Lehrmaterial für 3D-Druck in Schulen

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Tausende Lehrende in ganz Europa setzen bereits heute 3D-Druck ein, um im Unterricht modernste Mittel zur Verfügung zu stellen und Schüler und Studierende auf die Herausforderungen der Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts vorzubereiten. Gerade der Einstieg in dieses komplexe Thema ist hierbei oftmals eine Herausforderung.
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Tausende Lehrende in ganz Europa setzen bereits heute 3D-Druck ein, um im Unterricht modernste Mittel zur Verfügung zu stellen und Schüler und Studierende auf die Herausforderungen der Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts vorzubereiten. Gerade der Einstieg in dieses komplexe Thema ist hierbei oftmals eine Herausforderung. Daher hat MakerBot, Anbieter im Bereich Desktop-3D-Druck, im Frühjahr in einer groß angelegten Umfrage die Anforderungen und Bedürfnisse von Lehrern eruiert, die eine Einbindung des Themenbereichs 3D-Druck in ihre Lehrinhalte erleichtern würde. Hierbei wurde vor allem deutlich, dass eine große Hürde das Vermitteln von grundlegenden Kenntnissen im Bereich 3D-Design liegt, und, dass es hierzu bisher keine gelungenes Lehrmaterial aus einer Hand gibt.

Um diese Lücke zu schließen, hat MakerBot daher ein Handbuch erstellt, das Lehrenden praktische Hilfestellungen auf diesem Gebiet liefert und ihnen Ideen, erste Schritte und ganze Projekte an die Hand gibt, um das Thema mit Schülern oder Studenten zu erarbeiten. Unter dem Titel MakerBot in the Classroom: An Introduction to 3D Printing and Design findet sich neben einer Einführung in die Welt des 3D-Drucks auch beispielhafte Stundenentwürfe für erste Unterrichtseinheiten im Bereich 3D-Design. MakerBot in the Classroom wird ab dem 1. Juli als kostenloser Download für registrierte MakerBot-Kunden verfügbar sein, die deutschsprachige Version wird ab Mitte Juli bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein Probekapitel zur Verfügung gestellt, nachdem sich Interessierte auf der Website von MakerBot Europe (eu.makerbot.com) registriert haben. Außerdem wird MakerBot Europe eine neue Landing Page launchen, die weitere Ressourcen und Ideen zur Integration von 3D-Druck in den Unterricht bereit stellt, zum Beispiel Anwenderstories, Videos, Wettbewerbe für Lehrende und Lernende und vieles mehr.

„3D-Druck ist ein wichtiges Werkzeug für die Lehre und vermittelt Kenntnisse, die Schüler zu Höchstleistungen antreiben. Genau diese Kompetenzen sind auf dem Arbeitsmarkt des 21. Jahrhunderts gefragt wie nie – egal ob es sich um Grundverständnisse für Problemstellungen der MINT1-Fächer, Teamfähigkeit, Problemlösungskompetenzen oder den Anwendungsbezug von erlerntem Wissen handelt“, sagt Jonathan Jaglom, CEO von MakerBot. „Wir sind stolz darauf, MakerBot in the Classroom herausgeben zu können und damit noch mehr Lehrern und Schülern zu helfen, die Welt des 3D-Drucks zu entdecken und ihre eigenen Designs zu kreieren. Dieses Handbuch ist Teil unserer breit angelegten Bildungsinitiative, die Professoren, Lehrern, Bibliothekaren und Schülern Zugang zu den Quellen und Werkzeugen geben soll, die sie benötigen, um 3D-Druck erfolgreich einzusetzen und voranzubringen. Wir werden weiterhin mit Lehrenden zusammenarbeiten, um das MakerBot 3D Ecosystem auszubauen und auf ihre Anforderungen zuzuschneiden.“

Einer kürzlich von MakerBot in den USA durchgeführten Umfrage zufolge setzen 83 Prozent der Lehrenden, die bereits mit MakerBot-3D-Druckern arbeiten, diese ein, um die Schüler und Studenten selbst kreierte Designs ausdrucken und überprüfen zu lassen, anstatt auf bestehende Dateien zurück zu greifen. Daher müssen Lehrer und Professoren 3D-Design vermitteln und den Schülern und Studierenden die Grundlagen der gängigsten Software-Produkte beibringen können, mit deren Hilfe sich Ideen in 3D-druckbare Designs verwandeln lassen. Modell-Stundenentwürfe und Ideen für durchführbare Projekte waren die am häufigsten angefragten Inhalte zur Implementierung von 3D-Druck im Unterricht. MakerBot in the Classroom soll nun diese Lücken ausfüllen.

