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So macht Unterricht Spaß: 3D-drucken, plottern, Kurzvideos erstellen und mehr: "Zukunft Mitgemacht" fördert Schulprojekte mit 1 Million Euro.

Tipp der Redaktion

Reibungselektrizität und elektrische Influenz

Ein aufgeblasener Ballon zieht Papierschnipsel an
Tipp der Redaktion

Reibungselektrizität und elektrische Influenz

An einfachen Beispielen aus dem täglichen Leben beobachten die Lernenden die physikalischen Phänomene "Reibungselektrizität" und "Elektrische Influenz". 

Tipp der Redaktion

Erneuerbare Energien

Handwerker baut Photovoltaik Anlage auf
Tipp der Redaktion

Erneuerbare Energien

In dieser Unterrichtseinheit befassen sich die Lernenden mit dem Thema erneuerbare Energien. Im Mittelpunkt stehen dabei Photovoltaik und Windkraft.

  • Lehrplanthema
  • Schulstufe 2
    zurücksetzen
  • Klassenstufe
  • Schulform
  • Materialtyp 11
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  • Quelle 7
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Bau deinen eigenen Elektrolyseur

Kopiervorlage

Ein selbst gebauter Elektrolyseur macht Chemie greifbar: Begeistern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler mit praktischem Experimentieren und fördern Sie ihr Verständnis für nachhaltige Energien! In diesem praxisorientierten Projekt bauen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer ihren eigenen Elektrolyseur und führen spannende Experimente durch, um die Wasserelektrolyse hautnah zu erleben. Der Fokus liegt dabei auf der praktischen Wissensvermittlung zur Elektrolyse als nachhaltiger Energietechnologie und dem sicheren Umgang mit dem Energieträger Wasserstoff . Das Projekt beginnt mit einer übersichtlichen Materialliste und hilfreichen Hinweisen zur einfachen Beschaffung der erforderlichen Komponenten. Eine ausführlich bebilderte Schritt-für-Schritt-Anleitung ermöglicht es den Teilnehmerinnen und Teilnehmern, den Bauprozess eigenständig und in ihrem eigenen Tempo erfolgreich zu durchlaufen. Ergänzend dazu gibt es einen umfassenden Sicherheitshinweis, der potenzielle Risiken beim Umgang mit Wasserstoff aufzeigt und konkrete Maßnahmen beschreibt, um Gefahren zu vermeiden. Für Teilnehmerinnen und Teilnehmer, die ihr Wissen vertiefen möchten, steht ein kompakter Theorieteil zur Verfügung. Dieser bietet eine verständliche Einführung in die grundlegenden Prinzipien der Wasserelektrolyse und vermittelt einen Überblick über das Element Wasserstoff mit seiner spannenden Geschichte und seinen einzigartigen Eigenschaften. Insgesamt kombiniert das Projekt praktisches Lernen mit Sicherheitsbewusstsein und schafft ein fundiertes Verständnis für diese zukunftsweisende Technologie. Es ist für den Einsatz in den Fächern Technik, Chemie, Physik und Elektrochemie rund ums Thema Umwelt- und Klimaschutz geeignet. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen den chemischen Prozess der Elektrolyse. erlernen den Umgang mit Netzgeräten (Spannung, Stromstärke). kennen Risiken von Wasserstoff. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beweisen Teamfähigkeit. arbeiten sorgfältig und genau. zeigen Verantwortungsbewusstsein.

  • Chemie / Natur & Umwelt / Technik / Sache & Technik / Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe II, Berufliche Bildung, Hochschule

