3D-Druck im Klassenzimmer

das Schulbuch mit Arbeitsblättern für den Unterricht

Das digitale Lehrmaterial für 3D-Druck an Schulen

Generative Fertigung, Additive Fertigung, 3D-Druck. Klingt kompliziert, ist es aber nicht. Die unendlichen Möglichkeiten des 3D-Drucks setzen sich zunehmend in der Industrie durch. An Schulen und Universitäten wollen wir mit unseren Workshops die Möglichkeiten bieten in das Thema einzusteigen oder bestehende Kenntnisse zu erweitern. Dazu haben wir eigenes Lehrmaterial entwickelt.

3D-DRUCK ALS THEMA IM UNTERRICHT

Das 3D-Lernset »3D-Druck im Klassenzimmer« ermöglicht Schülern ein umfassendes Bild zum 3D-Druck und den daraus resultierenden Möglichkeiten. Mithilfe des Unterrichtsmaterials erkennen, analysieren und hinterfragen Lernende aktuelle Prozesse und Anwendungen des 3D-Drucks kritisch. Sie eignen sich selbst den Prozess des Konstruierens und Ausdruckens von 3D-Modellen an, arbeiten sich selbstständig in dieses neue Themenfeld ein und entwickeln dabei Problemlösekompetenz. Außerdem reflektieren sie künftige Entwicklungen und überlegen sich Konzepte für mögliche Innovationen.

Einsatz der Unterrichtsmaterialien

Die Unterrichtsmaterialien »3D-Druck im Klassenzimmer« können schularten- und fächerübergreifend eingesetzt werden. Das Unterrichtsmaterial ist primär konzipiert für Schüler der Sekundarstufe I (Hauptschulen, Realschulen, Gymnasien und Gesamtschulen). Die Materialien können aber auch für Schüler der Sekundarstufe II (berufliche Schulen) genutzt werden.

  1. Das erste Modul »Grundlagen« skizziert den Prozess des 3D-Drucks auf und bietet eine Einführung in das Thema. Einsatzgebiete sowie Anwendung und Nutzen werden behandelt.
  2. Das zweite Modul »Praxis« erklärt das Entwerfen von Druckvorlagen mithilfe verschiedener Programme/Software und ermöglicht unter Anleitung die erste Figur zu erstellen und zu drucken.
  3. Das dritte Modul »Gesellschaftliche- und rechtliche Herausforderungen« beschreibt Potenziale und Risiken des 3D-Drucks für die Wirtschaft und Gesellschaft. Die Umweltverträglichkeit und das Urheberrecht werden behandelt.

Modularer Aufbau

Zu Beginn der einzelnen Module finden sich ergänzend Lehrerinformationen, die eine Kurzbeschreibung des Moduls sowie eine Auflistung der Lernziele und Kompetenzen umfassen. Zudem gibt es »Easy 3D-Druck«Arbeitsblätter, die die Inhalte ganzer Kapitel überblicksartig und vereinfacht darstellen. So ist es möglich, individuelle Schwerpunkte in der Unterrichtsgestaltung zu setzen, indem ein Kapitel entweder mit mehreren Arbeitsblättern erarbeitet wird, oder aber mit dem »Easy 3D-Druck«Arbeitsblatt lediglich die wesentlichen Grundkenntnisse vermittelt werden.

Zu jedem Arbeitsblatt gibt es immer auch ein Lösungsblatt für Lehrer mit Musterlösungen der Arbeitsblätter, sodass eine erfolgreiche Ergebnissicherung realisiert werden kann. Diese befinden sich jeweils am Ende des Kapitels. Die Arbeitsblätter selbst bieten einführende Texte, klare Arbeitsaufträge mit Lösungsfeldern sowie »Schon gewusst?« und »Denk weiter!«Boxen, in denen Hintergrundinformationen zum Thema aufbereitet sind und die die Schüler zur intensiven Beschäftigung mit den Themen anregen. Die Methoden und Arbeitsformen sind so gewählt, dass sie abwechslungsreichen Unterricht (Einzelarbeit, Gruppenarbeit, Podiumsdiskussionen etc.) ermöglichen und einen nachhaltigen Lernerfolg sicherstellen.

Bezug zu den Lehr und Bildungsplänen der Bundesländer

Das Thema 3D-Druck bietet in den Lehr und Bildungsplänen der Bundesländer zahlreiche Anknüpfungspunkte zu Themen, die nach Empfehlung der Konferenz der Kultusminister (KMK) fächer- und schulartenübergreifend vermittelt werden sollen. Dazu zählen beispielsweise zentrale Themenfelder wie Medienbildung, Bildung für nachhaltige Entwicklung und mathematisch-naturwissenschaftlich-technische Bildung.

