Lern- und Arbeitsaufgaben der Kategorie „Externe Aufträge“

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Lern- und Arbeitsaufgabe „Austernfischer“
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16 Lern- und Arbeitsvorhaben „Austernfischer“
16.1 Vorbemerkungen
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Austernfischer“ wurde im Zusammenhang mit der Einrichtung
des Wilhelmshavener Museums „Wattenmeerhaus“ geplant, durchgeführt und bewertet. Sie
wurde von den Ausbildern und Lehrern der AG Elektro im 3. Zwischenbericht dokumentiert.
16.2 Beteiligte Ausbilder und Lehrer
An der Planung, Durchführung und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Austernfischer“
waren folgende Ausbilder und Lehrer beteiligt:
Otmar Berberich, Horst Fiedler (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
Hans-Helmut Hansjürgen (Marinearsenal Wilhelmshaven)
16.3 Beteiligte Auszubildende
Das Projekt „Austernfischer“ wurde in der Ausbildung von Industrieelektronikern der Fachrichtung Gerätetechnik im 3. Ausbildungsjahr von folgenden Auszubildenden geplant, durchgeführt und bewertet:
Kathrin Busalski, Natascha Freese, Thomas Hanschen, Christian Hegge, Ralf Janssen, Thomas
Lünemann, Jörg Magnus, Andre Onnenga, Lars Stern, Florian Tetz, Wilfried Zippel (Marinearsenal Wilhelmshaven)
16.4 Identifizierung der Lern- und Arbeitsaufgabe, Vorüberlegungen
Im Wattenmeerhaus Wilhelmshaven wird versucht, „das Watt“ an Hand von ausgesuchten,
beispielhaften Ausstellungsobjekten dem Besucher als schützenswertes einmaliges Refugium
darzustellen.
Ein Projekt bezieht sich auf den Wattvogel „Austernfischer“, der vorwiegend in den Salzwiesen brütet. Um zu gewährleisten, daß die Austernfischer und weitere Wattvögel ungestört und
damit streßfrei und sicher brüten können, sind diese Salzwiesen in der Regel für den Besucher
des Wattenmeerraumes gesperrt. Dieses Verbot wird jedoch häufig mißachtet. Das rücksichtslose Betreten dieses Refugiums in der Brutzeit hat oft fatale Folgen für das Gelege des Austernfischers.
Mit der Realisierung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Austernfischer“ war die Absicht verbunden, diese Problematik den Besuchern des Wattenmeerhauses zu veranschaulichen.
16.5 Aufgabenstellung
In der Ecke eines Raumes wird ein Austernfischernest mit Vogelpräparat plaziert. Die Reaktion des brütenden Austernfischer auf Störungen während des Brütens soll an Hand seiner Herzfrequenz folgendermaßen akustisch dargestellt werden:
Befindet sich ein Besucher etwa zwei Meter außerhalb des Nestbereiches, so soll der Ruhepuls
des Austernfischers zu hören sein (Ruhepuls: 150 Schläge/Minute). Nähert sich jetzt ein Besucher dem Nest, so soll die Herzfrequenz in Abhängigkeit des Abstandes bis zur höchsten Erregungsstufe gesteigert werden (höchster Erregungszustand: 300 Schläge/Minute).
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Bei der Bearbeitung der Aufgabe sind zwei Aspekte besonders zu berücksichtigen:
a) Die Besucher des Wattenmeerhauses sollen vom Nest aus nur in einem Radius von etwa
zwei Metern bei einem Kreisausschnitt von 90º erfaßt werden. Außerhalb dieses Bereiches
soll keine Reaktion erfolgen.
b) Die Herztätigkeit des Austernfischers soll möglichst realistisch akustisch dargestellt werden.
Dabei sind die Parameter Lautstärke, Frequenzbereich (Tonlage) und Pulszeit zu berücksichtigen.
16.6 Planung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Es wurde beschlossen, das Lern- und Arbeitsvorhaben in einzelne Baugruppen aufzuteilen und
in arbeitsteiliger Gruppenarbeit zu realisieren. Die einzelnen Baugruppen sollten nach ihrer
Fertigstellung getestet und anschließend zusammengefügt werden.
16.7 Durchführung der Lern- und Arbeitsaufgabe
In den Arbeitsgruppen wurden folgende Arbeiten durchgeführt:
· Planung der Anlage (Erarbeitung von schaltungstechnischen Lösungen)
· Erstellung der Stromlaufpläne in aufgelöster Darstellung
· Erstellung der Layouts und der Bestückungspläne
· Fertigung der Platinen und der Gesamtanlage
· Inbetriebnahme, Durchführung von Anpassungen
· Vollständige Dokumentation
· Durchführung der Präsentation
16.8 Präsentation der Lern- und Arbeitsaufgabe
Die Auszubildenden schilderten den Ablauf und präsentierten das Ergebnis des Lern- und Arbeitsvorhabens im Wattenmeerhaus vor einem Plenum aus Mitarbeitern des Wattenmeerhauses,
Pressevertretern, Radio Bremen, Ausbildern, Lehrern und Vertreter der wissenschaftlichen
Begleitung. Zum einen wurde durch einen Auszubildenden das Gesamtergebnis dargestellt und
zum anderen präsentierten die jeweiligen Gruppensprecher die Teilergebnisse.
Die Präsentation erfolgte dabei sowohl an Hand von Folien (z.B. zum Schaltungsaufbau) als
auch am Originalobjekt.
Anschließend standen die Auszubildenden für Fragen aus dem Plenum zur Verfügung.
16.9 Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Als Grundlage der Bewertung wurde zunächst die Gesamtdokumentation erstellt.
In der Berufsschule erfolgte die Bewertung der geleisteten Arbeit an Hand der in der Planungsphase erstellten Bewertungskriterien.
Abb. 16-1:
Prototyp des Austernfischers im Marinearsenal
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16.10 Verlauf der Lern- und Arbeitsaufgabe
Vorplanungen
Auftragserteilung durch das Wattenmeerhaus
Wilhelmshaven
Planung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Formulierung der Aufgabenstellung
Diskussion der Aufgabenstellung
Aufteilung in Teilaufgaben
Erstellung der Arbeits- und Terminplanung
Erstellung eines Bewertungsschemas
Informationen zum Auftrag
durch Mitarbeiter des Wattenmeerhauses und der Firma EVC
Durchführung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Teilaufgabe
„Netzteil“
Teilaufgabe
„Näherungsgeber“
Teilaufgabe
„Interfaceschaltung“
Teilaufgabe
„Sinusgenerator“
Teilaufgabe
„NF-Verstärker“
Teilaufgabe
„Tongeber“
Zusammenfügen der Teilarbeiten
im Marinearsenal
Präsentation des „Austernfischers“
im Wattenmeerhaus
Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Aus- und Bewertung
der Lern- und Arbeitsaufgabe
in der BBS II
Ansprechpartner für weitergehende Informationen:
Otmar Berberich, BBS II Wilhelmshaven
Hans-Helmut Hansjürgen, Marinearsenal Wilhelmshaven
Tel.: 04421/934-0
Tel.: 04421/492-0
Lern- und Arbeitsaufgabe „Exzenterschneckenpumpe“
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17 Lern- und Arbeitsaufgabe „Exzenterschneckenpumpe“
17.1 Vorbemerkungen
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Exzenterschneckenpumpe“ wurde von den Ausbildern und
Lehrern der AG Metall als „Exzenterschneckenpumpe - Gestell“ und von den Ausbildern und
Lehrern der AG Elektro als „Exzenterschneckenpumpe - Steuerung“ im 3. Zwischenbericht
dokumentiert. Diese beiden Einzeldokumentationen sind im folgenden zu einer Gesamtdokumentation zusammengefaßt.
An der Planung, Durchführung und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Exzenterschneckenpumpe - Gestell“ waren folgende Ausbilder und Lehrer der AG Metall beteiligt:
Gustav Conrads (Marinearsenal Wilhelmshaven)
Peter Julius (Wasser- und Schiffahrtsamt Wilhelmshaven)
Wieland Körber (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
An der Planung, Durchführung und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Exzenterschneckenpumpe - Steuerung“ waren folgende Ausbilder und Lehrer der AG Elektro beteiligt:
Horst Fiedler, Lothar Hirschfeld (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
Jürgen Mohr (Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven)
Das Lern- und Arbeitsvorhaben „Exzenterschneckenpumpe - Gestell“ wurde in der Ausbildung
von Industriemechanikern der Fachrichtung Betriebstechnik in der Fachstufe 2 von folgenden
Auszubildenden geplant, durchgeführt und bewertet:
Timo Bollig, Nils Falkenhof, Marinearsenal Wilhelmshaven
Oliver Looschen, Wasser- und Schiffahrtsamt Wilhelmshaven
Das Lern- und Arbeitsvorhaben wurde in der Ausbildung von Energieelektronikern der Fachrichtungen Anlagentechnik und Betriebstechnik im 2. Ausbildungsjahr von folgenden Auszubildenden geplant, durchgeführt und bewertet:
Dennis Badberg, Fadil Duskoski, Kai Kowatzki, Jens Stuckas (Gas- und Elektrizitätswerke
Wilhelmshaven GmbH)
Stefan Ihme, Jörg Penning (PreussenElektra AG Kraftwerk Wilhelmshaven)
Jens Tholen (Firma Ulmer, ist nicht Mitglied von GoLo)
Die Lern- und Arbeitsaufgabe ergab sich aus der Arbeit des Umweltlabors der Fachhochschule
Wilhelmshaven.
Das Umweltlabor benötigte ein Exzenterschneckenpumpenaggregat, welches aus gleichen
Komponenten und mit identischen Funktionen erstellt werden sollte wie ein bereits vorhandenes. Einzige Vorgabe waren der grundsätzliche Aufbau und die Berücksichtigung bereits be-
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schafften Komponenten (Pumpe, 3-Phasenmotor, Elemente der Motorsteuerung). Unter den
Gesichtspunkten der Handhabung, Wartungs- und Bedienerfreundlichkeit sowie einer DINVDE-gerechten Installation der Anlagenteile sollten erhebliche Verbesserungen gegenüber dem
vorhandenen Aggregat vorgenommen werden.
Weiterhin wurde für die Exzenterschneckenpumpe ein fahrbares Gestell benötigt, auf das der
Motor und die Pumpe montiert sind.
Die GoLo-Arbeitsgruppen „Elektro“ und „Metall“ einigten sich darauf, die Lern- und Arbeitsaufgabe berufsfeldübergreifend zu realisieren.
Grundsätzliche Aufgabe der Industriemechaniker sollte die Planung und Fertigung des Gestells
sein. Die Energieelektroniker sollten die Planung der Steuerung und der Befehls- und Meldegeräte sowie deren Montage und Verdrahtung durchführen.
Die beteiligten Auszubildenden, Ausbilder und Lehrer besichtigten in der Fachhochschule das
vorhandene Aggregat und klärten vor Ort mit dem Laborbeauftragten Einzelheiten des Auftrags.
