Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit den Veränderungen auseinander, die die zunehmende Durchdringung von Medien und Informatik in sämtlichen Gesellschaftsbereichen auslösen. Anhand der Thematisierung der Industrialisierung 4.0 und der Automatisierung verstehen sie die Bedeutung und die Veränderung, die diese für die Gesellschaft und insbesondere auch für die Berufswelt mit sich bringen. Anhand der Herstellung einer Aufbewahrungsbox mit der Hilfe von computergesteuerten Maschinen (Lasercutter) erfahren sie, wie der Fertigungsprozess vollzogen wird. Durch ein Experiment setzen sich die Lernenden mit Steckverbindungen auseinander. Sie entwerfen ein Modell nachdem sie die Funktion und die Konstruktion des zu entwerfenden Gegenstandes geklärt haben. Dieses Modell hilft Ihnen zu überprüfen, dass die Funktion gewährleistet ist. Das Modell dient ebenfalls zur Erstellung der Zeichnungen der Einzelteile mit einem CAD-Zeichnungsprogramm. Diese Zeichnungen werden für die Herstellung mit dem Lasercutter benötigt. Im Hinblick auf die Beschäftigung mit dem Zeichnungsprogramm können die Schülerinnen und Schüler nachvollziehen wie ein Bild einerseits digitalisiert und andererseits im Computer gespeichert und dargestellt wird (Bildsensor/Pixelbild/Vektorbild). Zur Überprüfung, ob die Zeichnungen akkurat sind, wird zuerst ein Prototyp aus Karton gelasert, bevor das eigentliche Material aus dem die Aufbewahrungsbox besteht, das Sperrholz, bearbeitet wird. In einem gestalterischen Prozess wird ein Logo entworfen, womit die Aufbewahrungsbox individualisiert wird. Das Logo wird mittels Gravur (Lasercutter) oder Schablonendruck (Schneidplotter) aufgebracht. In der gesamten Unterrichtsequenz werden Kompetenzen aus dem Lehrplan Medien und Informatik und TTG erarbeitet. In Bezug auf die aufgeführten Kompetenzen wurde ebenfalls Beurteilungskriterien festgelegt.
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Fokussierte SuS-Aktivität
Entwurf von Box, Zeichnung mit Zeichnungsprogramm, Herstellung mit Lasercutter und anschliessend Gestaltung
Zielstufe / Zielgruppe
9. Klasse Real oder Sek
Anzahl Lektionen
13 Lektionen
Unterrichtsformen
Auftrag mit verschiedenen Sozialformen
Anzahl benötigte Betreuer/Innen bzw. Lehrpersonen
Lehrkraft mit Vorkenntnissen - Lasercutter
Benötigte Infrastruktur
Werkraum, Computer mit LibreCAD Zeichnungsprogramm, Lasercutter, TTG Raum Werkzeuge, Schneidematerial
Tags/Schlagwörter
[#aufbewahrungsbox, #librecad, #ttg, #lasercutter, #, #, #, # ]
Die SuS erstellen eine Aufbewahrungsbox mithilfe des Lasercutters
Sie lernen den Umgang mit einem computergesteuerten Werkzeug, entwerfen ein Aufbewahrungsgegenstand, setzen den Entwurf in Zeichnungen auf dem Computer um und gestalten (eventuell mit einer Gravur vom Lasercutter) den Gegenstand individuell.
Medien: Die Schülerinnen und Schüler können sich in der physischen Umwelt sowie in medialen und virtuellen Lebensräumen orientieren und sich darin entsprechend den Gesetzen, Regeln und Wertesystemen verhalten
können Chancen und Risiken der zunehmenden Durchdringung des Alltags durch Medien und Informatik beschreiben (z.B. Globalisierung, Automatisierung, veränderte Berufswelt, ungleiche Möglichkeiten zum Zugang zu Information und Technologie).
Durch die Automatisierung und das Verwenden der Software können Sie die veränderbare Berufswelt erklären z.B. weil die menschliche Interaktion durch eine Maschine IT-System ersetzt wird.
Informatik: Die Schülerinnen und Schüler können Daten aus ihrer Umwelt darstellen, strukturieren und auswerten.
können Daten in einer Datenbank strukturieren, erfassen, suchen und automatisiert auswerten.
