„Sachen machen“ zum 11. Tag der Technik an der Landesschule Pforta!

Weil Ingenieure gesucht, technische Fachkräfte in Deutschland zur Mangelware werden, müssen verstärkt auch  Gymnasiasten für Technik interessiert, ja begeistert werden, um sie für ein Studium in den ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen und technischen Berufen zu ermutigen. Dies ist seit langem das Ziel des zur Tradition gewordenen „Tag der Technik“ an der Landesschule Pforta, in diesem Jahr am 9. Oktober und auf eine besondere Art und Weise. Da Technik durch Hand- und Kopfarbeit gleichermaßen bestimmt wird, deshalb das Verständnis von Technik auch nur durch eigenes Erleben dieser beiden Facetten nachvollziehbar wird und ein Interesse an ihr erst dadurch richtig geweckt werden kann, haben die Initiatoren dieser Veranstaltung, der Arbeitskreis Technik und Bildung beim VDI Bezirksverein Halle ein neues Konzept ausprobiert.

Wenn in den letzten 10 Jahren die Vielseitigkeit, Vielfältigkeit und Spezifik in den Ingenieurwissenschaften einzig und allein durch Vorträge von Experten aus Wissenschaft und Praxis übermittelt wurden, also ausschließlich durch geistige Arbeit, so sollte im 11. Jahr nun die zweite Komponente der Ingenieurwissenschaften, die händische, hinzukommen. Getreu der bundesweiten VDI-Initiative zur Stärkung des Technologiestandortes Deutschland „Sachen-machen“ war es erforderlich, in kleinen Gruppen zu arbeiten und nicht im Plenum, es waren Workshopleiter mit Erfahrung auf diesem Gebiet zu gewinnen und es war eine umfangreiche materielle Basis zu organisieren, damit auch möglichst jeder Teilnehmer ‚Sachen machen’ konnte. Bei der Wahl geeigneter Workshopthemen und Leiter konnte man auf zahlreiche Erfahrungen aus dem Technikunterricht in Schulen zurückgreifen, aber auch auf Anbieter und Entwickler von Unterrichtsmedien für den Technikunterricht. Damit das neue Konzept auch in den Räumen der Landesschule umsetzbar wurde, mussten die Workshops auch auf der Raumsituation abgestimmt sein. Denn in der Landesschule gibt es keinen Technikunterricht, also auch keine Fachräume für Technik. Die am besten geeigneten Räume für die Workshops waren dann die Physik- und die Informatikräume.

Eine weitere Hürde für die Organisation des Tages der Technik in Workshopform war die Teilnehmerzahl von ca. 110 Schülerinnen und Schülern, also alle Gymnasiasten des naturwissenschaftlichen Zweiges. Um ansprechende Workshops mit für jeden Schüler garantierter Selbsttätigkeit zu gestalten, wären mindestens 11 Workshops vonnöten. Dies ließen weder die Raumsituation noch die Personalmöglichkeiten zu. Also entwickelte der AK-Leiter Dr. Hans-Peter Pommeranz ein „Misch“- Konzept von fünf parallel verlaufenden Workshops mit einer Laufzeit von je 2 ½ Stunden und einer Vortragsreihe bestehend aus zwei Vorträgen mit zwei Stunden je Vortrag. Dieses Organisationspaket lief einmal am Vormittag und einmal am Nachmittag ab. Während die Workshops vom Vormittag noch einmal nachmittags angeboten wurden, wurden die Vorträge nicht wiederholt, vor- und nachmittags waren jeweils andere Vortragsthemen und Referenten eingeworben. Die Vorgabe für die Schülerinnen und Schüler hieß in diesem Jahr: jeder sollte an einem Workshop teilnehmen, entweder vor- oder nachmittags, und an einer Vortragsreihe. Es sollte so gesichert werden, dass jeder Schüler bzw. jede Schülerin ein Praxisangebot wahrnehmen konnte.

