Die Arbeit befasst sich mit der 3D-Drucktechnologie im Kontext des Werkunterrichts und erörtert Möglichkeiten der Implementierung sowie die curriculare Legitimation von 3D-Druck als Lehrinhalt. Im Hinblick auf Veränderungen in der aktuellen und voraussichtlich auch zukünftigen Lebens- und Arbeitswelt der Kinder, für die unter anderem additive Fertigungsmethoden verantwortlich sind, erscheint eine Analyse der Möglichkeiten an den Schulen als sinnvoll.
Um die Frage nach einer sinnvollen Integration von 3D-Druck in den Werkunterricht zu beantworten, werden zuerst die technischen, gestalterischen und gesellschaftlichen Aspekte der Technologie beleuchtet. Anand einer Checkliste, welche die einzelnen Arbeitsschritte des 3D-Druckens enthält, werden dafür notwendige Kompetenzen aufgelistet, die sich auch in den Lehrplänen wiederfinden. Die Lehrpläne werden ausführlich hinsichtlich eines Bildungsauftrages für 3D-Druck durchsucht, der sich explizit nur bei der neuen Mittelschule findet. Bildungsbereiche wie beispielsweise Kunst, Mensch und Gesellschaft, Berufsorientierung oder Digitalisierung bieten allerdings unzählige Anknüpfungspunkte, um 3D-Druck sinnvoll in allen Schulen zu thematisieren.
Schulleitung sowie Pädagoginnen und Pädagogen können im eigenen Ermessen darüber entscheiden, ob spezifische Soft-und Hardware angeschafft, Räumlichkeiten und Semesterstunden zur Verfügung gestellt, und letztendlich 3D-Druck in Werken unterrichtet wird. Als abschließenden Einblick in die Praxis beinhaltet die Arbeit ein Interview mit einem Dienstleister für 3D-Druck, der auch Workshops mit Kindern und Schulen veranstaltet.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG
2 WAS IST 3D-DRUCK?
2.1 DER BEGRIFF „3D-DRUCK“
2.2 3D-DRUCKPROZESSE IM ÜBERBLICK
2.2.1 Bindeverfahren
2.2.2 Abscheidungsprozesse
2.3 3D-SOFTWARE
2.4 3D-DRUCK ANWENDUNGSFÄLLE
2.5 AUSWIRKUNGEN VON 3D-DRUCK AUF UMWELT UND GESELLSCHAFT
3 WIE KANN ICH SELBST 3D-DRUCKEN?
3.1 DER 3D-DRUCK PROZESS – VON DER IDEE ZUM MODELL
3.2 CHECKLISTE KOMPETENZEN FÜR 3D-DRUCK
4 VORAUSSETZUNGEN AN DER SCHULE
4.1 ZEITRAHMEN
4.2 BUDGET
4.3 VORWISSEN
4.4 ANKNÜPFUNGSPUNKTE IM LEHRPLAN
4.4.1 Neue Mittelschule
4.4.2 Allgemeinbildende höhere Schulen:
4.4.3 Höheren technische und gewerbliche Lehranstalten
5 3D-DRUCK IN DER SCHULISCHEN PRAXIS
5.1 INTERVIEW GRAND GARAGE
5.2 MÖGLICHE INHALTE FÜR DEN WERKUNTERRICHT
5.2.1 Themenbereich Reparatur / Erweiterung
5.2.2 Themenbereich Nachhaltigkeit
6 FAZIT
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Möglichkeiten und Herausforderungen der Implementierung von 3D-Drucktechnologie im Werkunterricht an Schulen und analysiert deren curriculare Legitimation im Hinblick auf aktuelle und zukünftige Anforderungen der Lebens- und Arbeitswelt.
- Technische Grundlagen und Prozesse der 3D-Drucktechnologie
- Notwendige Kompetenzen für 3D-Druckprojekte im Schulkontext
- Analyse der Lehrpläne hinsichtlich des Bildungsauftrags für 3D-Druck
- Organisatorische und finanzielle Voraussetzungen an Schulen
- Praxisbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten im Werkunterricht
Auszug aus dem Buch
2.5 AUSWIRKUNGEN VON 3D-DRUCK AUF UMWELT UND GESELLSCHAFT
Der 3D-Druck wird von manchen Autoren als disruptive Technologie gesehen, die wahrscheinlich große und weitreichende Auswirkungen auf die Welt haben wird. Dazu zählen die Veränderung von Geschäftsmodellen, Verschiebung von Produktionsstandorten, Verkürzung von Lieferketten und die Veränderung der globalen Wirtschaftsordnung (vgl. Garrett, 2014). Die Auswirkungen betreffen politische Entscheidungsträger sowie Unternehmen und Arbeitskräfte. Laut Garrett (2014) hat dies enorme Vorteile für die Umwelt, einschließlich einer erheblichen Reduzierung des Ressourcenverbrauchs in der Produktion, der Herstellung von Produkten nur auf Abruf und der „Just-in-Time-Produktion“ von Waren an oder in der Nähe des Verbrauchsortes, wodurch der CO2-Fußabdruck von produzierten und versendeten Waren durch die Verkürzten Wege erheblich verringert wird.
