Die vierte industrielle Revolution

Industrie 4.0 prägt die industrielle Fertigung und damit auch die Berufswelt nachhaltig. Die Schüler:innen erarbeiten in diesem Modul grundlegende Aspekte wie Big Data, Internet der Dinge oder cyber-physische Systeme.

In Rollenspielen erfahren sie, welche Vorteile die Vernetzung der Industrie 4.0 gegenüber der herkömmlichen industriellen Fertigung hat, etwa in Bezug auf die Wartung von Maschinen oder das Erfassen und Auswerten von Echtzeit-Daten.

Klassen: 7-10
Dauer: 3 Stunden

Aufbau des Moduls und Downloads

Das Modul gliedert sich in vier Phasen:

1. Einstieg/Aktivierung: Zum Einstieg werden verschiedene Industrieunternehmen aus OWL gesammelt und einige Industrie 4.0-Beispielprojekte aus diesen Unternehmen präsentiert. Mediale Unterstützung: Einführung in die Industrie 4.0 (PowerPoint Präsentation)
2. Theoretischer Input/Erarbeitung: Es werden systematisch die vier industriellen Revolutionen erarbeitet. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den neuen Technologien der Industrie 4.0. Zudem wird der grundlegende Aufbau eines Unternehmens erarbeitet. Mediale Unterstützung: Einführung in die Industrie 4.0 (PowerPoint Präsentation) & "Industrie 4.0 - Die nächste Revolution" (Youtube Video)
3. Anwendung/Handlung: Rollenspiel zu Industrie 3.0 und Industrie 4.0. Ziel ist es, dass Schüler:innen die Entwicklungen von der Industrie 3.0 zur Industrie 4.0 erkennen und verstehen. Arbeitsmaterial: Spielanleitung für Spielleiter Industrie 3.0 (PDF), Spielunterlagen Industrie 3.0 (PDF), Spielanleitung für Spielleiter Industrie 4.0 (PDF) & Spielunterlagen Industrie 4.0 (PDF)
4. Abschluss/Reflexion/Transfer: Zusammenfassung und Diskussion zu den Veränderungen in der Industrie und der Übertragbarkeit der Rollenspielerfahrung. Mediale Unterstützung: Einführung in die Industrie 4.0 (PowerPoint Präsentation) & "Industrie 4.0 - Die nächste Revolution" (Youtube Video)

Weitere Erläuterungen zur Konzeption und der Durchführung des Moduls sowie eine Reflexion der Probedurchführung finden Sie in der Ausarbeitung Einführung Industrie 4.0 (PDF) sowie in der Abschlusspräsentation (PowerPoint), mit der das Modul im zdi-Regionalkreis OWL vorgestellt wurde.

Brücken aus dem Drucker - der 3D-Druck ebnet den Weg für smarte Industrielösungen

Im Kontext der Industrie 4.0 spielt der 3D-Druck eine tragende Rolle. Er ermöglicht es, individuell und flexibel Bauteile oder Produkte so herzustellen, wie sie gebraucht werden.

Die Schülerinnen und Schüler lernen die unterschiedlichen Verfahren des 3D-Drucks kennen und erforschen in einem Rollenspiel, für welche Produkte sich diese besonders eignen. Anschließend bauen sie mit einem 3D Drucker-Stift eine Brücke, die im Wettbewerb auf ihre Stabilität geprüft wird.

Klassen: 8-11
Dauer: 3 Std. oder 4 Std. als MINT-Studienorientierungsmaßnahme (BSO)

Aufbau des Moduls und Downloads

Das Modul glieder sich in drei Phasen (detaillierter Ablaufplan (PDF)):

1. Einführung/Theoretischer Input: Zum Einstieg wird grundlegend in das Thema 3D Druck eingeführt. Dabei werden auch Vorteile der additiven Fertigung gegenüber der subtraktiven Fertigung erläutert und verschiedene 3D-Druckverfahren vorgestellt. Mediale Unterstützung:
   Einführung 3D-Druck (PowerPoint Präsentation inkl. Videos) & Einführung 3D-Druck (PDF Präsentation)
2. Handlung/Transfer: In einem Rollenspiel sollen die Schüler:innen anschließend für verschiedene Bauteile erarbeiten, welche 3D-Druckverfahren am besten für die Fertigung geeignet sind. Das Rollenspiel wurde für die Umsetzung im Heinz Nixdorf MuseumsForum konzipiert, kann jedoch auch auf andere Lernorte übertragen werden. Arbeitsmaterialien: Spielleiter- und Expertenkarten für das Rollenspiel (PDF)
3. Anwendung/Abschluss: In einer Brückenbau-Challenge sollen die Schüler:innen abschließend mit Hilfe eines 3D-Pens eine Brücke konstruieren. Ziel ist es, die leichteste und zugleich tragfähigste Brücke zu bauen. Mediale Unterstützung: Brückenkonstruktion mit 3D-Pen (PowerPoint Präsentation inkl. Notizen); Arbeitsmaterialien: Arbeitsblatt 3D-Pen (PDF) & Bedienungsanleitung 3D-Pen (PDF)

Weitere Erläuterungen zum Ablauf und der Durchführung finden Sie in der Abschlusspräsentation (PDF), mit der das Modul im zdi-Regionalkreis OWL vorgestellt wurde.

Kollege Roboter – wie Assistenzsysteme den Arbeitsalltag verändern

Roboter und intelligente Elektronik übernehmen immer mehr Aufgaben für uns. Doch wie ist es überhaupt möglich, Geräte so zu steuern, dass diese auch genau das tun, was sie sollen?