Statik an Stationen

Kopiervorlage

Die Unterrichtsmaterialien zum Thema Statik sind darauf ausgelegt, zentrale Fachinhalte wie Belastungen, Kräfte, stabile Dreiecke und den Schwerpunkt auf spannende und praxisnahe Weise zu vermitteln. Dabei steht der handlungsorientierte Ansatz im Vordergrund, um den Lernenden ein grundlegendes Verständnis für die Materie zu ermöglichen. Die Unterrichtsmaterialien umfassen fünf verschiedene Stationen, die jeweils technische Experimente zur Statik beinhalten. Diese Experimente verdeutlichen anschaulich die theoretischen Prinzipien und deren Anwendung in der realen Technik. Durch die praktische Auseinandersetzung mit den Modellen und Materialien wird ein direkter Bezug zur technischen Praxis hergestellt, was das Lernen interessanter und nachhaltiger macht. Der Aufbau der Stationsarbeit fördert zudem ein differenziertes Arbeiten, indem er den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit bietet, individuell oder in Kleingruppen zu arbeiten und sich mit den spezifischen Aspekten der Thematik auseinanderzusetzen. Die Ausarbeitung enthält fünf Stationen: 1. Kräfte an Bauwerken: Diese Station beleuchtet die verschiedenen Kräfte, die auf Bauwerke einwirken. Dabei wird thematisiert, wie äußere Einflüsse und innere Spannungen die Stabilität und Sicherheit von Bauwerken beeinflussen. 2. Belastungen eines Trägers: Hier wird konkretisiert, wie Druck- und Zugkräfte auf einen einzelnen Träger wirken. Die Lernenden untersuchen, wie diese Belastungen die Struktur und Belastbarkeit des Trägers beeinflussen. 3. Dreiecksverbund: In dieser Station wird die Bedeutung stabiler Dreiecke für Konstruktionen hervorgehoben. Die Lernenden erfahren, wie durch den Dreiecksverbund feste Verbindungen hergestellt werden können und vergleichen experimentell Dreieck und Viereck. Abschließend wird die Frage geklärt, warum Dreiecke stabil sind. 4. Profile: Die Station zeigt, wie Profile zur Stabilisierung von Strukturen beitragen und gleichzeitig Material einsparen können. Es wird untersucht, wie verschiedene Profilformen die Festigkeit und Effizienz von Bauteilen beeinflussen. Die Lernenden stellen mit den Materialien verschiedene Profile her und untersuchen deren Stabilität. Abschließend suchen sie nach Anwendungen von Profilen in der Umgebung. 5. Schwerpunkt: Hier wird die Bedeutung des Schwerpunkts für die Statik von Artefakten behandelt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, den Schwerpunkt von Gegenständen zu bestimmen und erarbeiten, wie die Lage des Schwerpunkts die Stabilität und das Gleichgewicht von Bauwerken bestimmt. Die Bearbeitung dieser Stationen ist gut geeignet, um ein fachliches Fundament für ein anschließendes größeres technisches Projekt zu legen. Ein solches könnte beispielsweise der Bau einer Modellbrücke sein, bei dem die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten praxisnah angewendet und vertieft werden. Durch diese strukturierte Vorgehensweise wird den Lernenden ein Verständnis der statischen Prinzipien vermittelt, welches sie in zukünftigen Aufgaben anwenden können. Eine Materialliste kann im Downloadbereich heruntergeladen werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen Grundprinzipien der Statik. finden hierzu Anwendungen in der realen Technik. verstehen technische Probleme und deren Lösungen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen relevante Informationen im Internet. experimentieren mit Modellen und Materialien. dokumentieren und bewerten die Experimente. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten gemeinsam in Kleingruppen. experimentieren weitestgehend selbstständig und eigenverantwortlich.

  • Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I

Einen eigenen Handtuchhalter bauen

Unterrichtseinheit

In der Unterrichtseinheit "Einen eigenen Handtuchhalter bauen" möchte die Hauptfigur Ayla aus einer nicht mehr benötigten Duschvorhangstange einen eigenen Handtuchhalter für das heimische Badezimmer bauen. Eine SHK-Anlagenmechanikerin hilft ihr dabei. Für die passende Materialauswahl erkunden die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Eigenschaften von Edelstahl, Aluminium, Kunststoff und verchromtem Normalstahl. Sie berechnen die passende Rohrlänge, lernen die Montage-Schritte mit Fachvokabular kennen, wählen Bauteile mittels technischer Zeichnungen aus und wenden das Gelernte schließlich praktisch an. Die Einheit bietet sich aufgrund ihrer mathematischen, physikalischen und werktechnischen Eigenschaften für den fächerübergreifenden Werk-Unterricht und für Projektwochen an. Die Unterrichtseinheit schlägt den Bogen von der Theorie hin zur praktischen Arbeit im Unterricht. Sie startet mit einer Lebenssituation der Identifikationsfigur Ayla, die mit ihren Eltern und Geschwistern in einer Wohnung lebt. Da das Bad sehr alt ist, wird es von einer SHK-Fachfirma saniert. Eine alte Duschstange soll dabei entsorgt werden, doch Ayla hat eine bessere, kreative Idee: Sie möchte daraus einen Handtuchhalter bauen. Zusammen mit der SHK-Anlagenmechanikerin begibt sie sich an die Arbeit. Die Schülerinnen und Schüler stellen dabei zunächst eigene Überlegungen zu den Materialanforderungen für den Handtuchhalter in einem Feuchtraum an. Es folgt eine Recherche möglicher geeigneter Werkstoffe und deren Eigenschaften. Hierbei geht es unter anderem um Kriterien wie Aufbau der Metalle, Legierungen, Verformbarkeit, Zerspanbarkeit, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw. Im zweiten Schritt geht die Unterrichtseinheit auf die für das konkrete Beispiel notwendige Planungs- und Berechnungsarbeit ein. Hierbei werden auch die Montagetechnik sowie das Befestigungsmaterial und die Werkezuge thematisiert und die Arbeitsschritte aufgezeigt. Dazu gehören unter anderem Trennen (Sägen, Bohren) und Fügen (Schrauben). Die Schülerinnen und Schüler haben anschließend die Möglichkeit, die Arbeit praktisch auszuführen und einen eigenen Handtuchhalter zu bauen. Im letzten Schritt setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit einer technischen Zeichnung auseinander, die bei der richtigen Bauteilbeschaffung von Flanschen unterstützt. Erarbeitet werden die in technischen Zeichnungen üblicherweise verwendeten Elemente sowie deren Fachbezeichnungen. Zudem vervollständigen die Schülerinnen und Schüler die Zeichnung durch Einsetzen selbst ermittelter Maßangaben. Die Unterrichtseinheit ermöglicht den Schülerinnen und Schülern einen indirekten Einblick in die vielfältigen Aufgaben des SHK-Handwerks, indem sie selbst einen eigenen Handtuchhalter für das heimische Badezimmer bauen. Sie zeigt, dass handwerkliches Können und Fachwissen dazu befähigen, auch aus alten Materialien kreativ etwas Neues zu erschaffen. Ein hohes Maß an Paar- beziehungsweise Kleingruppenarbeit ermöglicht selbstständiges Recherchieren, das immer wieder durch Präsentationen und/oder Hinleitungen eingefasst wird. Bei maximal möglicher Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler hat die Lehrkraft somit immer die Möglichkeit, nachzusteuern. Darüber hinaus trägt die Unterrichtseinheit auch praktische Fertigkeiten aus dem handwerklichen Alltag in den Unterricht. Eine Zuordnungsaufgabe klärt vorab die Reihenfolge der anstehenden Schritte zur Montage eines Handtuchhalters. Schülerinnen und Schüler dürfen dann selbst praktisch tätig werden. Dies gibt eher praktisch veranlagten Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, ihre Fähigkeiten zu zeigen. Für die praktische Umsetzungsphase benötigen die Schülerinnen und Schüler mehrere Unterrichtsstunden, sodass sich dieses Unterrichtsmaterial hervorragend für eine Projektarbeit oder -woche anbietet. Vorkenntnisse zu technischen Zeichnungen sind dabei vorteilhaft, aber nicht zwingend notwendig. Je nach Vorwissen brauchen die Lerngruppen für diese Unterrichtseinheit mindestens sieben Unterrichtsstunden oder entsprechend mehr. Die Lehrkraft ist dafür verantwortlich, die Herstellung eines eigenen Handtuchhalters für zuhause, die Schule oder einen anderen Ort entsprechend zu organisieren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen unterschiedliche Metalle und ihre Eigenschaften kennen. erfahren Details zur Montage von Metallrohren. üben das Bearbeiten (= Trennen) von Metall sowie die zugehörigen Arbeitsschritte. arbeiten mit technischen Zeichnungen und erlernen deren Grundaufbau und -Systematik. Berechnen die passende Rohrlänge. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren Sachinformationen im Netz. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben das Arbeiten in Zweierteams und Kleingruppen. behalten bei praktischen Arbeiten die eigene Sicherheit und die der Mitschülerinnen und Mitschüler im Auge. wertschätzen die handwerkliche Arbeit.

