Verbindende Vorhaben in IT 9: CAD und Projektarbeit

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1 1. Lehrplanbezug Verbindende Vorhaben in IT 9: CAD und Projektarbeit Besonders die moderne Form der Teamarbeit verlangt vernetztes Denken und vernetztes Arbeiten. Schülerinnen und Schüler sollten frühzeitig Gelegenheit haben, mit entsprechenden Arbeitstechniken vertraut zu werden. Die im IT-Lehrplan vorgeschriebene Projektarbeit ist dafür eine ideale Plattform. Neben das fachliche Wissen treten Sozial- und Methodenkompetenzen, die erlebt und trainiert werden können. Spätestens in einem Assessment Center anlässlich einer Bewerbung wird klar, dass hier die Realität geübt werden kann. Beispiel: IT 9.5 Projektarbeit (ca. 20 Std.) Die Schüler planen, verwirklichen und dokumentieren ein Projekt mithilfe informationstechnischer Mittel und Arbeitstechniken. Dabei festigen und erweitern sie ihre bisher erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten und wenden sie kreativ an. Planung und Durchführung eines Projekts - Projektinitiative: Themenwahl - Analyse und Erstellen eines Grobkonzepts: Aufgabenstellung, Projektplanung, Terminplanung, Arbeitsteilung, grafische Darstellung des Projektablaufs - Entwurf und Entscheidung: Informationsbeschaffung und Zusammenfassung - Realisierung: z. B. Bild- und Textbeschaffung aus dem Internet, eigene Recherchen, Bildbearbeitung, Erstellen von Diagrammen, Aufbereitung multimedialer Komponenten, Einsatz eines Programmierwerkzeugs oder Simulationstools, Grafikprogramm - Zusammenfassen der Ergebnisse und Reflexion: ggf. Überarbeitung der Projektplanung und Arbeitsteilung - Implementierung: Erstellung und Vernetzung der Objekte - Präsentation der Ergebnisse - Nutzung, Dokumentation und Pflege des Projektes Beispiel: Simulation technischer Vorgänge: Anfertigung von Explosionszeichnungen sowie funktionsbzw. montagebezogener Zeichnungen mit Hilfe eines CAD-Systems. - Zusammengesetzte Körper als Explosionszeichnung darstellen (Erkennen, Skizzieren, Konstruieren und Anordnen der Einzelteile mittels CAD) - Einfache Bewegungsabläufe mit Hilfe von CAD simulieren - Modellieren im Bereich der virtuellen Realität Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 1 von 9

2 2. Aufgabenstellung Bau eines Funktionsmodells in Gruppenarbeit Vorüberlegungen: Bevor ein derartiges Projekt in Angriff genommen werden kann, sind eine Reihe von Vorüberlegungen notwendig, die für einen reibungslosen Ablauf sorgen. Es verbietet zwar schon der Grundgedanke Projektarbeit, dass alle Details von Lehrerhand vorgeplant sind, die Rahmenbedingungen und Zielvorgaben jedoch müssen klar definiert sein. Das hier beschriebene Projekt kann z. B. erst durchgeführt werden, wenn fachlich alle Voraussetzungen erfüllt und die Schüler ihren Aufgaben auch gewachsen sind. Die Ausstattung muss so sein, dass für alle Beteiligten die gleichen Möglichkeiten gegeben sind. Projekte dieser Art werden in der Regel arbeitsteilig in Teams durchgeführt. Siehe dazu: Hinweise zur Projektarbeit mit informationstechnischen Mitteln in IT (P. Hausladen) Durchführung: Bei der Durchführung des Projekts Funktionsmodell sind in den hier gezeigten Teilund Gesamtzeichnungen Schraubverbindungen enthalten, auf die aber verzichtet werden sollte. Es reicht, wie in den Abbildungen der Präsentation gezeigt, die Teile ohne Schraubverbindungen zu erstellen, da diese erst Stoff der Jahrgangsstufe 10 sind. Beispiele für Funktionsmodelle mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 2 von 9

