertung Seit 2002 besteht für Hersteller und Importeure von Fahrzeugen die Verpflichtung, ausgediente Fahrzeuge zurückzunehmen und zu verwerten; noch strengere Richtlinien existieren seit 2015. Werkstoffe können wieder- oder weiterverwendet werden, nachdem sie die Prozesse des stofflichen, rohstofflichen oder thermischen Recyclings durchlaufen haben. Prinzipiell muss ein Anteil von mindestens 95 Prozent des Altfahrzeug-Durchschnittsgewichts wieder zum Einsatz kommen, 85 Prozent mittels einer der beiden erstgenannten Wiederaufbereitungsprozesse oder einer unmittelbaren Wiederverwendung. Selbst PVC-haltige Restbestandteile können heutzutage wieder gebrauchsfertig aufbereitet werden (autoberufe.de: Altfahrzeug-Recycling). Instandhaltung und Reparatur "Das Handwerk ist die erste Adresse, wenn es um Nachhaltigkeit, Klimaschutz und Energiewende geht. [...] Handwerkerinnen und Handwerker arbeiten jeden Tag ganz praktisch daran, dass unser Leben nachhaltiger und klimafreundlicher wird" (handwerk.de: Klimaschutz). Im Kfz-Gewerbe geschieht dies vor allem bei der Instandhaltung und Reparatur von Fahrzeugen: Ein/-e Kfz-Mechatroniker/-in zum Beispiel wartet Fahrzeuge, setzt sie instand, analysiert ihre Fehler, rüstet sie nach und kontrolliert die Abgaswerte. Damit sorgt er oder sie für eine möglichst lange Lebensdauer und einen emissionsarmen Betrieb der Automobile und trägt einen Teil zur Ressourcenschonung sowie zu weniger Luftverunreinigung bei (youtube.com: Nachhaltigkeit im Kfz-Gewerbe). Gleiches gilt für Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-innen: Sie sorgen durch Reparatur, Wartung und Überprüfung der Fahrzeuge in technischer Hinsicht für deren Funktionstüchtigkeit (handwerk.de: Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-in). Auch im Elektromobilitätsbereich sind Kfz-Mechatroniker/-innen und Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-innen tätig (arbeitsagentur.de: Kraftfahrzeugmechatroniker/-in). Kfz-Mechatroniker/-innen prüfen die fahrzeugtechnischen Systeme von Hybrid- und Elektrofahrzeugen und natürlich Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, führen Reparaturen durch und rüsten Fahrzeuge mit Zusatz-, Sonder- und Zubehörausstattungen aus. Der Bereich Elektromobilität ist in den Kernlehrplänen der Kfz-Mechatroniker/-innen integriert. Die Auszubildenden lernen die Grundlagen der Hochvolttechnik und das sichere Arbeiten am Elektroauto. Neben den Grundkenntnissen besteht die Möglichkeit, sich im Laufe der Ausbildung auf den Schwerpunkt System- und Hochvolttechnik zu spezialisieren (wasmitautos.com: Ausbildung zum Kfz-Mechatroniker). Das Berufsbild heißt dann "Kfz-Mechatroniker/-in für System- und Hochvolttechnik". Kfz-Mechatroniker/-innen werden in 5 Schwerpunkten ausgebildet: Pkw-, Nutzfahrzeug-, Motorrad- und Karosserietechnik sowie System- und HV-Technik. Der grüne Kreislauf in den Werkstätten Umweltbewusstsein ist im Kfz-Gewerbe ein wichtiges Thema, denn es betrifft alle Bereiche: Die Devise der Kfz-Betriebe, instandzusetzen anstatt zu erneuern, spiegelt sich im sogenannten "grünen Kreislauf" wider: Verschiedene Restwertbörsen bieten mehr als 4,2 Millionen zertifizierte gebrauchte beziehungsweise Ersatzteile. Zur Effektivitätssteigerung werden hier inzwischen auch Kfz-Versicherungen in den Dialog mit Autoverwertern gebracht, indem Erstere Unfallfahrzeuge liefern, die Letztere sachgerecht zerlegen (autohaus.de: Autoverwertung 2.0). Angestrebt wird, das Zusammenspiel der verschiedenen Partner weiter auszubauen. Ein weiterer großer Bereich ist das Recycling der Batterien von Elektroautos (autohaus.de: Autoverwertung 2.0). Zudem wird für die Instandsetzungsbranche ein Nachhaltigkeitssiegel auf den Weg gebracht (autohaus.de: Kfz-Handwerk startet Initiative). Mittels eines Nachhaltigkeitsberichts