Zielstufe: 8. Sek oder Real, Zielgruppe: Die SuS selbst, Dauer Unterrichtssequenz: 10 - 12, Betreuer/Innen: 1, Infrastruktur: TTG-Raum + Ausstattung, Lasercutter, Computer + 2D Zeichnungsprogramm,
Stolpersteine: Bei der Benutzung des Lasercutters kann es zu Wartezeiten kommen. --> Was wird währenddessen von den SuS gemacht?
1. LektionEinstieg ins Thema "Automatisierung / Industrie 4.0"
2. Lektion Auftrag an SuS erteilen: Erstellt eine Aufbewahrungsbox aus Holz mit dem Lasercutter. Überlegt euch, was für eine Art Box ihr herstellen möchtet und welchen Verwendungszweck sie haben soll. Bildet danach Gruppen mit Mitschülern, die einen ähnlichen Verwendungszeck mit ihrer Box vorhaben. Die Herstellung findet zwar in Gruppen statt, jedoch wird am Schluss jede und jeder eine eigene Box als Resultat haben.; Entscheidung: Welche Box soll hergestellt werden; Maximal-Mass = 40x30x20cm [Gruppenbildung: Gruppen werden anhand des Gebrauchs (Schulalltag) der Box gebildet]; Experiment (Steckverbindungen)
3. - 5. LektionExkurs Pixelbilder; Einführung in das Zeichnungsprogramm (LibreCAD) mithilfe des Lehrgangvideos; Zeichnung erstellen
6. - 8. LektionEinführung des Lasercutters mithilfe des Lehrgangvideos; Herstellen einer "Probebox" mit aus Karton mit dem Lasercutter
a) Falls es hier zu Wartezeiten kommt, können die SuS bereits an einem Logo für ihre Box arbeiten.
9. - 12. LektionHerstellung der Box aus Holz mit dem Lasercutter; Gestaltung der Box mit einem Logo
13. LektionPräsentationsrunde zum Schluss
Evaluation der Arbeiten der Schülerinnen und Schüler im Rahmen des durchgeführten Projektes
TTG-spezifisch:
SummativProduktebene
Funktionale Kriterien
Die Aufbewahrungsbox ist für den geplanten Zweck geeignet.
Konstruktive Kriterien
Die Aufbewahrungsbox ist sauber und korrekt konstruiert.
Gestalterische Kriterien
Das Design (Steckkonstruktion, Funktion und Logo) ist begründet à z.B. Experimentierreihe ist vorhanden
Prozessebene
Planung
Ein Plan ist vorhanden
Arbeitsprozess
Umgang mit Material
Bedienung der Maschinen
Arbeitsplatz
Technische Zusammenhänge sind erkannt
Einfluss der Steckanordnung
Gestalterische und/oder technische Zusammenhänge sind dokumentiert, präsentiert und/oder reflektiert
Tischpräsentation mit Reflexion
Optimierungen sind vermerkt
Auf Feedback von Peers eingegangen
MUI-spezifisch:
Summativ
Rückmeldungen auf Learning View geben
Wurden alle Aufträge auf Learning View gelöst (Abgaben, Feedbacks, …)?
Abgaben:
Experiment (Foto + Erkentnisse)
Feedback zu Modell Karton (gelasert)
Selbsttest zu Automatisierung / Industrie 4.0 ausgefüllt
Formativ:
Soziale Kompetenzen (Arbeit in der Gruppe) -> evtl. SuS auch selbst reflektieren lassen
Selbstständiges Arbeiten
Zeichnungen mit der LP besprechen
Lernschritte reflektieren (von SuS)
WAS? Vertiefung und Details, Integration von persönlichen Interessen? In welcher Qualität wurde die Idee umgesetzt?
WIE? Wurde die Funktion, Konstruktion verstanden? Wurde experimentiert?
WOMIT? Exaktheit, Anwendung von Verfahren, sachgerechter Umgang mit Material und Werkzeugen, Maschinen
Bezug zum Modullehrplan Medien und Informatik
Medien: Die Schülerinnen und Schüler können sich in der physischen Umwelt sowie in medialen und virtuellen Lebensräumen orientieren und sich darin entsprechend den Gesetzen, Regeln und Wertesystemen verhalten
können Chancen und Risiken der zunehmenden Durchdringung des Alltags durch Medien und Informatik beschreiben (z.B. Globalisierung, Automatisierung, veränderte Berufswelt, ungleiche Möglichkeiten zum Zugang zu Information und Technologie).
Durch die Automatisierung und das Verwenden der Software können Sie die veränderbare Berufswelt erklären z.B. weil die menschliche Interaktion durch eine Maschine IT-System ersetzt wird.
