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Automatisierungstechnik

Der aktuelle Bildungsplan Elektroniker/Elektronikerin für Automatisierungstechnik orientiert sich in seinen Lernfeldern am didaktischen Prinzip der Handlungsorientierung. Grundlagen für die Vermittlung beruflicher Handlungskompetenzen sind die in Betrieben und Unternehmen vorhandenen berufstypischen Geschäftsprozesse und Handlungsfelder, die sich zunehmend durch die Verzahnung der Produktion mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik weiterentwickeln und verändern (Industrie 4.0).

Die aktuellen Tendenzen in der Automatisierungstechnik weisen in Richtung Cloud-Computing, firmen- und standortübergreifende Vernetzung von Steuerungen, Visualisierung und Überwachung von Daten, Fernsteuerung und Fernzugriff über Breitbandverbindungen.

Die Komplexität der Verzahnung von Produktions-, Automations-, Informations- und Kommunikationstechnologien erfordert auch in der Berufsschule eine entsprechende Unterrichtsgestaltung unter dem Einsatz zukunftsweisender Technologien.

Der Einsatz von Tablet-PCs mit WLAN im Berufsschulunterricht erfüllt die Anforderungen hinsichtlich der aktuell geforderten, berufsfachlichen Handlungskompetenz und bildet die Erlebnis- und Lebenswelt der Auszubildenden in einer entsprechenden Lehr-Lernumgebung ab.

Bedingt durch die Tatsache, dass jedem Lernenden ein eigenes Tablet überlassen wird (1:1 Setting), werden Lernprozesse gefördert wie:

  • Autonomie der Lernenden in Form von individualisiertem Lernen und Binnendifferenzierung: Die Auszubildenden planen, steuern und evaluieren ihren individuellen Lernprozess. Es werden differenziertes Arbeiten und individuelle Förderung ermöglicht.
  • Kooperatives Lernen: Der Einsatz von Tablets kann so gestaltet werden, dass soziale Kompetenzen und problemlösendes Denken durch kooperative Aufgaben gefördert werden. Gezielte Aufgabenstellungen ermöglichen die gemeinsame Arbeit der Auszubildenden an einem Projekt.
  • Handlungsorientiertes Lernen: Durch hochentwickelte Simulationsprogramme können viele Problemstellungen aus dem Elektrotechnikbereich mit Hilfe des Tablets nachgebildet werden. Der Einsatz branchenspezifischer Software ermöglicht eine enge Verzahnung zwischen betrieblicher und schulischer Ausbildung. Die Auszubildenden erwerben neues Wissen durch virtuelle Versuche und handlungs- bzw. projektorientierte Arbeitsaufträge.

Bei der Unterrichtsorganisation und Durchführung ergeben sich durch den Tableteinsatz zudem organisatorische Vorteile:

  • Der Unterricht kann unabhängig von Computerräumen mit ihrer begrenzten Verfügbarkeit, starrer Sitzordnung und störenden Verkabelungen gehalten werden.
  • Tablets können aufgrund der kleinen Maße und des geringen Gewichts problemlos sowohl innerhalb der Schule als auch zwischen Schule und Betrieb/Wohnung transportiert werden.
  • Tablets sind direkt einsatzbereit und müssen nicht hoch- und heruntergefahren werden. So lohnt sich auch ein Einsatz in kurzen Unterrichtsphasen.
  • Digitale Ressourcen und multimediale Inhalte können problemlos in die Schülerunterlagen integriert werden.
  • Der Materialaufwand wird durch Online-Arbeitsblätter reduziert.
  • Unterrichtsergebnisse können schnell durch Eingaben über Tastatur, Stift oder Kamera gesichert werden, stehen durch automatische Synchronisation direkt allen Auszubildenden zur Verfügung und können über Beamer präsentiert werden.
  • Lernende, die sich keinen eigenen Computer oder die benötigte Software leisten können, werden mit modernen, vorkonfigurierten Computersystemen ausgestattet. Somit wird ein Weiterarbeiten im Ausbildungsbetrieb und zu Hause ermöglicht.

Um die erfolgreiche Implementierung von Tablet-PCs in Schule und Betrieb zu gewährleisten, müssen verschiedene Anforderungen an die Hard- und Softwarekomponenten erfüllt sein:

  • Die Integration von Tablets und WLAN in die bestehende IT-Struktur von Schule und Betrieb sollte einfach sein.
  • Es sollte möglichst wenig Administrationsaufwand in Schule und Betrieb anfallen.
  • Die branchenüblichen Office-Anwendungen sollten eingesetzt werden.
  • Um fachspezifischen Anwendungen, wie z. B. TIA-Portal, ePlan, MegaCAD ausführen zu können, muss Microsoft Windows als Betriebssystem eingesetzt werden.
  • Es sollte die Möglichkeit bestehen industriellen Betriebsmitteln wie z.B. Frequenzumrichter, Bus-Gateways usw. zu parametrieren.
  • Es sollte die Möglichkeit bestehen auf das System innerhalb und außerhalb des Schulunterrichts bzw. der Unterrichtszeiten zugreifen zu können.
  • Eine einfache Handhabung („Classroom Management“) zur Förderung der Akzeptanz bei Lernenden, Ausbildenden und Lehrkräften ist von Vorteil.

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