Berufliche Schulen Berufsschule Umsetzung der Lernfeld-Lehrpläne Landesinstitut für Schulentwicklung Metallbauer/-in www.ls-bw.de best@ls.kv.bwl.de Qualitätsentwicklung und Evaluation Lernfeld 5 Herstellung eines Greifarmes für einen Kübelheber Schulentwicklung und empirische Bildungsforschung Bildungspläne Stuttgart 2004 H 03/90
Redaktionelle Bearbeitung Redaktion: Paul Keßler, LS Stuttgart Autoren: Karlheinz Jenne Alfred Schlegel Stand: Januar 2004 Impressum Herausgeber: Druck und Vertrieb: Urheberrecht: Landesinstitut für Schulentwicklung (LS) Rotebühlstraße 131, 70197 Stuttgart Fon: 0711 6642-0 Internet: www.ls-bw.de E-Mail: best@ls.kv.bwl.de Landesinstitut für Schulentwicklung (LS) Rotebühlstraße 131, 70197 Stuttgart Fax 0711 6642-108 Fon: 0711 66 42-167 oder -169 E-Mail: best@ls.kv.bwl.de 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
Inhaltsverzeichnis Seite 1. Vorwort 3 1.1 Intention 4 1.2 Anmerkungen der Redaktion 5 2. Aufbau der Handreichung 6 3. Die Ziele im Lernfeld 5 7 4. Herstellen von Blechbauteilen in zwei Teilen 8 4.1 Übersicht über mögliche Lernsituationen zum Teil 2 10 4.2 Lernsituationen mit Zielen und Inhalten zum Teil 2 13 (einschl. Zuordnungskontrolle) 4.3 Konkreter Unterricht zum Teil 2 21 (einschl. Anlagen) 5. Anhang 39 5.1 Auszug aus der Verordnung über die Berufsausbildung zum Metallbauer 39 5.2 Hinweise auf Lernfeld-Literatur im Internet 45 5.3 Hinweise auf Bücher, die im Buchhandel erhältlich sind 47-3 -
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. - 4 -
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 (15.09.2000) entnehmen. (Siehe dazu: http://www.kmk.org/doc/publ/handreich.pdf) 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. Die Herren Karlheinz Jenne und Alfred Schlegel sind die Autoren der vorliegenden Handreichung. - 5 -
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. - 6 -
3. Die Ziele im Lernfeld 5 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 5: Herstellen von Blechbauteilen 2. Ausbildungsjahr Zeitrichtwert 80 Zielformulierung Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung eines mehrteiligen Blechbauteiles unter Berücksichtigung von Funktion, Form und Materialauswahl. Sie präsentieren, vergleichen und bewerten die Lösungsvorschläge. Sie erstellen und ändern Zeichnungen und Stücklisten auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. Die Schülerinnen und Schüler planen die Arbeitsschritte und wählen nach technologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten Trenn-, Umform- und Fügeverfahren aus. Flächen, Volumen und Massen werden auftragsbezogen ermittelt. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen die Betriebssicherheit der Maschinen und die zulässige elektrische Leistung. Sie prüfen, bewerten und diskutieren ihre Arbeitsergebnisse. Die Schülerinnen und Schüler beachten die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes. - 7 -
4. Herstellen von Blechbauteilen in zwei Teilen Teil 1: Herstellung eines Schlüsselkastens, mit einem Zeitanteil 29/80 (19 BT und 10 BTW) Dieser Teil wird nachfolgend nicht genauer behandelt. Es ist als grundlegender Unterricht vor Teil 2 sehr geeignet. - 8 -
Teil 2: Herstellung eines Greifarmes für einen Kübelheber, mit einem Zeitanteil 51/80-9 -
4.1 Übersicht über mögliche Lernsituationen zum Teil 2 Lernsituationen für Greifarmherstellung Berufstheorie (BT) 25 Std Labor (BTL) 16 Std Werkstatt (BTW) 10 Std Zeitrichtwert BT BTL BTW LS 5.1 Zusammenwirken der Bauteile 3 LS 5.2 Thermisches Trennen 4 4 LS 5.3 Planung der Zuschnitte 4 LS 5.4 Zuschnitt «Steg für Greifarm» Grundlagenvermittlung CNC-Brennschneiden 6 16 4 LS 5.5 Zusammenbau durch Schweißen Grundlagenvermittlung MAG-Schweißen 8 2-10 -
- 11 - Metallbauer
4.2 Lernsituationen mit Zielen und Inhalten zum Teil 2 Lernsituation 5.1 Zeitrichtwert: BT 3 + BTL 0 + BTW 0 Zusammenwirken der Bauteile Beschreibung der Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erkennen Aufbau und Funktion des hydraulischen Hubarmes. Sie gliedern das mehrteilige Blechbauteil in sinnvolle Baugruppen und benennen die Einzelteile. Sie präsentieren, vergleichen und bewerten die Lösungsvorschläge. Inhaltliche Orientierung: Hinweise: Funktion des hydraulischen Hubarmes Gliederung in Baugruppen Benennung der Bauteile Zuordnung von Positionsnummern Auswahl von Normteilen Bemerkungen: - 13 -