ist es Betrieben ferner möglich, Kunden und Auftraggeber sowie öffentliche Einrichtungen oder Finanzdienstleister über ihr Engagement für Nachhaltigkeit zu informieren (kfzgewerbe.de: Nachhaltigkeitsbericht und Selbstcheck). Ressourcenschonung und Energieeffizienz im Autohaus und in der Kfz-Werkstatt Nachhaltigkeit ist auch in Autohäusern und Kfz-Werkstätten sowohl auf betrieblicher als auch auf Kundenseite eines der wichtigsten Themen: nachhaltige Mobilität durch umweltschonende Antriebe, wie zum Beispiel Elektro- und Hybridfahrzeuge oder E-Fuels, Nutzung erneuerbarer Energien bei gleichzeitiger Reduktion des Energieverbrauchs. Außerdem werden der Strom- und Wasserverbrauch minimiert, Raumtemperaturen gesenkt, LED-Leuchtmittel und Bewegungsmeldersysteme für die Belichtung verwendet (autohaus.de: Know-how-Serie). Weiteres Energieeinsparpotenzial zeigt sich in Kfz-Werkstätten auch durch die Reparatur von Druckluftanalagen oder deren Austausch mit Akkuwerkzeugen (kfzgewerbe.de: ZDK-Veranstaltung zur Nachhaltigkeit). Aktuelle Herausforderungen in Kfz- Gewerbe und Automobilindustrie Neuzulassungen sollen ab 2035 deutschland- und europaweit lokal lediglich noch für Fahrzeuge ohne Emissionen erlaubt sein (Clausen, Grimm und Pfaff 2022: 5). "Unser Ziel ist die Sicherstellung eines umweltverträglichen Kraftverkehrs durch Elektromobilität [...]" (kfzgewerbe.de: ZDK-Vorstand zur Nachhaltigkeit). Aber auch das Umweltprofil des Elektroautos gilt es zu optimieren, durch "neue, umweltschonende und sozial verträgliche Batterietechnologien und eine[n] zunehmend höheren Anteil an Erneuerbaren im Ladestrom" (Clausen, Grimm und Pfaff 2022: 12). In der Instandsetzungsbranche werden "[d]er verantwortungsvolle Umgang mit Ressourcen und Kreislaufwirtschaft [...] zu absoluten Schlüsselaufgaben werden" (autohaus.de: Autoverwertung 2.0). Ein weiteres Ziel ist die "Fachkräftesicherung [...] im Kfz-Gewerbe" (kfzgewerbe.de: ZDK-Vorstand zur Nachhaltigkeit), denn Fachkräfte werden vermehrt benötigt, beispielsweise zur Installation der Ladestationen für Elektroautos (handwerk.de: Klimaschutz und Nachhaltigkeit im Handwerk). Neben dem Klimawandel bietet auch die Digitalisierung neue Herausforderungen im Sinne der Produktionsmodernisierung (Clausen, Grimm und Pfaff 2022: 10) und Integration neuer Geschäftsmodelle wie etwa Mobilitätsdienstleistungen (Clausen, Grimm und Pfaff 2022: 15). Fazit Der Produktlebenszyklus eines Automobils erstreckt sich über die Phasen Rohstoffgewinnung, Herstellung, Vertrieb, Nutzung und Instandhaltung sowie Recycling, jeweils mit gewissem Input (Rohstoffe und Energie) und Output (zum Beispiel Abfälle, Abwasser oder Emissionen) (Koplin 2006: 189f.). Produkte, Materialeinkauf und Arbeitsschritte zu optimieren, hilft dabei, die Umwelteffekte zu reduzieren. Vor allem die Einführung des Elektroautos soll Umweltprofil und Zukunftsträchtigkeit der Automobilbranche stärken. Das Kfz-Gewerbe leistet vor allem durch Instandhaltung und Reparatur einen Beitrag zur Ressourcenschonung, gestützt durch den sogenannten "grünen Kreislauf". Da nachhaltige Mobilität auch für viele Schülerinnen und Schüler ein wichtiges Thema ist, kann ein Blick auf das Berufsfeld Kfz-Gewerbe in Berufsorientierungsphasen neue Impulse für den eigenen späteren Werdegang bieten. Verwendete Internetadressen Kfz-Gewerbe autoberufe.de: Altfahrzeug-Recycling. Online: https://www.autoberufe.de/images/chemie_am_auto/Unterrichtsmaterialien/Recycling_Kopiervorlagen.pdf . autoberufe.de: Chemie am Auto . Online: https://www.autoberufe.de/beratende-lehrende/unterrichtsmaterial#pcw . kfzgewerbe.de: Nachhaltigkeitsbericht . Online: https://www.kfzgewerbe.de/dossier/nachhaltigkeit/nachhaltigkeitsberichterstattung-nach-csrd . kfzgewerbe.de: ZDK-Veranstaltung zur Nachhaltigkeit: