Rotebühlstraße 131, Stuttgart Fon: Internet: Landesinstitut für Schulentwicklung (LS)

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1 Berufliche Schulen Berufsschule Umsetzung der Lernfeld-Lehrpläne Landesinstitut für Schulentwicklung Metallbauer/-in Qualitätsentwicklung und Evaluation Lernfeld 6 Änderung einer Schraubkonstruktion in eine Schweißkonstruktion Schulentwicklung und empirische Bildungsforschung Bildungspläne Stuttgart 2004 H 03/91

2 Redaktionelle Bearbeitung Redaktion: Paul Keßler, LS Stuttgart Autoren: Reinhard Duin Markus Leich Stand: Januar 2004 Impressum Herausgeber: Druck und Vertrieb: Urheberrecht: Landesinstitut für Schulentwicklung (LS) Rotebühlstraße 131, Stuttgart Fon: Internet: Landesinstitut für Schulentwicklung (LS) Rotebühlstraße 131, Stuttgart Fax Fon: oder Inhalte dieses Heftes dürfen für unterrichtliche Zwecke in den Schulen und Hochschulen des Landes Baden-Württemberg vervielfältigt werden. Jede darüber hinausgehende fotomechanische oder anderweitig technisch mögliche Reproduktion ist nur mit Genehmigung des Herausgebers möglich. Soweit die vorliegende Publikation Nachdrucke enthält, wurden dafür nach bestem Wissen und Gewissen Lizenzen eingeholt. Die Urheberrechte der Copyrightinhaber werden ausdrücklich anerkannt. Sollten dennoch in einzelnen Fällen Urheberrechte nicht berücksichtigt worden sein, wenden Sie sich bitte an den Herausgeber. Bei weiteren Vervielfältigungen müssen die Rechte der Urheber beachtet bzw. deren Genehmigung eingeholt werden. Landesinstitut für Schulentwicklung, Stuttgart 2004

3 Inhaltsverzeichnis Seite 1. Vorwort Intention Anmerkungen der Redaktion 5 2. Aufbau der Handreichung 6 3. Die Ziele im Lernfeld Umsetzungsbeispiel zum Lernfeld 6: Herstellung von Konstruktionen aus Profilen 4.1 Schritt 1: Übersicht über mögliche Lernsituationen Schritt 2: Lernsituation LS 6.1 mit Zielen und Inhalten 15 (einschl. Zuordnungskontrolle) 4.3 Schritt 3: Konkreter Unterricht zu LS (einschl. Anlagen) 5. Anhang Auszug aus der Verordnung über die Berufsausbildung zum Metallbauer Hinweise auf Lernfeld-Literatur im Internet Hinweise auf Bücher, die im Buchhandel erhältlich sind

4 1. Vorwort 1.1 Intention Die neuen KMK-Rahmenlehrpläne für den berufsbezogenen Unterricht der Berufsschule sind in Lernfeldern gegliedert. Lernfelder sind mächtige Einheiten, die auf einer A4-Seite Vorgaben für ca. 80 Unterrichtsstunden festlegen. In Bildungsgangkonferenzen sollen die Lernfelder auf regionale Gegebenheiten übertragen werden. Die vorliegende Handreichung wurde als Hilfe für o.g. Bildungsgangkonferenzen und Lehrer allgemein konzipiert. Die Autoren erhielten folgende Eckwerte für ihre Arbeit: die Lernfelder sind in "handhabbare" Lernsituationen aufzuteilen, jeweils nur mit Bezeichnungen und Stundenangaben, die Lernsituationen sind mit Zielformulierungen und Inhalten zu versehen und mindestens eine Lernsituation ist als vollständige Unterrichtseinheit auszuarbeiten. Dadurch ist die Handreichung einerseits eine Hilfe zur Lösung der konzeptionellen Aufgaben einer Bildungsgangkonferenz und andererseits eine Hilfe zur direkten Umsetzung des Lernfeldkonzeptes im Unterricht

5 1.2 Anmerkungen der Redaktion Die vorliegende Handreichung wurde sofort im Anschluss an die vier Handreichungen für die Grundstufe erstellt, sie erhebt keinen Anspruch auf irgendein Attribut. Sie ist eine Hilfe von Kollegen für Kollegen, die im Berufsfeld Metalltechnik Unterricht nach Lernfeldlehrplänen erteilen. Der Leser muss ein gewisses Lernfeld-Verständnis besitzen, denn in der vorliegenden Handreichung wird das Lernfeldkonzept nicht extra erklärt. Lernfeldgrundlagen lassen sich den KMK-Handreichungen zur Rahmenlehrplanarbeit ( ) entnehmen. (Siehe dazu: Auf die pünktliche Verwendung der weiblichen und männlichen Form von Personen wurde verzichtet, damit die Texte schnell und übersichtlich zu handhaben sind. Die Bezeichnungen Zeitrichtwert, Stunden und Stdn. sind Richtwerte für die Anzahl der Unterrichtsstunden. Herr Reinhard Duin und Herr Markus Leich sind die Autoren der vorliegenden Handreichung

