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Erlebnislabor Materialwissenschaft

Das Studium der Materialwissenschaft, einer Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts, wird seit der Mitte des letzten Jahrhunderts an dt. Hochschulen angeboten. Die Eigenschaften eines Materials sind durch ein Zusammenspiel verschiedener chemischer, physikalischer, ingenieurstechnischer und biologischer Faktoren geprägt; diese Interdisziplinarität ist eine große Stärke des Fachgebiets und hat in der Vergangenheit zur technologischen Reifung wissenschaftlicher Konzepte geführt. Konträr zur Bedeutung der Interdisziplinarität, spiegelt sich dieser Aspekt in den schulischen Lehrplänen unzureichend wider. Eine fachübergreifende Betrachtung relevanter Technologien muss gestärkt werden, denn vielen Schüler*innen und Studierenden im ersten Semester sind die gewaltigen Möglichkeiten einer die klassischen Disziplinen umspannenden Betrachtungsweise nicht klar. Hier setzt das Erlebnislabormaterialwissenschaft an, welches sich zum Ziel gesetzt hat, Versuchsreihen zu entwickeln, welchen Schüler*innen im Rahmen eines Schülerlabors sowie Studierenden im Rahmen ein Vorpraktikums angeboten werden und die Vielfältigkeit der Materialwissenschaft erlebbar machen. Hierbei sollen sowohl selbst durchzuführende Experimente als auch VR-Experimente in den Themenbereichen Elektromobilität sowie Recycling von Materialien entwickelt werden.

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Innerhalb des Projektes soll ein innovatives Lehr-Lern-Format entwickelt und erprobt werden, welches bisher für das Fach Umformtechnik in dieser Form nicht existiert. Ziel ist es, das bisherige Vorführen von abgeschlossenen, praktischen Lehrinhalten zu ersetzen. Die Studierenden sollen anhand einer kompletten Prozessentwicklung die umformtechnische Fertigung eines Bauteils selbst gestalten und nachvollziehen. Dies umfasst die Erarbeitung von Fachwissen, die Erstellung einer Bauteilgeometrie, die Ableitung der Werkzeuge und die Erstellung der Steuerung bis hin zur Umsetzung der umformenden Fertigung inkl. Datenanalyse und Qualitätskontrolle. Ein vorhandener Prozessdemonstrator bildet die Basis für das Vorhaben, da mit diesem die notwendigen Instrumente in einem hinsichtlich Aufwand und Kosten umsetzbaren Rahmen hergestellt und alle essentiellen Fachkenntnisse und Kompetenzen vermittelt werden können. Das Format erlaubt es den Studierenden, ihre Ideen und erlerntes Wissen einzubringen sowie Verantwortung für den Prozess zu tragen. In Anlehnung an die beruflichen Arbeitsaufgaben erhalten die Studierenden ein konkretes Projekt, welches sie in Teams bearbeiten, sodass auch Soft Skills trainiert werden. Essentielle Bestandteile der Methode sind durch die Studierenden selbst erarbeitete Video-Tutorials sowie digitale Lerntagebücher zum Wissens- und Erfahrungsaustausch. Das ausgearbeitete Konzept soll auf andere Fächer der Produktionstechnik und des Maschinenbaus übertragbar sein.

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