Umsetzung im Kfz-Gewerbe . Online: https://www.kfzgewerbe.de/zdk-veranstaltung-zur-nachhaltigkeit-umsetzung-im-kfz-gewerbe . kfzgewerbe.de: ZDK-Vorstand definiert strategische Ziele bis 2030 . Online: https://www.kfzgewerbe.de/zdk-vorstand-definiert-strategische-ziele-bis-2030 . wasmitautos.com: Deine Ausbildung zum Kfz-Mechatroniker (m/w/d) . Online: https://www.wasmitautos.com/ausbildung/kfz-mechatroniker-in/ . Weitere verwendete Internetadressen arbeitsagentur.de: Kraftfahrzeugmechatroniker/in . Online: https://web.arbeitsagentur.de/berufenet/beruf/14799 . autohaus.de: Autoverwertung 2.0: "Wir sind mehr als bereit". Online: https://www.autohaus.de/nachrichten/schadenbusiness/autoverwertung-2-0-wir-sind-mehr-als-bereit-3455871?_gl=1*1kvuonn*_up*MQ..&gclid=EAIaIQobChMIsdqAu-DrggMVmkNBAh05dAjSEAAYASAAEgLF6_D_BwE . autohaus.de: Kfz-Handwerk startet Initiative: Nachhaltigkeitssiegel soll kommen . Online: https://www.autohaus.de/nachrichten/werkstatt/kfz-verbaende-starten-initiative-nachhaltigkeitssiegel-soll-kommen-3437260 . e-mobilbw.de: Zukunftsfähige Lieferketten und neue Wertschöpfungsstrukturen in der Automobilindustrie (2022). Online: https://www.e-mobilbw.de/fileadmin/media/e-mobilbw/Publikationen/Studien/Studie_Zukunftsfaehige_Lieferketten_und_neue_Wertschoepfungsstrukturen_in_der_Automobilindustrie.pdf . gruene-bundestag.de: "Klimafreundliche Produktion in der Automobilindustrie. Kurzstudie im Auftrag der Bundestagsfraktion Bündnis 90/Die Grünen" (2021). Online: https://www.gruene-bundestag.de/fileadmin/media/gruenebundestag_de/themen_az/mobilitaet/pdf/Kurzstudie_Klimaschutzstrategien_Automobilindustrie_Endfassung.pdf . handwerk.de: Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker*in . Online: https://www.handwerk.de/infos-zur-ausbildung/ausbildungsberufe/berufsprofile/karosserie-und-fahrzeugbaumechanikerin . handwerk.de: Klimaschutz und Nachhaltigkeit im Handwerk . Online: https://www.handwerk.de/ueber-das-handwerk/klimaschutz_und_nachhaltigkeit_im_handwerk . umweltbundesamt.de: Umweltrisiken und -auswirkungen in globalen Lieferketten deutscher Unternehmen – Branchenstudie Automobilindustrie (2022). Online: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2022-05-06_texte_56-2022_innovative_werkzeuge_lieferkette-branchenstudie_automobil.pdf . youtube.com: Nachhaltigkeit im Handwerk | Kraftfahrzeugmechatroniker Aaron - Nachhaltigkeit im KFZ-Gewerbe. Online: https://www.youtube.com/watch?v=5KkL7SJCNHc . Verwendete Literatur Brunner, Marc (2006). Strategisches Nachhaltigkeitsmanagement in der Automobilindustrie. Eine empirische Untersuchung . Wiesbaden: Deutscher Universitätsverlag. Clausen, Jens, Anna Grimm und Matthias Pfaff (2022). "Die erfolgreiche Transformation der Automobilbranche". Working Paper Forschungsförderung 253. Düsseldorf: Hans-Böckler-Stiftung. Koplin, Julia (2006). Nachhaltigkeit im Beschaffungsmanagement. Ein Konzept zur Integration von Umwelt- und Sozialstandards . Wiesbaden: Deutscher Universitätsverlag. Weiterführende Literatur Bozem, Karlheinz, Anna Nagl und Carsten Rennhak (2013). Energie für nachhaltige Mobilität. Trends und Konzepte . Wiesbaden: Springer Gabler. Köllner, Christiane. "Ohne Kupfer keine Mobilität". SpringerProfessional . Online: https://www.springerprofessional.de/werkstoffe/elektromobilitaet/ohne-kupfer-keine-mobilitaet/15433682 . Sackmann, Christoph. "Lithium, Kobalt, Nickel. Drei Wege, wie das E-Auto durch das Rohstoff-Nadelöhr kommt". Focus . Online: https://www.focus.de/auto/elektroauto/knappe-vorkommen-problematische-foerderung-lithium-kobalt-nickel-wo-die-rohstoffe-fuer-die-e-auto-wende-herkommen-sollen_id_184540748.html . Witzke, Sarah (2016). Carsharing und die Gesellschaft von Morgen. Ein umweltbewusster Umgang mit Automobilität? Wiesbaden: Springer Gabler.

