Das Unterrichtsfach Technik beschäftigt sich mit der Herstellung und Verwendung von Geräten aller Art. Durch Technik werden naturwissenschaftliche Erkenntnisse für unseren Alltag nutzbar gemacht.

Dieses Unterrichtsfach wird an der GGO nicht als eigenständiges Fach unterrichtet. Elemente davon finden sich im Physik- oder Informatikunterricht wieder.

Im Rahmen der Junior-Ingenieur-Akademie (JIA) findet dieses Fach jedoch besonders deutliche Berücksichtigung im Wahlpflichtbereich der Jahrgangsstufen 9 und 10.

Zwanzig Schülerinnen und Schüler können im Jahrgang 9 die JIA für zwei Jahre wählen. Die Junior-Ingenieur-Akademie der GGO beginnt im ersten Semester (9.1) mit dem Thema Abwassertechnologie. Ausgehend von dem im Haushalt entstehenden Brauchwasser sollen sich die Schüler-/innen mit der biologischen, chemischen und mechanischen Reinigung von Abwasser auseinandersetzen. Von wissenschaftlicher Seite werden die Grundsätze naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und das Problem der Grenzwertanalytik betrachtet. Der Stellenwert von hoher Kreativität und die Fähigkeit, über Fachgrenzen hinaus im Team zu arbeiten, soll von den Teilnehmern ebenso erkannt werden wie die Notwendigkeit guter mathematisch-naturwissenschaftliche Grundkenntnisse und ein solides Verständnis der Datenverarbeitung. Hierbei wirkt die Physikdidaktik der JLU entscheidend mit, wenn die Teilnehmer Grundsätze des naturwissenschaftlich-technischen Vorgehens kennenlernen und erproben dürfen.

In diesem Semester liegt der Schwerpunkt in der Hinführung zu anwendungsorientierten technischen Lösungen und der Vermittlung ingenierwissenschaftlicher Grundlagen. Die besondere Verantwortung mit dem Rohstoff Wasser und ein nachhaltiger Umgang mit diesem sind wichtige wissenschaftsethische Aspekte des ersten Semesters. Die im Gegensatz zu den drei folgenden Semestern völlig andere inhaltliche Schwerpunktsetzung (Abwassertechnologie) soll den Schülerinnen und Schülern ein weiteres insgenieurwissenschaftliches Betätigungsfeld zugänglich machen.

Anknüpfend an den zuvor vermittelten ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen sollen sich die Teilnehmer im zweiten Semester (9.2) zunächst mit ingenierwissenschaftlicher Planungsarbeit auseinandersetzen und das technische Zeichnen erlernen. Darauf aufbauend werden im zweiten Abschnitt die zuvor erstellten technischen Zeichnungen mithilfe von CAD genutzt, um technische Lösungen zu konstruieren: mit Hilfe eines 3D-Druckers sollen die Bauteile von Fahrzeugen und Robotern in der Schule hergestellt werden. Unser Partner aus der Wirtschaft (die Fa. Schunk) unterstützt die schulische Arbeit durch Erhöhung der Präzision und weist die Schüler-/innen im Umgang mit der Drehbank ein. Die mit Solidworks erstellten Programme zum Design von Bauteilen werden bei Schunk auch verwendet, um an der Drehbank Werkstücke -unter Anleitung von Auszubildenden- aus Metall anzufertigen. Die Physikdidaktik der JLU unterstützt den ersten Teil des Vorhabens mit professionellem Zeichengerät in ihren Räumlichkeiten.

Die nun selbständig hergestellten Bauteile werden im dritten Semester (10.1) genutzt, um aus diesen

Roboter bzw. Fahrzeuge herzustellen. Neben dem Zusammenbau der Bauteile findet in diesem Semester auch die Programmierung der Sensorik ihren Platz. Neben der Fa. Schunk arbeitet als außerschulischer Partner die Technische Hochschule mit: im zentralen Entwicklungslabor der Elektrotechnik können neben komplizierten Schaltungen auch altersgemäß einfache Schaltungen gebaut werden.

Im letzten Semester fließen die erworbenen Kenntnisse der vergangenen drei Semester bei der Herstellung/Reparatur eines eigenen Gerätes zusammen: Alle Kooperationspartner können hierbei beteiligt sein, wenn die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen denselben aufsuchen, um ihren Automaten zusammenzubauen und/oder zu optimieren. Dies ist bei der Physikdidaktik der JLU ebenso möglich wie im zentralen Entwicklungslabor der THM oder bei der Fa. Schunk.

Alternativ kann bei den Mittelhessischen Wasserbetrieben ein eigenes Projekt entwickelt und umgesetzt werden.

Inhalte der Junior Ingenieur Akademie an der GGO

 

1. Semester

(9.1)

2. Semester (9.2)

3. Semester

(10.1)

 

4. Semester (10.2)

 

Schwerpunkt

Wasserwirtschaft

Technisches Zeichnen

Robotik

Reparaturwerkstatt

Maker-Szene

Inhalte/

Themen

Abwasserwirtschaft

Qualitätskontrolle von geklärtem Wasser/ Klärschlamm

CAD

3D-Druck

Roboterbau

Roboterprogram-mierung

Reparieren und Umfunktionieren von alten und/oder defekten Geräten

Ziele

Methoden der Brauchwasserauf-bereitung kennenlernen,

Qualitätsmerkmale von Trinkwasser kennenlernen

Erstellen von Bauteilen für Fahrzeuge/Roboter (ggf. auch Spielfiguren)

Bau von Robotern aus zuvor selbst erstellten Bauteilen; Sensorik programmieren

Lötkurs und dann löten, basteln, verschalten: Herstellung eines eigenen Apparates

Eingesetzte Materialien

Abwasser/Klärschlamm

3D-Drucker

Computer

Software für CAD (z.B. Solidworks)

Computer

3D-Drucker

elektrische Bauteile und Sensoren

Elektroschrott,

defekte Geräte,

elektrische Bauteile und Materialien aus der Arbeitslehre

Partner Wissenschaft

Justus-Liebig-Universität/PiA

PiA/THM

THM

THM

Partner Wirtschaft

Mittelhessische Wasserbetriebe

Fa. Schunk/

Heuchelheim

Fa. Schunk/

Heuchelheim

Fa. Schunk/

Heuchelheim