Von der handwerklichen Einzelfertigung zur Industrie 4.0 – Online-Fortbildung für Lehrkräfte

Fachartikel

In diesem Beitrag erhalten Sie einen Überblick über die Inhalte und Themen der Online-Fortbildungsreihe "Von der handwerklichen Einzelfertigung zur Industrie 4.0", die sich an Lehrkräfte richtet, die technische Projekte von der handwerklichen bis hin zur rechnergestützten Fertigung mittels CAD und 3D-Druck gestalten wollen. Das Material wurde im Kontext des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Programms "Junior-Ingenieur-Akademie" entwickelt.

Was erwartet Lehrkräfte in der Fortbildungsreihe und was sind die Inhalte?

Diese Reihe wurde im Rahmen der Online-Fortbildung für Lehrkräfte der Junior-Ingenieur-Akademie erarbeitet. Es werden unterschiedliche Aspekte der Produktentwicklung, Fertigungsvorbereitung und Durchführung in der Schule thematisiert. Dabei geht es einerseits um die Anwendung technikspezifischer Unterrichtsverfahren (Konstruktionsaufgabe, Fertigungsaufgabe, technisches Experiment, ...) als auch um die Anwendung verschiedener Etappen der Automatisierung (Einzelfertigung, Mehrfachfertigung, automatisierte Fertigung). Dazu stehen insgesamt vier Fortbildungsmodule inklusive begleitender Materialien zur Verfügung.

Durch die begleitende Herstellung eines einfachen Gegenstandes (Tic-Tac-Toe-Spiel) im Rahmen der Fortbildung werden die thematisierten Aspekte bei der eigenen praktischen Arbeit angewendet und somit erlebbar. Dadurch wird deutlich, vor welchen Herausforderungen Lernende und Lehrkräfte stehen.

An dieser Stelle erhalten Lehrkräfte alle Materialien der Fortbildungsreihe, um sich eigenständig mit dem Thema zu beschäftigen.

Was sind die Themen der einzelnen Module?

  • Die Fertigungsaufgabe – handwerkliche Fertigung: In diesem Modul werden die Ziele der schulischen Fertigung thematisiert. Weitere Themen, die in diesem Modul besprochen werden sind Fertigungsvorbereitung, technische Zeichnungen, Messen-Anreißen-Prüfen, Instruktionen versus technische Experimente und schließlich die Bewertung.
  • Die Mehrfachfertigung – Industrielle Fertigung: In diesem Modul geht es um die Mehrfachfertigung des in Modul 1 entwickelten Tic-Tac-Toe-Spiels. Wichtige Begriffe und Themen, die in diesem Modul außerdem behandelt werden, sind Fertigungsarten, inhaltliche Kontexte im Fächerverbund, Kosten- und Bedarfsanalyse, Planung von Arbeitsschritten, Vorrichtungen und Schablonen sowie Vor- und Nachteile der Automatisierung.
  • Konstruieren mit CAD-Software – Digitale Fertigung: Das dritte Modul beschäftigt sich vor allem mit dem Konstruieren mittels CAD-Software und außerdem damit, wie digitale Medien in der Fertigung eingesetzt werden. Zudem erhalten Lehrkräfte Hinweise für didaktische Einsatzmöglichkeiten einer CAD-Software und eine Einführung in die browserbasierte CAD-Software TinkerCAD. Sie erlernen Basics im Umgang mit TinkerCAD und lernen praktische Übungen für die Schule kennen.
  • Rechnergesteuerte Fertigung – Industrie 4.0: Zentrales Thema diese Moduls sind digitalgestützte Fertigungssysteme. Außerdem erhalten die Lehrkräfte eine kleine Einführung in den 3D-Druck sowie Beispiele für Auswahlkriterien eines passenden 3D-Druckers für ihre Projekte. Dabei lernen sie die Grundlagen im Umgang mit 3D-Druckern, bekommen Informationen zur passenden Slicer-Software und erlernen Basics im Umgang mit Slicer-Software. Außerdem werden virtuelle 3D-Modelle aus dem Internet thematisiert.

An wen richtet sich die Fortbildungsreihe?

Die Fortbildungsreihe mit ihren vier Modulen richtet sich an alle Lehrkräfte, die technische Bildung in unterschiedlichen Kontexten vermitteln – beispielsweise im Rahmen der Junior-Ingenieur-Akademie, im Technikunterricht oder in fachübergreifenden Projekten und AGs – und hierbei mit ihren Schülerinnen und Schülern Werkstücke konstruieren und fertigen.

Welche Materialien erhalten Lehrkräfte und wie läuft die Fortbildung ab?

Zu jedem Modul können sich die Lehrkräfte ein Video anschauen. Dabei handelt es sich um eine besprochene Präsentation, die alles anschaulich an Beispielen erklärt und zum Download bereitsteht. Das Video gibt zudem Hinweise und Anregungen zur methodischen Gestaltung eigener technischer Projekte. Neben der Präsentation stehen sämtliche – direkt im Unterricht einsetzbare – Materialien zum Download zur Verfügung. Alle Module beinhalten zudem einen gebündelten ZIP-Ordner, in dem alle Dokumente im anpassbaren Word-Format vorliegen, sodass Lehrkräfte die Materialien individuell auf die Bedürfnisse ihrer Lerngruppe anpassen können. Die einzelnen Module bauen inhaltlich und didaktisch aufeinander auf, weshalb eine Bearbeitung durch die Lehrkraft in der festgelegten Reihenfolge zu empfehlen ist. Einzelne Materialien können jedoch auch ungeachtet der Fortbildung direkt im Unterricht eingesetzt werden.

Welche weiteren Themen gibt es noch?

Einige Themen der technischen Bildung werden begleitend thematisiert, beispielsweise die technikspezifischen Unterrichtsverfahren (Konstruktion, technisches Experiment, Lehrgang). Darüber hinaus erhalten Lehrkräfte Vorlagen und Empfehlungen zur Leistungsbewertung der Projekte und Modelle.

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Die Materialien sind im Programm "Junior-Ingenieur-Akademie" der Deutsche Telekom Stiftung entstanden.

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Dirk Schade

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