Datum Projektunterricht an der BS I Deggendorf Fachbereich Elektrotechnik Info für Fortbildung „Jugend forscht“ am 25.03.2015 19.03.2015 Lehrer C. Leitl, StR Ausgangslage Bei Regionalwettbewerben nehmen ist die Teilnehmerzahl aus beruflichen Schulen sehr gering. Ursächlich hierfür können folgenden Rahmenbedingungen sein: · · · Blockunterricht (die Schüler sind nur jede dritte Schulwoche anwesend) Ausscheiden aus der Schule (zur Zeit des Regionalwettbewerbs sind die Schüler nicht mehr schulpflichtig) Fehlende Möglichkeit, Wahlfächern anzubieten · Derzeit sehr gute berufliche Perspektiven im technischen Bereich Trotzdem war die Berufsschule I Deggendorf im Jahr 2014 überdurchschnittlich gut und auch erfolgreich bei den letztjährigen Regionalwettbewerben vertreten: · · · 2014 mit 4 Schüler-Teams (2 Sonderpreise) 2015 mit 1 Schüler-Team (1. Platz, 1 Sonderpreis), 3. Platz beim Landeswettbewerb 2016 ist die Teilnahme von mindestens 3 Schüler-Teams geplant Projektunterricht als Motivation für die Teilnahme bei „Jugend forscht“ Die relativ hohen Teilnahmen resultieren aus dem Projektunterricht „Praktische Anwendungen der Digital- und Mikrocontrollertechnik“ in der 2. Fachklasse „Elektroniker für Geräte und Systeme“. Die Schüler arbeiten hierbei vier Blockwochen mit je 10 Unterrichtsstunden selbstständig an einem Schulprojekt, dass sie bestmöglich auf die praktische Facharbeiterprüfung vorbereiten soll. Die für die Schülerteams optionale Teilnahme am jährlichen Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ ist somit eigentlich ein „Abfallprodukt“ aus dem Projektunterricht: Da das Projekt und die zugehörige Dokumentation ohnehin angefertigt werden müssen und auch benotet werden, ist nur noch die Anmeldung und das Erscheinen beim Wettbewerb zusätzlicher Aufwand. Voraussetzungen für den Projektunterricht Vorbereitung der Grundlagen Im Vorfeld durchlaufen die Schüler einen 22-stündigen Lernzirkel zum Thema „Digitaltechnik“. Hier dürfen sie sich bereits frei in 2er- oder 3er-Teams einteilen und arbeiten weitgehend ohne Führung der Lehrkraft. In elf Stationen lernen sie die Grundlagen der Digitaltechnik kennen und sammeln idealerweise bereits erste Ideen für den anschließenden Projektunterricht. Auszug aus dem Lernzirkel (Lösungen rot markiert): Seite 1 von 7 Rahmenbedingungen an der Schule Damit die Schüler ihre Ideen in angemessener Zeit in die Praxis umsetzen können, sollten an der Schule folgende Rahmenbedingungen gegeben sein: · · · · · Geringe finanzielle Mittel für elektronische Bauteile (ca. 50-100€ je Schüler-Team) Technische Grundausstattung Elektronik (Bauteilemagazin, Lötaustattung, Messinstrumente, Stromversorgung Bereitstellung von Software (Lochmaster, EAGLE, MultiSim,…) Motivierende und zugleich sinnvolle Geräte wie z. B. 3D-Drucker, Platinenätzanlage, … Die Mittel hierfür wurden teilweise vom Sponsorenpool „Jugend forscht“ finanziert. Bereitschaft der Lehrkraft. Der Zeitaufwand ist i. d. R. höher als für eine gewöhnliche Unterrichtsstunde. Rahmenbedingungen im Unterricht Hier liegt es am betreuenden Lehrer, für die entsprechende Motivation zu sorgen: Dies gelingt z. B. durch · · Großzügige Freiräume während des Projektunterrichts Realitätsnahe Umsetzung (Terminplan, Budgetkontrolle, laufende „Projektbesprechungen“, …) · · · · · Berichte von vorangegangenen Erfolgen bei „Jugend forscht“ Hilfestellungen bei der Ideenfindung Erfahrungen aus der Berufspraxis der Lehrkraft Unterstützung über den normalen Umfang des Unterrichts hinaus Erwecken des Ehrgeizes durch Projekte der Vorgänger-Klassen Ausgewählte Projekte von Schülern der BS I Deggendorf im Detail Leider wurden nicht alle Projekte auch bei Jugend forscht angemeldet. Gründe hierfür wurden bereits genannt. Phasenanschnitts-Steuerung (Dimmer) Fester Bestandteil im Unterricht eines Elektronikers ist die Phasenanschnitts-Steuerung. Dank den