Mit einer Vorabendveranstaltung am 8.Oktober konnten sich die Pfortenser auf den Tag der Technik einstimmen. Der Vorsitzende des VDI- Landesverbandes von Sachsen-Anhalt selbst, Prof. Dr. Michael Schenk, Leiter des Fraunhofer Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung in Magdeburg, stellte eine in seinem Institut entwickelte neue Lernkultur vor. Trainieren und Lernen im virtuellen Raum, ermöglicht durch Video- und Projektionstechnik und spezielle Software, vermittelt in einem zylinderförmigen Raum, dem sogenannten Elbedom, den Eindruck technischer Realität. Virtual Reality ist eine Entwicklungsleistung für die Industrie, maßgeschneidert für eine ganz konkrete technische Einrichtung wie z.B. eine Trafostation oder eine Fließfertigungsanlage, für die Bedienpersonal ausgebildet werden soll, dies jedoch am Realobjekt aus Kosten-, Qualitäts- und Sicherheitsgründen nicht erfolgen sollte. Virtual Reality ist ein Zukunftsmodell auch für Schulen, so die optimistische Einschätzung von Prof. Schenk. Nun kann man einen Raumeindruck nicht mit einer Powerpoint-Präsentation gewinnen, deshalb sprach Prof. Schenk an alle Pfortenser die Einladung aus, den Elbedom mal zu besuchen. Dies wurde spontan mit Beifall quittiert.

Die beiden Vortragsreihen am nächsten Tag sprachen am Vormittag den Bereich der Lebensmittelproduktion und  der Solarzellenherstellung für Photovoltaikmodule (PV) an. Am Nachmittag stand die Medizintechnik im Blickpunkt.

Der Vortrag von Dr. Heinemann – Geschäftsführer der Weißenfelser Handelsgesellschaft mbH - beleuchtete auf eindrucksvolle Weise den enormen Strukturwandel, den die Ernährungsindustrie nach der Wende in Mitteldeutschland genommen hat. So wurde uns neben der Technologie der Herstellung von Zwieback und Knäckebrot auch einiges über die Geschichte, Gegenwart und Zukunft des Kult-Produktes Filinchen nahe gebracht. Weiterhin wurde durch die Initiative von Dr. Heinemann auch die Neukirchener Zwieback GmbH – eine der ältesten in Deutschland überhaupt - Teil seiner Firmengruppe. Neben hohen Anforderungen an die Produktionsanlagen sind auch die Herausforderungen der Logistik und der  ISO-Qualitätsstandards ein breites Betätigungsfeld für angehende Ingenieure; das Marketing in der Ernährungswirtschaft ist dabei ebenfalls nicht zu vergessen.

Ein ganz anderes nicht minder interessantes Gebiet betrifft die Herstellung von Solarzellen zur Gewinnung elektrischen Stromes aus Sonnenlicht . Herr Dr. Frenck von der Forschungsabteilung der Q-Cells AG berichtete kurz über seine beruflichen Stationen, wobei er nicht ahnte, dass er einmal in Wolfen-Thalheim seine Karriere als promovierter Physiker fortsetzen würde. Sein ein Vortrag beinhaltete alle Facetten von den Energieressourcen der Erde über die Physik und Technologie der PV-Stromerzeugung bis zu den technologischen Mühen zur Herstellung von leistungsfähigen Solarzellen auf Silizium-Basis. Interessant war dabei der Verweis auf „Energierücklaufzeiten“ von2 bis 5 Jahren für Solarmodule. Damit sind diese heute schon wirtschaftlich und hinsichtlich der Ökobilanz kaum zu überbieten. Die Zukunft des PV-Stroms sieht Herr Frenck vor allem in Inselanwendungen. Die Fragen der Schüler nahmen kein Ende und der Referent musste seine Mittagspause etwas hinaus zögern.

In den Vorträgen zur Medizintechnik kamen zum einen der Praktiker und zum anderen der Wissenschaftler zu Wort. „Zahnarzt oder Feinmechaniker? Was ein Zahnarzt über Technik wissen muss!“ – darüber sprach Dr.Helmut Matzel, praktizierender Zahnarzt aus Halle, sehr lebendig. Ob es der Wundheilungslaser, das Lichthärtegerät oder das mit Diamant bestückte Turbinenbohrgerät ist, jedes der neuen Geräte ist eine Herausforderung aber auch eine Erleichterung und Verbesserung für Arzt und Patient. Herr Dr. Matzel betonte aber, unterstützt durch zahlreiche Bilder, das ein Zahnarzt nicht nur die Technik beherrschen muss, sondern auch immer die individuell- psychologischen Befindlichkeiten seiner Patienten zu berücksichtigen hat. Er kam am Ende zu der Aussage, dass sein Beruf ihm beide Qualifikationen abverlangt, Arzt und Feinmechaniker.

