Mit virtuellen Fabriken praktisch lernen

Beschreibung

Das BSZ für Technik und Wirtschaft „Julius Weisbach“ in Freiberg beschreitet in seiner Berufsschule seit zwei Jahren neue Wege: Mithilfe einer 3D-Fabriksimulationssoftware  und einer VR-Brille erkunden Lernende virtuelle Produktionsanlagen und bringen sie der Klasse näher, die über eine digitale Tafel jede Bewegung mitverfolgen kann (siehe Bild oben). Der Schüler (oder die Lehrkraft) kann hierbei durch die eigene Bewegung im Raum oder das virtuelle Springen mithilfe der Hand-Controller navigieren.

Zusätzlich können hierüber auch für den Unterricht wichtige Daten erhoben werden. So werden in einer Lernsituation die Abstände von Anlagenteilen vermessen, die im Laufe der Unterrichtsstunde genutzt werden, um zu ermitteln, ob notwendige Leitungslängen noch innerhalb der technischen Normen liegen, ob andere Kommunikationsmethoden genutzt oder zusätzliche Hilfsmittel eingesetzt werden müssen.

Ist keine VR-Brille vorhanden, kann über die kostenlose Darstellungssoftware  auch eine 3D-Bild erzeugt werden. Hier sind dann aber keine Interaktionen oder Messungen möglich.

Programmierung von Industrierobotern und komplexen Anlagen

Die Mechatroniker im dritten Ausbildungsjahr erschließen sich die kostenpflichtige  Vollversion der Software über Lernvideos, Beispiele und textuelle Anleitungen selbst. Dies ermöglicht ein eigenes Lerntempo, interessengeleitete Differenzierung und die Arbeit der Lehrkraft als Lernbegleiter.

Innerhalb der Software stehen Industrieroboter verschiedener Hersteller zur Programmierung und Inbetriebnahme zur Verfügung. Die Schülerinnen und Schüler lernen hier verschiedene Arten von Robotern und ihre Bewegungs- und Einsatzmöglichkeiten kennen. Danach werden Industrieroboter “geteacht”, also Punkte, Fahrwege und Aktionen angelernt, die der Roboter später eigenständig anfährt und durchführt – ergänzt durch Interaktionen mit Werkzeugmaschinen und Transporteinrichtungen. Auch die Einbindung realer Steuerungshardware (SPS) ist möglich. So kann auch ein physisches Bedienteil angeschlossen, programmiert und mit einer simulierten Anlage genutzt werden, die auf die Eingaben reagiert.

Zum Abschluss setzen die Lernenden komplexe Aufgabenstellungen selbstständig in eigenen Anlagenlayouts um. Die Planung passiert hierbei auf teameigenen digitalen Whiteboards. Hier werden durch die Lehrkraft auch Hinweise zur Planung oder passende Tutorials verknüpft. Schließlich wird die Umsetzung und Aufteilung der Arbeiten durch ein einfaches KANBAN-System (To Do, Doing, Done) auf dem Board nachverfolgt.

So kann die vollständige berufliche Handlung vom Angebot über die Programmierung der Steuerung bis zur Inbetriebnahme und Dokumentation realitätsnah und individuell umgesetzt werden. Durch Kooperation von Lehrkräften können auch berufsübergreifende Lernsituationen entstehen bzw. Varianten für die Berufsorientierung in Oberschulen oder Gymnasien.

Die Arbeit mit der virtuellen Fabrik gibt Schülerinnen und Schülern den Freiraum Technik zu erkunden, die sonst hinter Fabriktoren verschlossen ist und eigene Ideen in offenen Lernszenarien praktisch  umzusetzen. Probieren Sie es aus: Fragen Sie in ihrem MPZ nach VR-Brillen und gestalten sie gemeinsam ein Testszenario.