17.5.1 Metalltechnik
Die Aufgabenstellung für die Berufsgruppe der Industriemechaniker wurde von den Auszubildenden selbst unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen des Auftraggebers formuliert.
Aufgabenstellung im Wortlaut der Schüler:
„Es soll ein Fahrgestell für eine zweite Schneckenpumpe für die Fachhochschule erstellt werden, das aber mobiler als das bisherige Fahrgestell sein soll.“
17.5.2 Elektrotechnik
Für die Fachhochschule Wilhelmshaven ist die Steuerung für ein Exzenterschneckenpumpenaggregat zu planen und zu erstellen. Die erforderlichen Geräte und Betriebsmittel stellt die
Fachhochschule.
Das Pumpenaggregat, bestehend aus fahrbarem Untergestell und Exzenterpumpe mit angeflanschtem Motor, soll von Industriemechaniker des 2. Ausbildungsjahres geplant und erstellt
werden.
Es sind die Steuerung des Antriebsmotors mittels Frequenzumrichter, Umfang und Anordnung
der erforderlichen Befehls-, Melde- und Überwachungseinrichtungen sowie deren Montage
und Verdrahtung zu planen und durchzuführen.
Um eine bedien- und wartungsfreundliche Anordnung der Geräte zu sichern, ist wegen ihrer
Befestigungspunkte auf dem Aggregatträger die Absprache mit den Industriemechanikern erforderlich. Für weitere Rücksprachen steht der Lehrbeauftragte der Fachhochschule als Ansprechpartner zur Verfügung.
Der Verlauf der Planung und Durchführung der Lern- und Arbeitsaufgabe ist zu dokumentieren. Für den Auftraggeber sind technische Unterlagen für Wartung und Bedienung zu erstellen.
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Im Rahmen der Planung der Lern- und Arbeitsaufgabe wurde beschlossen, den Auftrag der
Fachhochschule Wilhelmshaven berufsfeldübergreifend zu bearbeiten, wobei die Industriemechaniker für die Verbesserung und den Bau des Gestells zuständig waren. Bereits in der Planungsphase wurde die Notwendigkeit berücksichtigt, regelmäßige Absprachen mit den Energieelektronikern zur möglichst reibungslosen Koordinierung der Arbeiten zu treffen.
In der Arbeitsgruppe Elektro wurde beschlossen, den Auftrag der Fachhochschule Wilhelmshaven nicht nur berufsfeldübergreifend, sondern auch innerhalb der Gruppe der Energieelektroniker arbeitsteilig in zwei Gruppen zu bearbeiten.
Die (Teil-)Aufgabe „Steuerung des Antriebsmotors“ beinhaltete die Planung der Steuerung des
Antriebsmotors, der Anordnung der erforderlichen Geräte im Schaltkasten sowie die Montage
und Verdrahtung dieses Schaltkastens.
Die (Teil-)Aufgabe „Befehls-, Melde- und Überwachungseinrichtungen“ betraf die Planung
aller Befehls-, Melde- und Überwachungsgeräte sowie ihre Gesamtverdrahtung.
Die Endmontage, die Parametrierung des Umrichters und die Durchführung eines Probelaufs
sollte von beiden Gruppen gemeinsam vorgenommen werden.
Für die Durchführung der Lern- und Arbeitsaufgabe hatten sich die Auszubildenden folgende
Verbesserungen als Ziel gesetzt:
- Verbesserung des Fahrgestells für bessere Beweglichkeit
- Verbesserung der Bedienerfreundlichkeit durch einen Handgriff zum Schieben
- Normgerechte Farbgebung
- Benutzerfreundliche Positionierung des Schaltkastens
Zur Erreichung dieser Ziele wurden von den Auszubildenden folgende Arbeiten durchgeführt:
- Anfertigung von Skizzen und Konstruktionszeichnungen (Abb. 17-3)
- Materialbeschaffung vom Wasser- und Schiffahrtsamt
- Fertigung des Fahrgestells (Sägen, Bohren, Schweißen)
- Montage des Fahrgestells
- Lackierung des Fahrgestells in Signalfarben
Die Arbeitsgruppen erstellten die Planungsunterlagen zu ihrer Teil-)Aufgabe. Die Planungsergebnisse wurden allen beteiligten Auszubildenden, Ausbildern und Lehrern vorgestellt. Korrektur- und Verbesserungsvorschläge aus diesem Plenum wurden für den weiteren Verlauf berücksichtigt. Sowohl während der Planung als auch während der Fertigung, Montage und Verdrahtung hielten die Auszubildenden engen Kontakt sowohl untereinander als auch zu ihren
Kollegen aus der Metalltechnik und versuchten durch ständigen Austausch und Abgleich Fehl-
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planungen und Fehlentwicklungen zu vermeiden. So konnte die Aufgabe trotz des engen Zeitrahmens termingerecht gelöst werden.
Zusätzlich beschaffte Informationen wurden allen Beteiligten zugänglich gemacht. Die Dokumentation wurde gemeinsam in Schule und Betrieb erstellt.
Die Präsentation des Lern- und Arbeitsvorhabens, während der auch die Inbetriebnahme der
Exzenterschneckenpumpe erfolgte, wurde in Absprache und gemeinsam mit den Energieelektrikern vor Auszubildenden, Ausbildern, Lehrern sowie Vertretern der Fachhochschule im Umweltlabor der Fachhochschule Wilhelmshaven durchgeführt. Für diese Veranstaltung hatten die
Auszubildenden Folien zum geplanten Präsentationsablaufs sowie zur Veranschaulichung des
Verlaufs der Lern- und Arbeitsaufgabe erstellt.
Die abschließende Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe erfolgte berufsfeldspezifisch. In
der Metalltechnik wurde ein Auswertungsgespräch zwischen den beteiligten Auszubildenden
und dem betreuenden Lehrer durchgeführt. Dabei lieferte vor allem die Auswertung der Präsentation in der Berufsschule mit der gesamten Klasse Anregungen, die bei zukünftigen Präsentationen Berücksichtigung finden sollten.
Abb. 17-1: Schaltschrank
Abb. 17-2: Pumpe
Abb. 17-3: Skizze des Gestells
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17.10 Verlauf der Lern- und Arbeitsaufgabe, Metalltechnik
Vorplanungen
Auftragserteilung durch die Fachhochschule
Wilhelmshaven
Formulierung von Zielvorstellungen und
Bewertungskriterien
durch Mitarbeiter der Fachhochschule Wilhelmshaven
Entwicklung von
Verbesserungsvorschlägen
Erstellung von
technischen Zeichnungen
Materialbeschaffung
Fertigung des
Gestells
Dokumentation
der theoretischen und praktischen
Arbeiten
Präsentation des Gestells für die
Exzenterschneckenpumpe in der
Fachhochschule Wilhelmshaven
Aus- und Bewertung
in der BBS II
Ansprechpartner für weitergehende Informationen für die AG Metall:
Wieland Körber, BBS II Wilhelmshaven
Tel.: 04421/934-0
Gustav Conrads, Marinearsenal Wilhelmshaven
Tel.: 04421/492-470
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17.11 Verlauf der Lern- und Arbeitsaufgabe, Elektrotechnik
Vorplanungen
Auftragserteilung durch die Fachhochschule
Wilhelmshaven
durch Mitarbeiter der Fachhochschule Wilhelmshaven
Aufteilung in Arbeitsgruppen
Teilaufgabe
„Steuerung des
Antriebsmotors“
Teilaufgabe
„ Befehls-, Melde- und
Überwachungseinrichtungen“
Vorstellung und Diskussion der Ergebnisse
Einarbeitung von Verbesserungsvorschlägen
Endmontage
Parametrierung des Umrichters
Probelauf
Präsentation und Inbetriebnahme des
Exzenterschneckenpumpenaggregats in der
Fachhochschule Wilhelmshaven
Aus- und Bewertung
in der BBS II
Ansprechpartner für weitergehende Informationen für die AG Elektro:
Horst Fiedler, BBS II Wilhelmshaven
Tel.: 04421/934-0
Jürgen Mohr, Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven Tel.: 04421/404-355
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Lern- und Arbeitsaufgabe „Folgesteuerung“
18 Lern- und Arbeitsaufgabe „Folgesteuerung“
18.1 Vorbemerkungen
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Folgesteuerung“ wurde von den Ausbildern und Lehrern der
AG Elektro im 3. Zwischenbericht dokumentiert.
An der Planung, Durchführung und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Folgesteuerung“ waren folgende Ausbilder und Lehrer beteiligt:
Horst Fiedler, Klaus Siegert (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
Waldemar Janssen (Marinearsenal Wilhelmshaven)
Das Projekt „Folgesteuerung“ wurde in der Ausbildung von Industrieelektronikern der Fachrichtung Gerätetechnik im 2. Ausbildungsjahr von folgenden Auszubildenden geplant, durchgeführt und bewertet:
Daniel Dirks, André Emkes, Fabian Flemming, Helmut Gerdes, Björn Haar, Volker Harms,
Michael Hast, Danny Heine, Rüdiger Schmidt, Nils Stern, Thorsten Tiltmann (Marinearsenal
Wilhelmshaven)
18.4 Identifizierung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Für den hydraulischen Antrieb einer Seilwinde wird der Öldruck durch zwei, von Drehstromasynchronmotoren angetriebene Ölpumpen erzeugt. Die Motoren werden vom Bedienungspersonal über Taster mit einer Schützschaltung entsprechend den Anforderungen der hydraulischen Anlage nach dem Prinzip der Folgesteuerung geschaltet. Durch die einfache elektrische
Schaltung und den begrenzte Umfang der Anlage, bietet sich diese Aufgabe als Lern- und Arbeitsvorhaben für das 2. Ausbildungsjahr der Industrieelektroniker, Fachrichtung Gerätetechnik
an. Es werden Lernziele aus den Bereichen Energieverteilung und Steuerungstechnik abgedeckt. Für die Durchführung der Arbeiten an der Anlage stand ein Zeitraum von 3 Wochen zur
Verfügung.
Das betriebliche Umfeld der Lern- und Arbeitsaufgabe
Für den hydraulischen Antrieb einer Seilwinde wird der Öldruck durch zwei von Drehstromasynchronmotoren angetriebene Ölpumpen erzeugt. Die Motoren werden über Taster mit einer
Schützschaltung entsprechend den Anforderungen der hydraulischen Anlage gesteuert.
Hinweise zu Planung und Ablauf der Lern- und Arbeitsaufgaben
Zu Beginn der Arbeit ist ein Ablaufplan für die anfallenden Tätigkeiten zu erstellen und mit den
Beteiligten abzustimmen. Es sind geeignete Arbeitsgruppen zu bilden. Die Zuständigkeiten der
Gruppenmitglieder für bestimmte Arbeiten sind festzuhalten.
