Einen Drucker findet man wohl in jedem Lehrerzimmer Deutschlands. Mit 3D Druckern sieht das wahrscheinlich anders aus. Wir haben Roland Mevißen und Alexandra Galyschew gefragt, wie 3D Druck funktioniert, warum man die Technologie auch ohne eigenen 3D Drucker nutzen kann und welche Gerätschaft sie sich modellieren würden, um den Unterrichtsalltag zu erleichtern.
fobizz: Welche Kompetenzen und Soft Skills stärken Schüler*innen durch das Arbeiten und Lernen mit 3D Druck?
Roland Mevißen und Alexandra Galyschew: Die große Chance beim Verwenden des 3D Drucks in der Schule liegt in der Bearbeitung von Problemen, die lebensnah sind. Schüler*innen können mit „offenen“ Augen ihre Realität erleben und schauen, wo sie Optimierungen vornehmen können. Dieses Vorgehen lässt sich dann auch auf einer höheren Ebene, wie z.B. Optimierung von Prozessen im beruflichen Alltag, übertragen.
Schüler*innen erstellen eigene Modelle, aber bearbeiten auch bereits bestehende 3D Objekte weiter, sie werden kompetent im Umgang mit neuen digitalen Medien, insbesondere auch auf einer kommunikativen Ebene. Die sogenannte Makerbewegung umfasst eine große 3D Druck Community, die sich durch Austausch zur Lösung von Problemen auszeichnet. Damit lernen die Schüler*innen auch, dass komplexe Probleme besser im Team bearbeitet werden können.
Durch 3D Druck kann man Prototypen herstellen und erproben und so sehr schnell auf gesellschaftliche Bedarfe reagieren. Zu Beginn der Corona-Pandemie wurden zum Beispiel Türhaken, Faceshields und Zubehör für Beatmungsgeräte mithilfe des 3D Drucks produziert. Indem Lerngruppen wichtige Alltagsgegenstände entwickeln und zur Verfügung stellen, können sie einen wichtigen gesellschaftlichen Beitrag leisten.
In welchen Unterrichtsfächern ist das Arbeiten mit 3D Druckern interessant? Beschränkt sich das auf die sogenannten MINT-Fächer?
Der 3D Druck ist keineswegs auf die MINT-Fächer beschränkt, auch wenn er in diesen Fächern sicherlich regelmäßig eingesetzt wird. Durch 3D Druck können Modelle und Anschauungsmaterial zu recht günstigen Preisen hergestellt werden – das ist für eine Vielzahl an Unterrichtsfächern interessant: zum Beispiel in Biologie und dem Aufklärungsunterricht, in Erdkunde und für Modelle zur Plattentektonik oder auch für Geschichte. Im Kunstunterricht können mithilfe des 3D Drucks beispielsweise Plastiken oder Fotolampen hergestellt werden.
Wie kann man 3D Druck gezielt in Lernprozesse einbinden?
Grundsätzlich ist der Einsatz des 3D Drucks so vielfältig und so differenzierbar, dass er in nahezu allen Schulformen und Klassenstufen einsetzbar ist. In Gänze kann der Prozess erst in einem höheren Jahrgang durchlaufen werden. Die Funktionsweise bzw. das Prinzip lässt sich aber bereits mithilfe einfacher Projekte verstehen. Eines dieser Projekte, das Herstellen eines personalisierten Schlüsselanhängers, ist bereits Bestandteil unserer Fortbildung 3D Druck im Unterricht. Die Übungen sind nach dem Prinzip des pädagogischen Doppeldeckers aufgebaut, sodass sie sich für den direkten Einsatz im Unterricht eignen.
Welche Projekte mit 3D Druck habt ihr zum Beispiel schon mit Schüler*innen umgesetzt?
Mit der Schule am Waldblick im brandenburgischen Mahlow haben wir bereits ein Kooperationsprojekt durchgeführt. Dies ist der beste Beweis, dass auch an Förderschulen diese innovative Technik einen Platz hat. Nach einem eintägigen Workshop, in dem unter anderem schon Abstandshalter für die schuleigenen Nudelhölzer produziert wurden, hat sich die Lerngruppe bereits an der Produktion von Türhaken beteiligen können. Das war für alle ein voller Erfolg.
Als Einstiegsprojekt eignet sich beispielsweise auch das Entwickeln eines Cookie-Cutters. Ganz im Sinne der Projektmethode wird dieser im Kontext eines Anlasses entwickelt. Dazu erstellen Schüler*innen dann ein Rezept mit Word sowie ein Werbeplakat.
