Neues Unterrichsmaterial für 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule

Das neue Unterrichtsmaterial für den Digitalen Baukasten bietet Schülerinnen und Schülern ab Grundschulalter eine unkomplizierte und kreative Möglichkeit 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule zu erlernen. Durch den Einsatz der Konstruktionssoftware im Unterricht kann eine breite Palette an Lernzielen aus den Lehrplänen der verschiedenen Fächer abgedeckt werden. Aufbauend auf einer umfangreichen und intensiven Lehrpananalyse der verschiedenen Bundesländer, Klassenstufen und Fächer haben wir viele Schnittstellen mit den Lerninhalten der Bildungspläne und dem Digitalen Baukasten herausstellen können. Daraus ist ein umfangreicher Pool mit kostenfreiem Unterrichtsmaterial für viele (MINT-)Fächer entstanden.

Übersicht

Lernziele und Kompetenzen mit Bildungsplanbezug

Der Stellenwert von medialer Bildung und Medienkompetenz für den Lernprozess, die Urteils- sowie Persönlichkeitsbildung der Schülerinnen und Schüler ist mittlerweile unumstritten. Durch die Nutzung des Computers als Werkzeug und dem damit verbundenen, gezielten Einsatz von Digitalen Hilfsmitteln wie dem Digitalen Baukasten wird der kreative und eigenständige, fachspezifische wie fächerübergreifende Lernprozess gefördert. Anschaulich und ohne großen Zeitaufwand erlernen sie so u.a. den sinnvollen Medieneinsatz zur Darstellung von Lerninhalten. Die Unterrichtseinheiten verfolgen die Inhalte der 4K-Kompetenzen und erhalten damit vielfältig didaktisch wie methodisches Potenzial. Als Lernziele können formuliert werden:
Umfangreiches kostenfreies Unterrichtsmaterial​ für 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule

Format des Unterrichtsmaterials für 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule

Die Lerneinheiten stehen in Form von Arbeitsblättern als PDF-Download, als plattformunabhängiger Onlinekurs und als Moodle Kurs zum Download zur Verfügung. Das Unterrichtsmaterial:

Fachspezifische Lerneinheiten

Derzeit stehen 10 fachspezifische Lerneinheiten für 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule zur Verfügung. In diesem Blogbeitrag stellen wir je ein Beispiel für jede Schulform vor.
Für die Grundschule steht eine Lerneinheit zum Einstieg in die Welt der Geometrischen Körper zur Verfügung: Mit Hilfe des Digitalen Baukastens lernen sie anschaulich die wichtigsten Körper mit ihren Eigenschaften kennen. Sie führen einführende Aufgaben zur Lagebeziehung durch und verändern Körper in ihrer Form und Größe. In der Moodle-Version steht ein interaktiver Lückentexte sowie ein Geometrie-Memory zur Verfügung.
In der Sekundarschule können die Schüler und Schülerinnen mit der Lerneinheit „Unser Sonnensystem“ spannendes über die Planeten und ihre Eigenschaften erfahren und ihr Wissen auf einem Lernposter festhalten (interaktives Poster in moodle verfügbar sowie analog zum Beschriften). Darauf aufbauend konstruieren sie ein eigenes Planetenmodell. Verschiedene Beispielkonstruktionen helfen dabei.
Für das Gymnasium (bzw. höhere Klassen der Sekundarschule) kann auf eine Lerneinheit zur Innovativen Produktentwicklung zurückgegriffen werden. Mithilfe verschiedener Methoden wie einem Interview und dem Storytelling entwickeln die Schüler*innen ein eigenes innovatives Produkt und konstruieren dieses mit dem Digitalen Baukasten in 3D.

Auswahl der fachspezifischen Lerneinheiten

Achsensymmetrie und Drehsinn

In dieser Lerneinheit bekommen die Schüler:innen einen Einstieg in die Achsensymmetrie und den Drehsinn von geometrischen Körpern. Mit Hilfe des Digitalen Baukastens führen sie anschaulich Aufgaben dazu durch und entwerfen am Ende eine eigene, achsensymmetrische Figur nach ihren Vorstellungen.

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Baustile

Diese Lerneinheit beschäftigt sich mit den stilistischen Merkmalen verschiedener Bauwerke der Epochen Klassizismus, Renaissance und Barock. Die Schüler:innen lernen die Eigenschaften zu erkennen und konstruieren nach ihnen ein eigenes Bauwerk mit dem Digitalen Baukasten.

