Der Digitale Baukasten im MINT-Unterricht

Das Konstruieren von 3D Modellen fördert verschiedene Kompetenzen wie beispielsweise die Kreativität, kritisches Denken und auch die Medienkompetenz. Die Konstruktion von dynamischen Lernmodellen im MINT-Unterricht hilft den Schülerinnen und Schülern (SuS) das Gelernte zu verinnerlichen und Zusammenhänge zu verstehen. Dieser Beitrag enthält verschiedene Anregungen, wie Konstruktion und 3D Druck im MINT-Unterricht gewinnbringend eingesetzt werden können. 

3D Konstruktion und 3D Druck im MINT-Unterricht

Kinder am 3D-Drucker
Projekte zum Thema 3D Druck im MINT-Unterricht ermöglichen es den Lernenden, den Prozess von der Entwicklung bis hin zur Herstellung eines 3D-Objekts von Beginn an mitzuerleben. Sie arbeiten sich von der Idee über erste Skizzen und Konstruktionsentwürfe bis hin zu ersten Prototypen. Dabei lernen sie nicht nur sie nicht nur die Funktionsweise eines 3D Druckers kennen. Auch Kreativität, kritisches Denken und die Medienkompetenz werden gefördert.

Wie man den Digitalen Baukasten im MINT-Unterricht einbinden kann und welche Vorteile das mit sich bringt, zeigen die folgenden Beispiele.

Lerneinheit: 3D Druck Grundschule

Die SuS erhalten grundlegende Informationen rund um das Thema 3D Druck.

Lerneinheit: 3D Druck ab Klasse 5

Die SuS erfahren, wie ein 3D Drucker funktioniert und lernen spannende Fakten zum Thema 3D-Druck.

Lernbox: Wissen 3D Druck

Die Lernbox enthält verschiedene Lehr- und Anschauungsmaterialen rund um das Thema 3D-Druck.

1. Konstruktion von Modellen und Anschauungsmaterialien im MINT-Unterricht

3D Modell eines Chloroplasten - bereit für den 3D Druck im MINT-Unterricht
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Dynamisches Lernmodell zu molekularen Strukturen

Die Konstruktion von 3D Modellen ermöglicht es den SuS, das Gelernte anzuwenden und Strukturen zu verinnerlichen. Unter anderem können vergrößerte Darstellungen aus den Fachbereichen Biologie und Chemie entstehen, wie beispielsweise Chloroplasten oder Moleküle.

Ebenso können auch Modelle unseres Sonnensystems oder des Erdaufbaus konstruiert werden. Die so entstehenden dynamischen Lernmodelle veranschaulichen Zusammenhänge, Bewegungsabläufe, Funktionsweisen oder auch Größenverhältnisse. Ein selbst konstruiertes 3D Modell wird den SuS auch lange nach Abschluss des Projekts helfen, sich die Lerninhalte wieder in Erinnerung zu rufen. 

Lerneinheit: Sonnensystem

Die SuS testen ihr Wissen zu unserem Sonnensystem und konstruieren ein eigenes 3D-Modell.

Geeignet ab: Klassenstufe 9

Lerneinheit: Chloroplast

Die Lernenden üben und festigen ihr Wissen rund um den Aufbau eines Chloroplasten.

Geeignet ab: Klassenstufe 7

2. Naturwissenschaftliche Phänomene erlebbar machen

Die Kombination aus Konstruktion und 3D Druck im MINT-Unterricht ermöglicht es den Lernenden, Naturwissenschaft hautnah mit zu erleben. Beispielsweise können sie im Physik-Unterricht mit dem Digitalen Baukasten eine Lochkamera entwerfen, herstellen und anschließend ausprobieren. Das 3D gedruckte Modell veranschaulicht Funktionsweisen und Abläufe und erweckt theoretische Hintergründe zum Leben. Ebenso wie Lochkameras können beispielsweise auch Periskope, Fahrzeuge mit Luftballon-Antrieb und viele weitere Objekte entwickelt werden.

Konstruieren, 3D-Drucken, Staunen - 3D Druck im MINT-Unterricht macht naturwissenschaftliche Phänomene nachvollziehbar.

Lerneinheit: Lochkamera

Die SuS erfahren spannende Hintergrundinformationen zur Funktionsweise einer Lochkamera und konstruieren ihr eigenes Modell.

Geeignet ab: Klassenstufe 6

3. Räumliches Vorstellungsvermögen schulen im MINT-Unterricht

Nicht nur die Herstellung von Objekten mittels 3D Druck bietet viele Vorteile. Auch die reine Konstruktion bringt einen großen Mehrwert mit sich. Unter anderem üben die Lernenden dabei ihre Orientierung im Raum. Beim Verschieben, Drehen, Spiegeln, Stapeln und Verbinden von Objekten schulen die Lernenden ihr Verständnis für die Lagebeziehungen von Körpern. 

Orientierung im Raum üben mit dem Digitalen Baukasten im MINT-Unterricht

Lerneinheit: Achsensymmetrie und Drehsinn

Die Lerneinheit erleichtert den Einstieg in den Themenbereich. Mit dem Digitalen Baukasten entwerfen sie achsensymmetrische Figuren.

Konstruktion und 3D Druck im MINT-Unterricht der Grundschule

Der Digitale Baukasten eignet sich bereits ab dem Grundschulalter für den Einsatz in den MINT-Fächern oder im fächerverbindenden Unterricht. Mit der Konstruktionssoftware üben die Lernenden ihre Orientierung im Raum. Sie beschäftigen sich mit den Lagebeziehungen zwischen Körpern und sammeln erste Erfahrungen mit dem Konstruieren und 3D Drucken. Dabei werden die Kreativität und die Medienkompetenz gefördert. 

Lerneinheit: 3D Druck Grundschule

Die SuS erhalten grundlegende Informationen rund um das Thema 3D Druck.

Lerneinheit: Raummodelle

In dieser Lerneinheit konstruieren die SuS Räume und Objekte aus der Schulumgebung.

Lerneinheit: Würfelbauwerke

Die SuS erstellen Baupläne für Würfelbauwerke und konstruieren anschließend nach.

Neben den hier aufgeführten Unterrichtsmaterialien stehen noch zahlreiche weitere Lerneinheiten und Lernboxen zur Auswahl. 

Weitere Ideen für den Einsatz des Digitalen Baukastens im Unterricht

Weitere Anregungen, wie der Digitale Baukasten im Unterricht eingesetzt werden kann, bietet das eBook „3D Druck in der Schule mit TinkerSchool“. Es enthält 21 Ideen zum Einsatz von Konstruktion und 3D Druck in verschiedenen Schulfächern. 

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