Technische Ausbildung an Schulen

Andreas Mühlbauer,

Didaktikmodule in der beruflichen Bildung

Die Ehrhart-Schott-Schule in Schwetzingen mit ihrem vielfältigen, vor allem technischen Bildungsangebot nutzt das lernfeldorientierte Didaktikangebot von SEW-Eurodrive, um den technischen Nachwuchs durch integriertes Lernen in MINT-Fächern fit für die Zukunft zu machen.

Mit dem Didaktikmodul Frequenzmrichter Movi4R-U (M4U) von SEW-Eurodrive finden angehende Elekronikfachkräfte den praktischen Einstieg in die Umrichtertechnik. © SEW-Eurodrive

„Grau, teurer Freund, ist alle Theorie“ – so beginnt eines der berühmten Zitate von Johann Wolfgang von Goethe. Demgegenüber löst vor allem der praxisnahe Kontakt und das sprichwörtliche „Begreifen“ bei jungen Leuten Begeisterung für Technik aus.

Die MINT-Fächer – Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik – bilden nicht zuletzt mit Blick auf die zunehmende Digitalisierung den wohl wichtigsten Innovationssektor in Deutschland. Bereits im Jahr 2012 wurde die branchenübergreifende Wertschöpfung auf 250 Milliarden Euro geschätzt – Tendenz seitdem steigend.1 

Befragungen von Unternehmen und Branchenanalysen zeigen zudem, dass MINT-Erwerbstätigkeit und Innovationsstärke eng miteinander verzahnt sind.2 Gleichzeitig herrscht in diesen Fächern – trotz hervorragender beruflicher Aussichten – seit Jahren ein großer Mangel an Fachkräften. Die Qualifizierung von MINT-Nachwuchs ist daher für die Innovationskraft in Deutschland von großer Bedeutung.

Erfolg verspricht dabei – unabhängig vom Schul- oder Hochschultyp – das integrierte Lernen. Es umfasst sowohl die Vermittlung theoretischer, technischer Grundlagen als auch das praxisorientierte Lernen anhand von standardisierten Modulen, beispielsweise der elektrischen Antriebs- und Steuerungstechnik, sowie anwendungsbezogenen Modellen. SEW-Eurodrive bietet hierfür fertige, lernfeldorientierte und didaktisch sinnvoll konzipierte Lernmodule mit ausbildungsgerechter Ausstattung an. Sie sind für den Einsatz in der technischen Aus- und Weiterbildung beispielsweise von Berufs-, Berufsfach- und Fachschulen sowie technischen Gymnasien konzipiert. Diese MINT-Schularten sind beispielsweise in der Ehrhart-Schott-Schule (ESS) in Schwetzingen bei Heidelberg unter einem Dach vereint.

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Vermittlung interdisziplinärer und integrierter Ausbildung

Die Schule bietet ein breites Angebot zur beruflichen Erst- und Weiterbildung in den Fachrichtungen Holztechnik, Metalltechnik, Kfz-Technik, Mechatronik und Körperpflege an. Innerhalb dieser Berufsfelder kann zwischen verschiedenen Schularten ausgewählt werden. Jede Schulart schließt mit einem anderen Abschluss oder einer speziellen Qualifikation ab – vom Hauptschulabschluss bis zum Abitur. Zusätzlich bietet die ESS Meisterkurse und Fachschulausbildungen zum staatlich geprüften Techniker an, der sich im internationalen Vergleich auf Bachelor-Niveau bewegt.

Markus Bürger, Studiendirektor an der ESS, Gregor Wohlfart, Außendienstmitarbeiter bei SEW-Eurodrive, und Oberstudienrat Jürgen Mertens vom Fachbereich Mechatronik der ESS (v. l.) arbeiten bei der Ausstattung der Schule mit Didaktikmodulen eng zusammen. © SEW-Eurodrive

„Etwa 950 Schüler besuchen die verschiedenen Schularten der ESS“, erläutert Schulleiter Oberstudiendirektor Thomas Edinger. „Unser Kollegium besteht aus 75 Lehrkräften, die im Rahmen ihrer Lehrtätigkeit großen Wert auf die interdisziplinäre Ausbildung legen und bei der Vermittlung technischer Kompetenz auch den Blick über den Tellerrand fördern.“ Bestätigt wird dieser Ansatz, mit dem die ESS zugleich Berufs- und Studierfähigkeit vermitteln möchte, durch die intensive Nutzung der technischen Einrichtungen der ESS.