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Die Lochkamera

Die Schüler:innen lernen spannendes Hintergrundwissen zur Lochkamera, wenden ihr Wissen zur Blendeneinstellung an Beispielen an und konstruieren am Ende ein eigenes Modell. Optional: Nach dem Druck deines Modells haben sie die Möglichkeit, spannende Experimente mit ihren Modellen auszuprobieren.

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Fächerübergreifende Lerneinheiten

Für den Einstieg ins Konstruieren mit dem Digitalen Baukasten steht eine Lerneinheit zu den wichtigsten Funktionen bereit. Durch ein kurzes Erklärvideo bekommen die Schüler*innen einen anschaulichen Einstieg in die Software. Am Ende können sie das Erlernte durch eine eigene Konstruktion testen.
Passend zum Konstruieren in 3D sollen die Schüler und Schülerinnen natürlich auch etwas rund um den 3D-Druck erfahren. In der Lerneinheit Wissen: 3D Druck steht ihnen ein (interaktives) Lernvideo zur Verfügung, Bilder und Infomaterial zum Filament (Material) sowie kleine Quizze, um ihr Wissen zu testen.

Auswahl der fächerübergreifenden Lerneinheiten

Der Stiftehalter

In dieser Lerneinheit konstruieren die Schülerinnen einen Stiftehalter. Sie entwickeln ein eigenes Design und konstruieren mit dem Digitalen Baukasten in 3D. Die Lerneinheit bietet auch Design-Vorlagen, an denen sich die Schülerinnen orientieren können. Die Aufgaben fördern die Kreativität, das kritische Denken und die lebendige Auseinandersetzung mit Geometrie.

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Die Geometrie Schablone

In dieser Lerneinheit konstruieren die Schüler:innen Geometrie Schablonen im Digitalen Baukasten. Die Lerneinheit bietet auch Design-Vorlagen, an denen sich die Schüler*innen orientieren können. Die Aufgaben fördern die Kreativität, das kritische Denken und die lebendige Auseinandersetzung mit Geometrie.

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Innovative Produktentwicklung

In dieser Lerneinheit entwickeln die Schüler:innen Schritt für Schritt eine eigene Innovation – von der Frage was eigentlich eine Innovation ist, bis hin zum Prototypen. Sie lernen Kriterien einer guten Produktidee kennen und wenden ihr Wissen auf ein Objekt an. Mit Methoden wie dem User-Research und Storytelling gelangen sie so zu einer innovativen Idee. Am Ende konstruieren sie ihre Idee als 3D-Modell mit dem Digitalen Baukasten. Es folgt ein Ranking für die besten Ideen.

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Geprüftes Unterrichtsmaterial für 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule

Um die Qualität unseres Unterrichtsmaterials stetig zu verbessern arbeiten wir derzeit mit 5 Pilotschulen in Sachsen-Anhalt zusammen, die unsere Lerneinheiten im praktischen Einsatz im Unterricht testen. Außerdem werden viele unserer Unterrichtsmaterialien durch das Landesmedienzentrum Baden-Württemberg getestet und teilweise auch durch das Zentrum für Schulqualität und Lehrerbildung (ZSL) Baden-Württemberg geprüft. Einzelne Lerneinheiten stehen auch als offizielle Unterrichtsmaterialien in den Moodle Plattformen des Landes Baden-Württemberg zur Verfügung. Außerdem arbeiten wir mit Bildungseinrichtungen in vielen weiteren Bundesländern zusammen. Durch diese Kooperationspartner ist es uns möglich, einen hohen Standard für den Unterrichtseinsatz zu gewährleisten.

Freie Unterrichtsmaterialien nach OER-Standard

Unser Unterrichtsmaterial ist nach Creative Commons Lizenz geschützt. Alle Lerneinheiten dürfen unter Angabe des Urhebers geteilt und sogar verändert werden (zu gleichen Lizenzbedingungen). Bei Bedarf können die Materialien also problemlos abgeändert werden, um den Inhalt an die eigene Unterrichtsgestaltung anzupassen. Eine kommerzielle Nutzung der Materialien ist allerdings untersagt. Weitere Informationen zur Lizenz gibt es direkt bei Creative Commons.

Bildrechte: Jonathasmello – Eigenes Werk – CC BY 3.0

Öffentliche Förderung

Die Entwicklung der Unterrichtsmaterialien für 3D-Konstruktion 3D-Druck in der Schule wird im Rahmen des Vorhabens ‘Audiovisuelle Lernszenarien für interaktive 3D-App zur Anwendung an Schulen und Bildungseinrichtungen‘ aktuell aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
Umfangreiches kostenfreies Unterrichtsmaterial​ für 3D-Konstruktion und 3D-Druck in der Schule - gefördert mit EFRE Mitteln

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