Berufliche Schulen Berufsschule
Umsetzung der Lernfeld-Lehrpläne
Landesinstitut für Schulentwicklung www.ls-bw.de
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Metallbauer/-in Lernfeld 5 Herstellung eines Greifarmes für einen Kübelheber
Qualitätsentwicklung und Evaluation
Schulentwicklung und empirische Bildungsforschung
Bildungspläne
Stuttgart 2004 H – 03/90
Redaktionelle Bearbeitung
Redaktion:
Paul Keßler,
Autoren:
Karlheinz Jenne Alfred Schlegel
Stand:
Januar 2004
LS Stuttgart
Impressum
Herausgeber:
Landesinstitut für Schulentwicklung (LS) Rotebühlstraße 131, 70197 Stuttgart Fon: 0711 6642-0 Internet: www.ls-bw.de E-Mail:
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Druck und Vertrieb:
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Urheberrecht:
Inhalte dieses Heftes dürfen für unterrichtliche Zwecke in den Schulen und Hochschulen des Landes Baden-Württemberg vervielfältigt werden. Jede darüber hinausgehende fotomechanische oder anderweitig technisch mögliche Reproduktion ist nur mit Genehmigung des Herausgebers möglich. Soweit die vorliegende Publikation Nachdrucke enthält, wurden dafür nach bestem Wissen und Gewissen Lizenzen eingeholt. Die Urheberrechte der Copyrightinhaber werden ausdrücklich anerkannt. Sollten dennoch in einzelnen Fällen Urheberrechte nicht berücksichtigt worden sein, wenden Sie sich bitte an den Herausgeber. Bei weiteren Vervielfältigungen müssen die Rechte der Urheber beachtet bzw. deren Genehmigung eingeholt werden. © Landesinstitut für Schulentwicklung, Stuttgart 2004
Metallbauer
Inhaltsverzeichnis Seite 3 4 5
1. Vorwort 1.1 Intention 1.2 Anmerkungen der Redaktion 2. Aufbau der Handreichung
6
3. Die Ziele im Lernfeld 5
7
4. Herstellen von Blechbauteilen in zwei Teilen 4.1 Übersicht über mögliche Lernsituationen zum Teil 2 4.2 Lernsituationen mit Zielen und Inhalten zum Teil 2 (einschl. Zuordnungskontrolle) 4.3 Konkreter Unterricht zum Teil 2 (einschl. Anlagen)
8 10 13
5. Anhang 5.1 Auszug aus der Verordnung über die Berufsausbildung zum Metallbauer 5.2 Hinweise auf Lernfeld-Literatur im Internet 5.3 Hinweise auf Bücher, die im Buchhandel erhältlich sind
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21
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1.
Vorwort
1.1 Intention Die neuen KMK-Rahmenlehrpläne für den berufsbezogenen Unterricht der Berufsschule sind in Lernfeldern gegliedert. Lernfelder sind mächtige Einheiten, die auf einer A4-Seite Vorgaben für ca. 80 Unterrichtsstunden festlegen. In Bildungsgangkonferenzen sollen die Lernfelder auf regionale Gegebenheiten übertragen werden. Die vorliegende Handreichung wurde als Hilfe für o.g. Bildungsgangkonferenzen und Lehrer allgemein konzipiert. Die Autoren erhielten folgende Eckwerte für ihre Arbeit: • die Lernfelder sind in "handhabbare" Lernsituationen aufzuteilen, jeweils nur mit Bezeichnungen und Stundenangaben, • die Lernsituationen sind mit Zielformulierungen und Inhalten zu versehen und • mindestens eine Lernsituation ist als vollständige Unterrichtseinheit auszuarbeiten. Dadurch ist die Handreichung einerseits eine Hilfe zur Lösung der konzeptionellen Aufgaben einer Bildungsgangkonferenz und andererseits eine Hilfe zur direkten Umsetzung des Lernfeldkonzeptes im Unterricht.