Eine inhaltliche Verankerung des Themas 3D-Druck lässt sich in den Lehr und Bildungsplänen der Bundesländer nicht nur unter Rückbezug auf die zentralen Themen vornehmen, die von der KMK schulartenübergreifend empfohlen werden. Das Thema deckt darüber hinaus auch andere Themenbereiche ab, sodass sich in unterschiedlichen Fächern inhaltliche Anknüpfungspunkte zur Bearbeitung der Materialien finden lassen. Sowohl in naturwissenschaftlichen Fächern (Biologie, Technik, Physik, NWA, Chemie) als auch in gesellschaftswissenschaftlichen Fächern (Geografie, Wirtschafts und Sozialkunde, Ethik, EWG) finden sich die Inhalte in den Lehr und Bildungsplänen der Bundesländer wieder.

projektarbeiten, Material, Fragestellungen

Darüber hinaus eignet sich das Lernset 3D-Druck vor allem auch für den Einsatz bei Projektarbeiten, Projektwochen, Schülerfirmen oder Arbeitsgruppen. Solch offenere, projektartige Phasen des Unterrichts fördern die Kreativität, Problemlösefähigkeiten und das Durchhaltevermögen der Schüler und ermöglichen eine differenziertere und breitere schulische Förderung.

Übergeordnete Lernziele und Kompetenzen

Die Unterrichtsmaterialien sollen dazu anregen, sich mit dem Thema 3D-Druck auseinanderzusetzen. Die Materialien sind so gestaltet, dass die Schüler anhand von gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und technisch-wissenschaftlichen Informationen zu verschiedenen Themenfeldern für die Relevanz des Themas 3D-Druck sensibilisiert werden. Anhand des Unterrichtsmaterials und der weiterführenden Aufgaben können die Schüler die Möglichkeiten und Herausforderungen des 3D-Drucks in den verschiedenen Bereichen analysieren und kritischreflexiv diskutieren. Die Lernenden werden dazu angeregt, sich mit neuen technischen und strukturellen Entwicklungen zu befassen, eigene Positionen zu entwickeln und diese argumentativ zu vertreten. Wie wirkt sich der Entwicklungs und Innovationsschub des 3D-Drucks auf Industrie, Gesellschaft und Umwelt aus? Was sind die Potenziale und welche Risiken gibt es? Welche Einsatzmöglichkeiten gibt es und welchen Nutzen haben sie? Wie sieht die Zukunft unserer Gesellschaft mit 3D-Druck aus?

Vorteile für Schülerinnen und Schüler

Die Fragestellungen des Schulbuches sollen die Schüler beispielsweise mithilfe des Materials recherchieren und diskutieren. In Summe schulen die Unterrichtsmaterialien »3D-Druck im Klassenzimmer« die Fähigkeit, das Konzept des 3D-Drucks zu erfassen und sich darüber hinaus kritisch mit den damit verbundenen Auswirkungen auf Industrie, Umwelt und Gesellschaft auseinanderzusetzen. Dabei entwickeln die Schüler ein Verständnis für Innovationen und deren Notwendigkeit. Sie sollen auch ermutigt werden, künftig an der Optimierung von Produktionsverfahren, an der Verringerung der Umweltbelastung sowie an der Entwicklung moderner Druckverfahren mitzuwirken.

  • erkennen Vorzüge, Herausforderungen und Grenzen des 3D-Drucks,
  • setzen sich mit Risiken für Wirtschaft und Gesellschaft auseinander,
  • erhalten einen Überblick über die aktuellen Einsatzgebiete von 3D-Druck und deren Nutzen,
  • diskutieren Themen wie »Umweltverträglichkeit« und »Urheberrecht«,
  • eignen sich selbstständig das Konstruieren von 3D-Modellen mittels CAD-Software an,
  • fertigen anhand konkreter Beispiele eigene Figuren digital an und drucken sie,
  • entwickeln selbst Ideen für zukünftige Möglichkeiten des 3D-Drucks.

EIN BUCH, DAS ÜBERZEUGT

“Mittlerweile gibt es gar keine Grenzen mehr… Nach nur 5 Stunden haben wir in der Schule angefangen mit dem 3D-Druck. Wir nutzen den 3D Drucker für unsere Azubis und fertigen damit Prototypen und Musterstücke. Herr Bicker hat uns hervorragend vor Ort geschult und auch einen 3D-Drucker mitgebracht! Wir kamen durch das digitale Schulbuch in Kontakt, weil ich es mir vorher angeschaut hab, um selbst eine Ahnung vom Thema zu haben” – Matthias M. (Berufsschule)

FAQ

Häufig gestellte Fragen

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Kontakt

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Wir haben Expertise in 3D-Scan, 3D-Druck und Schulungen. 

Mehr zu uns unter www.fabstone.de, www.3dimensiontech.com und im Netz (Zeitungsartikel).

Ansprechpartner

Michael Bicker

Experte für 3D-Druck, 3D-Scan und Generative Fertigung (Schulungsleiter für IHK Zertifkate)

3 Dimension Tech

Löbstedter Str. 47a
07749 Jena
www.3dimensiontech.com

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Tel.: 0049 176 96600633