6 2. Aufbau der Handreichung Die vorliegende Handreichung wurde nach der in Baden-Württemberg vorherrschenden 3-Schritt-Methode entwickelt: 1. Schritt Das mächtige Lernfeld wird in überschaubare Lernsituationen unterteilt. Dadurch entsteht eine Liste mit der Abfolge von aufeinander aufbauenden Lehr/Lernarrangements. 2. Schritt Die Ziele und Inhalte aus dem Lernfeld werden auf die Lernsituationen verteilt, wenn nötig ergänzt und mit Bemerkungen versehen. Dadurch stehen "kleine, überschaubare Lernfelder" zur Verfügung. 3. Schritt Zu mindestens einer Lernsituation wird ein realer Unterrichtsablauf geschildert d. h. ein Beispiel wird beschrieben, das die konzeptionellen Teile der Unterrichtsvorbereitung deutlich macht. Zum Schluss folgen hilfreiche Blätter zum Unterrichtsablauf als Anlagen

7 3. Die Ziele im Lernfeld 6 B e r u f s t h e o r i e (BT) m i t L a b o r u n t e r r i c h t (BTL) u n d W e r k s t a t t u n t e r r i c h t (BTW) Lernfeld 6: Herstellen von Konstruktionen aus Profilen 2. Ausbildungsjahr Zeitrichtwert 80 Zielformulierung Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung von Konstruktionen aus Profilen. Dazu lesen, erstellen und ändern sie Zeichnungen. Sie gehen auf spezielle Kundenwünsche ein und erstellen Planungsunterlagen nach Maßaufnahme. Sie organisieren Fertigungsabläufe und ermitteln die technologischen Daten auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. Sie beachten die Verträglichkeit unterschiedlicher Werkstoffe hinsichtlich der elektrischen Spannungsreihe und wählen Möglichkeiten für einen passiven und aktiven Korrosionsschutz aus. Die Schülerinnen und Schüler berechnen die für die Konstruktion notwendigen Größen und wählen unter ökonomischen und technologischen Gesichtspunkten Werkstoffe, Profile und Fertigungsverfahren aus. Sie entwickeln Beurteilungskriterien und bestimmen Prüfverfahren und Prüfmittel. Sie prüfen die ausgeführten Arbeiten und bewerten, diskutieren und dokumentieren die Ergebnisse. Die Schülerinnen und Schüler beachten die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes, insbesondere im Umgang mit elektrischen Maschinen

8 4. Umsetzungsbeispiel zum Lernfeld 6: Herstellen von Konstruktionen aus Profilen - 9 -

9 4.1 Übersicht über mögliche Lernsituationen Lernsituationen (LS) für Berufstheorie (BT) 50 Zeitrichtwert Labor (BTL) 10 Werkstatt (BTW)20 80 BT BTL BTW LS 6.1 Änderung einer Schraubkonstruktion in eine Schweißkonstruktion nach Kundenwunsch 1. Vorstellung der Konstruktion und Änderungswünsche 2. Erarbeitung von Profilbezeichnungen nach Normbezeichnungen und lesen von Zeichnungen 3. Konstruktion analysieren, Stückliste aktualisieren, Schweißarbeiten zuordnen 4. Brennschnitte planen, Programme erstellen, Brennschneidparameter bestimmen 5. Einzelne Fertigungszeichnungen für Baugruppen/Bauteile erstellen und präsentieren 6. Schweißparameter bestimmen * 2** LS 6.2 Planung eines Gartentores mit Füllelemen ten aus unterschiedlichen Materialien im Kundenauftrag 15 LS 6.3 Detailplanung eines Stützenkopfes als Schweißkonstruktion LS 6.4 Bearbeitung eines HEB für den Einsatz als Träger in einer Stahlbaukonstruktion 5 4 Die Lernsituation LS 6.1 wird nachfolgend für den Unterricht aufbereitet, d.h. dazu folgen nun die Schritte 2 und Schritt 3. * Wenn in LF 5 schon bearbeitet, Stunden auf 4 h kürzen. ** Mit Arbeitsschutzprogrammen von der BG (kostenlos) als Laborunterricht möglich

