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Projektlaufzeit: 01.05.2023 bis 30.04.2025
Wir bedanken uns bei der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG und dem Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur für die Finanzierung des Projektes!
Projektziel
Das Projekt „Kinderleicht!“ setzt sich zum Ziel, Kinder und Jugendliche, unabhängig von ihrer geografischen, sprachlichen und kulturellen Herkunft oder ihrem Geschlecht und Bildungshintergrund, die Thematik Leichtbau altersgerecht zu vermitteln. Schüler:innen, Eltern und Pädagog:innen wird anhand der beteiligten Unternehmen die Innovationskraft in der Region Hochsteiermark vermittelt. In sogenannten Science Workshops erarbeiten die Schüler:innen anhand von gender- und diversitätssensiblen differenzierten Unterrichtsmaterialien der FH JOANNEUM und Universität Graz, gemeinsam mit den Forscher:innen was Leichtbau bedeutet, und wie dieser umgesetzt wird.
Das passiert im Projekt!
Workshop I
In unserem ersten Workshop mit den beteiligten Schulen drehte sich alles um das Thema „Mobilität und Klimawandel“. Es wurden neue Antriebskonzepte vorgestellt und der Einfluss des Gewichtes auf beschleunigte Massen mit den Kindern und Jugendlichen diskutiert bzw. erforscht. Um den Schülerinnen und Schülern zu vermitteln, dass sich Leichtbau nicht nur mit der Reduktion von Gewicht, sondern auch mit der gleichzeitigen Erhöhung der Steifigkeit befasst, wurden in einem Hands-on Experiment Papierbrücken gebaut. Die Schülerinnen und Schüler konnten auch mit einem an der FH JOANNEUM entwickelten Leichtbaurollstuhl herumdüsen. Der Workshop wurde mit einem Ausblick auf das bevorstehende Thema „3D-Druck“ abgeschlossen.
Ein besonderer Dank gilt hier den Unternehmen Trumpf und AlphaCam, welche uns beeindruckende Anschauungsobjekte zur Verfügung gestellt haben. Ein großer Dank gilt auch den Lehrerinnen der beteiligten Schulen. Ohne ihre großartige Unterstützung wären die Workshops in den Klassen nicht möglich gewesen!
Workshop II
Der zweite Workshop fokussierte auf die Thematik „Additive Fertigung“. Jede beteiligte Schule bekam einen FDM-3D-Drucker und ein für Kinder und Jugendliche geeignetes CAD-Programm. Mit dieser Ausstattung können die Schülerinnen und Schüler in Zukunft ihrer Kreativität freien Lauf lassen!
Der Workshop begann mit einem kurzen Review des letzten Treffens, anschließend starteten wir in das Thema des Tages. Die Möglichkeiten der additiven Fertigung wurden anhand von verschiedenen Anschauungsobjekten gezeigt und diskutiert. Hier wurde nicht nur auf die Perspektiven im Leichtbau hingewiesen, sondern auch andere Branchen ins Rampenlicht geholt. Highlight war ein 3D-gedrucktes Gehirn, welches im Zuge eines internen Projektes an der FH JOANNEUM erstellt wurde. Danach konnten die Kinder und Jugendlicht mit dem neuen CAD-Programm ihre Fantasie bei der Konstruktion von Schlüsselanhängern unter Beweis stellen. Es folgte eine Einschulung am Drucker und mögliche Gefahren beim Druckvorgang wurden erklärt. Zum Schluss wurde auf den neuen Druckern gedruckt.
Exkursion zur FH JOANNEUM
Am Ende des Schuljahres besuchten alle Schulen die FH JOANNEUM in Graz. An einem Vormittag konnten die Kinder und Jugendlichen erleben was es bedeutet, Fahrzeugtechnik zu studieren. Der Tag begann mit einer kurzen Vorlesung im Hörsaal und einer anschließenden Vorstellung des Joanneum Racing Teams. In der Werkstatt wurde gemeinsam die Montage des neuen Formula-Student-Boliden begutachtet und Leichtbauteile durch die Kinder und Jugendlichen analysiert. Im Automotive Testing Lab der FH JOANNEUM wurde in vier Hands-On-Stationen das Thema Leichtbau beleuchtet. Materialproben wurden auf einer modernen Zugprüfmaschine geprüft und Probenkörper unter dem Mikroskop betrachtet. Anschließend wurde der Einfluss des Fahrzeuggewichtes auf den Verbrauch mittels eines Rollenprüfstandes analysiert. Die Kinder und Jugendlichen konnten anhand eines hoch präzisen Abgasanalysegerätes die Zusammensetzung ihre Atemluft beim Ein- und Ausatmen analysieren. Zum Schluss wurde in einem Hands-On Experiment der Einfluss des Gewichtes auf das Schwingverhalten eines Körpers untersucht. Dazu konnten die Kinder und Jugendlichen mit einer cladnischen Platte und Kochsalz experimentieren.
Exkursion zu den Partnerunternehmen
Zu Beginn des Schuljahres haben wir unsere teilnehmenden Klassen wieder aktiv in das Projekt eingebunden. Ein erstes Highlight dieses Schuljahres war die Exkursion zu unseren Partnerunternehmen. Die Volksschulen Oberaich und Berndorf sowie die Mittelschule Bruck an der Mur besuchten das obersteirische Vorzeigeunternehmen HAGE Sondermaschinenbau GmbH in Obdach. Die Schülerinnen und Schüler erhielten Einblicke in alle Berufsgruppen, die für den Bau einer Sondermaschine essenziell sind. Ein besonderer Fokus lag auf dem Thema Leichtbau, bei dem die hauseigene Produktion von 3D-Druckern und hochmodernen Reibschweißanlagen vorgestellt wurde.
