Projekt

Fakultät 06
Maschinenelemente in Theorie und Praxis: "Product Archaeology" von Schlagbohrmaschinen
Kategorie:
Projekt
Themengruppe:
Kompetenzfelder: nachhaltig, unternehmerisch
AutorIn:
Ulrich Wagner
Jahr:
2015
Weiteres

Studiengang: BA-Mechatronik/Feinwerktechnik

Modul: Konstruktionselemente

2. Semester mit Gruppengröße von etwa 50 Studierenden.


 

Lernzielbeschreibung

Welche Kompetenzen sollen die Studierenden erwerben?

 

Eine übergeordnete Kompetenz ist die Fähigkeit, verschiedene reale Lösungen kritisch zu bewerten. Die Studierenden vollziehen einen fundamentalen Rollenwechsel: vom Wissensempfänger zur kritisch urteilenden Instanz.

  • Kompetenzfeld nachhaltiges Denken und Handeln: Den Studierenden soll bewusst werden, welchen Einfluss konstruktive Entscheidungen auf Faktoren wie Lebensdauer, Wartbarkeit und Recyclingfähigkeit haben.
  • Kompetenzfeld unternehmerisches Denken: Die Studierenden erarbeiten sich Zusammenhänge zwischen Vermarktbarkeit, Wertigkeit in Kundensicht, Material- und Fertigungskosten sowie konstruktiver Ausführungen. Eine wesentliche Erkenntnis ist dabei, dass es im konstruktiven Bereich keine allgemeingültige Musterlösung gibt, sondern der vorgegebene Kostenrahmen entscheidenden Einfluss auf den Lösungsraum hat.

 

Beschreibung der durchgeführten Lehrinnovation
 

In drei von zwölf Lehreinheiten wurden Schlagbohrmaschinen verschiedener Hersteller und Preisklassen (20…220 €) gemäß der Methode „Product Archaeology“ (PA) in Kleingruppen (ca. fünf Teilnehmer) zerlegt, analysiert und wieder zusammengebaut.

Dabei wurden die Studierenden durch Arbeitsanweisungen, die auf den zum jeweiligen Zeitpunkt vorhandenen Kenntnisstand Bezug nehmen, unterstützt. So lag der Schwerpunkt in der ersten Runde auf der Kundensicht (Ergonomie, Materialwahl, Wertigkeit bestimmende Details), den sichtbaren Spaltmaßen (Toleranzen) und der Wartbarkeit.

 

In der zweiten Runde wurde Bezug auf Lagerungen, Kupplungen, Getriebe und wirksame Kräfte genommen. Abschließend wurden zusätzlich Welle-Nabe-Verbindungen behandelt und eine Rangfolge der untersuchten Maschinen diskutiert. Die Dokumentation wurde von den Studierenden selbstständig in Mahara, einer ePortfolio-Plattform, eingegeben und ist für alle Kursteilnehmer sichtbar.

 

Evaluation der Lehrinnovation

 

Um die Wirksamkeit der Innovation beurteilen zu können, wurde diese im SoSe 2015 nur in einer von drei Studiengruppen durchgeführt. Die Vergleichsgruppen wurden „konventionell“ und in einigen Themengebieten ausführlicher unterrichtet. Die Bewertung der Wirksamkeit erfolgt anhand von Abschlussfragebögen und der in der für alle Gruppen identischen Klausur erbrachten Leistungen.

 

Es zeigte sich, dass das in der Vorlesung erworbene Detailwissen effektiv und kompetent eingesetzt wurde. In den Abschlussfragebögen vergaben Studierende mit PA-Sitzungen signifikant höhere Werte in wesentlichen Bereichen als die Kontrollgruppe ohne. Auch der Notendurchschnitt der in der Abschlussklausur erbrachten Leistungen war in der Gruppe mit PA mit einer um 0,6 Notenstufen besseren Bewertung signifikant höher – allerdings kam es im Laufe des Semesters zu einzelnen „Überläufern“ in die Vorlesungsgruppe mit PA, so dass der Effekt sogar noch ausgeprägter sein könnte. Ein wesentlicher Faktor für die besseren Prüfungsleistungen war sicherlich auch die insgesamt höhere Präsenzquote in allen Vorlesungen.

 

Abschließend kann also festgestellt werden, dass die aktive Einbeziehung der Studierenden in den PA-Sitzungen hervorragend gelingt, die Motivation insgesamt erhöht und zu einem besseren Verständnis der behandelten Themen beiträgt.

 


Studierende beim Zerlegen der Bohrmaschinen Studierende beim Zerlegen der Bohrmaschinen

 

 

Erfahrungen

 

Insbesondere die mit jeder Runde zunehmende Selbstsicherheit und fachliche Tiefe, mit der die Teilnehmer die verschiedenen (durchaus nicht immer lehrbuchgerechten) konstruktiven Lösungen analysierten, wurde vom Dozenten erfreut wahrgenommen.

 

Der Ansatz stellt somit eine auch kostenmäßig effiziente Methode dar, aktuelles Detailwissen zu Konstruktionselementen verbunden mit einem motivierenden Einblick in die „Community of Practice“ zu vermitteln.

 

Vorbereitung

 

Es erwies sich als hilfreich, im Vorfeld die komplexeren Geräte mit Unterstützung durch eine studentische Hilfskraft zu zerlegen, um den Studierenden in den Analysesitzungen Tipps zu technischen Details geben zu können. Zudem wurden die Maschinen entfettet, um den Verschmutzungsgrad zu verringern.

 

Arbeitsmittel

 

Da das vorhandene Werkzeug knapp war, wurden die Studierenden gebeten, so vorhanden ihr eigenes Werkzeug mitzubringen. Viele sind dieser Aufforderung gefolgt, so dass es keine wesentlichen Einschränkungen gab. Jede Gruppe war außerdem dafür verantwortlich, einen Rechner sowie eine Kamera (auch Handykamera) für die Dokumentation mitzubringen. Dies klappte gut.

 

Infrastruktur

 

Es wurde ein Hörsaal mit Einzeltischen und Stühlen genutzt, so dass sich die Gruppen ihre Arbeitsplätze zusammenstellen konnten. Da der Raum unmittelbar an das Labor Konstruktionstechnik angrenzt, konnte zusätzliches Werkzeug schnell besorgt werden. Die abschließende Reinigung der Arbeitsplätze mithilfe der bereitgestellten Putzmittel bedurfte nur dezenter Aufforderung.

 

Motivation

 

Da die Analyserunden explizit als „Bonus“ angekündigt und folglich als nicht direkt prüfungsrelevant eingestuft wurden, kamen am dritten und letzten Termin, der kurz vor der Prüfungszeit angesetzt war, deutlich weniger Studierende als in den vorherigen Sitzungen. Zukünftig könnte daher entweder die Anzahl der Sitzungen auf zwei reduziert oder ein Prüfungsbezug eingeführt werden.

 

Dokumenation

 

Die Dokumentation erfolgte auf rein freiwilliger Basis und brachte dennoch bemerkenswert gute Ergebnisse hervor. Etliche Studierende arbeiten auch mit Filmaufnahmen, die jedoch in der aktuell an der HM installierten Mahara-Version nur sehr umständlich einzubinden sind. Hier ist jedoch ein Update geplant.

 

 

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Weitere Informationen zur Lehrinnovation:

Bericht für HD Mint