Konzept zur TechnikTOUR

Das Schulprojekt „Techniktour“ ist eine Veranstaltung der VDE Hochschulgruppe der Technischen Universität Dresden und wird durch seine Mitglieder durchgeführt. Direkter Ansprechpartner für dieses Projekt ist der Projektverantwortliche Michael Unger.

Bei dem Schulprojekt „Techniktour“ wollen Mitglieder der VDE Hochschulgruppe der Technischen Universität Dresden Schülern am Gymnasium die Studiengänge der Elektrotechnik, Informationssystemtechnik und Mechatronik auf eine etwas spielerische(plastische/anschauliche) Art und Weise vorstellen. Es wird das Ziel verfolgt die Schüler an einigen praktischen Beispielen an die Ingenieurtätigkeiten heran zuführen und ihnen die Logik hinter offensichtlich komplizierten Vorgängen verständlich zu machen. Mit dieser Zielstellung sollen Furcht oder Bedenken vor diesem Studium genommen werden. Die Umsetzung wurde wie folgt konzipiert.

Im Laufe einer doppelten Unterrichtsstunde wird zuerst kurz das Studium, die Studiengänge der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik und die Repräsentanten vorgestellt. Anschließend wird das praktische Beispiel vorgestellt und die Schüler in Gruppen geteilt, damit möglichst alle Schüler an den Projekten sich versuchen können und entsprechend betreut werden können. Bis zu diesem Zeitpunkt sollten nicht mehr als 20 Minuten vergehen. Die restliche Zeit wird für die Erklärung und Durchführung der einzelnen Projekte in den Gruppen verwendet. Dabei sind 40 Minuten geplant in der die Schüler möglichst auch selber relativ einfache Probleme einmal lösen sollen. Jede Gruppe besteht aus unterschiedlichen Schülern mit verschiedenen Vorkenntnissen, Herangehensweisen und Verständnis für die zu bewältigende Aufgabe. Jeder betreuende Repräsentant der VDE Hochschulgruppe ist demzufolge bemüht auf die Schüler einzugehen und die Begeisterung für die Ingenieurtätigkeit auf Verständnis zu fundieren. Die Schüler werden unterschiedlich schnell die geplante Projektaufgabe bewältigen. Aus diesem Grund wird sowohl für diese mehr Zeit von bis zu 60 Minuten eingeplant als auch eine weitere Aufgabe für die Schüler bereitgestellt. Die weiterführende Aufgabe kann in innerhalb von 20 Minuten erledigt werden und ist dem Zeitplan entsprechend angepasst. Um einen optimalen Ablauf und eine ausreichende Durchführung des gesamtes Projektes zu garantieren werden insgesamt 10 Minuten als Reserve vorgesehen.
Das praktische Beispiel ist der ASURO, ein kleiner, zweirädriger Roboter. Seine einfache Programmierung und Handhabung ist sehr gut geeignet für die Veranschaulichung des Ingenieurstudiums, weil dieser gleichzeitig ein großes Tätigkeitsspektrum des Ingenieurs aufweist. Der ASURO soll von den Schülern dazu gebracht werden von selbst einer Linie zu folgen und auf dem Weg dorthin wird ihnen alles auf eine einfache Art und Weise erklärt. Die Betreuer helfen den Schülern bei der Lösungsfindung, aber es wird darauf geachtet, dass die Schüler möglichst auch selber Schritte zum Ziel machen. Bei weiterführende Aufgabe sollen die Schüler eine Möglichkeit finden, dass der ASURO lediglich eine bestimmte Strecke von 50 cm fährt und von selbst anhält. Dabei muss die Odometrie ausgelesen werden und programmiertechnisch und formelmäßig eine Lösung ermittelt werden.
Während dieser praktischen Tätigkeit besteht eine optionale Gesprächsmöglichkeit mit den präsenten Studenten. In diesem Zusammenhang wird auch kurz der VDE durch seine Hochschulgruppenmitglieder an der Technischen Universität Dresden vorgestellt und auch über diesen gerne Fragen beantwortet.