  • Chemie

Schnittstelle Gesundheit und MINT – Berufsfeld Hörakustik

Fachartikel

Dieser Fachartikel bietet Einblicke in die Digitalisierung eines Handwerksberufs am Beispiel der Hörakustik, die traditionelles Handwerk mit modernen Technologien verbindet. Indem Technologien wie 3D-Druck, KI-gesteuerte Hörsysteme und smarte Funktionen aktueller Hörgeräte thematisiert werden, zeigt der Text, wie Digitalisierung individualisierte Lösungen an der Schnittstelle von Gesundheit und Hightech ermöglicht. Der digitale Alltag Die Lebenswelt von Schülerinnen und Schülern ist digital geprägt. Die Digitalisierung durchdringt aber auch die Berufswelt, die sich durch technologische Innovationen stetig weiter ausdifferenziert. So auch im Hörakustiker-Handwerk, in dem Hörgeräte heutzutage Erstaunliches leisten können und mit entsprechenden Fachkenntnissen aus Physik, Informatik, Chemie, Biologie und Technik angefertigt werden. Für MINT-affine Schülerinnen und Schüler kann dieses Handwerk eine interessante Option in der Berufsorientierung darstellen. Von Audiostreaming bis KI-gesteuerte Hörgeräte Jedes Ohr ist anders. Menschen mit Hörminderung benötigen daher ein individuelles Hörgerät. Heutige Hörgeräte können aber deutlich mehr als "nur" Hörminderungen ausgleichen, denn mit ihnen sind ihre Trägerinnen und Träger vollumfänglich digital unterwegs. Die individuell angefertigte und programmierte Hörhilfe ist mittlerweile eine Selbstverständlichkeit, ebenso ihre Bedienung über das Smartphone. Mit Bluetooth-Anbindung und Künstlicher Intelligenz (KI) können sie auf individuelle Hörsituationen eingestellt und mit digitalen Endgeräten wie Smartphones und Smart-TVs verbunden werden. Zukunftsmusik spielen auch cloudbasierte Hörsysteme für größeren Komfort in Eingewöhnungs- und Nutzungsphase sowie Hörgeräte, die dem gesunden Ohr nachempfunden sind und mit dem Gehirn gesteuert werden. Gesundheits-Controlling und Assistenz mit Hörgeräten Sogenannte Healthables machen es möglich, über die reine Hörgerätefunktion hinaus zu agieren, indem zum Beispiel medizinisch relevante Daten wie Blutzuckerspiegel, Pulsfrequenz oder Temperatur erfasst werden. Auch können Simultanübersetzungen oder Töne in Konzerten unmittelbar in die Hörhilfe eingespielt werden. Hörsysteme können sogar Fahrgeräusche beim Autofahren vermindern oder währenddessen per Datenübertragung Lokale mit vorteilhafter Akustik ermitteln. Geräte mit Bewegungssensor lösen bei einem Sturz der Nutzerin oder des Nutzers automatisch Alarm aus. Darüber hinaus existieren bereits Innenohrimplantate, die Gehörlosen das Wahrnehmen gewisser Töne ermöglichen. Voraussetzung dafür ist die individuelle Anfertigung von Hörhilfen, die heutzutage mit Digitaltechnologien unterstützt wird. Einblick in die digitalisierte handwerkliche Otoplastik-Herstellung Das Hörakustiker-Handwerk ist in der Digitalisierung fortgeschritten. Um Otoplastiken kostengünstig und passgenau herstellen sowie optimieren zu können, helfen 3D-Druck, 3D-Laserscanning und Modellierungssoftwares wie Computer-Aided Design (CAD) und Computer-Aided Manufacturing (CAM). Diese fanden bislang vor allem im industriellen Umfeld Anwendung. Bei der Otoplastik, dem Ohrpassstück, handelt es sich um einen Teil eines Hörgerätes, der individuell angefertigt wird, fix im Gehörgang sitzt und diesen mit dem Hörsystem verbindet. Otoplastiken können aber auch für Gehörschutz oder Im-Ohr-Kopfhörer individuell angefertigt werden. Die Gehörgangabformung wird entweder manuell erstellt und mittels eines 3D-Scanners digitalisiert oder direkt digital erfasst. Dabei wird eine 3D-Grafik der physischen Abformung mit einer Software bearbeitet und spezifiziert. Im Zuge dieses Vorgangs lässt sich somit ein digitales 3D-Modell der Otoplastik herstellen. Den Hörakustikerinnen und Hörakustikern ist es dadurch möglich, "individuell angepasste Hörgeräte zu entwerfen, die optimalen Komfort und beste Klangqualität [bieten]" (mrn-news.de). Das maßgefertigte 3D-Modell der Otoplastik wird schließlich