Aber auch im Rahmen von Schülerfirmen ist die Technologie einsetzbar. Der 3D Druck könnte hier beispielsweise eine Dienstleistung darstellen, die Kunden*innen in Auftrag geben. Ein Beispiel dafür ist die Schülerfirma SPI3D, die Türhaken mit 3D Druckern herstellt. Damit ist es möglich, Türen ohne Berührung zu öffnen.
Roland Mevißen ist Lehrer an einer Gesamtschule in Hessen für die Fächer Arbeitslehre und Chemie, Mitglied der Schulleitung und Lehrbeauftragter an der Justus-Liebig-Universität Gießen in der Arbeitsgruppe Didaktik der Arbeitslehre.
Alexandra Galyschew ist Lehrerin an einer Gesamtschule in Hessen für die Fächer Arbeitslehre und Deutsch und Lehrbeauftragte an der Justus-Liebig-Universität Gießen in der Arbeitsgruppe Didaktik der Arbeitslehre.
In beiden Tätigkeitsbereichen beschäftigen sie sich mit der Frage, was junge Menschen benötigen, um gegenwärtig und zukünftig an der Gesellschaft teilhaben und diese mitgestalten zu können. Dazu zählen insbesondere digitale Kompetenzen, da unsere Gesellschaft zunehmend digital geprägt ist.
Ist es denn eigentlich schwierig, einen 3D Drucker zu bedienen? Was muss ich als Lehrkraft dafür können?
Das Tolle am 3D Druck ist, dass es wirklich jede*r lernen kann, weil es so viele Möglichkeiten gibt. Im Zentrum der pädagogischen Nutzung steht in erster Linie auch nicht das Optimieren von Hardware, sondern das Schaffen von Lernanlässen und das damit zusammenhängende Gestalten der Prozesse. Und das ist per se ein Kernstück der Lehrer*innenarbeit.
Bereits mit sehr einfachen Programmen können Modelle erstellt und gedruckt werden. Im Hintergrund steht auch immer eine große Community, die bei Schwierigkeiten befragt werden kann. Zu sehr vielen Schwierigkeiten am Drucker gibt es auch frei verfügbare Tutorials – selbst für den Aufbau des gelieferten Druckers gibt es Schritt-für-Schritt-Anleitungen. Besonders toll ist – sowohl für Lehrende als auch für Lernende – dass etwas digital Konstruiertes, also etwas sehr Abstraktes, dann Wirklichkeit wird.
Warum ist eure Fortbildung auch für Lehrkräfte interessant, an deren Schule kein 3D Drucker vorhanden ist?
Das Nutzen der 3D Druck Technologie im Unterricht erfordert nicht das Vorhandensein eines 3D Druckers vor Ort. Es gibt bereits viele Institutionen, bei denen man das “reine Drucken“ ausführen lassen kann. Natürlich geben wir da auch Hinweise in der Fortbildung. An einem durchschnittlichen PC können im Unterricht die Probleme erfasst, Lösungen gesucht und Objekte modelliert werden – und das ganz ohne Bezahlsoftware. Mithilfe des vorgestellten Programms Tinkercad, das browserbasiert funktioniert und nicht mal auf den schuleigenen Geräten installiert werden muss, können bereits in der Schule ohne 3D Drucker die wesentlichen Schritte vollzogen werden.
Welches Produkt oder welche Vorrichtung würdet ihr gern per 3D Druck erschaffen, um den Unterrichtsalltag zu erleichtern?
Das ist keine ganz einfache Frage… Da wir schon einige Zeit mit der Technologie arbeiten, haben wir uns schon viele helfende Gegenstände für den Schulalltag gedruckt: zum Beispiel ein Laserschwert als Zeigestock, magnetische Stiftehalter für Eddings am Whiteboard, Klemmen, um Kabel zu ordnen oder einen Schwammhalter für die Tafel, damit er nicht mehr riecht.
Aber wenn wir träumen dürfen… Gegenwärtig wird das erste Haus mithilfe eines 3D Druckers in Nordrhein-Westfalen hergestellt. Gerne würden wir für das Schulgelände Unterstände drucken, damit man trotz schlechten Wetters mit genügend Abstand die Pause im Freien verbringen kann. Ab und zu würden wir auch gerne einen zusätzlichen Lernraum oder ein zusätzliches Büro drucken.
Wie setzt du 3D Druck am besten in deinem Unterricht ein und was gilt es dabei zu beachten? In der Online-Fortbildung 3D Druck im Unterricht lernst du, dass 3D Drucker weit mehr als eine Spielerei sind. Denn durch den Einsatz von 3D Druckern kannst du deinen Schüler*innen wichtige Schlüsselkompetenzen des 21. Jahrhunderts vermitteln.
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