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1.2 Anmerkungen der Redaktion Die vorliegende Handreichung wurde sofort im Anschluss an die vier Handreichungen für die Grundstufe erstellt, sie erhebt keinen Anspruch auf irgendein Attribut. Sie ist eine Hilfe von Kollegen für Kollegen, die im Berufsfeld Metalltechnik Unterricht nach Lernfeldlehrplänen erteilen. Der Leser muss ein gewisses Lernfeld-Verständnis besitzen, denn in der vorliegenden Handreichung wird das Lernfeldkonzept nicht extra erklärt. Lernfeldgrundlagen lassen sich den KMK-Handreichungen zur Rahmenlehrplanarbeit (15.09.2000) entnehmen. (Siehe dazu: http://www.kmk.org/doc/publ/handreich.pdf)
Auf die pünktliche Verwendung der weiblichen und männlichen Form von Personen wurde verzichtet, damit die Texte schnell und übersichtlich zu handhaben sind. Die Bezeichnungen Zeitrichtwert, Stunden und Stdn. sind Richtwerte für die Anzahl der Unterrichtsstunden. Die Herren Karlheinz Jenne und Alfred Schlegel sind die Autoren der vorliegenden Handreichung.
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2.
Aufbau der Handreichung
Die vorliegende Handreichung wurde nach der in Baden-Württemberg vorherrschenden 3-Schritt-Methode entwickelt: 1. Schritt Das mächtige Lernfeld wird in überschaubare Lernsituationen unterteilt. Dadurch entsteht eine Liste mit der Abfolge von aufeinander aufbauenden Lehr/Lernarrangements. 2. Schritt Die Ziele und Inhalte aus dem Lernfeld werden auf die Lernsituationen verteilt, wenn nötig ergänzt und mit Bemerkungen versehen. Dadurch stehen "kleine, überschaubare Lernfelder" zur Verfügung. 3. Schritt Zu mindestens einer Lernsituation wird ein realer Unterrichtsablauf geschildert d. h. ein Beispiel wird beschrieben, das die konzeptionellen Teile der Unterrichtsvorbereitung deutlich macht. Zum Schluss folgen hilfreiche Blätter zum Unterrichtsablauf als Anlagen.
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3.
Die Ziele im Lernfeld 5
B e r u f s t h e o r i e (BT) m i t L a b o r u n t e r r i c h t (BTL) u n d W e r k s t a t t u n t e r r i c h t (BTW) Lernfeld 5: Herstellen von Blechbauteilen
2. Ausbildungsjahr Zeitrichtwert 80
Zielformulierung Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung eines mehrteiligen Blechbauteiles unter Berücksichtigung von Funktion, Form und Materialauswahl. Sie präsentieren, vergleichen und bewerten die Lösungsvorschläge. Sie erstellen und ändern Zeichnungen und Stücklisten auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. Die Schülerinnen und Schüler planen die Arbeitsschritte und wählen nach technologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten Trenn-, Umform- und Fügeverfahren aus. Flächen, Volumen und Massen werden auftragsbezogen ermittelt. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen die Betriebssicherheit der Maschinen und die zulässige elektrische Leistung. Sie prüfen, bewerten und diskutieren ihre Arbeitsergebnisse. Die Schülerinnen und Schüler beachten die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes.
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4.
Herstellen von Blechbauteilen in zwei Teilen
Teil 1:
Herstellung eines Schlüsselkastens, mit einem Zeitanteil 29/80 (19 BT und 10 BTW) Dieser Teil wird nachfolgend nicht genauer behandelt. Es ist als grundlegender Unterricht vor Teil 2 sehr geeignet.
