MINT: Junior-Ingenieur-Akademie / Technik

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Selbstreinigende Oberflächen erkunden, Flugexperimente durchführen, Modelle von Niedrigenergiehäusern bauen, Autos designen, im 3-D-Drucker ausdrucken und anschließend die Aerodynamik im Windkanal testen – für die Teilnehmerinnen und Teilnehmer unserer Junior-Ingenieur-Akademie gehört das alles zu ihrem Schulalltag. 

Die Schüler:innen erfahren, wie die Arbeitswelten von Ingenieuren, Wissenschaftlern und Forschern aussehen. Ziel ist es, sie für diese Berufsbilder zu begeistern, ihnen den Übergang von der Schule zur Hochschule zu erleichtern, aber auch ihre individuellen Kompetenzen frühzeitig und konsequent zu fördern. Am ASGSG bieten wir zurzeit die folgenden Themen/Projekte im Rahmen der JIA an: 

Bionik:

Technische Hilfsmittel nach biologischem Vorbild zu betrachten, ist das erste Thema der Junior-Ingenieur-Akademie. Es werden Erkenntnisse zu selbstreinigenden Oberflächen beruhend auf dem Prinzip des Lotuseffekts gewonnen, das Anwendung in der Gesellschaft findet und das Leben erleichtert. Dazu werden biologische Vorbilder analysiert und das Grundprinzip des Effekts durch mikroskopische Betrachtungen ergründet und somit das Arbeitsfeld der Bioniker:innen vorgestellt. Ein weiterer Baustein ist die Analyse des Vogelflugs und die Übertragung des Funktionsprinzips auf den Auftrieb an Tragflächen von Flugzeugen. Dazu werden vielfältige Experimente durchgeführt. 

Niedrigenergiehaus:

Die Verminderung des häuslichen Energiebedarfs ist das Ziel der Arbeit zu diesem Thema. Es wird ein Hausmodell mit Hilfe von technischen Zeichnungen entworfen, entwickelt und gebaut, das grundlegende Aspekte der Solararchitektur berücksichtigt, gut wärmegedämmt ist und auch die Sonne passiv nutzt. Abschließend wird die Wärmedurchgangszahl des Hausmodells gemessen und mit den anderen Häusern im Kurs verglichen. 

Automobildesign:

In diesem Themenfeld wird die Arbeitsweise von Automobildesignern betrachtet, die die verschiedensten Aspekte wie Funktionalität, Einsatzbereich des Fahrzeugs und aerodynamische Eigenschaften berücksichtigen müssen. Zum Abschluss der Unterrichtsreihe werden Automodelle mit Hilfe eines CAD-Programms entworfen, im 3-D-Drucker gedruckt und anschließend im Windkanal auf ihre Aerodynamik getestet. 

Brückenbau:

Ziel des Projektes ist es einen Einblick in das Tragverhalten von Bauwerken zu bekommen. Wie verhalten sich unterschiedliche Baustoffe, welche Werkstoffeigenschaften gibt es? Wie nutzt man vorhandene Werkstoffe möglichst effektiv? Bei dem Entwurf und anschließender Fertigung der Tragwerke sollen alle diese Erkenntnisse einfließen, um ein möglichst stabiles, leichtes aber auch ansprechendes Tragwerk zu entwerfen. In diesem Projekt kann man einerseits Fertigkeiten erwerben, die im Bereich der Werkstückfertigung liegen und andererseits kann man kennen lernen, was Kräfte sind, wie man sie zeichnerisch oder rechnerisch bestimmt und wie sie sich im Tragwerk verhalten. 

Die angegebenen Themen werden im Unterricht im Rahmen eines Projekts bearbeitet, indem ein Thema systematisch vom Einfachen zum Komplexen entwickelt wird, mit einem Zugewinn an Kenntnissen und Fähigkeiten. Experimente und Fertigungsaufgaben lockern den Unterricht auf und ermöglichen auch das Lernen durch Anschauung und Begreifen. Bei der Arbeit im Rahmen eines Projekts ist das Ziel ein Produkt. Das bedeutet, dass in der für das jeweilige Thema vorgesehenen Unterrichtszeit (Quartal, Halbjahr) ein sehr vielschichtiger Weg von der Idee zum Produkt möglich ist. Dabei wird in Kleingruppen gearbeitet. 

Das herausragende Ziel der Junior-Ingenieur-Akademie im Differenzierungsbereich ist die Entwicklung und die Erweiterung technischer Handlungskompetenz. Damit sind die Fähigkeit und die Bereitschaft eines Menschen gemeint, in durch Technik bestimmten Situationen sach- und fachgerecht, persönlich durchdacht und in gesellschaftlicher Verantwortung zu handeln. Im Technikunterricht bekommt man also die Gelegenheit zu lernen, - wie man Problemstellungen selbstständig, fachlich adäquat bearbeitet und sein Handlungsergebnis kritisch beurteilt (Fach- und Sachkompetenz), - wie man Entwicklungschancen und Einschränkungen im eigenen Umfeld reflektiert und beurteilt, um eigene Begabungen zu erkennen und zu entfalten (Humankompetenz) und - wie man soziale Bindungen und Konflikte erfasst und versteht, sowie mit Anderen vernünftig und verantwortungsbewusst kommuniziert (Sozialkompetenz).