Schülern Benjamin, Michael und Stefan können die Lehrer die Funktion eines Dimmers nun mit einem praktischen Beispiel veranschaulichen. PWM-Motorsteuerung mit PC-Schnittstelle Andreas, Raphael, Lisa und Dennis gaben sich nicht damit zufrieden, dass ihr Lüfter-Motor nur mit Tastern ansteuerbar ist. Die Geschwindigkeit kann auch mit einem selbst geschriebenen PC-Programm eingestellt werden. Seite 2 von 7 GSM-gesteuerte Blumengießanlage Während die Eltern im Urlaub waren, mussten ihre Söhne immer das Blumengießen übernehmen. Die einfallsreichen Schüler ließen sich eine per Handy fernsteuerbare Blumengießanlage einfallen, damit die Eltern ihre Blumen sogar aus Italien per Anruf wieder selber gießen können. Binärspiel Mit dem Sonderpreis „Arbeitswelt“ zeichnete die IHK Niederbayern das Binärspiel von Florian, Michael und Tobias beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht 2014“ aus. Im Unterricht lernen die Schüler damit spielend die Umrechnung von Dezimal in Binärzahlen. Seite 3 von 7 PKW-Simulation Den Sonderpreis „Technik“ beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht 2014“ vergab die IHK Niederbayern an Tobias, Morris, Alexander und Christoph. Sie integrierten in ein Modellauto eine funktionierende Beleuchtungs- und Diebstahlwarnanlage. Selbst die automatische Abblendung und das Kurvenfahrlicht kann simuliert werden. Ferngesteuertes Auto mit PDC Über je ein Multimeter mit PC-Schnittstelle als Preis freuten sich Patrick und Lukas beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht 2014“. Sie integrierten in ein ferngesteuertes Auto zwei PDCSensoren, die aktiv in die Steuerung des Fahrzeugs eingreifen und so mögliche Kollisionen verhindern. Digitales Multimeter Für den Technologie Campus Freyung entwickelten Martin und Jutta ein digitales Multimeter, das kommerziellen Varianten in nichts nachtsteht. Seite 4 von 7 Bitcatcher Christopher, Markus und Thomas bauten ein LCD-Spiel nach und scheuten selbst vor Schreinerarbeiten nicht zurück, um die zahlreichen elektronischen Schaltungen mit einem ansprechenden Gehäuse umgeben zu können. Lautstärke Mess- und Warnanlage Für die notwendige Ruhe im Unterricht kann das „Klatschmeter“ von Daniel und Andreas sorgen: Das Überschreiten eines einstellbaren Werts aktiviert einen Alarm und eine Rundum-Leuchte, die vom Lehrer getrennt per Fernbedienung wieder ausgeschaltet werden können. Zeitmessgerät für den Sport-Unterricht Für den Sportunterricht entwickelten Christian und Julia den „Sprintmaster SM3600“. Mit dem Gerät, das auch der Leitung des auszubildenden Betriebs vorgestellt wurde, kann bei 100m-Läufen automatisch die Zeit gemessen werden. Seite 5 von 7 Taschenrechner Niko und Matthias bauten einen Taschenrechner, der alle Grundrechenarten beherrscht und künftig im Unterricht als Lehrmaterial eingesetzt werden kann. Geregelter Wasserkocher Einen gewöhnlichen Wasserkocher ergänzten Andre, Theresa und Sandra mit einer Temperaturregelung, um das Überquellen von Milch zu verhindern. Tic Tac Toe Die elektronische Umsetzung des Spiels „Tic Tac Toe“ der Schüler Matthias, Michael, Roman und Roland begeistert jedes Jahr die Besucher beim Tag der offenen Tür. Seite 6 von 7 Digitaler Wecker mit Rechnungen Damit sie immer pünktlich in der Schule sind, entwickelten Verena und Tatjana einen digitalen Wecker. Dessen Alarm kann erst nach dem Lösen einer Rechenaufgabe abgestellt werden. 1. Platz beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht“: Legostein-Sortieranlage Die „Legostein-Sortieranlage“ der Schüler Tobias und Georg sorgte gleich zweimal für eine besondere Freude. Jugend forscht bewilligte dem Team 1000€ zur Anschaffung eines 3D-Druckers. Die monatelange Entwicklungsarbeit zahlte sich aus: Das Team gewann den Regionalwettbewerb 2015 in Passau und den 3. Platz im Landeswettbewerb. Zudem wurden mehrere Sonderpreise verliehen. Seite 7 von 7