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11 4.2 Lernsituationen mit Zielen und Inhalten Lernsituation und Zeitrichtwert: BT3(5)+BTL+BTW2(0) Vorstellung der Konstruktion und Änderungswünsche Erarbeitung von Profilbezeichnungen nach Norm Normbezeichnungen und Zeichnungslesen Beschreibung der Ziele: Die Schüler lesen eine Gesamtzeichnung und gehen auf Änderungswünsche des Kunden ein. Sie ordnen Profile und bezeichnen sie normgerecht. Die Schüler lesen die im Metallbau üblichen vereinfachten Darstellungen in Zeichnungen. Sie zeichnen bzw skizzieren einfache Verbindungen. Inhaltliche Orientierung: Gesamtzeichnung Materialliste Stückliste Profile aus Stahl Baugruppenzeichnung Hinweise: Anlage 1 Anlagen 2 Anlage 3 Anlage 4 Übungszeich. Bemerkungen: 5 h Theorie oder alternativ 3h Theorie und 2 h Werkstatt Als Übungszeichnungen auch andere Schweiß- bzw Schraubverbindungen möglich

12 Lernsituation Zeitrichtwert: BT 7 + BTL x + BTW x Konstruktion analysieren, Stückliste aktualisieren, Schweißarbeiten zuordnen Beschreibung der Ziele: Die Schüler erkennen die Anordnung der Profile/Bauteile in den verschiedenen Ansichten und Schnitten der Gesamtzeichnung. Sie ergänzen und aktualisieren die Stückliste. Sie führen einfache Berechnungen zur Stückliste durch. Sie planen das Ersetzen von Schraub- durch Schweißverbindungen. Inhaltliche Orientierung: Gesamtzeichnung Stückliste Massenberechnungen Schutzgasschweißen Schweißpositionen Hinweise: Anlage 5 Frageblatt Bemerkungen: Die Gruppen sollen hier beginnen, die Herstellung ihrer Teile in der Werkstatt zu planen. In der Folge entsteht ein Arbeitsplan pro Gruppe mit Zeichnung

13 Zuordnungs-Kontrolle für die Berufstheorie (Sie ist zur Qualitätssicherung unbedingt notwendig und gibt Antwort auf die Frage: Wurden alle Ziele und Inhalte des Lernfeldes in den Lernsituationen berücksichtigt?) Lernfeld 6 2. Ausbildungsjahr Zeitrichtwert 80 Herstellen von Konstruktionen aus Profilen Zielformulierung Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung von Konstruktionen aus Profilen. Dazu lesen, erstellen und ändern sie Zeichnungen. Sie gehen auf spezielle Kundenwünsche ein und erstellen Planungsunterlagen nach Maßaufnahme. LS 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 Sie organisieren Fertigungsabläufe und ermitteln die technologischen Daten auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. LS 6.1, 6.3, 6.4 Sie beachten die Verträglichkeit unterschiedlicher Werkstoffe hinsichtlich der elektrischen Spannungsreihe und wählen Möglichkeiten für einen passiven und aktiven Korrosionsschutz aus. LS 6.2, 6.3 Die Schülerinnen und Schüler berechnen die für die Konstruktion notwendigen Größen und wählen unter ökonomischen und technologischen Gesichtspunkten Werkstoffe, Profile und Fertigungsverfahren aus.. LS 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 Sie entwickeln Beurteilungskriterien und bestimmen Prüfverfahren und Prüfmittel. Sie prüfen die ausgeführten Arbeiten und bewerten, diskutieren und dokumentieren die Ergebnisse. LS 6.1, 6.3, 6.4 Die Schülerinnen und Schüler beachten die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes, insbesondere im Umgang mit elektrischen Maschinen.. LS 6.1, 6.3, 6.4 Inhalte Gesamtzeichnungen X Fertigungszeichnungen X X X X Anwenderprogramme X Materiallisten, Arbeitspläne, technologische Daten, Normteile X X X Profile aus unlegierten und legierten Stählen, Aluminium X X Maschinelles Trennen X X Schutzgasschweißen, Schweißparameter X X Schweißnahtvorbereitung, Schweißpositionen X X Schweißzusatzstoffe, Schweißhilfsstoffe X X Schweißnahtbeurteilung und -nachbehandlung X X Arbeitsschutz beim Schweißen und beim Umgang mit technischen Gasen X X Gefügeaufbau X Gefügeveränderung durch Wärmeeinwirkung X Spannungsarmglühen X Kalt- und Warmrichten X Korrosionsarten X Normen X X X X