am 3D-Drucker ausgedruckt, ausgegossen und entsprechend ausgearbeitet. Smarte Ohren und Hightech-Ohrsimulatoren: Technologie in Ausbildung und Meisterprüfung Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert mit dem Programm "Digitalisierung in überbetrieblichen Bildungsstätten" die Technologie "smarter Ohren" zu Übungszwecken angehender Hörakustikerinnen und Hörakustiker: "Als bundesweit zentrale und weltweit größte Ausbildungsstätte des Hörakustiker-Handwerks ist der Campus Hörakustik in Lübeck die erste Berufsbildungseinrichtung in Deutschland, die die in Kanada entwickelten Hightech-Ohrsimulatoren im Unterricht einsetzt" (Akademie für Hörakustik). Ebenso werden diese bereits in der Prüfungsvorbereitung verwendet; auch in der dualen Ausbildung ist deren Gebrauch geplant. Im Juli 2023 fand erstmalig CAD-Modelling Anwendung in der Meisterprüfung, um zu gewährleisten, dass die Hörakustikerinnen und Hörakustiker diese neue Technologie nutzen und Kundinnen und Kunden anbieten können. Fazit Das Hörakustiker-Handwerk bringt als Gesundheitshandwerk Mensch und Technik zusammen. So einzigartig wie jedes Ohr ist, so individuell müssen auch Hörhilfen für Menschen mit Hörminderung sein. Der Herstellungsprozess von Otoplastiken (Ohrpassstücken) für moderne Hörhilfen und für Gehörschutz zeigt exemplarisch, wie Digitalisierung handwerkliche Tätigkeiten unterstützt und zukunftsweisend sein kann. Durch 3D-Laserscanning, 3D-Druck und Modellierungssoftwares werden die Formpassstücke individuell sowohl an den Menschen als auch an die technischen Anforderungen der modernen Hörsysteme als "winzige Hochleistungscomputer" angepasst – denn heutige Hörhilfen bieten weitaus mehr als die reine Hörgerätefunktion (wissenschaftsjahr.de). Digitalisierung in all ihren Facetten ist ein bestimmendes Thema im Leben und Alltag von Schülerinnen und Schülern. Der alltägliche Umgang mit digitalen Technologien wird auch ihr Berufsleben prägen. Wer sich besonders für MINT-Fächer und Technik interessiert und mit Menschen arbeiten möchte, kann im Hörakustiker-Handwerk eine berufliche Zukunft finden. Verwendete Internetadressen Akademie für Hörakustik. Auf Anfrage: https://www.afh-luebeck.de/kontakt/ . Arbeitsagentur. Online: https://web.arbeitsagentur.de/berufenet/beruf/129408 . Bundesinnung der Hörakustiker. Online: https://www.biha.de/film/woerterbuch-der-hoerakustik-offene-oder-geschlossene-versorgung/ Der Hörakustiker. Online: https://www.der-hoerakustiker.de/ueber-uns/aktuelle-pressemitteilungen/305457.duale-ausbildung-in-der-hoerakustik---handwerk-mit-viel-hightech-und-beratung/ . Ihr Hörgerät: Audio-Streaming. Online: https://www.ihr-hoergeraet.de/audio-streaming-fuer-hoergeraete-in-neuer-dimension/ . Ihr Hörgerät: Hörtechnologie. Online: https://www.ihr-hoergeraet.de/hoertechnologie-die-naechste-generation-der-hoergeraete/ . Kompetenzzentrum Kommunikation. Online: https://www.kompetenzzentrum-kommunikation.de/praxisbeispiele/hoert-hoert-zwei-hoerakustiker-in-der-digitalen-transformation-446/ . MRN News. Online: https://www.mrn-news.de/2023/09/06/innovationen-im-hoerakustiker-handwerk-sind-nun-fester-bestandteil-der-meisterpruefung-511173/ . Wissenschaftsjahr. Online: https://www.wissenschaftsjahr.de/2018/neues-aus-den-arbeitswelten/berufe-im-wandel/berufe-wandeln-sich/hoerakustikerin-und-hoerakustiker/index.html . Verwendete Literatur Buckow, Marvin: "Otoplastiken Drucken oder Gießen?" hörPlus. Hören neu erleben. Online: https://www.hoerplus.de/blog/otoplastiken-drucken-oder-giessen/. Köhler, Bernhard: "Herstellung weicher Otoplastiken im Cast Verfahren." detax.de. Online: https://www.detax.de/de-wAssets/docs/de/pressecenter-audio/Fachartikel/DETAX-Hoerakustik-Koehler-1505.pdf . Weiterführende Literatur Ulrich, Jens und Eckhard Hoffmann (2019). Hörakustik Basics: Das Wissen für die moderne Hörsystemanpassung . 3. Aufl. Heidelberg: DOZ. Ulrich, Jens und Eckhard Hoffmann (2023). Hörakustik Praxis. Das Kompendium für die moderne Hörsystem-Anpassung . Heidelberg: DOZ.