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Teil 2:
Herstellung eines Greifarmes für einen Kübelheber, mit einem Zeitanteil 51/80
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4.1
Übersicht über mögliche Lernsituationen zum Teil 2
Lernsituationen für Greifarmherstellung Berufstheorie (BT) 25 Std Labor (BTL) 16 Std Werkstatt (BTW) 10 Std
Zeitrichtwert
BT
LS 5.1 Zusammenwirken der Bauteile
3
LS 5.2 Thermisches Trennen
4
LS 5.3 Planung der Zuschnitte
4
LS 5.4 Zuschnitt « Steg für Greifarm »
6
BTL BTW
4
16
4
Grundlagenvermittlung CNC-Brennschneiden
LS 5.5 Zusammenbau durch Schweißen Grundlagenvermittlung MAG-Schweißen
- 10 -
8
2
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- 11 -
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4.2 Lernsituationen mit Zielen und Inhalten zum Teil 2
Lernsituation 5.1
Zeitrichtwert: BT 3 + BTL 0 + BTW 0
Zusammenwirken der Bauteile Beschreibung der Ziele: Die Schülerinnen und Schüler erkennen Aufbau und Funktion des hydraulischen Hubarmes. Sie gliedern das mehrteilige Blechbauteil in sinnvolle Baugruppen und benennen die Einzelteile. Sie präsentieren, vergleichen und bewerten die Lösungsvorschläge.
Inhaltliche Orientierung: • • • • •
Hinweise:
Funktion des hydraulischen Hubarmes Gliederung in Baugruppen Benennung der Bauteile Zuordnung von Positionsnummern Auswahl von Normteilen
Bemerkungen:
- 13 -
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Lernsituation 5.2
Zeitrichtwert: BT 4 + BTL 0 + BTW 4
Thermisches Trennen Beschreibung der Ziele: Die Schülerinnen und Schüler kennen die physikalischen Grundlagen des thermischen Trennens und ordnen diese einzelnen Trennverfahren zu. Sie beherrschen die möglichen Einstellungen und wissen um den daraus folgenden Einfluss auf die Schnittgüte.
Inhaltliche Orientierung:
Hinweise:
•
Verfahrensübersicht
•
Physikalische Grundlagen
•
Einstellwerte und Schnittgüte
•
Steuerung von Brennschneidmaschinen
es kann eine frühere TP-Einheit eingesetzt werden
Bemerkungen: Hier werden Grundlagen vermittelt.
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Zuordnungs-Kontrolle für die Berufstheorie (Sie ist zur Qualitätssicherung unbedingt notwendig und gibt Antwort auf die Frage: Wurden alle Ziele und Inhalte des Lernfeldes in den Lernsituationen berücksichtigt?)
Lernfeld 5
2. Ausbildungsjahr
Zeitrichtwert
80
Herstellen von Blechbauteilen
Zielformulierung Die Schülerinnen und Schüler planen die Herstellung eines mehrteiligen Blechbauteiles unter Berücksichtigung von Funktion, Form und Materialauswahl. Sie präsentieren, vergleichen und bewerten die Lösungsvorschläge. LS 5.1 Sie erstellen und ändern Zeichnungen und Stücklisten auch mit Hilfe von Anwendungsprogrammen. LS 5.3 Die Schülerinnen und Schüler planen die Arbeitsschritte und wählen nach technologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten Trenn-, Umform- und Fügeverfahren aus. Flächen, Volumen und Massen werden auftragsbezogen ermittelt. LS 5.2 - LS 5.5 Die Schülerinnen und Schüler überprüfen die Betriebssicherheit der Maschinen und die zulässige elektrische Leistung. LS 5.5 Sie prüfen, bewerten und diskutieren ihre Arbeitsergebnisse. LS 5.3; LS 5.4; LS 5.5 Die Schülerinnen und Schüler beachten die Bestimmungen des Arbeits- und Umweltschutzes. LS 5.3