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Die für die Planung und Ausführung der Arbeiten notwendigen Informationen zu gewünschten
technischen Eigenschaften der Anlage, die Ermittlung der technischen Gegebenheiten und die
Bedingungen für die Ablaufplanung sollen in einem Gespräch mit dem Betreiber der Anlage
und aus den vorgegebenen Unterlagen ermittelt und festgehalten werden. Ausbilder und Lehrer
geben auf gezielte Nachfragen weitere Unterstützung.
Es sind die einschlägigen Sicherheitsbestimmungen zu beachten.
Dokumentation, Präsentation und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgaben
Der Bericht über die einzelnen Lern- und Arbeitsaufgaben soll die allgemeine Aufgabenstellung, die Arbeitsplanung, eine Darstellung des Verlaufs, eine Beurteilung und eine technische
Dokumentation enthalten. Der Verlauf der Lern- und Arbeitsaufgaben und die Arbeitsergebnisse sollen einer Gruppe von unbeteiligten Fachkollegen zur Bewertung vorgestellt werden. Für
den Auftraggeber sind Hinweise für Bedienung und Wartung der Steuerung anzufertigen.
Bei einem Ortstermin wurde von den beteiligten Lehrkräften der Zustand der Anlage und der
Umfang der anfallenden Arbeiten festgestellt. Die elektrische Anlage der Seilwinde entsprach
nicht den heutigen Anforderungen und sollte erneuert werden. Alle Komponenten sollten geprüft und falls nötig instandgesetzt oder erneuert werden.
Durchgeführt werden sollte das Arbeitsvorhaben im Rahmen der 4+1-Regelung für zusätzliche
Berufsschultage. Nachdem die Schüler ihre Zustimmung zum Lern- und Arbeitsvorhaben gegeben hatten, konnte in Absprache mit dem Betreiber der Anlage und dem Ausbildungsbetrieb
ein Zeitplan erstellt werden.
Im Anschluß an die Aufgabenstellung erfolgte an einem Berufsschultag mit der gesamten Klasse in arbeitsteiliger Gruppenarbeit vor Ort eine Bestandsaufnahme. Der Arbeitsplan wurde mit
der Metaplantechnik entworfen. Am folgenden Berufsschultag wurden die Planungs- und Entwicklungsaufgaben erledigt sowie das benötigte Material bestellt.
An zwei Berufsschultagen in der darauffolgenden Woche konnte im Ausbildungsbetrieb der
Schaltkasten montiert und verdrahtet werden. Die Demontage der alten Anlage und die Montage des neuen Schaltkastens erfolgte durch eine Arbeitsgruppe aus 4 Schülern mit Unterstützung der Lehrkräfte. Nach der Kontrolle der Arbeiten und der Überprüfung der Sicherheitsmaßnahmen nahmen die Auszubildenden die Anlage erfolgreich in Betrieb.
An den folgenden Berufsschultagen wurden die schriftlichen Unterlagen erstellt.
Die Präsentation der Unterlagen, einer CBP (Computer Based Presentation) mit Videovorführung über Großbildprojektion, wird z. Zt. noch überarbeitet.
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Im Rahmen der Lern- und Arbeitsaufgabe erstellten die Auszubildenden einen Fragebogen zur
Bewertung der Arbeit aus ihrer Sicht. Die Beurteilungen sind durchweg positiv.
Der Auftraggeber zeigte sich voll zufrieden mit der Arbeit der Auszubildenden. Die Beurteilung durch die Fachkollegen ergab keine Mängel.
Aus pädagogischer Sicht war die Lern- und Arbeitsaufgabe ein Erfolg. Das selbständige Arbeiten motivierte die Auszubildenden zu intensiver Beschäftigung mit den anstehenden Problemen, zu einer hohen Identifikation mit den Aufgaben und führte zu guten Lernergebnissen.
Abb. 18-1:
Bedienungsanleitung für die Folgesteuerung
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Aufnahme
des Istzustandes der
Slipanlage
Einteilung von Arbeitsgruppen
Entwicklung der Anlage:
- Ermittlung der Funktion
- Entwurf der Steuerschaltung
- Bemessung der Zuleitung
Bau des Schaltkastens:
- Bohren/Montage des Deckels
- Montage der Grundplatte
- Verdrahtung der Komponenten
Beschaffung des Materials:
- Auswahl des Materials
- Bestellung des Materials
Montage/Anschluß der Anlage:
- Demontage der alten Anlage
- Montage und Anschluß der
neuen Anlage
Überprüfung der Sicherheitsmaßnahmen
Inbetriebnahme der Anlage
Anfertigung der Dokumentation
Präsentation der Anlage
Übergabe an den Kunden
Aus- und Bewertung
in der BBS II
Horst Fiedler, BBS II Wilhelmshaven
Waldemar Janssen, Marinearsenal Wilhelmshaven
Tel.: 04421/934-0
Tel.: 04421/492-0
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Lern- und Arbeitsaufgabe „Mesokosmos Wattenmeer“
19 Lern- und Arbeitsaufgabe „Mesokosmos Wattenmeer“
19.1 Vorbemerkungen
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Mesokosmos Wattenmeer“ wurde von den Ausbildern und
Lehrern der Arbeitsgruppe Elektro im 2. Zwischenbericht dokumentiert. Die wissenschaftliche
Begleitung hat lediglich redaktionelle Überarbeitungen vorgenommen.
Die Dokumentation im 2. Zwischenbericht enthält die Schaltpläne für die Steuerung der Lichtanlage, der Meerwasserkühlung und der Pumpstation.
Otmar Berberich, Klaus Siegert (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
Jürgen Mohr (Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven GmbH)
Horst Pagels (Marinearsenal Wilhelmshaven)
An dieser Lern- und Arbeitsaufgabe waren die Auszubildenden der Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven GmbH - Energieelektroniker Fachrichtung Anlagentechnik - und des Marinearsenals Wilhelmshaven - Industrieelektroniker Fachrichtung Gerätetechnik - beteiligt.
19.4 Vorüberlegungen
Das Nationalparkzentrum Wilhelmshaven eröffnet am 7. Mai 1997 eine ständige Ausstellung
über den Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer. Das in der alten Torpedowerft von Wilhelmshaven entstehende Wattenmeerhaus hat eine Ausstellungsfläche von etwa 1500 m2. Die
Ausstellung möchte den Besuchern Einblicke in die Zusammenhänge des Wattenmeeres vermitteln.
Im Austellungsbereich „Das Watt“ sind etwa 2 m2 echtes Watt zu sehen, zu riechen und zu
fühlen. Der hier entstandene Mesokosmos ist ein in der Forschung verwendetes Hilfsmittel zur
Simulation von natürlichen Lebensräumen im Labor. Der Begriff „Mesokosmos“ entstammt
der biologischen Forschung. Die Vorsilbe „Meso“ beschreibt allein die räumliche Ausdehnung
der Anlage. Durch den Begriff „Kosmos“ wird angedeutet, daß diese Anlage eine Welt für sich
ist. Alle bedeutenden Einflüsse der Umwelt auf das System sind so weit wie möglich nachgebildet worden.
Im Gegensatz zu üblichen Aquarien werden die Lebewesen nicht gefüttert. Im Mesokosmos
stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Jägern und Gejagten, zwischen Produzenten und Konsumenten ein. Wesentliche Faktoren für eine solche Anlage sind Licht, Wind, Temperatur,
Gezeiten, Salzgehalt und die Versorgung mit Sauerstoff. Alle diese Faktoren müssen künstlich erzeugt und gesteuert werden.
19.5 Anforderungen an die Lern- und Arbeitsaufgabe
Der Wasserstand bei Hochwasser soll ungefähr 100 mm betragen. Die in dem Becken lebenden
Organismen sind teilweise Kiemenatmer (z. B. alle Wattwürmer). Es ist darum ein gewisser
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Wasserüberstand über der Sedimentoberfläche bei Hochwasser nötig. Bei Niedrigwasser soll
die Wattfläche trocken liegen und die Möglichkeit gegeben sein, daß Wasser auch aus dem
Sedimentkörper sickern kann. Die bei jeder Flut bzw. Ebbe zu bewegende Wassermenge beträgt somit etwa 200 Liter.
Der Rhythmus der Tide im Mesokosmos soll 12 Stunden betragen. Das bedeutet, daß das
Wasser
· drei Stunden aufläuft,
· drei Stunden als Hochwasser verharrt,
· drei Stunden abläuft und
· drei Stunden trocken liegt.
Die natürliche Tide hat einen nur sehr kurzen Wasserstillstand. Ein Takt von rund sechs Stunden Flut und sechs Stunden Ebbe kann aus technischen Gründen nicht erreicht werden. Bei
einem realistischen Zu- und Ablauf von je sechs Stunden wäre der Durchfluß des Wasser zu
gering. Damit würden sich Probleme, wie z. B. das Versanden der Leitungen, ergeben.
Das Trockenfallen über eine Zeit von drei Stunden entspricht in etwa den natürliche Gegebenheiten des deutschen Wattenmeeres. Der im Wattenmeer vorhandene Tidenhub von durchschnittlich 2,50m kann natürlich nicht simuliert werden. Es ist für die Sauerstoffversorgung der
Wattiere ausreichend, wenn das Wasser einige Zeit über dem Sediment verharrt.
Tageslichtähnliche Beleuchtung ist für das Funktionieren des Mesokosmos Voraussetzung.
Kieselalgen (Diatomeen) stellen für eineiige Tiere die Lebensgrundlage dar. Diese einzelligen
Pflanzen stehen am Anfang der Nahrungskette. Für ihr Wachstum und für die Bildung von
Biomasse (Photosynthese) ist Licht von bestimmter Wellenlänge und Intensität nötig. Pflanzen
benötigen je nach dem vorhandenen Chlorophylltyp die Wellenlänge 350 nm bis 450 nm und
600 nm bis 700 nm.
Die Luftbewegung über der Wasseroberfläche soll das Seewasser während des Hochwassers
mit Sauerstoff anreichern. Der im Wasser gelöste Sauerstoff ist lebensnotwendig für die Lebewesen im Watt.
Ein Stromausfall von mehreren Stunden muß eingeplant werden. Um ein Absterben der Tiere
in einem solchen Störfall zu verhindern ist es notwendig, daß während dieser Zeit eine Wassersäule über dem Sediment stehen bleibt.
Die Wassertemperatur muß kontinuierlich geregelt werden. Wie in der Natur, muß auch hier
die Wassertemperatur im Laufe des Jahres schwanken. Einige Lebewesen, insbesondere die
höher entwickelten, nehmen Temperaturschwankungen des Wassers wahr und richten ihre
Fortpflanzung danach aus. Auf den natürlichen Wattflächen können die Temperaturen an
Sommertagen 30o C und im Winter bei Frost bis -15o C erreichen. Diese Temperaturschwankungen sind nur sehr schwer und mit großem Aufwand zu realisieren. Versuche an der Universität Oldenburg haben ergeben, daß Wassertemperaturschwankungen von 10o C im Winter bis
30o C im Sommer ein natürliches Leben der Tiere im Mesokosmos ermöglichen.