Unter der offiziellen Bezeichnung „Mechatronisches Zentrum Rhein-Neckar“ betreibt die Schule unter anderem mehrere Werkstätten, verschiedene Labore für Steuerungs- und Regelungstechnik sowie Produktentwicklung, ferner vier CAD-Räume und etwa 400 Schüler-PCs in der gesamten Schule, eine Schreinerei, ein Motorenlabor und sogar eine Kfz-Werkstatt. „Viele dieser Einrichtungen kommen vor allem unserer Fachschule für Technik zu Gute, die in den Fachrichtungen Maschinenbau und Automatisierungstechnik angeboten wird. Weil wir ein integrierter Schulverband unter einem Dach sind, stehen die Ausbildungseinrichtungen auch anderen Schularten und Ausbildungsgängen zur Verfügung“, erklärt Thomas Edinger und bestätigt: „Die technische Ausrüstung wird intensiv genutzt.“

Ausstattung auf dem Stand der Technik

Verantwortlich für die Ausstattung der Ehrhart-Schott-Schule ist der Rhein-Neckar-Kreis als Schulträger. Er hält die Infrastruktur auf einem modernen Stand und richtet die Räumlichkeiten für die Ansprüche einer modernen Ausbildung ein. Unterstützt wird er dabei durch eine Reihe von Unternehmen aus der Metropolregion Rhein-Neckar, was die enge Verzahnung von Industrie und Region unterstreicht. „Mit SEW-Eurodrive arbeiten wir seit mehr als zwölf Jahren erfolgreich zusammen“, berichtet Dipl.-Ing. (FH) Markus Bürger, Studiendirektor an des ESS und Fachberater Fertigungstechnik am Regierungspräsidium Karlsruhe. „In dieser Zeit hat sich eine intensive und vertrauensvolle Partnerschaft entwickelt, von der beide Seiten profitieren.“

In der Tat ist der Antriebs- und Automatisierungshersteller aus Bruchsal weit mehr als „nur“ ein Lieferant für Laborausstattung und Lehrmittel. Das Unternehmen hat ein breites Didaktik-Portfolio aufgebaut, das alle Aspekte der berufsfachlichen Ausbildung und Qualifizierung abdeckt. „Technologisch repräsentiert es den neuesten Stand“, sagt Markus Bürger. „Für die Vorbereitung auf das spätere Berufsleben beispielsweise in der Projektierung, Konstruktion und Instandhaltung von Antriebs- und Steuerungstechnik ist das die beste Voraussetzung.“

Blended Learning

Unter dem Slogan „Lernen-Verstehen-Begeistern“ entwickelte SEW-Eurodrive ein didaktisches Konzept, das mehr ist als eine Schulungs-, Lehr- oder Lernhilfe. Angeboten werden getriebetechnische und elektromechanische Module, Modelle und Applikationsmuster – begleitet von klassischen, aber auch elektronisch-interaktiven Schulungsunterlagen, die Theoriewissen vermitteln und mit Übungs- und Rechenaufgaben sowie den dazugehörigen Lösungsanleitungen auf die Praxis vorbereiten. Die Produktentwickler für diese didaktischen Konzepte aus dem Hause SEW-Eurodrive haben die Anforderung der Ausbildung verstanden – hier geht es nicht um die Parametrierung und Bedienung einer Antriebskomponente. Viel mehr wird die Technologie, die hinter der Hardware steckt in einer stufenweisen Beschreibung dem Nachwuchs erklärt.

Das Didaktik-Portfolio ist modular aufgebaut. Gegliedert in insgesamt sieben Themenschwerpunkte, bietet es ein hohes Maß an Flexibilität für die berufliche Qualifizierung und wird zugleich den unterschiedlichen Anforderungen gerecht, wie sie verschiedene Ausbildungsorganisationen an SEW-Eurodrive herantragen. Unabhängig von der individuellen didaktischen Konfiguration beruht das Konzept immer auf zwei Säulen: der Darstellung der Theorie und der Vermittlung von Praxiswissen – beides zusammen als Blended Learning bezeichnet.

Dieser integrative Ansatz wird in der ESS konsequent umgesetzt. Er beginnt bereits bei der Fortbildung der Lehrer, zu der SEW-Eurodrive regelmäßig nach Bruchsal einlädt. Die Vermittlung der antriebs- und steuerungstechnischen Grundlagen wird ergänzt durch das praktische Arbeiten mit der elektrischen Antriebs- und Steuerungstechnik des Unternehmens. Die lehnt sich an das jeweils aktuelle Produktprogramm von SEW-Eurodrive an und ist speziell für das Didaktik-Portfolio auf die Bedürfnisse von Lehrenden und Lernenden und den Einsatz an Einzel- oder Gruppenarbeitsplätzen adaptiert.