Die wissenschaftliche Seite der Medizintechnik beleuchtete Prof. Dietrich Romberg von der Hochschule Anhalt mit einem Exkurs in die Entwicklung der Biomedizintechnik als eine zukunftsorientierte Hochtechnologiebranche. Am Beispiel der Herzschrittmacher von den 50er Jahren bis hin in die Gegenwart zu Miniaturpumpen als Unterstützungssysteme des Herzens machte er deutlich, dass die Idee von künstlichen Herzen out ist. Die Natur kann man hier nicht durch Technik ersetzen. Der neue Weg auf dem Gebiet der Organersatzkonstrukte heißt Gewebezüchtung im Bioreaktor. So versucht man z.B. Herzklappen aus körpereigenem Gewebe, aufgebracht auf einer Schweineklappe, zu züchten. Weitere Beispiele für diese Methode sind Knochengewebe, Lebergewebe oder Herzgewebe, die dann im Körper implantiert werden. Die Biomedizintechnik erfordert interdisziplinäres Wissen in den Schlüsseltechnologien und in den medizinischen Grundlagenfächern. Der Referent machte dies durch seine eigene Ausbildungsbiographie deutlich, er studierte zwei Fächer, Medizin und Biomedizintechnik. Er wurde dann auch schnell umringt von Gymnasiasten, die mehr über das Studium erfahren wollten.

Die zu den Vorträgen parallel laufenden vier Workshops, ein Workshopleiter sagte am Vortage ab, befassten sich mit den unterschiedlichsten Konstruktionsaufgaben. Der Lehrmittelhersteller LPE Technische Medien GmbH unterstützte diese Veranstaltung mit den zwei Workshops, „Kreatives Konstruieren mit FiloCAD und FiloCUT“ und mit „Virtuelles Konstruieren mit dem Computer“. Im erstgenannten Workshop sollten Bauten wie Brücken, Türme oder Häuser als Modell entworfen, computerunterstützt gezeichnet und die Bauteile mit dem Cutter (Glühdrahtschneidtechnik) aus Styropor auf der Basis eines Programmes gefertigt werden. Das Workshopkonzept von Günter Schenke war: selbst organisierte Teams bestimmen und organisieren ihre Arbeit. Dabei entwickelten die Schülerinnen und Schüler einen solchen Arbeitseifer, dass sie nicht freiwillig zum Ende kamen. Bei Hans-Henning Drews konnten die Teilnehmer mit dem CAD-Programm Solid Edge dreidimensional Bauteile entwerfen und diese zusammenbauen, alles virtuell. Hierfür mussten sie erst einmal mit dem Programm vertraut gemacht werden, was nicht immer so schnell gelang. Manche Computerfreaks fanden sich zwar unterfordert, doch alle konnten die Vorteile von CAD nachvollziehen.

Die beiden anderen Workshops wurden von der Universität Halle und dem LISA Halle getragen. Herr Zahradnik vom LISA ließ auf der Grundlage von LEGO-Mindstorm die Schüler Roboter bauen und programmieren. Sie entwickelten verschiedene Programme und erprobten unterschiedliche Sensoren zur Erfüllung einfacher Fahraufträge. Der Workshop „Das belebte Haus“ war am stärksten frequentiert, jedoch hatten die Schülerinnen und Schüler eine falsche Vorstellung von dem, was er ihnen abfordert. Hier ging es um das Sichern von Häusern und Wohnungen vor Einbruch und Diebstahl durch eine Alarmanlage oder durch Beleuchtungseffekte, die die Anwesenheit von Bewohnern vortäuschen sollen. Es mussten einfache Logikschaltungen entwickelt und gebaut werden, was den Schüler mangels Erfahrung und Fertigkeiten sichtlich schwer viel. Bei einer nächsten Planung sollten die Schüler kleinschrittiger und praktischer beteiligt werden, damit sich ein größerer motivierter Erkenntnisgewinn einstellt.

Elke Hartmann
Volker Torgau
Bernd Schmidt                                                  
Ausgabe 5/2008