  • Fächerübergreifend

Themen, Kompetenzen und Karriere im Kfz-Gewerbe

Fachartikel

Dieser Fachartikel beleuchtet wichtige Kompetenzen und aktuelle Themen in handwerklichen Berufen am Beispiel des Kraftfahrzeug-Gewerbes. Thematisiert werden gefragte Fähigkeiten wie technisches Verständnis und analytisches Denken, das duale Ausbildungssystem sowie individualisierbare Karrierewege durch Fort- und Weiterbildungen. Zudem werden Möglichkeiten zur Selbsteinschätzung eigener Interessen und Stärken vorgestellt. Themen und Kompetenzen im Handwerk Kfz-Mechatroniker/-innen, Automobilkaufleute , Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-innen – sie alle sind Beispiele einer Branche, die 2020 einen Anteil von 9,5 % am Umsatz der Gesamtwirtschaft in Deutschland ausmachte: der Handwerksbranche (vgl. Statistisches Bundesamt). Dabei bewegen, transformieren und erweitern aktuelle Entwicklungen in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik das Handwerk: Von Digitalisierung und Hightech über Fortschritt, Innovation und Zukunft bis Nachhaltigkeit . Diese Themen betreffen alle Handwerksbereiche – darunter auch den des Kraftfahrzeuggewerbes – und erweitern die Kompetenzanforderungen an (angehende) Handwerkerinnen und Handwerker: Arbeitet man gern indoor oder/und outdoor? Ist man künstlerisch oder/und technisch veranlagt beziehungsweise begeistert? Arbeitet man gern mit Menschen oder/und mit Maschinen? Ist man physisch schwer oder eher weniger belastbar? Arbeitet man gern im Team oder/und allein? Gerade in der schulischen Berufsorientierung ist die Einschätzung eigener Kompetenz- und Interessensprofile für Schülerinnen und Schüler eine wichtige Ausgangslage, um zu ihnen passende Berufe zu finden. Berufsorientierung: Kompetenzen und Interessen von Schülerinnen und Schülern für einen Beruf im Kfz-Handwerk Das Kfz-Gewerbe zum Beispiel bietet sich als mögliche Berufssparte für Schülerinnen und Schüler an, die handwerklich begabt und technikbegeistert sind. Wer sich schon in der Schule für die Fächer Physik, Mathematik und Werken begeistern kann, kann im Kraftfahrzeuggewerbe richtig aufgehoben sein, denn es ist neben handwerklichem Geschick ein gutes technisches Verständnis sowie Begeisterung für Technik, Elektrik und zukunftsträchtige Technologien (Hightech) besonders relevant. Dabei kommt der Kompetenz des analytischen sowie kreativen Denkens besondere Bedeutung zu. Aber auch Schülerinnen und Schüler, die gerne in den kaufmännischen Bereich gehen möchten, haben im Kfz-Gewerbe sehr gute Möglichkeiten, denn Automobilkaufleute sind Allrounder im Autohaus und unterstützen in allen möglichen Bereichen (zum Beispiel Zuarbeit für Automobilverkäufer, Back-Office, Marketing und Verkaufsaktionen und vieles mehr). Schülerinnen und Schüler, die sich für eine Karriere im Kfz-Gewerbe interessieren, sollten aber auch eine sorgfältige Arbeitsweise und ein hohes Verantwortungsbewusstsein mitbringen, denn beim Prüfen und Instandsetzen von sicherheitsrelevanten Bauteilen, wie den Bremsen eines Autos, bedarf es an Genauigkeit. Da man sowohl im Team zusammenarbeitet als auch häufig mit Kundinnen und Kunden in Kontakt tritt, ist eine aufgeschlossene Art hilfreich. Diese ist in jeglicher Zusammenarbeit und Kommunikation mit Menschen in diesem Handwerk sowie bei der Planung von Marketingkonzepten und Verkaufsaktionen relevant. Darüber hinaus ist eine Leidenschaft für Autos selbstredend treibend in allen Bereichen des Kfz-Gewerbes. Lernende, die sich für diese Ausbildung entscheiden, sollten außerdem einen guten Schulabschluss (Haupt-, Realschulabschluss oder Gymnasium) besitzen. Die Ausbildung: Vorbereitung auf den späteren Berufsalltag Im Handwerk wird dual ausgebildet – so auch im Kfz-Gewerbe, das mit seinen rund 20 % Ausbildungsquote eine der größten Ausbildungsbranchen in Deutschland darstellt. Duale Ausbildung bedeutet: Einerseits wird man im Ausbildungsbetrieb für die handwerksspezifische oder kaufmännische Praxis ausgebildet, zum Beispiel in Autohäusern, Reparatur- oder