Alle verwendeten Materialien müssen so beschaffen sein, daß sie die Lebewesen in ihrem natürlichen Verhalten nicht negativ beeinflussen. Da das System nur ein geringes Seewasservo-
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lumen enthält, muß die Verwendung von eventuell löslichen Stoffen bedacht werden. Kunststoffe dürfen deshalb keine wasserlöslichen oder toxischen Weichmacher enthalten. Metalle
können nicht verwendet werden, da Metallionen in Lösung gehen würden und damit eine Belastung für die Organismen darstellen.
Eine Sauerstoffanreicherung des Seewasser ist dringend erforderlich. In der Nordsee ist das
Wasser in der Regel sauerstoffgesättigt. Dabei sind bei einer Temperatur von 10o C etwa 6,4
cm3 Sauerstoff je Liter Seewasser gelöst. Insbesondere während der Zeit, in der sich das Wasser in den Tanks befindet, muß eine Durchlüftung stattfinden, da die Diffusion von Sauerstoff
im Wasser sehr gering ist.
Kommt es im Wasser zu einem Sauerstoffmangel setzt der anaerobe Stoffwechsel von Bakterien ein. Das Wasser „fault“. Die dabei entstehenden Stoffwechselprodukte sind teilweise giftig
(Ammoniak) und übelriechend (Schwefelwasserstoff).
Die Wassermenge im System darf nicht zu klein gewählt werden. Das Leben und die Tätigkeit
der Lebewesen unterliegt gewissen Schwankungen. Ebenso hat die Umgebung Einfluß auf den
Mesokosmos. Um plötzliche Veränderungen im Wasser (Nährstoffgehalt, Salzgehalt, Temperatur) zu vermeiden, muß die vorhandene Wassermenge größer sein als diejenige, die zum Befüllen des Wattbeckens bei Hochwasser ausreichen würde. Das „überschüssige“ Wasser wirkt
als natürliche Dämpfung für Schwankungen. Erfahrungen mit Mesokosmen dieser Größe haben gezeigt, daß 300 Liter Gesamtwassermenge nicht unterschritten werden sollten.
Der Salzgehalt im Wasser des Mesokosmos verändert sich durch Verdunsten von Wasser.
Durch Zugaben von destilliertem oder deionisiertem Wasser muß der Salzgehalt geregelt und
die verdunstete Wassermenge regelmäßig und in kurzen Abständen aufgefüllt werden.
Die Funktionsweise des Mesokosmos soll ersichtlich und nachvollziehbar sein. Nicht allein
das Leben im Watt ist Gegenstand der Ausstellung, auch die technische Realisierung eines
künstlichen Ökosystems soll den Besuchern gezeigt werden.
Die Technik des Wattmesokosmos zur künstlichen Erzeugung der abiotischen Einflüsse auf das
Leben im Wattenmeer, wie Licht, Änderung der Temperatur, Gezeiten und Wind sollen für
interessierte Besucher erkennbar sein. Aus diesem Grund sind alle Elemente sichtbar anzuordnen, so daß sie eventuell mit erläuternden Beschriftungen versehen werden können.
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19.5.1 Lösungsvariante
Fluttank
Wattbecken
Ebbetank
Pumpe
Abb. 19-1: Mesokosmos Wattenmeer - schematische Darstellung
Die Pumpe füllt den Fluttank mit Wasser aus dem Ebbetank und schaltet danach ab. Bei Einsetzen der Flut öffnet das Ventil am Flutbehälter. Der Fluttank läuft aus und füllt das Wattbecken innerhalb von drei Stunden mit der erforderlichen Wassermenge. Das Ventil schließt sich.
Nun steht das Wasser drei Stunden im Wattbecken über dem Sediment. Danach öffnet das
Ventil am Ablauf des Wattbeckens. Das Wasser läuft in den Ebbetank. Nach weiteren drei
Stunden ist das Wattbecken leer gelaufen und das Ventil schließt sich. Die Pumpe füllt daraufhin den Fluttank mit Wasser. Die Pumpe kann so ausgewählt werden, daß dieses innerhalb von
kurzer Zeit geschieht. Für drei Stunden befindet sich das Wasser in den beiden Tanks und wird
dort belüftet.
19.5.2 Baugruppen der Mesokosmosanlage
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Wattbecken
Fluttank
Ebbetank
Pumpe
Kühlanlage
Winderzeugung
Lichtanlage
Stromversorgungsanlage
Steuerungseinheit
19.5.3 Auswahl der Betriebsmittel
Beleuchtung
Der Wattmesokosmos muß künstlich beleuchtet werden. Das Spektrum dieser Beleuchtung
muß dem natürlichen Sonnenspektrum ähneln. Phototrophe Lebewesen bilden die Ernährungs-
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grundlage für andere Lebewesen. Die Beleuchtung darf nicht aufwärmen, also keine großen
Anteile des Spektrums im infraroten Bereich besitzen.
Luftbewegung
Bei Hochwasser soll im Wattbecken eine Luftbewegung über der mit Wasser bedeckten Fläche
erzeugt werden. Die Verwendung eines geeigneten Gebläses soll den Luftstrom horizontal
über den Mesokosmos streichen lassen.
Der Luftstrom wird die Verdunstungsrate des Wassers erhöhen. Die Wahl der geeigneten
Windgeschwindigkeit kann daher nur im direkten Langzeitversuch erfolgen.
Pumpe
Folgende Kriterien sind für die Pumpenauswahl relevant:
· Seewasserbeständigkeit
· geringe Geräuschentwicklung
· lange Lebensdauer.
Die Förderleistung der Pumpe ergibt sich aus der Wasserverteilung bei den verschiedenen Betriebszuständen:
Betriebszustand
Hochwasser
Wattbecken
Ebbetank
Gesamtmenge
154 Liter
120 Liter
86 Liter
360
Liter
0 Liter
120 Liter
240 Liter
360
Liter
120 Liter
0 Liter
240 Liter
360
Liter
0 Liter
0 Liter
360 Liter
360
Liter
Niedrigwasser
Stromausfall
Fluttank
Ausfall der Pumpe
Abb. 19-2: Wasserverteilung im Mesokosmos bei verschiedenen Betriebszuständen
Die erforderliche Pumpenleistung errechnet sich zu
Q=
VEt
l
= 360
t
h
Es wird eine Pumpe benötigt, die eine Förderhöhe von 2,00 m und eine Förderrate von 400
Liter pro Stunde erbringt.
Steuerung des Wasserflusses
Die Steuerung des Wasserflusses geschieht durch Magnetventile. Am Einlauf des Wattbeckens
ist dieses ein stromlos geöffnetes Ventil, am Auslauf ein stromlos geschlossenes. Durch die
Wahl dieser Ventile und ihre Anordnung wird bei einem Stromausfall Hochwasser im Wattbecken herbeigeführt.
Die Steuerung der Ventile erfolgt über Zeitschaltuhren. Eine Tideverschiebung, wie sie sich in
der Natur darstellt, läßt sich damit allerdings nicht realisieren. Bei einer späteren Überarbeitung
der Anlage soll dieser Umstand berücksichtigt werden. Die gewählte Lösung setzt voraus, daß
Mitarbeiter des Wattenmeerhauses von Zeit zu Zeit Eingriffe in das System vornehmen müssen.
137
Zeitintervalle
Zeitschaltuhr Flut
Ventil Flut
An
Zu
Aus
Auf
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30 /
Abb. 19-3: Zeitinterwalle für die Flut im Mesokosmos
Zeitschaltuhr Ebbe
Ventil Ebbe
An
Auf
Aus
Zu
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30 / h
27
30 / h
Abb. 19-4: Zeitinterwalle für die Flut im Mesokosmos
Wasserstand im Wattbecken
Hochwasser
Niedrigwasser
0
3
6
9
12
15
18
Abb. 19-5: Hoch- und Niedrigwasser im Wattbecken
21
24
138
Kühlaggregat
Das Kühlaggregat im Mesokosmos kann nicht direkt das Wasser im Wattbecken kühlen, sondern nur das Wasser, welches bei Flut einläuft. Das Wasser im Wattbecken ist bei Hochwasser
nicht mehr im Kreislauf von
Ebbetank ------> Pumpe --------> Kühlaggregat ---------> Fluttank
Während der Hochwasserphase erwärmt sich das Wasser sehr schnell und überschreitet die
geforderten Temperaturen. Das Wasser muß deshalb bis unter 10o C gekühlt werden, um der
späteren Erwärmung gerecht werden zu können.
Für das Wattenmeerhaus in Wilhelmshaven ist zur modellhaften Realisierung des Mesokosmos
Wattenmeer eine Steuerung zu planen, zu entwickeln und zu installieren.
Die Steuerung soll folgende Funktionseinheiten enthalten:
Ausleuchtung des Ökosystems Wattenmeer:
Luxzahl
Tag- und Nachtumschaltung
Dämmerung
Regulierung des Meerwasserstandes:
Auf- und ablaufendes Wasser
Hochwasser
Niedrigwasser
Kühlung des Meerwassers:
Tageszeitliche Abhängigkeit
Jahreszeitliche Abhängigkeit
Oberflächenbelüftung:
Erzeugung eines Wellenbildes
Abführung von Stauwärm
Bei der Ausführung sind folgende Punkte besonders zu beachten:
· VDE-Bestimmungen zu spritzwassergeschützten Anlagen
· Energieversorgung / Energieverbrauch
· Personenschutz
· Bedien- und Reparaturfreundlichkeit
139
19.7 Handlungsmöglichkeiten und Lernchancen im Überblick
Handlungsmöglichkeiten der Azubis.
Lernchancen der Azubis.
Betrieb Schule
Was können die Azubis wo tun?
Was können die Azubis wo lernen?