Lernsituation 5.2 Zeitrichtwert: BT 4 + BTL 0 + BTW 4 Thermisches Trennen Beschreibung der Ziele: Die Schülerinnen und Schüler kennen die physikalischen Grundlagen des thermischen Trennens und ordnen diese einzelnen Trennverfahren zu. Sie beherrschen die möglichen Einstellungen und wissen um den daraus folgenden Einfluss auf die Schnittgüte. Inhaltliche Orientierung: Hinweise: Verfahrensübersicht Physikalische Grundlagen Einstellwerte und Schnittgüte Steuerung von Brennschneidmaschinen es kann eine frühere TP-Einheit eingesetzt werden Bemerkungen: Hier werden Grundlagen vermittelt. - 14 -
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 5 2. Ausbildungsjahr Zeitrichtwert 80 Herstellen von Blechbauteilen Zielformulierung Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung eines mehrteiligen Blechbauteiles unter Berücksichtigung von Funktion, Form und Materialauswahl. Sie präsentieren, vergleichen und bewerten die Lösungsvorschläge. LS 5.1 Sie erstellen und ändern Zeichnungen und Stücklisten auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. LS 5.3 Die Schülerinnen und Schüler planen die Arbeitsschritte und wählen nach technologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten Trenn-, Umform- und Fügeverfahren aus. Flächen, Volumen und Massen werden auftragsbezogen ermittelt. LS 5.2 - LS 5.5 Die Schülerinnen und Schüler überprüfen die Betriebssicherheit der Maschinen und die zulässige elektrische Leistung. LS 5.5 Sie prüfen, bewerten und diskutieren ihre Arbeitsergebnisse. LS 5.3; LS 5.4; LS 5.5 Die Schülerinnen und Schüler beachten die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes. LS 5.3 Inhalte Lernsituationen 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Einzelteil- und Gesamtzeichnungen x x Geometrische Grundkonstruktionen, Abwicklungen x Anwendersoftware für Abwicklungen x x Präsentationsmethoden, Kommunikationsfähigkeit Unlegierte und legierte Stähle, Aluminium Werkstoffeigenschaften Lieferzustand, Oberflächengüte Scherschneiden, Sägen, thermisches Trennen x Schwenkbiegen, Gesenkbiegen, Walzbiegen x Fertigen mit CNC-gesteuerten Maschinen x Blechversteifungen Fügen durch Falzen, Nieten und Schrauben Punkt-, Rollennahtschweißen Schutzgasschweißen x Hilfsstoffe x Elektrische Leistung x Kosten beim Schweißen und thermischen Trennen x x Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl Normen und technische Regeln x - 18 -
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4.3 Konkreter Unterricht zum Teil 2 Unterrichtsbeispiel zu LS 5.1 LF 5 LS 5.1 Zusammenwirken der Bauteile Zeitrichtwert 3 Ablauf Bemerkungen BT BTL BTW Vorstellung des Projekts Lehrervortrag 1 Gesamtfunktion verstehen Zusammenwirken der Bauteile erkennen Anweisung an Schüler: - Kübelheber in Baugruppen gliedern - Positionsnummern eintragen - Normteile auswählen - Normteile fachgerecht kennzeichnen - Stückliste erstellen Gruppenarbeit Einzelarbeit Anlage: Aufgabe1 "Kibellupfer" 1 Anlage: Kibellupfer_A1L "Kibellupfer_kpl" Tabellenbuch Baugruppe Greifarm Anlage: Zeichnung 2.1 "Greifarm" 1 Anweisung an Schüler: - Explosionszeichnung farbig anlegen und dadurch Zusammenwirken der Bauteile erkennen - Benennung der Einzelteile vornehmen und in Stückliste eintragen - Werkstoffe auswählen - Rohmaße aus Zeichnungsvorgaben entnehmen und in Stückliste eintragen Gruppenarbeit Anlage: Aufgabe2.2 u. 6.1 "Greifarm_Bennenung" Anlage: Aufgabe 2.3 u. 4 "Aufnahme" 1 1" Kibellupfer" entspricht "Kübelheber" - 21 -
Unterrichtsbeispiel zu LS 5.2 LF 5 LS 5.2 Thermisches Trennen (Grundlagenvermittlung) Zeitrichtwert 4 + 4 Ablauf Bemerkungen BT BTL BTW Übersicht über die thermischen Trennverfahren: Brennschneiden Laserschneiden Plasmaschneiden Anwendungen Wirtschaftlichkeit lehrerunterstütztes dialogisches Lernen Gruppenarbeit 2 Physikalische Grundlagen des Brennschneidens lehrerunterstütztes dialogisches Lernen Partnerarbeit 1 Einstellgrößen: Gasdruck Geschwindigkeit Düsenauswahl in Abhängigkeit der Blechdicke Schnittgüte Steuerungen lehrerunterstütztes dialogisches Lernen Gruppenarbeit 1 Beeinflussung und Beurteilung der Schnittgüte Gruppenarbeit Einzelarbeit 4-22 -
Anlagen: 10 Zeichnungen und 1 Tabelle Aufgabe 1, Kibellupfer Kibellupfer_A1L, Kibellupfer_kpl Zeichnung 2.1 Greifarm Aufgabe 2.2 und 6.1 Greifarm_Bennenung Aufgabe 2.3 und 4 Aufnahme Aufg. 3 und 5.1 Steg Aufgabe 3 Lösung Steg Lös. 5.1 Aufg. 5.2; 5.3 Steg_CNC_Vorlage Aufgabe 4 Aufnahmeverstärker Tabelle Auswahl der Fertigungsverfahren Greifarm_AS - 26 -
Aufgabe 1, Kibellupfer - 27 -
Kibellupfer_A1L, Kibellupfer_kpl - 28 -
Zeichnung 2.1 Greifarm - 29 -
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