Labor Didaktik der Technik

Die Industrie 4.0 ist ein konzeptioneller Umschwung in unserer Gesellschaft, bei dem es vor allem um die Digitalisierung geht. In der Industrie steht hierbei die Vernetzung verschiedener Systeme in Echtzeit im Vordergrund. Die reale Welt wird eng mit der virtuellen Welt verknüpft. So lassen sich beispielsweise Produktionsstraßen bereits bei der Planung realitätsnah simulieren und Herstellungsprozesse passen sich durch hoch entwickelte informationstechnische Programme verschiedenen Gegebenheiten an.

Dieser Umschwung ist in der beruflichen Arbeitswirklichkeit verschiedener industrieller und handwerklicher Ausbildungsberufe merklich spürbar. Er sorgt für erweiterte Anforderungen der beruflichen Handlungskompetenzen. Dies betrifft vor allem informationstechnische Kenntnisse und bringt einen Wandel der Aufgabenprofile mit sich.

Die Didaktik der Technik beschäftigt sich mit der Bedeutung dieser Veränderung im Bezug auf die verschiedenen Ausbildungsberufe. Sie unterstützt Schulen bei der Gestaltung neuer Unterrichtsinhalte und der Verwendung neuer Unterrichtsmedien.

Mit den Begriffen Industrie 4.0 und vollautomatisierte Fertigung verknüpfen die meisten Personen vermutlich Roboter, die Geräte zusammenbauen. Die Robotik ist ein Kernbereich der Industrie 4.0. Sie wird in der Montage, Demontage sowie für Schweißprozesse, Lackierprozesse, usw. eingesetzt. Heutzutage bieten sie selbst bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten eine enorme Präzision. Dies macht sie zu optimalen Arbeitsmedien in der heutigen Industrie. Der Umgang mit Industrierobotern ist für viele Arbeitnehmer*innen schon längst keine Seltenheit mehr und das Programmieren und Bedienen dieser Geräte ist in einigen Ausbildungsberufen (z. B. Zerspanungsmechaniker*in) bereits im Curriculum verankert.

Die Didaktik der Technik beschäftigt sich mit der realitätsnahen Einbindung der Robotik in den Unterricht. Hierfür werden im Labor Lernkonzepte mit Industrie- und Schulungsrobotern erstellt. Diese Lernkonzepte sind angepasst auf unterschiedliche Anforderungsstufen der Lernenden. Ebenfalls unterstützen die Lernkonzepte die Lehrenden bei der Einarbeitung in die Thematik der Robotik und die Integration dieses Themenfeldes in den Unterricht.

Die Bedeutung von additiven Fertigungsverfahren im industriellen Umfeld nimmt seit einigen Jahren stetig zu. Diese Möglichkeit verändert die Art und Weise, wie ein Unternehmen produzieren und fertigen kann grundsätzlich. Zumeist kommen additive Fertigungsverfahren in Unternehmen im Rahmen des Prototypenbaus oder zur Fertigung von Kleinst- und Kleinserien zum Einsatz. Obgleich die additiven Fertigungsverfahren mittlerweile in nahezu allen Industriesegmenten Anwendung finden, sind diese in den Bereichen Luft- und Raumfahrtechnik, der Automobilbranche sowie im Elektronik- und Dentaltechnikbereich im Hinblick auf die Verwendungsmöglichkeiten am fortschrittlichsten. Alle Branchen nutzen jedoch gleichermaßen die großen Vorteile der additiven Fertigung. Der größte dieser Vorteile liegt vor allem in der Herstellung von Bauteilen, die nicht oder nur sehr schwierig mit den klassischen Fertigungsverfahren herzustellen wären.

Dem gegenüber steht jedoch, dass die Anwendung additiver Fertigungsverfahren besondere und gleichbleibende Betriebsbedingungen sowie spezielle Kenntnisse der Anwender voraussetzt. Somit sind ausgebildete Fachkräfte und Spezialisten, die über weitreichende und fundierte Kenntnisse in diesem Bereich verfügen, im Unternehmen zwingend erforderlich. Für die Ausbildung der Fachkräfte, der Lehrer* innen und Ausbilder*innen ist es daher wichtig ein vertieftes Wissen herzustellen.

Die Didaktik der Technik beschäftigt sich daher mit der Vermittlung des Themengebietes der additiven Fertigung. Es werden Lernkonzepte für die Nutzung an allgemein- und berufsbildenden Schulen entwickelt.

Die Idee einer virtuellen Welt ist keine neue Erscheinung. Schon seit der Antike wird sich mit der Frage beschäftigt, was der Mensch als real ansieht. Mit der fortschreitenden technologischen Entwicklung öffnen sich neue Möglichkeiten, virtuelle Welten zu kreieren und darzustellen.

Der wohl größte Wirkbereich der virtuellen Realität liegt im Bereich der Unterhaltungs- und Spielebranche. Simulationen können jedoch auch zu Forschung bzw. Lehr- und Lernzwecken genutzt werden. Zum Beispiel können sicherheitskritische oder materialintensive Prozesse erprobt werden, ohne eine tatsächliche Gefahr einzugehen oder Materialien zu verbrauchen. Weiterhin können Elemente dargestellt werden, die natürlicher Weise nicht oder nur schwer beobachtbar sind. Konkret könnte beispielsweise eine Luftströmung im Windtunnel dargestellt werden.

Die Didaktik der Technik beschäftigt sich mit der Gestaltung von VR-Lernangebote in der beruflichen Bildung. Die VR-Anwendungen werden gestaltet und die Auswirkungen auf Unterricht werden untersucht.