  • Technik
  • Sekundarstufe I

Nachhaltigkeit im Kfz-Gewerbe

Fachartikel

Dieser Fachartikel informiert über die Rolle der Nachhaltigkeit im Kraftfahrzeug-Gewerbe. Dabei wird auf den Produktlebenszyklus eines Kraftfahrzeuges geblickt: von der Rohstoffgewinnung und dem Materialeinkauf bis zur Produktion, den Recycling- und Instandhaltungsprozessen. Ein wachsendes Umweltbewusstsein zeigt sich in der Gesellschaft und damit auch im Kfz-Gewerbe, in seinen Autohäusern und Kfz-Werkstätten. Daher kann dieses Berufsfeld auch eine Perspektive für Schülerinnen und Schüler aufzeigen, die sich für Automobile und Umweltschutz interessieren. 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 / Technik
  • Fort- und Weiterbildung, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Die Welt des Fliegens: MINT-Lerneinheiten für die Oberstufe

Kopiervorlage

Fliegen ist nicht nur ein Akt der Fortbewegung, sondern ein komplexes Zusammenspiel von Naturwissenschaften, Technik, Wirtschaft und Umwelt. Das Arbeitsbuch "Fliegen" deckt all diese Bereiche ab und bietet Ihnen genügend Ressourcen, um in Ihrem MINT-Unterricht abzuheben. Durch praxisnahe Aktivitäten und anschauliche Experimente werden die Schülerinnen und Schüler dazu angeregt, die physikalischen Gesetze des Fliegens zu erforschen, die Technologie hinter modernen Flugzeugen zu verstehen und die ökonomischen und ökologischen Auswirkungen des Luftverkehrs zu analysieren. Ob Aerodynamik, Meterologie, Flugrouten oder Emissionsvermeidung: Das Arbeitsbuch "Fliegen" bietet spannende, handlungsorientierte, lehrplankonforme und fächerübergreifende Unterrichtsmaterialien. Nich allein für das Fach Physik werden Sie viele Anregungen für den Unterricht finden, sondern auch für die Fächer Biologie, Geographie, Englisch, Wirtschaftskunde, Technik oder Chemie. Das Arbeitsbuch ist zugeschnitten auf Gymnasien und Gesamtschulen mit gymnasialer Oberstufe. Schülerinnen und Schüler für die Luftfahrt begeistern Der Flugverkehr ist ein wesentlicher Bestandteil des modernen Lebens und der globalen Konnektivität. Er stellt nicht nur einen bedeutenden Wirtschaftsfaktor dar, sondern spielt auch eine zentrale Rolle in der globalen Mobilität und im internationalen Handel. Daher ist es sinnvoll, junge Menschen für die verschiedenen Themengebiete und Aufgaben in der Luftfahrt zu interessieren. Warum nicht auch im Klassenzimmer? Während Naturwissenschaften und Technik (Flugphysik, Meteorologie, Strömungslehre) eine grundlegende Rolle spielen, sind auch viele soziale, wirtschaftliche und umweltpolitische Fragen relevant. Zu allen genannten Punkten finden sich Unterrichtsideen im vorliegenden Handbuch. Obwohl die Deutsche Flugsicherung eine breite Palette an Berufsmöglichkeiten für Fluglostinnen und Fluglotsen , Ingenieurinnen und Ingenieure und Informatikerinnen und Informatiker bietet, ist sie als Ausbildungsstätte weitgehend unbekannt. Deshalb ist es umso wichtiger, jungen Menschen diese attraktive und sichere berufliche Perspektive näherzubringen. Aufbau des Arbeitsbuchs "Fliegen" und Schwerpunktthemen Kapitel 1: Geschichte (Geschichte des Fliegens, Geschichte der Flugsicherung) Kapitel 2: Geographie (Flugbewegungen, Flugrouten