Informationen sammeln und auswerten
Umgang mit Katalogen, Datenblättern, Applikationen und Schaltungssammlungen
X
X
Einfordern von Zusatzinformationen
Erkennen und ausgleichen von Wissensdefiziten
X
X
Schaltskizzen erstellen
Schaltzeichen, Normung
X
X
unbekannte Bezeichnungen und Symbole
klären
Umgang mit Tabellenbüchern Arbeitsteiliges
Vorgehen in Kleingruppen
X
X
selbständiges Erarbeiten von fehlenden
Kenntnissen
Grundlagenwissen erweitern
X
X
selbständiges Erarbeiten von fachspezifischen Anwendungen
Anwendungsbezogene Fachkenntnisse sammeln
X
X
geeignete Bauteile / -gruppen auswählen
Vertiefen von Bauteilkenntnissen
X
X
Auswahl der Arbeits- und Meßmittel
Praxisgerechtes Planen, Umgang mit geeigneten Meßmitteln
X
X
Schaltpläne entwerfen
Schaltplankriterien erarbeiten
X
X
VDE-Vorschriften beachten
Anwendung der VDE-Vorschriften
X
Zeitsteuerungen und Schützschaltungen
entwerfen
Zeitsteuerungen und Schützschaltungen testen
X
X
Funktionszusammenhänge ermitteln
Kenntnisse über Funktionszusammenhänge
unterschiedlicher Baugruppen erwerben
X
X
Funktionsgruppen aufbauen und prüfen
Entwickeln von Prüf- und Testkriterien
X
X
Endmontage und Inbetriebnahme
Montagevorschriften nach VDE „Spritzwassergeschützt“
X
Herstellungskosten ermitteln
Kosten anhand eines Kalkulationsschema
berechnen
X
erstellen einer Bedienungsanleitung
kennenlernen eines Textverarbeitungsprogrammes, Gliederung von Texten
Bewertungsraster erstellen
erarbeiten von Beurteilungskriterien
X
X
Arbeitsaufgaben beurteilen und bewerten
unterschiedliche Beurteilungen akzeptieren
X
X
Planung und Durchführung einer Präsentation
vorstellen von Arbeitsergebnissen, Umgang
mit Medien
X
X
X
140
Mesokosmos Wattenmeer
Aufgabenstellung beim
GEW
Einführung in GOLO
Informationsphase
Planungsphase
Entscheidungsphase
Durchführungsphase
Kontrollphase
Beurteilungsphase
Marinearsenal
Einteilung der Arbeitsgruppen
- Literaturhinweise durch Ausbilder und Lehrer
- Beschaffung und Auswertung von Katalogen
- Auswerten von Datenblättern
- Informieren durch Beispiellösungen
- Toxische Bewertung der eingesetzten Materialien
- Seewasserfestigkeit von Materialien
- Erste Entwürfe von Schaltungen „Pumpstation“
- Besprechung der Teillösungen im Betrieb und in der
Schule
- Abwägen der diskreten oder IC-Lösung
- Abwägen der Lösung Jahressteuerung oder Teilautomatik
- Festlegen auf unterschiedliche Lösungen
- Entscheidung zu Gunsten wartungsarmer und störsicherer
Lösungen
- Realisierung durch mechanische Bauelemente
- Teilautomatik mit einstellbarer Zeitsteuerung
- Einstellung der Jahreszeiten mittels Handsteuerung
- Teilaufbau der Schaltungen im Betrieb
- Teilfertigungen im Betrieb und in der Schule
- Unterweisung in einer Textverarbeitung durch Ausbilder
und Lehrer
- Erarbeiten von Kontrollpunkten (Sicherheit, Dauertest)
- Testabschnitte im Betrieb
- Testabschnitte in der Schule
- Test der „Absoluten Störsicherheit“
- Vorstellung der Arbeitsergebnisse in Schule und Betrieb
- Bewertung durch Auszubildende, Ausbilder und Lehrer
- Bewertung durch Anwender
Arbeitsgruppe im Lernortverbund
- Bildung von betriebsübergreifenden Arbeitsgruppen
- Festlegung von Teilkomponenten - Lichtsteuerung, Pumpstation, Kälteregelung - Fertigung der Teilkomponenten in Gruppen
- Zusammenfügen und installieren der Teilkomponenten
- Test und Präsentation der Anlage
141
142
19.9 Die einzelnen Projektsequenzen
Projektsequenz
Didaktischer Kommentar
Aufgabenstellung
Aufgabenstellung innerhalb der Modellversuchsbetriebe
Individuelles Informieren über die Aufgabenstellung
Herstellung eines betriebsspezifischen Praxisbezuges
Erläuterung der Aufgabenstellung durch die Ausbilder
Förderung eines Gruppenbewußtseins Steuerung
durch die Ausbilder nur bei problematischen Gruppenbildung
Bildung von Arbeitsgruppen (anfangs intern, später
betriebsübergreifend)
Informationsphase
Erkundung der örtlichen Gegebenheiten
Erörterung der praktischen Möglichkeiten in Absprache mit dem Wattenmeerhaus
Orientierungs- und Überblickswissen erwerben
Auswählen technischer Lösungen
Sammeln von Beispielen
Besuch von Fachbüchereien
Bestellen von Applikationen und Firmenunterlagen
Planungsphase
Festlegung der Rahmenbedingungen
Erstellen eines Blockschaltbildes
Entwickeln von ersten Testschaltungen innerhalb der
Gruppen
Auswählen von Modulen
Austesten einzelner Bausteine
Entscheidungsphase
Aufteilung der Arbeitsschwerpunkte innerhalb der
Gruppen
Festlegung der Durchführungsmöglichkeiten
Festlegung der technischen Ausführung
Durchführungsphase
Aufbau und Erprobung von Teillösungen
Realisierung der Einzelkomponenten
Lichtanlage
Pumpstation
Temperaturregelung des Meerwassers
Testen der Einzelkomponenten im Labor
Testen verschiedener Steuerungseinheiten
Durchführung von Dauertestphasen
Untersuchung der Komponenten auf Störanfälligkeit
Untersuchung verschiedener Lampentypen
Aufbau von Relaisschaltungen
Aufbau von Zeitsteuerungen
Anfertigen einer Unterverteilung
Planung der örtlichen Energieversorgung
Einrichten von betriebsübergreifenden Arbeitsgruppen
Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Betrieben
Verdrahtungs- und Anschlußarbeiten durchführen
Installationsbedingungen, Energieversorgungsmöglichkeiten, gestalterische Bedingungen
Abwägen zwischen theoretischen und praktisch sinnvollen Möglichkeiten aufgrund örtlicher Vorgaben
Sichten von Katalogen
Untersuchung der Wechselbeziehung von technischer
Realisierbarkeit und gesellschaftlichem Nutzen
Auswerten von Literatur als Entscheidungshilfe für
die spätere Planungsarbeit
Planungskompetenz erwerben
Planungshilfen gezielt einsetzen
Gestaltungsmöglichkeiten der Aufgabenstellung ausnutzen
Einüben von kooperativen Entscheidungen
Vollautomatische Jahressteuerung oder Teilautomatik
Berücksichtigung von unterschiedlichen technischen
Lösungen
Gestaltungsmöglichkeiten von Technik erproben
SPS / Relais / TTL-Technik
Beurteilen von Inbetriebnahmeschemata
143
Inbetriebnahme des Mesokosmos
Projektsequenz
Kontrollphase
Überprüfen der kompletten Schaltung auf Einsatzmöglichkeit unter den örtlichen Gegebenheiten
Austesten der Bedienmöglichkeiten
Wirtschaftlichkeitsüberprüfung
Erkennen, daß Labor und Werkstatt kein Praxisersatz
sein können
Feststellen, ob der Mesokosmos von Mitarbeitern des
Wattenmeerhauses in Wilhelmshaven bedient werden
kann
Überprüfung des Dauereinsatzes unter Berücksichtigung - Vollautomatik/Halbautomatik Störsicherheit testen und Lösungsvorschläge in Form
von „Lösungsablaufdiagrammen“ erarbeiten
Bewertungsphase
Gegenüberstellung der Gruppenergebnisse unter kriti- Sind die einzelnen Aufgabenstellungen sinnvoll gewesen?
scher Berücksichtigung der Aufgabenstellung
Haben alle Gruppen intensiv an der Zielverwirklichung gearbeitet?
War die Gruppenzusammensetzung richtig?
Konsequenzen aus der Arbeit
Welche Verbesserungen bei der Gruppenarbeit sind
möglich?
Zusammenarbeit Schule und Betriebe
Wie können die Auszubildenden der unterschiedlichen Modellversuchsbetriebe effektiver zusammenarbeiten?
Haben die Lernorte die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit genutzt?
In welchen Bereichen sind Verbesserungen notwendig?
Präsentation
Erstellen einer Präsentation des gesamten Projektverlaufes für Auszubildende der Modellversuchsbetriebe
Vorbereiten einer Präsentation für außerschulische
Organisationen in Wilhelmshaven
Erstellen von Präsentationstransparenten, Kurzberichten, Plakaten und Anschauungsmodulen
19.10 Nachbetrachtungen
Die Realisierung einer Lern- und Arbeitsaufgabe außerhalb der beteiligten Modellversuchsbetriebe stellte für Auszubildende, Ausbilder und Lehrer eine besondere Herausforderung dar.
Erschwerend kam hinzu, daß wegen des festgesetzten Inbetriebnahmetermins entsprechende
Kompromisse eingegangen werden mußten. Unterschiedliche Teillösungen oder auch verbesserte Teilversionen konnten nicht in der Praxis getestet werden, da dieses zum Absterben des
Mesokosmos geführt hätte.
Folgende Einschränkungen ergaben sich bei der Realisierung der Lern- und Arbeitsaufgabe:
· Aufsplittung der Aufgabenstellung in Teillösungen.
· Änderungen einzelner Funktionsabschnitte müssen von Hand realisiert werden z.B. Umstellung der Temperaturbedingungen entsprechend den Jahreszeiten (Teilautomatik).
· Die tatsächlichen Gegebenheiten einer Tide - 6-Stundenrhythmus + 10 Min - konnten
nicht dargestellt werden. Dieses hat zur Folge, daß immer zum gleichen Zeitpunkt Ebbe
und Flut ist.
144
· Windverhältnisse konnten nicht realistisch nachgestellt werden. Es wurde ein zeitgesteuerter Ventilator eingesetzt.
· Eine Lampensteuerung erwies sich als sehr aufwendig und kostenintensiv, so daß eine
Zeitschaltung gewählt wurde. Übergangszeiten (Dämmerung) konnten nicht dargestellt
werden.
Die eingegangenen Kompromisse stellten sich bei der Durchführung der Lern- und Arbeitsaufgabe nicht als Nachteil heraus. Den Auszubildenden wurden vielmehr realistische Verhältnisse
gezeigt, die es zu bewältigen galt. Der Zwang, unter Termindruck eine praktikable Lösung zu
erstellen, war für alle Beteiligten außerordentlich lehr- und erfahrungsreich. Für die Zukunft ist
eine vollautomatische Ganzjahressteuerung geplant, die mit einer computergesteuerten Anlage
realisiert werden soll.
Tel.: 04421/934-0
Jürgen Mohr, Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven
Tel.: 04421/404-355
144
Lern- und Arbeitsaufgabe „Muschelheber“
20 Lern- und Arbeitsaufgabe „Muschelheber“
20.1 Vorbemerkungen
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Muschelheber“ wurde von den Ausbildern und Lehrern der AG
Metall im 3. Zwischenbericht dokumentiert. Es handelt dabei um einen kleinen Auftrag, der im
Zusammenhang mit der Einrichtung des Museums „Wattenmeer“ in Wilhelmshaven vergeben
und durch die Kontakte der AG Elektro vermittelt wurde.
