Der Einsatz von 3D-Konstruktion und 3D-Druck im Unterricht trägt wesentlich zur Steigerung der Lernmotivation und zur Förderung zahlreicher Kompetenzen bei. Die Themen können nicht nur im Technik-Unterricht, sondern auch in vielen weiteren Fächern angewendet werden.
Welche Vorteile bietet der Einsatz von 3D-Konstruktion und 3D-Druck im Unterricht?
Durch den Einsatz von 3D-Modellierung und 3D-Druckern werden in der Schule die 4K-Kompetenzen (Kommunikation, Kollaboration, Kreativität und kritisches Denken) und andere wichtige Fähigkeiten entwickelt, wie verschiedene Studien zeigen [u.a. Bower et al., 2018]. Dazu gehören das räumliche Vorstellungsvermögen und die Medienkompetenz. Der Unterricht mit 3D-Druckern steigert die Motivation der Schülerinnen und Schüler [Krisch et al., 2017] und eröffnet neue Möglichkeiten für kreatives Lernen und innovative Projekte.
Wie können 3D-Konstruktion und 3D-Druck im Unterricht eingesetzt werden?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie 3D-Konstruktion und 3D-Druck im Unterricht eingesetzt werden können. Dies eignet sich nicht nur für den Technik-Unterricht, sondern auch für viele andere MINT-Fächer oder den Kunst-Unterricht. Dabei können vielfältige Lernziele erreicht werden.
TinkerSchool bietet eine benutzerfreundliche Lösung für den Einsatz von 3D-Technologien im Unterricht. Mithilfe der TinkerSchool-Software erlernen Kinder ab Klassenstufe 2 das Konstruieren in 3D und gestalten so eigene 3D-Modelle. Diese können anschließend für den 3D-Druck exportiert werden. Die Plattform ist zudem mit deutschen Lehrplänen und Datenschutzbestimmungen vereinbar. Die Software ist intuitiv gestaltet, sodass es auch unerfahrenen Lehrkräften möglich ist, 3D-Druck und Konstruktion im Unterricht einzusetzen.
Einsatzszenarien und Beispiele für 3D-Druck und Konstruktion im Unterricht
Es gibt verschiedene Einsatzszenarien und Beispiele, die den Unterricht mit 3D-Konstruktion und 3D-Druck bereichern. Ergänzend zur TinkerSchool-Software stehen verschiedene Unterrichtsmaterialien zur Verfügung.
1. Konstruktion eines Stiftehalters als Einstieg in Konstruktion und 3D-Druck
Als Einstieg in die Konstruktion eignet sich die fächerübergreifende TinkerSchool-Lerneinheit „Der Stiftehalter“. Dabei konstruieren alle Schülerinnen und Schüler einen eigenen Stiftehalter. Dafür betrachten sie zuerst fehlerhafte Beispielkonstruktionen und arbeiten darauf aufbauend Kriterien aus, die ein Stiftehalter erfüllen muss. Im nächsten Schritt arbeiten sie ein Design aus und fertigen eine Skizze an. Anschließend setzen sie ihre Ideen in der Konstruktionssoftware um. Die fertigen Modelle werden dann mit dem 3D-Drucker hergestellt.
Hier geht es zur TinkerSchool-Lerneinheit „Der Stiftehalter“.
2. Konstruktion im Mathematik-Unterricht
Mit dem Digitalen Baukasten üben die Schülerinnen und Schüler im Mathematikunterricht ihre Orientierung im Raum und lernen geometrische Körper und deren Eigenschaften kennen. Außerdem verinnerlichen sie das Messen und Spiegeln von Körpern und das Beschreiben von deren Lagebeziehungen.
Auch die Konstruktion von achsensymmetrischen Figuren oder die Herstellung von individuellen Schablonen oder Kantenmodellen ist möglich. Auch dazu bietet die TinkerSchool-Software Bauanleitungen und Lerneinheiten an.
3. 3D-Druck im Kunst- oder Sachunterricht
In den Fächern Kunst oder Sachkunde ermöglichen die 3D-Konstruktion und der 3D-Druck das Modellieren von Prototypen, Kunstobjekten, Architektur- und Raummodellen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Modellierung mit den meisten Materialien gibt es beim 3D-Druck die Möglichkeit, die Objekte endlos zu korrigieren. Zusätzlich können Alltagsgegenstände wie personalisierte Schlüsselanhänger oder kleine Geschenke konstruiert und hergestellt werden.
Weitere Einsatzmöglichkeiten für 3D-Druck und Konstruktion im Unterricht werden in den nächsten Beiträgen erläutert.
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Deine Lehrerinsel-Redaktion
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Die TinkerToys GmbH (gegr. 2015 in Magdeburg) hat mit dem Digitalen Baukasten eine intuitive Konstruktionssoftware entwickelt.
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