Inhalte Lernsituationen Einzelteil- und Gesamtzeichnungen Geometrische Grundkonstruktionen, Abwicklungen Anwendersoftware für Abwicklungen Präsentationsmethoden, Kommunikationsfähigkeit Unlegierte und legierte Stähle, Aluminium Werkstoffeigenschaften Lieferzustand, Oberflächengüte Scherschneiden, Sägen, thermisches Trennen Schwenkbiegen, Gesenkbiegen, Walzbiegen Fertigen mit CNC-gesteuerten Maschinen Blechversteifungen Fügen durch Falzen, Nieten und Schrauben Punkt-, Rollennahtschweißen Schutzgasschweißen Hilfsstoffe Elektrische Leistung Kosten beim Schweißen und thermischen Trennen Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl Normen und technische Regeln
- 18 -
5.1 x
5.2
5.3 x x x
5.4
5.5 x
x x x
x
x x x x x
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- 19 -
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4.3 Konkreter Unterricht zum Teil 2 Unterrichtsbeispiel zu LS 5.1 LF 5 LS 5.1
Zusammenwirken der Bauteile
Ablauf
Bemerkungen
•
Vorstellung des Projekts
Lehrervortrag
Gesamtfunktion verstehen Zusammenwirken der Bauteile erkennen Anweisung an Schüler: - Kübelheber in Baugruppen gliedern - Positionsnummern eintragen - Normteile auswählen - Normteile fachgerecht kennzeichnen - Stückliste erstellen
Gruppenarbeit Einzelarbeit
Baugruppe Greifarm
Anlage: Zeichnung 2.1 "Greifarm"
•
BT 1
Anlage: Aufgabe1 "Kibellupfer"1 Anlage: Kibellupfer_A1L "Kibellupfer_kpl" Tabellenbuch
Gruppenarbeit Anweisung an Schüler: - Explosionszeichnung farbig anlegen Anlage: Aufgabe2.2 u. 6.1 "Greifarm_Bennenung" und dadurch Zusammenwirken der Bauteile erkennen - Benennung der Einzelteile vornehmen und in Stückliste eintragen Anlage: Aufgabe 2.3 u. 4 - Werkstoffe auswählen - Rohmaße aus Zeichnungsvorgaben "Aufnahme" entnehmen und in Stückliste eintragen
1"
Zeitrichtwert 3
Kibellupfer" entspricht "Kübelheber"
- 21 -
1
1
BTL BTW
Metallbauer
Unterrichtsbeispiel zu LS 5.2 LF 5 LS 5.2
Thermisches Trennen (Grundlagenvermittlung)
Ablauf
Zeitrichtwert 4 + 4
Bemerkungen
BT
•
Übersicht über die thermischen Trennver- lehrerunterstütztes dialogisches Lernen fahren: Brennschneiden Gruppenarbeit Laserschneiden Plasmaschneiden Anwendungen Wirtschaftlichkeit
2
•
Physikalische Grundlagen des Brennschneidens
lehrerunterstütztes dialogisches Lernen Partnerarbeit
1
•
Einstellgrößen: Gasdruck Geschwindigkeit Düsenauswahl in Abhängigkeit der Blechdicke Schnittgüte Steuerungen
lehrerunterstütztes dialogisches Lernen Gruppenarbeit
1
•
Beeinflussung und Beurteilung der Schnittgüte
Gruppenarbeit Einzelarbeit
- 22 -
BTL BTW
4
Metallbauer
Anlagen: 10 Zeichnungen und 1 Tabelle •
Aufgabe 1,
Kibellupfer
•
Kibellupfer_A1L,
Kibellupfer_kpl
•
Zeichnung 2.1
Greifarm
•
Aufgabe 2.2 und 6.1
Greifarm_Bennenung
•
Aufgabe 2.3 und 4
Aufnahme
•
Aufg. 3 und 5.1
Steg
•
Aufgabe 3 Lösung
Steg
•
Lös. 5.1 Aufg. 5.2; 5.3 Steg_CNC_Vorlage
•
Aufgabe 4
Aufnahmeverstärker
•
Tabelle
Auswahl der Fertigungsverfahren
•
Greifarm_AS
- 26 -
Metallbauer
•
Aufgabe 1,
Kibellupfer
- 27 -
Metallbauer
•
Kibellupfer_A1L,
Kibellupfer_kpl
- 28 -
Metallbauer
•
Zeichnung 2.1
Greifarm
- 29 -
Landesinstitut für Schulentwicklung Rotebühlstraße 131 70197 Stuttgart
www.ls-bw.de