In diesem Modul setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Aspekt der Robotik und der Assistenzsysteme im Rahmen von Industrie 4.0 auseinander. Sie lernen Sphero Bolts, also Roboter in Kugelform, selbst zu steuern. Sie befassen sich mit ihren Sensoren und programmieren ein Szenario eines Fertigungslagers. Durch die Verknüpfung von Programmierung und der direkten Ausführung der Sphero Bolts können die Schülerinnen und Schüler das Thema Industrie 4.0 selbst erleben.

Klassen: 8-11
Dauer: 3 Std. oder 4 Std. als MINT-Studienorientierungsmaßnahme (BSO)

Aufbau des Moduls & Downloads

Das Modul gliedert sich in drei Phasen (detaillierter Ablaufplan (PDF))

1. Einführung/Theoretischer Input: Zum Einstieg wird grundlegend in das Thema Robotik und Assistenzsysteme eingeführt. Dabei werden Entwicklungen in den Bereichen Künstlichen Intelligenz (KI) und Autonomes Fahren behandelt und zahlreiche Anwendungsbeispiele gezeigt. Mediale Unterstützung: Einführung Robotik & Assistenzsysteme (PowerPoint Präsentation inkl. Notizen und Videos); Rescue Robot (Video)
2. Handlung/Anwendung/Transfer: Projekt zum Einsatz von Robotern in einem Lagerhaus oder einer Produktionsstraße. Die Schüler:innen lernen, wie sie einen Sphero Bolt Roboter mit Hilfe einer App so programmieren, dass er bestimmte Strecken abfährt und Nachrichten übermittelt. Mediale Unterstützung: Einführung Robotik & Assistenzsysteme (PowerPoint Präsentation inkl. Notizen und Videos); Arbeitsmaterial: Anleitung BOLT-Programmierung (PDF)
3. Abschluss/Reflexion: Diskussion der Vor- und Nachteilen von Robotik und KI sowie der anhaltenden Bedeutung spezifisch menschlicher Fähigkeiten. Zusammenfassung der Erkenntnisse. Mediale Unterstützung: Einführung Robotik & Assistenzsysteme (PowerPoint Präsentation inkl. Notizen und Videos)

Weitere Erläuterungen zum Ablauf und der Durchführung sowie Erfahrungen aus der Probedurchführung finden Sie in der Abschlusspräsentation (PDF), mit der das Modul im zdi-Regionalkreis OWL vorgestellt wurde.

Vom Spielzeug zum Werkzeug – virtuelle und erweitere Realität in der Industrie

Sitze ich in einer Achterbahn oder auf meinem Sessel zuhause? Diese Frage ist in Zeiten von Virtual Reality durchaus berechtigt. Technische Systeme greifen immer mehr in unsere Wahrnehmung ein und generieren im Fall von Virtual Reality eine komplett neue Umgebung. Aber auch unsere reale Umgebung kann mittels Augmented Reality computergestützt durch viele nützliche Informationen erweitert werden, um uns im Alltag zu unterstützen.

In diesem Workshop bekommen die Schülerinnen und Schüler einen Einblick in den fortschrittlichen Bereich der Virtual und Augmented Reality und lernen deren technische Hintergründe kennen. Dabei schlüpfen sie in völlig unbekannte Rollen und übernehmen z.B. die Aufgaben eines Elektrikers oder Sprengstoffexperten, um mögliche zukünftige Anwendungsgebiete von Virtual und Augmented Reality kennenzulernen.

Klassen: 8-11
Dauer: 3 Std. oder 4 Std. als MINT-Studienorientierungsmaßnahme (BSO)

Aufbau des Moduls & Downloads

Das Modul gliedert sich in vier Phasen (detaillierter Ablaufplan (Word-Dokument))

1. Einstieg/Input: Zum Einstieg wird grundlegend in das Thema Virtual/Augmented Reality eingeführt. Dabei werden VR und AR voneinander unterschieden und Anwendungen in der Industrie 4.0 vorgestellt. Mediale Unterstützung: Einführung VR/AR (PowerPoint Präsentation inkl. Video)
2. Erarbeitung/Handlung: Schüler:innen erarbeiten in Gruppen die Themen Virtual-, Augmented-,  Mixed-  und  Assisted  Reality, um deren Funktionsweise zu verstehen. Die Ergebnisse werden anschließend auf Plakaten festgehalten und präsentiert. Arbeitsmaterial: Infotext Virtual Reality (PDF), Infotext Augmented Reality (PDF), Infotext Mixed Reality (PDF), Infotext Assisted Reality (PDF) & Infotext Virtual-Reality-Plattformen (PDF)
3. Anwendung/Transfer: Anschließend erproben die Schüler:innen an mehreren Stationen die Anwendung verschiedener AR/VR-Apps in der Arbeitswelt, z.B. bei der Reparatur eines Schaltkastens, der Vermessung von Objekten, der Vorbereitung von OPs, der Übersetzung von Texten oder der Entschärftung einer Bombe. Arbeitsmaterial: Praxisaufgaben VR-AR (PDF), PS4-VR-Spiel Bombenentschärfungsanleitung (PDF), Laufzettel (Worddatei) & Laufzettel (PDF)
4. Abschluss/Reflexion: Diskussion der Vor- und Nachteilen von VR/AR und der Frage, wie sich Berufe zukünftig verändern werden. Informationen: Dokumentation VR/AR (PDF)

Weitere Erläuterungen zur Konzeption und der Durchführung des Moduls sowie eine Reflexion der Probedurchführung finden Sie in der Gesamtdokumentation VR/AR (PDF) sowie in der Abschlusspräsentation (PDF), mit der das Modul im zdi-Regionalkreis OWL vorgestellt wurde.

Nähere Informationen folgen in Kürze.

Nähere Informationen folgen in Kürze.

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