und Flugzeit, Zeit und Zeitzonen, Navigation) Kapitel 3: Englisch – Sprache der Luftfahrt (Funkverkehr, Phraseologie) Kapitel 4: Flugverkehr (Flugverkehr – ein gigantisches Unterfangen, Pilot und Tower am Start / bei der Landung, Kontrolle des Luftraums) Kapitel 5: Fluggeräte und Technik (Impuls, Impulserhaltung, Hubschrauber, Flugzeuge, Wir bauen ein Flugmodell, Navigationssysteme (ILS) und Radar) Kapitel 6: Biologie (Biologie des Fliegens, Vogelflug – die größte Flugschau der Welt, Insekten als fliegende Liebesboten, Pollenflug, Sporenverbreitung durch die Luft) Kapitel 7: Strömungslehre (Einführung in die Strömungslehre, Dynamischer Auftrieb, Luftwiderstand, Profilpolare, Wirbel) Kapitel 8: Meteorologie (Alle reden vom Wetter, Enteisung, Luftdruck, Fronten, Vulkanismus und Luftfahrt, Luftlöcher) Kapitel 9: Chemie (Chemie des Fliegens, Federn: Leichtgewichte mit Potenzial, Der Stoff, aus dem die Flügel sind, High Tech – Low Weight, Schweben – leichter als Luft) Kapitel 10: Human Factors (Fähigkeiten für die Karriere, Teamfähigkeit, Leistungsvermögen, Eigenanalyse der Schwächen und Stärken, Selbstbewusstsein stärken, Körpersprache – Eigenregie – Resilienz, Stressbewältigung, Zeitmanagement) Kapitel 11: Flugphysik (Die Mechanik des Fliegens, Kräfte und Bewegungsphasen, Leitwerke und Ruder, Fahrwerk, Steuerorgane – Flugverhalten, Trimmung, Flugfiguren) Kapitel 12: Fliegen und Umwelt (Fliegen und Umwelt – ein Widerspruch in sich?, Zero Emission – Wasserstoff im Tank, CO 2 – Das Unsichtbare sichtbar machen, Bio-Kerosin – Aufwind durch Rapsfelder?, Billigflieger – Vom Monopol zur Marktwirtschaft, "Greenwashing" – Ökomeilen statt Bonusmeilen?, Fliegen und Lärm – der Kampf um die Dezibels (dB)) Kapitel 13: Biology (Biology of Flight, Bird flight, Insects, Pollen flight, Air-borne spore dispersal) Kapitel 14: Human Factors (career capabilities, Mutual respect and disregarding your own feelings, Human performance, Body language – self-assurance – resilience, Stress management) Zu allen Themen finden Sie Bauanleitungen, Versuchsbeschreibungen, Aufgaben, Lösungen, Fotos und Grafiken sowie Zusatzmaterialien.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Chemie / Natur & Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik / Geschichte / Früher & Heute / Wirtschaft
  • Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Gesundheit und MINT: Berufsorientierung Hörakustiker-Handwerk

Fachartikel

Der Alltag von Schülerinnen und Schülern ist digital, nutzen doch viele von ihnen täglich Smartphones, Smartwatches, Tablets und mehr. Digitalisierung wird auch in ihrem Berufsleben eine zentrale Rolle spielen. Daher gibt dieser Fachartikel einen Einblick in das Thema "Digitalisierung im Beruf" am Beispiel des Hörakustiker-Handwerks, das traditionelles Handwerk und moderne Technologien verbindet. Da moderne Hörgeräte eine besondere Schnittstelle zwischen Gesundheit und Hightech darstellen, stehen die Anfertigungstechniken von Ohrpassstücken (Otoplastiken) und deren Innovation in Ausbildung und Meisterprüfung hier im Fokus. 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.

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