Projekt Fahrstuhl

 

Vorbemerkung

Metallbaukasten und Modelleisenbahn sind aus den Kinderzimmern verschwunden. Sie  wurden durch Tablet und Smartphone ersetzt. Gleichzeitig gibt es praktisch keinen Technikunterricht an hessischen Schulen. Für das Leben in einer technischen Gesellschaft notwendige Kompetenzen werden nicht erworben. Damit wird auch der Einstieg in die digitale Welt nicht ausreichend vorbereitet.

Das Verständnis digitaler Prozesse ist für den analog angelegten Menschen erst durch Handeln und Umgang mit konkreten Dingen möglich. (So ist z.B. das Prinzip der Zeitmessung an einer  Pendeluhr mit Ziffernblatt leichter zu verstehen als bei der Digitalanzeige einer Quarzuhr.)

Auch die Motivation für den Mathematikunterricht lässt sich durch den Umgang mit Inhalten aus technischen Bereichen verbessern.

 

Technikunterricht an der BAS

An der Bernhard-Adelung-Schule werden seit einigen Jahren verstärkt Angebote im technischen Bereich gemacht. Der Unterricht findet in Wahlpflichkursen und im Fach Arbeitslehre (an der BAS für alle Jahrgänge zweistündiges Pflichtfach) statt.

Ab Klasse 9 werden Technikmodelle an den Computer angeschlossen. Programmiert wird mit dem Fischertechnik-Controller oder dem Mikrocontroller Arduino. Die angesteuerten Modelle werden von den SuS selbst hergestellt. Dadurch haben sie einen Bezug zu den eingesetzten Sensoren und Aktoren. Der Unterricht findet projektorientiert statt, d.h. die unterrichtlichen Handlungen sind auf die Lösung von Aufgaben, die sich aus einem Vorhaben stellen, gerichtet.

 

Das Fahrstuhlprojekt
Ein Fahrstuhl bedient drei Stockwerke. Für jedes Stockwerk gibt es je einen Knopf, eine Anzeige und einen Sensor, mit dem die Position der Fahrkabine überwacht werden kann. Die Steuerung wird von einem Mikrocontroller übernommen.

 

Unterrichtliche Konkretisierung <Bilderstrecke> <video>
Jede Schülerin und jeder Schüler baut und programmiert sein eigenes etwa 80 cm hohes Fahrstuhlmodell. Das gesamte Projekt ist in sieben Module gegliedert. In jedem Modul bieten sich Varianten, um nach Anspruch, Neigung und Tempo differenzieren zu können:

Eingabeeinheit

messen, bohren, löten

Programmieren I

erste Befehle: LED ein/aus, Abfrage der Taster

Motor-Getriebe

Bau nach Anleitung

Platine für Motorsteuerung

Umgang mit der Software „eagle PCB-Design“

Programmieren II

Motoransteuerung links-rechts

Fahrstuhlschacht und – kabine

messen, sägen, bohren, schrauben

Programmieren III

Die aktuelle Position des Fahrstuhlkorbs muss abgefragt werden. Die Korbanforderung muss in Abhängigkeit seiner Position und des Stockwerks der Anforderung behandelt werden. Für die Anzeigen müssen geeignete Aufgaben gefunden werden.

 

Die benötigten Materialien wurden so gewählt, dass sie für Schülerinnen und Schüler einfach und günstig zu beziehen sind. Somit können sie auch außerhalb der Schule an eigenen Projekten arbeiten.