Die Kinder und Jugendlichen der Volksschule BIPS und des Bundesgymnasiums GIBS hatten die Gelegenheit, das junge und innovative Unternehmen Carbon-Solution Hintsteiner GmbH zu erkunden, welches als Symbol für die Innovationskraft der Obersteiermark steht. Die Exkursion widmete sich der Entwicklung und Produktion von Faserverbundwerkstoffen, wobei die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit hatten, in einem praktischen Beispiel eigene Bauteile zu fertigen.
Workshop III
Im letzten Workshop unseres spannenden Projekts tauchten wir tief in die Welt der Verbundwerkstoffe ein, die besonders im Leichtbau von großer Bedeutung sind. Um das Thema „Verbundwerkstoffe“ für Kinder und Jugendliche greifbar zu machen, führten wir ein spannendes Experiment mit Nudeln und Schokolade durch.
Zu Beginn des Workshops legten die Schülerinnen und Schüler Spaghetti in unterschiedlichen Mustern – längs oder kreuzweise – in Silikonformen. Währenddessen schmolzen die Lehrkräfte Schokolade, die anschließend über die sorgfältig angeordneten Nudeln gegossen wurde. Während die Schokoladen-Nudel-Komposition abkühlte, erkundeten die Kinder und Jugendlichen die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Materialien. Es stellte sich heraus, dass die Nudeln sehr gut geeignet sind, um Zug- und Druckkräfte aufzunehmen. Bei der Schokolade hingegen beobachteten wir, dass sie unter Biegebelastung schnell bricht. Um zu verstehen warum das so ist, führten wir eine Diskussion über Biegung durch. Die Schülerinnen und Schüler malten dazu auf einem Schaumstoffstreifen drei Linien und bogen diesen dann. Schnell konnten sie den Zusammenhang zwischen Biegung sowie Zug- und Druckkräften herstellen. Als wir die Schokoladentafeln schließlich brachen zeigte sich, dass die Schokolade mit den eingebetteten Nudeln deutlich widerstandsfähiger war als ohne. Zudem machte es einen Unterschied, wie die Nudeln in der Schokolade angeordnet waren.
Am Ende des Workshops führten wir eine Evaluierung durch, bei der die Schülerinnen und Schüler dem Projektteam wertvolles Feedback gaben. Es war ein lehrreicher Tag der zeigte, wie spannend und praktisch Wissenschaft sein kann!
Abschlussveranstaltungen
Nach zwei Jahren intensiver Auseinandersetzung mit dem innovativen Thema „Leichtbau“ durch die teilnehmenden Klassen, erreicht das Projekt „Kinderleicht“ nun seinen krönenden Abschluss. In enger Zusammenarbeit mit den engagierten Pädagoginnen und Pädagogen wurden für die Abschlussveranstaltungen in den Klassen speziell zugeschnittene, kreative und herausfordernde Aufgaben konzipiert, die das Gelernte praktisch umsetzen lassen.
VS BIPS Krones: Die Schülerinnen und Schüler der 4. Klasse der VS BIPS Krones zeigten beeindruckende Teamarbeit und Peer Mentoring. Sie wurden in Gruppen eingeteilt, wobei jedes Kind einem Peer Schüler aus der Partnerklasse (2. Schulstufe) zugewiesen wurde. Diese Zusammenarbeit führte zu einem spannenden Experiment: die Konstruktion einer Brücke zwischen zwei Schultischen aus einem einzigen Blatt Papier, die anschließend mit Schokoriegeln und Stiften belastet wurde. Dieses kreative Faltexperiment aus dem Experimentier-Heft förderte nicht nur das technische Verständnis und Selbstvertrauen der Kinder, sondern auch ihre Fähigkeit, komplexe Probleme im Team zu lösen.
BG GIBS: Die Schülerinnen und Schüler der 4. Klasse des BG GIBS hatten die Aufgabe, in Teams die Effektivität von Flügeln an einem 3D-gedruckten Auto zu testen. Nach einem lehrreichen Vortrag der Siegergruppe, in dem die Bedeutung von Aerodynamik hervorgehoben wurde, präsentierte jedes Team sein Auto. Sie diskutierten die Auswirkungen verschiedener Flügelwinkel und -größen auf die Fahrleistung. Ein abschließendes Ausscheidungsrennen, bei dem die Autos eine Rampe hinabfuhren, zeigte das beste Fahrverhalten und kürte die Sieger, womit die theoretischen Konzepte praktisch angewandt werden konnten.
MS Bruck, VS Oberaich und VS Berndorf: In diesen Schulen stand der innovative Leichtbau in Form von Tensegrities im Fokus. Die Schülerinnen und Schüler wurden in Dreier- bzw. Viererteams eingeteilt und entwickelten kreative Lösungen für den Bau eines Tensegrity-Modells. Die intensive Teamarbeit und das kreative Denken wurden durch das Zeichnen von Skizzen und den Bau mit Bastelstäbchen und Fäden gefördert. Die fertigen Konstruktionen wurden in einer Ausstellung präsentiert. In der VS Oberaich wurde das kreativste Bauwerk durch die Schülerinnen und Schüler der anderen Klassen gekürt. Diese Veranstaltungen zeigten, dass die Schülerinnen und Schüler schon in der VS hoch motiviert sind, sich komplexen Aufgaben zu stellen und ihre Kreativität und technisches Geschick unter Beweis stellen können.
Abschließend möchte sich das gesamte Projektteam nochmals bei allen Schülerinnen und Schülern, den Pädagoginnen und Pädagogen und Mitwirkenden bedanken! Es war eine tolle Zeit, in der nicht nur die Kinder und Jugendlichen, sondern das gesamte Team viel lernen und zahlreiche schöne Erinnerungen mitnehmen konnte.