Auch in die Weiterentwicklung des individuellen ESS-Didaktikkonzeptes werden die Lehrkräfte eingebunden, in dem sie innerhalb der verfügbaren Getriebetechnik-Module, Funktionsschnittmodelle, Applikationsbaugruppen und Multifunktionssystemen die für ihren Fachkomplex geeignete Auswahl treffen können. „Bei der ESS arbeiten wir unter anderem mit Didaktik-Bausätzen von Stirnrad- und Kegelradgetrieben und deren Funktionsmodellen. Einphasige Frequenzumrichter Movi4R-U und dreiphasige Antriebsumrichter Movidrive B gehören ebenso dazu wie Didaktik-Baugruppen von CMP-Drehstrom-Asynchronmotoren und von DRS-Drehstrom-Synchronmotoren“, fasst Oberstudienrat Dipl.-Ing Jürgen Mertens aus dem Fachbereich Mechatronik zusammen. „Darüber hinaus nutzen wir auch verschiedene modifizierte Antriebe von SEW Eurodrive, die wir in unseren selbst entwickelten Applikationsmodellen einsetzen.“

Antriebstechnik praxisnah erfahren

In der praktischen Ausbildung nutzen Schüler verschiedener Schularten die technischen Ausstattungen der einzelnen Labore. Gruppengrößen bis zehn Schüler sind üblich, wobei sich in der Regel zwei von ihnen einen Arbeitsplatz teilen. „Mit dem Frequenzumrichter beispielsweise arbeiten hauptsächlich Schüler des Fachbereiches Automatisierungstechnik“, erläutert Jürgen Mertens. „Im Praktikum `Inbetriebnahme von Antrieben´ lernen sie beispielsweise, wie man einen Getriebemotor mechanisch anbindet und elektrisch im Betrieb nimmt. Sie lernen, den Frequenzumrichter einzubinden und zu bedienen – und begreifen so das Zusammenspiel mit dem Motor. Ein heutiges Antriebssystem kann nicht in Elektronik, Elektromechanik und Mechanik untergliedert werden. Für die Qualifizierung bedeutet dies aber auch, dass alle Akteure, die mit einem solchen System arbeiten, den Blick über den Tellerrand nicht scheuen dürfen. Sie berechnen Strom- und Leistungsaufnahme und parametrieren den Umrichter, damit der Antrieb beispielsweise ein Förderband sanft anlaufen lässt.“

In der weiterführenden Ausbildung wird es – darauf aufbauend – entsprechend anspruchsvoller. Hier wird unter anderem mit SEW-Servomotoren und Linearsystemen gearbeitet und diese beispielsweise auch in die Kommunikation mit einem Automatisierungssystem eingebunden. Gleichzeitig dient beispielsweise der Frequenzumrichter der Vermittlung fachübergreifender Kompetenz. So werden an der Ehrhart-Schott-Schule auch Maschinenbautechniker an Themen wie Elektrik und Steuerungstechnik herangeführt. „Sie müssen Ströme berechnen, lernen unterschiedliche Möglichkeiten der Ansteuerung kennen und werden auch auf das Thema Antriebe und Sicherheitstechnik sensibilisiert“, erklärt Jürgen Mertens. „Dieses elektrotechnische Grundverständnis wird sie im späteren Berufsalltag hilfreich begleiten.“

Zukunftssicher ausbilden

Stillstand bedeutet Rückschritt – diese Feststellung gilt gerade in den Zeiten von Digitalisierung, Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things auch für die technische Ausbildung und Qualifizierung. Das Didaktikangebot von SEW-Eurodrive ist modulartig aufgebaut, sodass sowohl theorie- als auch praxisbezogene Bausteine jederzeit aktualisiert und ergänzt werden können. „Dies betrifft zum einen die Schulungsunterlagen, die wir von SEW-Eurodrive neben der elektronischen Version auch als gedruckten Klassensatz erhalten“, sagt Markus Bürger, „aber auch die Antriebs- und Steuerungstechnik, in die immer wieder neue Technologien und Anforderungen, zum Beispiel Energieeffizienz, Einzug halten. Und natürlich bildet sich die stetige Weiterentwicklung auch in der laufenden Lehrerausbildung mit SEW-Eurodrive ab, denn erst im Zusammenspiel von Theorie und Praxis ist eine fundierte Ausbildung mit Blick auf die künftige berufliche Lebens- und Arbeitswirklichkeit möglich.“

Gregor Wohlfart, Vertriebsingenieur Außendienst Didaktik, SEW-Eurodrive GmbH & Co KG, Bruchsal

1[C. Anger, W. Geis, A. Plünnecke; Institut der deutschen Wirtschaft Köln (IW): MINT – Frühjahrsreport 2012, S. 3]

2[www.iwkoeln.de/studien/gutachten/beitrag/christina-anger-oliver-koppel-axel-pluennecke-mint-fruehjahrsreport-2017-339805.html]

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