Servicewerkstätten, bei Automobilherstellern oder Importeuren. Andererseits werden in der Berufsschule die ausbildungsspezifischen theoretischen Grundlagen vermittelt. Die Ausbildung ist vergütet und endet nach drei bis dreieinhalb Jahren mit einer Gesellen- oder Abschlussprüfung. Sie kann aber auch um bis zu zwölf Monate gekürzt werden, wenn ein Abitur oder ein anderer Ausbildungsabschluss vorliegt. Eine Ausbildung in Teilzeit ist möglich und drei bis vier Monate Probezeit gibt es zu Ausbildungsbeginn, in welcher die Ausbildung beidseitig ohne Grundangaben gekündigt werden kann. Ausbildungen können teilweise durch Schwerpunktsetzungen individualisiert werden. Beispielsweise bedeutet das in der Kraftfahrzeugmechatroniker-Ausbildung (m/w/d), dass die grundlegend vermittelten Fertigkeiten gleichbleiben, wählbare Schwerpunkte wie Personenkraftwagentechnik, Nutzfahrzeugtechnik, Karosserietechnik, Motorradtechnik sowie System- und Hochvolttechnik aber gesetzt werden können. Letztere gewann durch den Anstieg an neuen Elektroautos im Straßenverkehr vor allem in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung. Auch bei dem Ausbildungsberuf Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-in werden zwei Fachrichtungen angeboten: Karosserieinstandhaltungstechnik und Karosserie- und Fahrzeugbautechnik. Individualisierte Karrierewege im Kfz-Gewerbe Die Karriereleiter kann in handwerklichen Berufen individuell gestaltet werden, denn Handwerkerinnen und Handwerker können sich an die rasanten Wandlungsprozesse und veränderten Rahmenbedingungen sowie Interessens- und Kompetenzlagen in Handwerk und Technik anpassen. So gestaltet sich beispielsweise die aktuelle Entwicklung des stetig steigenden Anteils an elektronischen Bauteilen im Pkw rasant. Des Weiteren befindet sich die Elektromobilität auf dem Vormarsch. Für das Kfz-Gewerbe bedeutet das daher: Der Absatz von Elektrofahrzeugen war noch nie so hoch, sodass auch der Bedarf an Reparatur- und Wartungsarbeiten von Elektro- und Hybridfahrzeugen in den nächsten Jahren deutlich wachsen wird – und damit auch das Knowhow im Kfz-Handwerk. Auch im kaufmännischen Bereich der Branche verändern sich Rahmenbedingungen und Prozesse stetig. Stichwort Digitalisierung. Daher werden auch hier Berufe und Weiterbildungsmöglichkeiten kontinuierlich modernisiert. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, können die beruflichen Qualifikationen von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern durch Fort- und Weiterbildungen mitwachsen. Das ist beispielsweise in über 500 Bildungszentren möglich – von individualisierten Aus- und Weiterbildungen bis Auslandspraktika und Studium ohne Abitur. Im Kfz-Gewerbe ist es möglich, vielfältige Weiterbildungen zu absolvieren – beispielsweise die Qualifikationen zum/zur Automobilverkäufer/-in oder Kfz-Servicetechniker/-in. Auch über Weiterbildungen hinaus sind weiterführende Qualifizierungen zum Beispiel mittels kaufmännischer oder technischer Bachelor-/Master-Studiengänge oder Qualifizierungen zum/zur Meister/-in Kfz-Techniker-Handwerk oder Betriebswirt/-in im Kfz-Gewerbe möglich. Erfahrungen sammeln und sich einschätzen lernen Erfahrungen in Handwerksbereichen, Ausbildungsberufen und -betrieben können Schülerinnen und Schüler in Form eines Schülerinnen- und Schüler-, Ferien- oder Berufspraktikums sammeln. Mögliche Praktikumsstellen können sie auf der Lehrstellenbörse oder über die App Lehrstellenradar finden, für das Kfz-Gewerbe bietet sich der Betriebefinder an. Hilfreiche Checklisten für Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler, Eltern sowie Betriebe stellt das Kfz-Gewerbe hier sowie der Zentralverband des Deutschen Handwerks hier zur Verfügung. Praktika werden stets von Selbst- und Fremdeinschätzungen begleitet, das heißt die Beurteilung der eigenen Stärken, Schwächen und Tätigkeiten erfolgt durch einen selbst sowie durch den Betrieb. Fragebögen zur Selbst- und Fremdeinschätzung können dabei Abhilfe schaffen und auch zur Vorbereitung auf das Praktikum dienen. Nützliche