Durchführung
Am 22.11.2010 waren drei Hochschulgruppenmitglieder der VDE HSG Dresden am Pestalozzi-Gymnasium in Dresden. Es wurde das Schulprojekt „TechnikTOUR“ mit einer 10. Klasse durchgeführt. Die Klasse war 10 Schüler stark und diese war naturwissenschaftlich orientiert.

Am Anfang wurde das Projekt nach dem Konzept abgehalten und begann mit einer Präsentation zum Studium an der TU Dresden, den Studiengängen der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik und der VDE HSG Dresden bzw. deren Repräsentanten. Im Anschluss wurde die Klasse in drei Gruppen eingeteilt und es wurde in einzelnen Teams von 3-4 Schülern angefangen die Aufgabe zum ASURO anzugehen. Für die Vorstellenden war es wichtig zuerst die Schüler mit ihren Einstellungen, Erfahrungen und Wissen kennen zu lernen, um mögliche Unverständnisse zu beseitigen. Anschließend wurde den Schülern Schritt für Schritt der Umgang mit dem ASURO und die Aufgabenstellung vermittelt. Dabei sollten die Schüler ein Pflichtenheft führen, um die Ingenieurstätigkeit auch auf Papier festzuhalten und einen Bezug zum späteren realen Situationen darzustellen. Durch eine anschauliche Beschreibung der Vorgehensweise wird den Schülern das selbstständige, ingenieurmäßige Nachdenken, das Aufgabenfeld und wichtige Zusammenhänge näher gebracht.

Die Aufgabe war in diesem Fall das Verfolgen einer schwarzen Linie auf einem weißen Blatt Papier. Dabei mussten die Daten, die von den vorderen Fotodioden des ASURO aufgenommen werden, verglichen werden und durch eine implementierte Abfrage der Linie gefolgt werden. Als erstes war es nötig den Schülern die ungefähre Wirkungsweise der Datenaufnahme durch die Fotodioden zu beschreiben. Im Anschluss sollte in einem selbst erstellten Programm, durch vergleichen der beiden Diodenwerte, eine Abfrage erstellt werden, damit der ASURO weiter der Linie folgt.
Durch die unterschiedlichen Kenntnisse im Bereich der Programmiersprachen und den unterschiedlichen Verständnissen bzw. Vorstellungen für die Programmierung war es schwer für jeden Schüler in den jeweiligen Gruppen ein angemessenes Aufgabenfeld zu finden. Einige sind mit der Programmierung und Implementierung schnell und gut zu recht gekommen. Andere entwickelten nur wenig Verständnis dafür, aber hatten Interesse daran. Natürlich waren auch einige vertreten, die kein Interesse daran hatten und nur schwerlich mit kamen. Jedoch war es in der Größe der Gruppen möglich sich mit allen zu befassen.

Das Erfassen der Aufgabe, die Vermittlung der nötigen Grundlagen und Funktionen, das Verstehen der Funktionsweisen und die Implementierung der richtig programmierten Funktionen der Linienverfolgung schöpfte die gesamte dafür vorgesehene Zeit aus und somit war es nicht mehr möglich die geplante zweite Aufgabe des Konzeptes durchzuführen.
Die Schüler und der betreuende Lehrer waren vorerst mit der Durchführung zufrieden und es wurde mehrfach das Interesse der Fachlehrer geäußert diese TechnikTOUR nochmals mit weiteren Klassen der selben Stufe durchzuführen. Die Hochschulgruppe und der Verantwortliche Michael Unger sind bemüht dieses Projekt auszubauen und für möglichst viele Schüler an Gymnasien anzubieten, um allen Schülern dieser Stufe die gleichen Möglichkeiten zu ermöglichen.

Michael Unger