An der Planung, Durchführung und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Muschelheber“
waren folgende Ausbilder und Lehrer beteiligt:
Wieland Körber (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
Das Projekt „Muschelheber“ wurde in der Ausbildung von Industriemechanikern der Fachrichtung Betriebstechnik in der Fachstufe 2 von folgenden Auszubildenden geplant, durchgeführt
und bewertet:
Phillip Hardt, Stefan Drücker (Marinearsenal Wilhelmshaven)
20.4 Identifizierung des Lern- und Arbeitsvorhabens, Vorüberlegungen
Von Mitarbeitern des Wattenmeerhauses in Wilhelmshaven kam der Auftrag, eine im Boden
versenkbare Vorrichtung zu bauen. Sie sollte Platz für einen kleinen Schaukasten bieten, in
dem eine Muschel naturgetreu plaziert werden kann. Für entdeckungsfreudige Besucher des
Wattenmeerhauses soll auf diese Weise der in der Natur verborgene Lebensraum dieses Wattbewohners veranschaulicht werden.
Erste Vorüberlegungen gingen dahin, der Klasse den Auftrag vorzustellen und technische Lösungsmöglichkeiten sammeln zu lassen. Zur Veranschaulichung diente ein Modell einer Hebebühne, das nach einem Scherenprinzip ein- und ausfahrbar ist.
Die praktische Ausführung dieser Lern- und Arbeitsaufgabe war ihrem Umfang gemäß für eine
keine Schülergruppe vorgesehen, die allerdings der gesamten Klasse ihre Ergebnisse vorzustellen hatte.
Für eine Ausstellung im Wattenmeerhaus wird eine Vorrichtung benötigt, die das Anhaben und
langsame Absenken eines Schaukastens in den Fußboden ermöglicht.
Folgende Rahmenbedingungen sind dabei zu berücksichtigen:
· Der Schaukasten enthält ein präpariertes Tier, das beim Herausziehen sichtbar sein soll.
· Der Schaukasten soll leicht von Hand möglichst weit aus dem Fußboden gezogen werden
können.
145
· Der Schaukasten darf nach dem Loslassen nur langsam in die Ausgangsposition zurückfahren.
· Die Maße für den Behälter, aus dem der Schaukasten herausgezogen werden soll, müssen
vor Ort aufgenommen werden.
· Im eingefahrenem Zustand soll der Schaukastendeckel mit der vorderen Kante auf Fußbodenhöhe abschließen.
Skizziere und beschreibe Ideen zur Lösung des Problems.
Die Ideen sollen auf der nächsten Sitzung der AG-Metall vorgestellt werden.
Die geeignetste Lösung wird gefertigt.
Nachdem der Klasse die Lern- und Arbeitsaufgabe vorgestellt worden war, kam der Beschluß,
die Aufgabe nach einer allgemeinen Diskussion über Lösungsmöglichkeiten von zwei Auszubildenden des Marinearsenals Wilhelmshaven bearbeiten zu lassen. Diese übernahmen den Auftrag und planten die weitere Vorgehensweise. Zu diesem Zweck informierten sie sich in einem
ersten Schritt ausführlich bei ihrem Auftraggeber im Wattenmeerhaus.
Der „Muschelheber“ wurde gemäß der Planung im Marinearsenal durchgeführt. Die Auszubildenden entschieden sich letztlich dafür, eine Vorrichtung nach dem Scherenprinzip zu bauen.
Die Konstruktion wurde von den Schülern theoretisch geplant und anschließend praktisch ausprobiert. Wenn Probleme auftraten, wurde nachgebessert.
Damit die Konstruktion im herausgezogenen Zustand beim Loslassen nicht in sich zusammenfällt, wurden zur Unterstützung zylindrische Schraubenfedern gefertigt.
Diese technische Lösung des Problems, das sich in der Praxis bewährt hatte, wurde der gesamten Klasse vorgestellt und als Anlaß dafür genommen, durch Versuche die Federkennlinie der
von den Schülern selbst angefertigten Federn zu bestimmen.
20.8 Präsentation und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Nach Fertigstellung der Vorrichtung und der vollständigen Dokumentation erfolgte die Übergabe und die Präsentation des Muschelhebers im Wattenmeerhaus vor einem Plenum aus Ausbildern, Lehrern, Mitarbeitern des Wattenmeerhauses, Pressevertretern und der wissenschaftlichen Begleitung. Im Anschluß daran standen die Auszubildenden für Fragen zur Verfügung.
Die Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe erfolgte abschließend in Form eines Auswertungsgespräches zwischen den Akteuren und dem zuständigen Lehrer.
146
Abb. 20-1: Öffentliche Präsentation des Muschelhebers im Wattenmeerhaus
147
Vorplanungen
Auftragserteilung durch das Wattenmeerhaus
Wilhelmshaven
Formulierung von Zielvorstellungen und
Bewertungskriterien
durch Mitarbeiter des
Wattenmeerhauses
Konstruktion und Herstellung
der
Hebevorrichtung
Theoretische Versuche
zur Bestimmung von
Federkennlinien
Dokumentation
Arbeiten
Präsentation des „Muschelhebers“
im Wattenmeerhaus
Aus- und Bewertung
in der BBS II
Wieland Körber, BBS II Wilhelmshaven
Gustav Conrads, Marinearsenal Wilhelmshaven
Tel.: 04421/934-0
Tel.: 04421/492-470
148
Lern- und Arbeitsaufgabe „Pavillon“
21 Lern- und Arbeitsaufgabe „Pavillon“
21.1 Vorbemerkungen
Das Lern- und Arbeitsaufgabe „Pavillon“ wurde von den Ausbildern und Lehrern der
AG Metall im 3. Zwischenbericht dokumentiert. Das Gesamtprojekt setzt sich aus den zwei
Einzelvorhaben - Windspiel und Pavillon - zusammen. An dieser Lern- und Arbeitsaufgabe
waren auch zwei Handwerksbetriebe beteiligt, die dem Verbund GoLo nicht angehörten.
An der Planung, Durchführung und Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe „Pavillon“ waren
folgende Ausbilder und Lehrer beteiligt:
Lothar Zaiß (Deutsche Grove GmbH)
Wolfgang Schmuderer (Kurverwaltung Wangerland GmbH)
Friedemann Buss (Berufsbildende Schulen II Wilhelmshaven)
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Pavillon“ wurde von folgenden Auszubildenden geplant,
durchgeführt und bewertet:
Windspiel
Marco Becker, Ulf Belzer; Industriemechaniker der Fachrichtung Betriebstechnik (Marinearsenal Wilhelmshaven)
Pavillon
Alexander Wall, Christian Kreutz, Dennis Nowak, Kayan Öngen; Konstruktionsmechaniker der
Fachrichtung Metall- und Schiffbautechnik (Deutsche Grove GmbH)
Dennis Noak, Andreas Weber; Metallbauer der Fachrichtung Konstruktionstechnik (Zahn Metallbau, Firma ist nicht Mitglied von GoLo)
Diedrich Schreider, Markus Tielkes; Metallbauer der Fachrichtung Konstruktionstechnik (Eiben Schlosserei, Firma ist nicht Mitglied von GoLo)
Marco Stamenkovic, Maik Saathoff; Industriemechaniker der Fachrichtung Betriebstechnik
(Kurverwaltung Wangerland)
Während der Aufbauarbeiten zu einem Spielplatz in Hooksiel, Gesamtgemeinde Wangerland,
entstand die Idee, diesen durch einen Zierpavillon zu ergänzen. Nach Zusage der Kurverwaltung und Festlegung des Standortes erhielt die GoLo-Arbeitsgruppe „Metall“ den Auftrag,
einen Entwurf vorzulegen. Dem Entwurf wurde von Seiten der Kurverwaltung zugestimmt.
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Pavillon“ bot eine Reihe gestalterischer Spielräume, die im
Hinblick auf die Ausbildungsansprüche der Auszubildenden aus der Industrie und dem Handwerk genutzt werden sollten:
·
·
·
·
149
Gestaltungsalternativen unter Verwendung typischer konstruktiver Elemente
Verwendung auch wertvoller Materialien und Baustoffe
Anwendung einer Kombination von Schweiß- und Schraubverbindungen
Teamarbeit von Auszubildenden aus dem Handwerk und der Industrie
Für das Freigelände der Kurverwaltung Wangerland soll am Rande eines öffentlichen Spielplatzes ein Zierpavillon geplant, konstruiert, gefertigt, und montiert werden.
Dabei sind folgende Rahmenbedingungen einzuhalten:
· Die Konstruktion soll aus nichtrostenden Materialien erstellt werden.
· Die Dacheindeckung soll lichtdurchlässig gestaltet werden.
· Die Fundamentarbeiten gehören zur Aufgabe.
· Die Kosten werden auf ca.20.000,- DM begrenzt. Sie werden von der Kurverwaltung Wangerland übernommen.
Zeitvorgabe: 36 Berufsschulstunden
540 Betriebsstunden
2 Studienreisen zu je einem Tag
Zur Realisierung der Lern- und Arbeitsaufgabe wurden Teilaufgaben identifiziert und diese
Aufgaben auf Arbeitsgruppen verteilt. Die Planungsarbeiten wurden im Rahmen des Berufsschulunterrichts durchgeführt. Die Koordinierung zwischen den Industrie- und Handwerksbetrieben wurde ebenfalls in der Berufsschule vorgenommen. Als Fertigungsstandort wurde die
Ausbildungswerkstatt der Firma Grove gewählt. Darüber hinaus wurde beschlossen, fehlende
Kenntnisse durch Lern- und Übungssequenzen zu erarbeiten.
Das „Windspiel“ auf der Spitze des Pavillons wurde als separates Projekt geplant. Es beinhaltete überwiegend Zerspanungsarbeiten, die an die Auszubildenden des Marinearsenals vergeben
wurden.
Die Lern- und Arbeitsaufgabe wurde gemäß der im Berufsschulunterricht geleisteten Planung
durchgeführt. Der weite Gestaltungsspielraum des Auftraggebers ermöglichte viele Ideen, die
zu einer gemeinsamen Lösung zusammengetragen wurden. In der Berufsschule entstand
schließlich die Konstruktion des „fertigen“ Pavillons.
Die Herstellung des Pavillons und des Windspiels erfolgte in enger Zusammenarbeit zwischen
den Betrieben und der Berufsschule. Sie umfaßte
· die Architektur des Pavillons,
· die Konstruktionsplanung,
· die Verbindungstechniken,
· die Funktionslösungen der Bauteile,
· die Mechanik des Windspiels,
150
·
·
·
·
·
·
die Konstruktion der Stützen und des Daches,
die technische Bearbeitung und Montage des Kunstglases,
die Fundamentarbeiten,
die Verankerung des Pavillons auf dem Fundament,
die Endmontage vor Ort sowie
die vollständige Dokumentation der Arbeiten.
Die Auszubildenden übergaben den Pavillon im Rahmen einer öffentlichen Feierstunde, an der
Ausbilder, Lehrer, der Bürgermeister der Gemeinde Wangerland, Vertreter des Allgemeinen
Wirtschaftsverbandes, der Schulleiter sowie Vertreter der wissenschaftlichen Begleitung teilnahmen, an die Kurverwaltung Wangerland. Über die regionale Presseberichterstattung wurde
die Öffentlichkeit über den Pavillon informiert.