Checklisten zur allgemeinen Selbst- und Fremdeinschätzung während eines Praktikums und danach bieten zum Beispiel die Servicestelle Berufswahlpass und die Handwerkskammer Hannover . Ebenso können Interessenstest bei der Findung eines passenden Handwerkberufs hilfreich sein, zum Beispiel mithilfe des Berufe-Checker-Bots . Die einzelnen Berufsverbände bieten oft auch eigene Tests an, um den individuell passenden Tätigkeitsbereich im spezifischen Handwerk zu ermitteln. Fazit Gerade in Berufsorientierungsphasen in der Schule können Schülerinnen und Schüler eigene Kompetenzen und Interessen zum Beispiel mit Selbsteinschätzungsbögen definieren. Stellen sie Begabungen für analytisches und kreatives Denken fest und sind zudem Fahrzeug-, Technik-, Physik- und Mathematik-begeistert, könnte ihr Berufsweg zum Beispiel in das Kfz-Gewerbe führen. Erste Erfahrungen lassen sich in Betriebspraktika sammeln; wird sich für eine (individualisierbare) Ausbildung entschieden, erfolgt diese in einem Betrieb sowie in der Berufsschule (dual). Durch aktuelle Entwicklungsprozesse in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik entwickeln sich Handwerksberufe stetig mit und ermöglichen dadurch persönliche Weiter- und Fortbildungsmöglichkeiten in wichtigen Themenbereichen wie Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Hightech. Verwendete Internetadressen BMBF. "Stärken und Interessen erkunden". BMBF-Praktisch unschlagbar. Online: https://www.praktisch-unschlagbar.de/praktischunschlagbar/de/deine-entscheidung/staerken-und-interessen-erkunden/staerken-und-interessen-erkunden_node.html . Bundesagentur für Arbeit: "Checklisten für ein erfolgreiches Schülerbetriebspraktikum". https://www.schulewirtschaft.de/wp-content/uploads/2020/11/Checklisten-Schuelerbetriebspraktikum.pdf . Bundeagentur für Arbeit: "Restaurator/in – Kfz.technikerhw./M. Prof. Restaurierung". Online: https://web.arbeitsagentur.de/berufenet/beruf/133415 . Das Handwerk: "Kraftfahrzeugmechatroniker/-in". Online: https://www.handwerk.de/infos-zur-ausbildung/ausbildungsberufe/berufsprofile/kraftfahrzeugmechatronikerin . Das Handwerk: "Passenden Ausbildungsberuf finden". Online: https://www.handwerk.de/infos-zur-ausbildung/ausbildungsberufe . Handwerkskammer: "Weiterbildung". Online: https://www.handwerkskammer.de/artikel/weiterbildung-5620,3,7.html . Handwerkskammer Aachen: "Praktika Handwerk". Online: https://www.hwk-aachen.de/artikel/praktika-im-handwerk-33,345,270.html . Fortbildung.net: "Kfz Mechatroniker Weiterbildung". Online: https://www.fortbildung.net/finden/kfz-mechatroniker-weiterbildung#moeglichkeiten . MeinUnterricht Redaktion. "Selbsteinschätzung der SuS fördern (inkl. Tipps & Unterrichtsmaterialien)". meinUnterricht GmbH. Online: https://www.meinunterricht.de/blog/selbsteinschaetzung-schueler-selbsteinschaetzungsbogen-vorlagen/ . Planet Beruf: "Kraftfahrzeugmechatroniker/in". Online: https://planet-beruf.de/fileadmin/assets/PDF/BKB/27297.pdf . Servicestelle Berufswahlpass: "Selbst- und Fremdeinschätzung". Online: https://berufswahlpass-sachsen.de/selbsteinschaetzung-fremdeinschaetzung-verschiedene-anforderungsniveaus/ . #wasmitautos: "Ausbildung". Online: https://www.wasmitautos.com/ausbildung/ . #wasmitautos: "Praktikum". Online: https://www.wasmitautos.com/praktikum/ . #wasmitautos: "Deine Zukunft & Karriere". Online: https://www.wasmitautos.com/zukunft-und-karriere/ . #wasmitautos: "Was muss ich über die Ausbildung wissen?". Online: https://www.wasmitautos.com/ausbildung/ausbildung-finden . #wasmitautos: "Deine Ausbildung zum Automobilkaufmann (m/w/d)". Online: https://www.wasmitautos.com/ausbildung/automobilkaufmann-frau/ . #wasmitautos: "Deine Ausbildung zum Kfz-Mechatroniker (m/w/d)". Online: https://www.wasmitautos.com/ausbildung/kfz-mechatroniker-in/ . #wasmitautos: "Deine Ausbildung zum Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker (m/w/d)". Online: https://www.wasmitautos.com/ausbildung/karosserie-und-fahrzeugbaumechaniker-in/ .

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