Informatik: Die Schülerinnen und Schüler können Daten aus ihrer Umwelt darstellen, strukturieren und auswerten.
können Daten in einer Datenbank strukturieren, erfassen, suchen und automatisiert auswerten.
TTG:
Wahrnehmung und Kommunikation:TTG.1.A Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Zusammenhänge an Objekten wahrnehmen und reflektieren.
c Die SuS können Funktionen und Wirkung von Objekten zielgerichtet untersuchen (Zusammenspiel von Funktion, Konstruktion, Gestaltungselementen).
Prozesse und Produkte:TTG.2.A.3 Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Produkte planen und herstellen.
c Die SuS können unter Berücksichtigung formaler, funktionaler und konstruktiver Bedingungen Produkte planen (z.B. Konstruktionsplan) und können das geplante Produkt herstellen.
Kontexte und Orientierung:TTG.3.A.2 Die Schülerinnen und Schüler können technische und handwerkliche Entwicklungen verstehen und ihre Bedeutung für den Alltag einschätzen.
Die SuS können Entwicklungen und Innovationen aus Design und Technik in ihrer Vernetzung analysieren und deren Folgen für den Alltag einschätzen (z.B. Lasercutter, Schneideplotter).
Gütekriterien nach Meyer https://sts-lg-so.de/10-merkmale-guten-unterrichts-von-hilbert-meyer/
Inhaltliche Klarheit: nach dem Input gibt es eine Programm Übersicht über Learning View – ein Begleitdokument mit integrierten Videoanleitung und Erklärvideo, welches die Aufgabe so klar wie möglich versucht zu beschreiben. So dass die SuS in Sequenzen selbstständig arbeiten können und so wenig wie möglich Fragen auftauchen. Es dürfen jedoch immer Fragen gestellt werden, wenn etwas unklar ist. So entsteht ein Wechsel zwischen einen offenen und geschlossenen Unterricht. Die Aufgaben, welche zu erledigen sind, haben Zeitangaben und ein Kontrollsystem durch die LP.
Methodenvielfalt: Die können gleichzeitig an unterschiedlichen Aufgaben arbeiten. SuS können verschiedenen Aspekte der Box selber entscheiden uns so konstruieren wie sie möchten, ausbauen mit einer Zusatzfunktion und / oder eine Logo individualisieren. Auftrag sollte nicht monoton werden. Es kommen verschiedenen Aspekte vor, wie Kultur, Wissenschaft, Automatisierung, Zukunft vor. SuS können verschiedenen Materialien wählen Holz oder Karton. Es gibt Teamarbeit sowie Einzel und Gruppenarbeit.
Individuelles Fördern: Es gibt Zusatzaufgaben für SuS, welche schneller sind und mehr machen möchten. Wie z.B. Logo gestalten oder eine Zusatzfunktion. Solche Aufgaben werden auch durch die LP kontrolliert. Am Schluss sollen die SuS eine Selbstreflexion schreiben. Damit schätzen sich die SuS selbst ein – Was kann ist gut? Was fällt mir schwer? Was möchte ich verbessern? Und bekommt am Schluss der Präsentation gezielt Hilfe im Gespräch mit der Lehrkraft und den Mitschülern.
SAMR-Modell https://www.bildung.digital/artikel/den-mehrwert-digitaler-medien-erkennen
Erweiterung: Bearbeiten von Holz mit Laser-Cutter (genauer)
Änderung: Gestaltung des Gegenstandes mit Lasergravur
Verwendung von Lasercutter erweitern, Schneidewerkzeuge können ersetzt werden (präziser, Verletzungsgefahr geringer) -> wird vermehrt verwendet, komplexere Projekte
Einsatz von Arduino als Funktionserweiterung (z.B. blinkende Box, etc.)
Dossier / Leitfaden: Jelena
Anleitung für Zeichnungsprogramm (Illustrator): Jelena und Urs
Lektionsplanungsraster: Melanie und Urs
Gesamte Herstellung der Box: alle
- Zeichnen
- Lasercutter
- Gravieren
- Zusammenbauen
Webseite erstellen: alle
Theoriebezüge: Husam
Evaluation (Kriterienraster): Melanie
Weiterführende Informationen zum Laser Cutter sind hier zu finden: https://fablab-bern.ch/uber-das-fablab-bern/
Hier gibt es eine Übersicht, in welchen Schulen sich Laser Cutter befinden: https://www.lasercutteninderschule.ch/geraumlte.html