Die Bewertung der Lern- und Arbeitsaufgabe erfolgte abschließend in Form eines Auswertungsgespräches zwischen den Akteuren und dem zuständigen Lehrer.
Abb. 21-1: Montage des Pavillon
151
Vorplanungen
Auftragserteilung durch die Kurverwaltung
Wangerland
Aufteilung in Teilaufgaben
Konstruktion
der Stützen und
des Daches
Bearbeitung und
Montage des
Kunstglases
Fertigung
des
Pavillons
Verankerung des
Pavillon auf dem
Fundament
Dokumentation
Arbeiten
Endmontage des Pavillons bei der
Kurverwaltung Wangerland
Präsentation des Pavillons bei der
Kurverwaltung Wangerland
Aus- und Bewertung
in der BBS II
Friedemann Buss, BBS II Wilhelmshaven
Wolfgang Schmuderer, Kurverwaltung Wangerland
Tel.: 04421/934-0
Tel.: 04426/987-120
152
Lern- und Arbeitsaufgabe „Personenzählanlage“
22 Lern- und Arbeitsaufgabe „Personenzählanlage“
22.1 Vorbemerkungen
Die Lern- und Arbeitsaufgabe „Personenzählanlage“ wurde von den Ausbildern und Lehrern
der Arbeitsgruppe Elektro im 1. Zwischenbericht dokumentiert. Die wissenschaftliche Begleitung hat lediglich geringe redaktionelle Überarbeitungen vorgenommen.
Die Dokumentation im 1. Zwischenbericht enthält zusätzliche Darstellungen wie den Schaltplan zur Lichtschranke, das Layout und den Bestückungsplan für den Sender und den Empfänger der Zählanlage sowie das Layout und den Bestückungsplan für den Gesamtzähler und die
7-Segmentanzeige.
Uwe Schollenberger, Otmar Berberich, Alfred Meyer (Berufsbildende Schule II Wilhelmshaven)
Karlheinz Meyer (Wasser- und Schiffahrtsamt Wilhelmshaven)
Horst Pagels (Marinearsenal Wilhelmshaven)
Jürgen Mohr (Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven GmbH)
An diesem Projekt haben Auszubildende der Firmen Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven GmbH, des Marinearsenals Wilhelmshaven, der Firma Reck & Co. GmbH Sande und des
Wasser- und Schiffahrtsamtes Wilhelmshaven teilgenommen. Die Lern- und Arbeitsaufgabe
wurde im 2. Ausbildungsjahr in den Berufen Kommunikationselektroniker Fachrichtung Funktechnik, Energieelektroniker Fachrichtung Anlagentechnik und Industrieelektroniker Fachrichtung Gerätetechnik durchgeführt.
Der Wunsch, eine Personenzähleinrichtung zu planen, zu entwickeln und zu installieren, wurde
innerhalb der Gruppe der Auszubildenden des 2. Ausbildungsjahres der Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven (GEW) diskutiert und nach Rücksprache mit dem Leiter des Informationszentrums der Arbeitsgruppe Elektro vorgetragen.
Dieses Projekt bot sich an, um viele Teilbereiche des Ausbildungsrahmenplans und des Rahmenlehrplans an einem praktischen Beispiel zu realisieren. Die Lern- und Ausbildungsinhalte
der Aufgabe ermöglichten eine Übertragung auf ähnlich gelagerte Problemstellungen anderer
Betriebe. Alternative Vorschläge aus anderen Bereichen der beteiligten Betriebe waren zu diesem Zeitpunkt noch nicht vorhanden.
Für das Gesamtprojekt wurden von der betrieblichen Seite 120 Arbeitsstunden und von der
schulischen Seite 40 Arbeitsstunden veranschlagt. Im Rahmen des Projektes konnten erste Ansätze zur Erprobung des Lernortverbundes realisiert werden. Hierbei wurden von den Auszubildenden in der Schule und in den Betrieben gemeinsame Planungs- und Erkundungsphasen
153
durchgeführt, um die allgemeinen und projektrelevanten betriebsinternen Möglichkeiten kennenzulernen.
Zur Intensivierung dieses Vorhabens wurde in Absprache mit den Ausbildern vereinbart, die
Auszubildende bei Bedarf in anderen Betrieben ausbildungs- und projektrelevante Teilbereiche
durchführen zu lassen und Gruppen mit Auszubildenden verschiedener Betriebe zu bilden.
Zur Finanzierung des Projektes sind neben Mitteln aus dem schulischen und dem betrieblichen
Modellversuch insbesondere Sachmittel der beteiligten Firmen Gas- und Elektrizitätswerke
Wilhelmshaven GmbH, Wasser- und Schiffahrtsamt Wilhelmshaven, Marinearsenal Wilhelmshaven und in Form einer Spende von optischen Sensoren der Firma ifm Essen genutzt worden.
22.5 Die Aufgabenstellung und ihre Begründung
Den Auszubildenden wurde die folgende Aufgabe gestellt:
Für das Informationszentrum der Gas- und Elektrizitätswerke Wilhelmshaven ist eine Zähleinrichtung zur Erfassung der Besucherzahlen zu planen, zu entwickeln und zu installieren.
Die Zähleinrichtung soll die Baugruppen
· Netzteil,
· Signalerzeugung, Signalaufbereitung, Pegelanpassung und
· Auswertung, Anzeige
enthalten und unter Berücksichtigung von Kosten, Funktionalität und Bedienfreundlichkeit
konzipiert werden.
Die genaue Festlegung des Einsatzes der Zähleinrichtung forderte die Auszubildenden auf,
selbsttätig eine Ortserkundung zu planen und durchzuführen. Gestaltungsspielräume ergaben
sich aus der offenen Aufgabenstellung für folgende Teilbereiche:
·
·
·
·
·
·
Einsatz von Sensoren,
Netzteilgestaltung (diskret oder integriert),
Realisierung des Zählvorganges (Zählertyp),
Darstellung der erfaßten Besucherzahl,
Tagesmaximum und
aktuelle Besucherzahl.
Bewertungskriterien für das Projekt ergaben sich aus der Aufgabenstellung, wobei Differenzierungen von den Auszubildenden selbst erarbeitet werden sollten. Das Arbeiten in Gruppen war
wesentlicher Bestandteil bei der Durchführung des Projektes. Eine Gruppeneinteilung wurde
innerhalb der Betriebe von den Auszubildenden selbst vorgenommen und während der gesamten Projektphase beibehalten. Darüber hinaus gab es auch betriebsübergreifende Arbeitsgruppen, die nach Fertigstellung der Gruppenlösungen Einzelkomponenten zu einer optimierten
Gesamtlösung zusammenfaßten.
Aus der Aufgabenstellung war für die Auszubildenden der betriebliche Sinn der Lern- und Arbeitsaufgabe klar erkennbar. Die einzelnen Gruppen haben selbständig einen Arbeitsplan entworfen. Da es sich bei diesem Vorhaben für Ausbilder, Auszubildende und Lehrer um ein Pi-
154
lotprojekt handelte, ist bewußt auf eine enge zeitliche Eingrenzung verzichtet worden. Der
oben angegebene Zeitrahmen stellte für Ausbilder und Lehrer nur eine Orientierungs- und Planungshilfe dar.
22.6 Handlungsmöglichkeiten und Lernchancen im Überblick
Handlungsmöglichkeiten der Auszubildenden/Schüler.
Lernchancen der Auszubildenden/ Schüler. Betrieb Schule
Was können die Auszubildenden/ Schü- Was können die Auszubildenden/ Schüler
wo lernen?
ler wo tun?
Informationen sammeln und auswerten
Umgang mit Katalogen, Datenblättern, Applikationen und Schaltungssammlungen
X
X
Einfordern von Zusatzinformationen
Erkennen, ausgleichen von Wissensdefiziten
X
X
Schaltskizzen erstellen
Schaltzeichen, Normung
X
X
Unbekannte Bezeichnungen und Symbole Umgang mit Tabellenbüchern, arbeitsteiliges
klären
Vorgehen in Kleingruppen
X
X
Selbständiges Erarbeiten von fehlenden
Kenntnissen
Grundlagenwissen erweitern
X
X
Selbständiges Erarbeiten von fachspezifischen Anwendungen
Anwendungsbezogene Fachkenntnisse sammeln
X
X
Geeignete Bauteile/-gruppen auswählen
Vertiefen von Bauteilkenntnissen
X
X
Auswahl der Arbeits- und Meßmittel
Praxisgerechtes Planen, Umgang mit geeigneten Meßmitteln
X
X
Schaltpläne entwerfen
Schaltplankriterien erarbeiten
X
X
Testschaltungen entwerfen, aufbauen und
beurteilen
Testverfahren entwickeln und bewerten
X
Platinen herstellen
Layouts entwickeln mit einem CAD-System
X
X
Funktionszusammenhänge ermitteln
Kenntnisse über Funktionszusammenhänge
unterschiedlicher Baugruppen erwerben
X
X
Funktionsgruppen aufbauen und prüfen
Entwickeln von Prüf- und Testkriterien
X
X
Endmontage und Inbetriebnahme
Montagevorschriften nach VDE
X
Herstellungskosten ermitteln
Kosten anhand eines Kalkulationsschema
berechnen
X
Erstellen einer Bedienungsanleitung
Arbeit mit Textverarbeitungsprogrammen
Gliederung von Texten
Bewertungsraster erstellen
Erarbeiten von Beurteilungskriterien
X
X
Arbeitsvorhaben beurteilen und bewerten
Unterschiedliche Beurteilungen akzeptieren
X
X
Planung und Durchführung einer Präsentation
Vorstellen von Arbeitsergebnissen, Umgang
mit Medien
X
X
X
155
Der Verlauf der Lern- und Arbeitsaufgabe im Überblick als Flußdiagramm/Blockdiagramm:
Personenzählanlage
WSA
GEW
Einführung in GOLO
Informationsphase
Planungsphase
Entscheidungsphase
Durchführungsphase
Marinearsenal
Einteilung der Arbeitsgruppen
- Literaturhinweise durch Ausbilder und Lehrer
- Beschaffung und Auswertung von Katalogen
- Auswerten von Datenblättern
- Informieren durch Beispiellösungen
- Erste Entwürfe von Schaltungen „Sender und Empfänger“
- Besprechung der Teillösungen im Betrieb und in der Schule
- Abwägen der diskreten oder IC-Lösung
- Festlegen auf unterschiedliche Lösungen
- Sender- und Empfängeraufbau mit diskreten Bauelementen
- Realisierung durch IC (Industrie-Standard)
- Festlegung auf Sender (NE555) und Empfänger (diskret)
- Aufbau der Schaltungen im Betrieb
- Layouterstellung in Betrieb und Schule
- Programmunterweisung durch Ausbilder und Lehrer
Kontrollphase
- Erarbeitung von Kontrollpunkten (Sicherheit, Dauertest)
- Testabschnitte im Betrieb
- Testabschnitte in der Schule
Beurteilungsphase
- Vorstellung der Arbeitsergebnisse in Schule und Betrieb