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15 4.3 Konkreter Unterricht Unterrichtsbeispiel zu LS 6.1 LF 6 Zeitrichtwert 60 LS 6.1 Änderung einer Schraubkonstruktion in eine Schweißkonstruktion nach Kundenwunsch LS als Ablaufplanung Ablauf Bemerkungen BT BTL BTW Vorstellung der Konstruktion und Änderungswünsche Ein Kunde kommt mit einer Zeichnung (unübersichtlich!) und wünscht einige Änderungen: weniger Gewicht, geschweißte Verbindung,... Als kleines Rollenspiel: Lehrer ist Kunde, der nicht ganz genau weiß, was er will. Schüler müssen beraten, fragen, skizzieren... s. Anlage 1 und 2 0,5 Sammlung von zu klärenden Begriffen / Bezeichnungen und Zeichnungsangaben an der Metaplan-Tafel Zuruf und Lehrerimpulse 0, Erarbeitung von Profilbezeichnungen nach Norm Normbezeichnungen und Zeichnungslesen Ausmessen von Realteilen (Profilstücke) und Ermitteln der korrekten Bezeichnung Kurze Präsentation der Partnerergebnisse und Übertragen in eine Tabelle Einfache symbolische Schraubendarstellung im Metallbau werden vorgestellt Partnerarbeit mit verschiedenen Realteilen zum Ausmessen. Evtl veraltete Bezeichnungen in der Stückliste den neuen Normbezeichnungen gegenüberstellen Lehrervortrag mit Tabellenbuch arbeit und anschließender Ü- bungsphase Vorbereitete OH-Folie Profilliste s. Anlage 3 Lehrervortrag mit Tabellenbuch Übung zur Darstellung von Schrauben und Bohrungen anhand... Einzelarbeit Zeichnung s. Anlage

16 6.1.3 Konstruktion analysieren, Stückliste aktualisieren, Schweißarbeiten zuordnen Analyse der vom Kunden gewünschten Konstruktion, Profile farbig anlegen, Schrauben raussuchen Die Stückliste wird nach neuen Normen aktualisiert Berechnungen für die Stückliste Massenberechnungen mit m und m Vorgesehene Schweißverbindungen anstelle von Verschraubungen farbig kennzeichnen und vorplanen lassen Partnerarbeit an der Gesamtzeichnung. Übungen zu Berechnung Lehrerzentriert: Schweißen Gruppenarbeit: einzelne Schweißverbindungen Fragen zum Ankreuzen als Übung in Einzelarbeit s. Anlage 5 Partnerarbeit anhand vorhandener Liste Lehrervortrag Übungsaufgaben dazu Auch Profilliste von oben als Beispielrechnungen üben lassen (Aufgaben aus Mathebüchern!) Gruppenarbeit arbeitsteilige Gruppen freie Zuordnung zu Baugruppen Brennschnitte planen... Wdh thermisches Trennen evtl ergänzt durch Wasserstrahlschneiden Abgrenzung der Verfahren, Vertiefung Lehrervortrag oder Übgsblatt Videos der Fa Trumpf!! 2 Programme für einfache Konturen erstellen z.b. Bodenplatte o.ä.mit Simulationssoftware und Übung im Labor 8 Einstellungen und Umgang mit Schneidgasen BTW-Einheit Arbeitsschutzprogramme

17 6.1.5 Fertigungszeichnungen erstellen, und präsentieren Fertigungszeichnungen erstellen. Erarbeiten von Fertigungsverfahren. Mit Lehrerunterstützung (z.b am IPE) Jeder im Team erstellt eigene Zeichnung, die Beste wird kopiert für die Klasse 2 1 Arbeitsplan erstellen. Präsentation der Ergebnisse mit Fragen und Verbesserungsvorschlägen. Visualisierung!! Folien ziehen 1 1,5 4 Abschätzung des Zeitbedarfs für die Fertigung und evtl Ausgleich zwischen den Teams Am Arbeitsplan festmachen Kleines Lottospiel mit Chance, am Ende zu vergleichen mit Praxis. 0, Schweißparameter bestimmen Bekannte TP-Einheit 8 Anlagen: Anlage 1: Anlage 2: Anlage 3: Anlage 4: Anlage 5: Gesamtzeichnung Stückliste Profiltabelle einfache Übungszeichnung Übungsfragen zur Gesamtkonstruktion

18 Anlage 1 Gesamtzeichnung

19 Anlage 2 Stückliste

20 Anlage 3 Profiltabelle Profil Kurzbezeichnung DIN Nummer Volle Bezeichnung

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