MakerBot in the Classroom ist in drei Abschnitte unterteilt: Der erste Abschnitt erklärt die technologischen Grundlagen und die Funktionsweise der MakerBot Replicator Desktop-3D-Drucker. Der zweite Abschnitt erklärt, wie Dateien heruntergeladen, gescannt und designt werden können. Im dritten und ausführlichsten Abschnitt werden verschiedene Projekte zu den Themen 3D-Design und 3D-Druck vorgestellt. Jeder Abschnitt  bietet Hintergrundwissen, Lernziele, Worterklärungen, beispielhafte Anwendungen und Diskussionsmaterialien. Die Projektvorschläge im Handbuch bieten einen Ausgangspunkt, von dem aus Lehrende das Thema 3D-Druck in ihre eigenen Lehrpläne, Unterrichtsinhalte und Kurse integrieren können. Sie stellen eine Einladung an Lehrende und Lernende dar, ein komplexes Thema grundlegend zu erforschen, verschiedene 3D-Design Tools kennenzulernen und eigene Designs kreieren und ausdrucken zu können. Jedes Projekt führt in eines von vier weit verbreiteten kostenlosen 3D-Design-Programme ein: Tinkercad, OpenSCAD, Sculptris und 123D Design. Jedes Projekt beinhaltet außerdem Vorschläge, wie das Thema weiterführend im Lehrplan verankert werden kann.

Make Your Own Country beispielsweise ist ein Projekt, das Lernende zu Entdeckern einer neuen Welt werden lässt. Sie designen und drucken Flächen in 3D, die Wasser, Wald, Berge und andere Teile einer natürlichen Landschaft darstellen und letztlich zu neuen Gebieten zusammengesetzt werden. In Gruppen können die Schüler oder Studierenden über Besiedlung und Nutzung dieser Gebiete sowie ihrer Ressourcen beraten und entscheiden. Hierbei werden, neben 3D-Design, weitere Kernkompetenzen des 21. Jahrhunderts vermittelt; zum Beispiel kritisches Denken, Pro- blemlösungssuche und Teamfähigkeit.

MakerBot in the Classroom ist der erste Bestandteil einer langfristig angelegten Initiative seitens MakerBot, um in Zusammenarbeit mit Lehrenden die Implementierung von 3D-Druck in Schule und Universität voran zu bringen. Weitere Tools und Inhalte werden für Lehrende und Lernende auf der MakerBot Education Landing Page bereitgestellt, zum Beispiel MakerBot Stories, Videos und Wettbewerbe. So hat MakerBot kürzlich fünf Thingiversity Summer STEAM [2] Challenges auf MakerBot Thingiverse – der weltweit größten 3D-Design Community – gelauncht. Hier können Lehrende, Bibliothekare und Lernende den Sommer über das Thema 3D-Design für sich entdecken. Das gesamte MakerBot 3D Ecosystem umfasst außerdem Hardware, Filament, Lehrinhalte, Software und Apps wie MakerBot PrintShop für iPad, mit der Nutzer unter anderem 2D-Zeichnungen in physische Objekte verwandeln können.

Weiterhin bietet MakerBot Bildungseinrichtungen Produktlösungen wie MakerBot Starter Lab, die leicht zu implementierende, anpassbare und zuverlässige 3D-Druck-Lösung, sowie das MakerBot Innovation Center, eine Lösung für intelligenten Einsatz von zahlreichen MakerBot 3D-Druckern.   

MakerBot Replicator 3D-Drucker werden weltweit schon in vielen Schulen und Universitäten eingesetzt, allein in den USA an mehr als 5’000 Bildungseinrichtungen. An der Libera Università Carlo Cattaneo (LIUC) in Castellanza, Italien, wurde Anfang Juni das erste MakerBot Innovation Center in Europa eröffnet. Durch seine vielen Möglichkeiten wird es einen großen Einfluss auf Forschung und Lehre, aber auch die gesamte Gemeinde in Castellanza haben. Die Universität wird Schulungen und Partnerschaften für lokale Industrieunternehmen anbieten, damit fakultätsübergreifend Synergieeffekte zwischen Universität, Studenten und regionalen Unternehmen entstehen und genutzt werden können und so ein kreatives Zentrum entsteht.

[1] Mathe, Informatik, Naturwissenschaft, Technik

[2] Science, Technology, Engineering, Art und Math — im deutschsprachigen Bildungswesen MINT genannt

 

Bild: MakerBot veröffentlicht Lehrmaterialien zur Einführung des Themas 3D-Druck in Schulen.

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