- Bewertung durch Auszubildende, Ausbilder und Lehrer
- Bewertung durch Anwender
Arbeitsgruppe im Lernortverbund
- Bildung von betriebsübergreifenden Arbeitsgruppen
- Festlegung der Teilkomponenten (Fertigung in unterschiedlichen Gruppen)
- Festlegung der Übergabepunkte (Steckerbelegung)
- Test und Präsentation der Anlage
156
22.8 Die einzelnen Projektsequenzen
Projektsequenz
Aufgabenstellung
Aufgabenstellung innerhalb der Betriebe
Erläuterung der Aufgabenstellung durch die Ausbilder
Bildung von Arbeitsgruppen (anfangs betriebsintern, später betriebsübergreifend)
Individuelles Informieren über die Aufgabenstellung
Herstellung eines betriebsspezifischen Praxisbezuges
Förderung eines Gruppenbewußtseins
Steuerung durch die Ausbilder nur bei problematischen
Gruppenbildung
Informationsphase
Erkundung der örtlichen Gegebenheiten
Erörterung der praktischen Möglichkeiten in
Absprache mit dem Informationszentrum der
GEW
Orientierungs- und Überblickswissen erwerben
Auswählen technischer Lösungen
Sammeln von Beispielen
Besuch von Fachbüchereien
Bestellen von Applikationen / Firmenunterlagen
Planungsphase
Erkennen der Randbedingungen für den Einsatz einer
Personenzählanlage
Abwägen zwischen theoretischen und praktisch sinnvollen Möglichkeiten aufgrund örtlicher Vorgaben
Sichtung von Katalogen
Untersuchung der Wechselbeziehung von technischer
Realisierbarkeit und gesellschaftlichem Nutzen
Auswerten von Literatur als Entscheidungshilfe für die
spätere Planungsarbeit
Festlegung der Rahmenbedingungen
Erstellen eines Blockschaltbildes
Entwickeln von ersten Testschaltungen innerhalb
der Gruppen
Auswählen von Modulen
Austesten einzelner Bausteine
Planungskompetenz erwerben
Planungshilfen gezielt einsetzen
Gestaltungsmöglichkeiten der Aufgabenstellung ausnutzen
Entscheidungsphase
Arbeitsschwerpunkte in der Gruppen festlegen
Festlegung von der Bauweise
Festlegung der technischen Ausführung
Einüben von kooperativen Entscheidungen
Durchführungsphase
Aufbau und Erprobung von Teillösungen
Realisierung der Einzelkomponenten wie
Zählschaltung, Anzeigeeinheit, Pegelanpassung
Testen der Einzelkomponenten im Labor
Durchführung von Dauertestphasen
Untersuchung auf Störanfälligkeit
Untersuchung verschiedener Sensoren
Training mit einem CAD-Programm
Anfertigen und Testen eines Platinenentwurfes
Platinenherstellung innerhalb der Betriebe
Einrichten von betriebsübergreifenden Arbeitsgruppen, Zusammenarbeit zwischen den Betrieben
Einbau der Funktionsblöcke in ein 19“ Gehäuse
Verdrahtungs- und Anschlußarbeiten durchführen
Inbetriebnahme der Zählschaltung
Berücksichtigung von unterschiedlichen technischen
Lösungen
Gestaltungsmöglichkeiten von Technik erproben
Festlegung von Bezugs- und Übergabepunkten
Beurteilen von Inbetriebnahmeschemata
Kontrollphase
Erkennen, daß Labor und Werkstatt kein Praxisersatz
sind
Feststellen, ob die Zählanlage von Mitarbeitern des Informationszentrums bedient werden kann
Überprüfen der kompletten Schaltung auf
Einsatzmöglichkeit unter den örtlichen Gegebenheiten
Austesten der Bedienmöglichkeiten
Wirtschaftlichkeitsüberprüfung
157
Überprüfen, ob die Zählanlage bei gleicher technischer
Qualität auch kostengünstiger erstellt werden kann
Bewertungsphase
Gegenüberstellung der Gruppenergebnisse unter
kritischer Berücksichtigung der Aufgabenstellung
Konsequenzen aus der Arbeit
Zusammenarbeit Schule und Betriebe
Sind die einzelnen Aufgabenstellungen sinnvoll gewesen?
Haben alle Gruppen intensiv an der Zielverwirklichung
gearbeitet?
War die Gruppenzusammensetzung richtig?
Welche Verbesserungen bei der Gruppenarbeit sind möglich bzw. wie können die Auszubildenden effektiver
zusammenarbeiten?
Haben die Lernorte die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit genutzt?
In welchen Bereichen sind Verbesserungen notwendig?
Präsentation
Erstellen einer Präsentation des Projektverlaufs
Vorbereiten einer Präsentation im Informationszentrum
Erstellen von Präsentationstransparenten, Kurzberichten,
Plakaten und Anschauungsmodulen
158
Personenzählanlage
IR-Schranke
Zähler für
die gesamte
Besucherzahl
Anzeige
Zähler für
Zähler
fürdie
die
maximal
maximalzuzulässigen
Perlässigen Personen
sonen
Entscheidung
Anzeige
Vergleich
Entscheidung
Signal
Anzeige
IR-Schranke
Zähler für die
maximal zulässigen Personen
Max. Besucherzahl,
einstellbar
Zähler für die
gesamte
Besucherzahl
Anzeige
Modellversuch GOLO
Personenzählanlage
Blockschaltbilder
gez.
Nam e D.dzg Datum
JuBi Azub 1.9.95
bearb
gepr.
Blatt
1
Abb. 22-1: Blockschaltbild der Personenzählanlage
22.9 Auswertung der Lern- und Arbeitsaufgabe
Bei der Durchführung des Projektes konnten die folgenden Teilbereiche der 3. und 4. Ausbildungshalbjahre der Ausbildungsrahmenpläne und der Rahmenlehrpläne ganz oder teilweise
eingebunden werden.
Betriebliche Ausbildung:
·
·
·
·
·
·
·
Herstellen von mechanischen, elektromechanischen und elektrischen Baugruppen/Geräten
Zusammenbauen und Verbinden von Bauteilen zu Baugruppen
Montieren und Installieren funktional abgegrenzter Anlagenteile
Prüfen, Messen und Einstellen von Baugruppen/Geräten
Inbetriebnehmen von Baugruppen/Geräten funktional abgegrenzter Anlagenteile
Eingrenzen, Erkennen und Beseitigen von Fehlern in Geräten/Anlagen
Bedienen von Geräten
Schulische Ausbildung
·
·
·
·
·
159
Untersuchung von Schaltungen mit frequenzabhängigen Widerständen
Untersuchung von Grundschaltungen zur Gleichrichtung und Spannungsstabilisierung
Untersuchung von Schaltungen mit digitaltechnischen Bauelementen
Entwurf, Aufbau und Untersuchung von Schaltnetzen und Schaltwerken
Entwurf, Aufbau und Untersuchung von Schaltungen der Steuerungstechnik
Die Aufgabenstellung wurde entsprechend der Absprache in den einzelnen Modellversuchsbetrieben ausgegeben. Ein Hauptziel dieser Arbeitsaufgabe, das selbständige Arbeiten der Auszubildenden in Kleingruppen zu trainieren und die Gestaltungsmöglichkeiten mehr als bisher zu
nutzen, wurde erreicht. Hier zeigte sich sehr deutlich, daß Auszubildende erheblich mehr zu
leisten vermögen, wenn Sinn und Zweck einer Aufgabe bekannt sind und zumindest Teilbereiche in der betrieblichen Praxis erkennbar werden.
Die hohen Erwartungen an den Lernortverbund konnten bei dieser ersten gemeinsamen Arbeit
nicht alle erfüllt werden. Eine Beurteilung muß in folgende Teilbereiche untergliedert werden:
a. Zusammenarbeit der Auszubildenden innerhalb des eigenen Betriebes
b. Zusammenarbeit von Auszubildenden verschiedener Betriebe
c. Zusammenarbeit der Lehrer und Ausbilder
a. Die Zusammenarbeit der Auszubildenden innerhalb der eigenen Betriebe war sehr intensiv
und engagiert. Sehr bald konnten Ergebnisse vorgelegt werden und es wurde deutlich, daß
die Auszubildenden ihre gestalterischen Freiräume zu nutzen wußten.
b. Bei der Zusammenarbeit zwischen Auszubildenden unterschiedlicher Betriebe sind Abstimmungsprobleme deutlich geworden.
Unterschiedliche Wissensvoraussetzungen, abweichende Werkstattausstattungen, Vorgabetempo und Vermittlungsmethoden anderer Ausbilder forderten Anpassung an die neuen Gegebenheiten. In der Folge kam es zu zeitlichen Verzögerungen, die aber den Auszubildenden die Diskrepanz zwischen theoretischer Planung und praktischer Realisierung sehr deutlich machten.
Besonders betroffen hiervon waren Auszubildende, die in ihren Betrieben weitgehend auf
sich allein gestellt waren. Hier müssen in der Zukunft intensivere Vorbereitungen und Absprachen getroffen werden.
c. Die Zusammenarbeit zwischen Lehrern und Ausbildern hat sich erheblich verbes-sert, was
sich auch positiv auf die Lernbereitschaft und den Lernfortschritt der Auszubildenden auswirkte.Bei künftigen Projekten soll diese Zusammenarbeit besonders in der Ausführungsphase noch weiter intensiviert werden.
Verbesserungen müssen bei der Zeitplanung vorgenommen werden. Hier machte sich die
geringe Verfügbarkeit der nebenamtlichen Ausbilder deutlich bemerkbar.
Besprechungstermine, Absprachen und Planvorgaben konnten nicht eingehalten werden,
wodurch in Einzelfällen auch die Motivation der Auszubildenden litt.
Als hinderlich für die gesamte Zusammenarbeit hat sich die zögerliche Zuteilung der Haushaltsmittel erwiesen. Die hohen Intentionen der Modellversuche können kaum erfüllt wer-
160
den, wenn für Verbrauchsmittel Vorplanungszeiten von 3-6 Monaten angesetzt werden
müssen.
Nur durch die unbürokratische Hilfe der Modellversuchsbetriebe und weiterer Firmen konnte dieses Projekt verwirklicht werden.
In der Gesamtbilanz muß diese erste Zusammenarbeit überwiegend positiv bewertet werden. Auszubildende, Ausbilder und Lehrer haben sich bemüht, den Intentionen der Modellversuche gerecht zu werden.
Trotz vieler Probleme sind weitere Arbeiten geplant, um den Lernortverbund zu intensivieren und den Auszubildenden eine noch praxisorientiertere Ausbildung zu ermöglichen.
Horst Pagels, Marinearsenal Wilhelmshaven
Tel.: 04421/934-0
Tel. 04421/492-475

Lern- und Arbeitsaufgaben der Kategorie „Externe Aufträge“

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