Lerninhalte spannend vermitteln: FHWS-Maschinenbau-Studierende bauen ein Sonnensystem

Wie kann man Lehrinhalte ansprechend und spannend rüberbringen – dieser Frage stellen sich nicht nur schulische Lehrkräfte, sondern auch Maschinenbau-Studierende. Im Zuge der Aufgabenstellung „Sonnensysteme 4.0“ überlegten sich die angehenden Ingenieur:innen der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt neue Möglichkeiten der Wissensvermittlung. Statt Arbeitsblätter oder Lektionen in Schulbüchern entstand zum Abschluss der Lehrveranstaltung „Produkt-Entwicklung“ ein multimediales Lehrmodell mit mechanischen und elektrischen Funktionalitäten und Modularitäten, mit dem Kinder spielerisch das Sonnensystem entdecken können.

Animiertes Sonnensystem

Über eine Animation zeigten die sechs Studierenden unter Leitung von Prof. Dr. Alexander Kharitonov ihr Konzept auf und erläuterten es in ihrer Abschluss-Präsentation. Die Studierenden hatten früher an Schulen die Langeweile selbst im Naturwissenschaftsunterricht erlebt, wenn kein für ihr Alter entsprechendes Lern- und Lehrmaterial bereitgestellt wurde. Ihre Herausforderung: Ein kompaktes, bewegliches Modell soll die ersten sechs Planeten des Sonnensystems in korrekter relativer Geschwindigkeit zueinander und in etwa der richtigen räumlichen Dimension um eine zentrale Sonne rotieren lassen. „Die dynamische Funktionsstruktur, die Wirkprinzipien sowie der Morphologische Kasten waren anspruchsvolle Aufgaben, bei denen wir stärker zusammenarbeiten mussten und unsere Ideen und die Art und Weise wie wir Dinge interpretierten vergleichen mussten“, so die Studierenden.

Sonnensystem 4.0 – benutzerfreundlich und modern

Die Konstruktion und die 3D-Darstellung des Modells, so die Maschinenbauer:innen, nahmen sehr viel Zeit in Anspruch. Mit dem „Orrery 4.0“, ihrem benutzerfreundlichen, modernen Sonnensystem-Modell, bieten sie eine robuste Konstruktion mit exakten Relativgeschwindigkeiten, einer minimalen Verletzungsgefahr sowie einer Möglichkeit zur Anbindung an eine Software.

Fazit der Studierenden nach Abschluss des Projektes

In den letzten Jahren habe sich aus ihrer Perspektive in der Lehre im Rahmen der digitalen Revolution einiges getan. Einerseits eröffne die dadurch zur Verfügung stehende Technologie völlig neue Möglichkeiten, andererseits berge sie auch eine gewisse Gefahr. Der digitalen Didaktik könne ein ähnliches Schicksal blühen wie deren analogen Verfahren, wenn sich bei den heranwachsenden Generationen eine gewisse Bildschirmmüdigkeit entwickeln würde.

Zum Hintergrund der Lehrveranstaltung „Produkt-Entwicklung“

Neben einem fundierten Fachwissen ist es für die zukünftigen Ingenieur:innen genauso wichtig zu lernen, eine komplexe Aufgabenstellung in handhabbare Teilschritte herunterzubrechen, eine präzise Zielformulierung vorzunehmen und sie schließlich kosten- und termingerecht zu bearbeiten, ohne dass dabei die Qualität leidet. Dies und noch mehr wird in insgesamt vier Projekten während des Maschinenbaustudiums gelehrt. Im diesjährigen Entwicklungsprojekt traten rund hundert Studierende in 17 Teams mit sechs verschiedenen Themenstellungen an und präsentierten zu Projektende ihre Ergebnisse in einer englischsprachigen Online-Präsentation der professoralen Jury. Zum Vorgehen gehören u.a. folgende Schritte:

• Klären der Aufgabenstellung, ausführliche Recherche
• Aufziehen eines professionellen Projektmanagements mit einer Projektvereinbarung, Terminplan, ToDo-Listen, VMI-Matrix (Projektmanagementinstrument) und standardisierten Vorlagen zur Dokumentation
• wöchentliche Reviews mit den Betreuer:innen = Kund:innen
• die Anwendung wissenschaftlicher Methoden wie z.B. der Black Box, des Morphologischen Kastens
• die Erstellung eines CAD-Entwurfs und ggf. zusätzlicher filmischer Animationen
• die Präsentation in englischer Sprache mit Übersetzungen des Fachvokabulars
• die Zusammenstellung aller relevanten Informationen und Grafiken in einem Projektordner