Unternehmen sehen im 3D-Druck das Potential, durch lokales Produzieren oder Fertigung in der Nähe ihrer Kunden, schneller auf wechselnde Anforderungen des Marktes reagieren zu können. Außerdem sparen die Hersteller Geld, indem sie Großhändler und andere Mittelsmänner umgehen und das Produkt direkt an den Endkunden verkaufen (vgl. 3DR Holdings, 2017). Ein interessantes Beispiel liefert auch die Luftfahrtindustrie: bei der Wartung und Reparatur von Luftfahrzeugen müssen Reparaturzentren und Fluggesellschaften sehr teure Ersatzteile lagern. Verzögerungen oder Engpässe bei diesen Teilen sind sehr kostspielig - erhebliche Mengen an weltweiter Luftfracht sind Teile für andere Flugzeuge, die rasch an ihren Bestimmungsort gelangen müssen. Die Verwendung von 3D-Druckern zur Herstellung funktionaler Teile „on demand“ bietet hierbei enormes Einsparungspotential.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINLEITUNG: Diese Einleitung führt in die Bedeutung der 3D-Drucktechnologie für Bildungseinrichtungen ein und formuliert die Forschungsfrage zur sinnvollen Integration in den GTT-Unterricht.
2 WAS IST 3D-DRUCK?: Das Kapitel erläutert den Begriff, verschiedene Fertigungsverfahren, benötigte Software sowie Anwendungsbeispiele und gesellschaftliche Implikationen.
3 WIE KANN ICH SELBST 3D-DRUCKEN?: Hier wird der Prozess von der Idee bis zum fertigen Objekt beschrieben und eine Checkliste für notwendige Kompetenzen definiert.
4 VORAUSSETZUNGEN AN DER SCHULE: Diese Sektion befasst sich mit den organisatorischen Rahmenbedingungen wie Zeitbudget, Kosten, Vorwissen und der Analyse der Lehrpläne.
5 3D-DRUCK IN DER SCHULISCHEN PRAXIS: Basierend auf einem Experteninterview werden praktische Ansätze und konkrete Unterrichtsinhalte wie Reparatur und Nachhaltigkeit vorgestellt.
6 FAZIT: Das Fazit fasst zusammen, dass die Implementierung schulautonom möglich ist, jedoch keinen expliziten verpflichtenden Bildungsauftrag in allen Schultypen hat.
Schlüsselwörter
3D-Druck, Werkunterricht, additive Fertigung, GTT-Unterricht, Lehrplan, digitale Kompetenz, Schulpraxis, FDM-Verfahren, Schulentwicklung, Nachhaltigkeit, Konstruktion, Rapid Prototyping, 3D-Modellierung, Innovation, Schulkultur
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen Integration der 3D-Drucktechnologie in den Werkunterricht an österreichischen Schulen unter Berücksichtigung der Lehrpläne.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die technischen Grundlagen des 3D-Drucks, die notwendigen Kompetenzen für Schüler, die organisatorischen Hürden an Schulen und die curriculare Legitimation im Fachunterricht.
Welches primäre Ziel verfolgt die Arbeit?
Das Ziel ist es, Antworten auf die Forschungsfrage zu finden, wie 3D-Druck als neues Herstellungsverfahren sinnvoll in den Unterricht integriert werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit kombiniert eine Literaturanalyse zu technischen Aspekten mit einer Untersuchung der Lehrpläne sowie einem Experteninterview mit der „Grand Garage“.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert den Prozess des 3D-Druckens, erörtert Voraussetzungen für Schulen und diskutiert Praxisbeispiele für den Werkunterricht.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Schlüsselwörter sind 3D-Druck, Werkunterricht, additive Fertigung, Lehrplananalyse und digitale Kompetenz.
Gibt es einen expliziten Bildungsauftrag für 3D-Druck?
Nein, ein expliziter Auftrag findet sich nur in wenigen spezifischen Schwerpunktschulen, während andere Schulen dies über ihren pädagogischen Freiraum entscheiden müssen.
Welche Herausforderungen nennt das Expertenteam der Grand Garage?
Als besondere Herausforderung werden der Betreuungsschlüssel, das Fehlen pädagogischer Expertise im Team und die laufenden Kosten für ein Non-Profit-Unternehmen hervorgehoben.
Welche Rolle spielt die Software bei 3D-Projekten?
Software ist der entscheidende Zwischenschritt von der digitalen Idee zum physischen Objekt; für Einsteiger eignen sich besonders intuitive Tools, um geometrisches Verständnis zu fördern.
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- Lukas Hofpointner (Author), 2021, 3D-Druck im Werkunterricht. Möglichkeiten und Herausforderungen für die Werkpraxis, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1336351