3 3. Unterrichtsbeispiel Mögliche Ergebnisse: Schon bei den Vorüberlegungen sind klare Ergebniserwartungen unerlässlich für die sinngerichtete Durchführung von Projekten. Allerdings können die angestrebten Ergebnisse sehr unterschiedlich sein, und die Kreativität der Schüler soll dabei nicht gehemmt, sondern gefördert werden. Wird eine Arbeitsmappe von jedem Schüler erwartet, sollten Umfang und Inhalt zwar grob abgesteckt, nicht aber durch detaillierte Vorgaben festgelegt sein. Es ist v. a. darauf zu achten, dass individuelle Ergebnisse auch wirklich von jedem einzelnen Schüler in Eigenleistung erbracht werden. Das Projekt Funktionsmodell könnte folgende Ergebnisse bringen: Planung des Projekts (z. B. Textverarbeitung, Organigramm) Formanalyse des Modells: Skizzen, Bilder, Beschreibungen Funktionsanalyse: Skizzen, Bilder, Beschreibungen Werkzeuge zum Zerlegen und Zusammenbauen beschreiben Konstruktionszeichnungen (manuell und/oder 2D-CAD) Teile in 3D (CAD-Originaldateien und Pixelbilder) Stückliste (CAD und/oder Tabellenkalkulation) Zusammenbau (CAD und Bilder) Rendering (im CAD-Programm oder Export in Spezialsoftware) Bewegungssimulation (avi-export) Fertigung (Handarbeit, CNC-Schulfräse oder in einem Betrieb) Arbeitsmappe (Textverarbeitung, Bildbearbeitung etc.) Bildschirmpräsentation (z. B. PowerPoint) Zusätzliche Möglichkeiten: günstige Verpackung für alle Einzelteile entwickeln Bauanleitung verfassen (Text mit Bildern oder digital) Werbebroschüre für den Artikel Funktionsmodell erstellen... Bewertung der Ergebnisse: Eine gerechte Beurteilung des Projektes kann nur erfolgen, wenn möglichst viele Punkte berücksichtigt werden, die sowohl die Gruppenarbeit als auch die individuelle Einzelleistung betreffen. Dazu ist es unbedingt notwendig, dass die betreuende Lehrkraft über jede Stunde ein Protokoll führt und alle wesentlichen Ereignisse, Arbeitsfortschritte und herausragende Einzeltätigkeiten festhält. Gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern sollte ein Kriterienkatalog erarbeitet werden, der wesentlich zur Transparenz der Bewertung beiträgt. Zudem sollte jeder Gruppe Gelegenheit gegeben werden, selbst eine Bewertung der Gruppen- und Einzeltätigkeiten vorzunehmen. Eine besondere Bedeutung muss der Präsentation selbst eingeräumt werden, die, wenn möglich, vor Publikum stattfinden und von einer Jury bewertet werden sollte. Zu dem Vortrag ist eine Projektmappe abzugeben, die den Inhalt des Projekts in schriftlicher Form zusammenfasst. Ideal ist, wenn die Projektergebnisse darüber hinaus einer breiteren Öffentlichkeit vorgestellt werden: Zeitungsbericht, Artikel im Jahresbericht, Internet-Seite oder Ausstellung. Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 3 von 9

4 Mögliche Inhalte eines Projekts zum Thema Funktionsmodell : Eine ausführliche Beschreibung dieses Projektvorschlags findet sich auf der CD-ROM FitForIT-9 I 1. Analyse der Einzelteile und der Funktion Beschreibung und Skizze Zeichengeräte, Rasterpapier, Skizzier und Zeichenpapier Schreibzeug, Textverarbeitungsprogramm Werkzeug zum Zerlegen 2. Konstruktion der Teile: manuell, in 2D und in 3D Zeichengeräte, Zeichenplatte und Zeichenpapier 2D und 3D-CAD-Programm Digitalkamera und Bildbearbeitungssoftware Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 4 von 9

5 3. Zusammenbau der Einzelteile Montage Werkzeug für die Montage 3D-CAD-Programm (Assembly) 4. Explosionsdarstellung Montageanleitung Zeichengräte 3D-CAD-Programm (Assembly) Bildbearbeitung Textverarbeitung oder Layoutprogramm Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 5 von 9

6 5. Visualisierung und Rendering Rendersoftware Manuell gezeichnete Wiedergabe 6. Bewegungsanalyse und Animation Mathematische und physikalische Grundlagen Zentrische Streckung Vierstreckensatz Ähnliche Dreiecke Zeichengeräte Zeichenprogramm Geometrieprogramm Mathematikbuch (Jgst. 9) Physikbuch (Jgst. 9) Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 6 von 9

7 7. Bewegungsanalyse und Animation Animationstool (Motion) Bewegungsstudien (Skizzen) 8. Variantenkonstruktion Verändern variabler Größen CAD-Variablentabelle Tabellenkalkulation Visual Basic Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 7 von 9

8 9. Fertigung Manuell, maschinell oder CNC Werkzeuge zur Holz-, Metall-, oder Kunststoffbearbeitung Bearbeitungsmaschinen in einem Betrieb CNC-Fräse (im Betrieb) oder Schulausführung 10. Präsentation Arbeitsmappe, Bildschirm, Internet Präsentationssoftware Microsoft, SUN, Adobe, Macromedia Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 8 von 9

9 Organisatorische Überlegungen zum Projekt Funktionsmodell Teamarbeit, Arbeitsteilung, Zeitplan, Bewertung Planen Ausführen Präsentieren Themenwahl Aufgabenstellung Teambildung Arbeitsteilung Arbeitsmittel Medien Zeitplan Durchführung Präsentation Bewertung Auszüge aus dem Projektvorschlag Funktionsmodell auf der CD-ROM Fit-For-IT 9-I Autor: Otmar Wagner - Verlag Ludwig Schulbuch Pfaffenhofen Arbeitskreis am ISB Vorhaben9-I-CAD-PRO Seite 9 von 9