Praktische Projekte für Mädchen:
MINT-Kompetenzen durch 3D-Druck

Wie kann 3D-Druck-Technologie in der Schule eingesetzt werden, um Mädchen für MINT-Fächer zu begeistern und ihre Kompetenzen zu fördern? Von der Entwicklung des räumlichen Denkens bis hin zur Stärkung des Selbstvertrauens – welche Fähigkeiten durch praxisnahe Projekte und interdisziplinäre Ansätze geschult werden.

Förderung von MINT-Kompetenzen durch 3D-Druck

Der 3D-Druck bietet eine hervorragende Möglichkeit, Mädchen für MINT-Bereiche zu begeistern und ihre Fähigkeiten zu fördern. Durch die Arbeit mit dieser Technologie entwickeln die Schülerinnen verschiedene praktische Kompetenzen, die für ihre persönliche und berufliche Zukunft von Bedeutung sind. Ein zentraler Aspekt ist das räumliche Vorstellungsvermögen, das durch das Entwerfen und Modellieren dreidimensionaler Objekte geschult wird. Die Schülerinnen lernen, wie verschiedene Elemente zueinander in Beziehung stehen und wie sie in einem dreidimensionalen Raum angeordnet werden können. Zudem entwickeln sie Design-Fähigkeiten, indem sie ihre Ideen in konkrete digitale Modelle umsetzen. Hierbei müssen sie ästhetische und funktionale Überlegungen anstellen, was ihr kreatives und kritisches Denken fördert. Der Umgang mit 3D-Druckern und der zugehörigen Software vermittelt grundlegendes technisches Verständnis. Die Schülerinnen lernen, wie ein 3D-Drucker funktioniert, welche Einstellungen erforderlich sind und wie sie Probleme während des Druckprozesses lösen können. Dies stärkt nicht nur ihr technisches Wissen, sondern auch ihre Problemlösekompetenz, da sie systematisch an Herausforderungen herangehen und kreative Lösungen finden müssen.

Geeignete Materialien und Geräte

Für den schulischen Einsatz sind benutzerfreundliche 3D-Drucker empfehlenswert, die eine einfache Bedienung bieten. Modelle wie der Creality K1 Max, 3Dmensional oder der Prusa i3 MK3S sind ideal für Einsteiger und gewährleisten eine gute Druckqualität. Zudem sollten ungiftige Materialien wie PLA (Polylactid) verwendet werden, da sie biologisch abbaubar sind, leicht zu verarbeiten und eine Vielzahl von Farben bieten. Um den Einstieg in den 3D-Druck zu erleichtern, empfiehlt sich die Nutzung intuitiver 3D-Modellierungssoftware wie Tinkercad. Diese Software ermöglicht es den Schülerinnen, schnell erste Erfahrungen im Modellieren zu sammeln und bietet zahlreiche Tutorials zur Unterstützung.

Gestaltung des 3D-Druckunterrichts

Um kreatives und lösungsorientiertes Denken zu fördern, sollte das Lernsetting praxisorientierte Projekte in den Mittelpunkt stellen. Man kann die Schülerinnen beispielsweise Alltagsgegenstände entwerfen oder Lösungen für spezifische Probleme entwickeln lassen.

Bisherige WsM-Projekte haben Verkaufs- und Verschenke-Objekte für den Weihnachtsmarkt oder Valentinstag, wie z. B. Valentins-Herzen, Schnee-Männer oder Halterungen für Fernbedienungen für schulinterne Geräte erschaffen. Ein interdisziplinärer Ansatz kann ebenfalls von Vorteil sein. Der 3D-Druck lässt sich hervorragend mit verschiedenen Fächern verknüpfen: Im Matheunterricht kann man geometrische Körper erstellen und Zellmodelle für den Biologieunterricht Teamarbeit sollte dabei ein zentraler Bestandteil sein, um den Austausch von Ideen zu fördern und soziale Kompetenzen zu stärken. Es ist wichtig, die Schülerinnen dazu zu ermutigen, ihre Designs mehrfach zu testen und zu überarbeiten. Dieser iterative Prozess lehrt Geduld sowie die Bedeutung von Feedback und kontinuierlicher Verbesserung. Man sollte ihnen zudem die Möglichkeit geben, ihre Projekte vorzustellen, um ihr Selbstbewusstsein zu stärken und ihre Kommunikationsfähigkeiten zu fördern. Auf diese Weise können Lehrkräfte Mädchen nicht nur für technische Themen begeistern, sondern auch deren Selbstvertrauen in MINT-Fächer nachhaltig stärken.

Schulen, die bisher 3-D Druck in WsM umgesetzt haben, sind z. B.:

Friedrich-Realschule Weinheim:
In der AG erkunden Mädchen praxisnah den 3D-Druck sowie weitere Technologien wie Laser- und Coding-Technologie im Makerspace der Schule.

Fürstenbergschule Ense:
Schüler:innen entwerfen digitale Designs auf dem iPad, wandeln diese in programmierte Dateien um und steuern damit Plotter-, Stick- und 3D-Druckmaschinen. Sie erleben, wie ihre Programmierfähigkeiten in Kombination mit Kreativität einzigartige Unikate entstehen lassen, während sie gleichzeitig das Zusammenspiel von Technik und künstlerischem Ausdruck kennenlernen.

Gesamtschule Kamen:
In der AG haben Mädchen  die Möglichkeit, ihre kreativen Fähigkeiten in der 3D-Modellierung zu entfalten, indem sie eigene Designs erstellen und diese mit 3D-Drucktechnologie zum Leben erwecken.

Offene Schule Waldau:
Im „Digi-Lab“ haben die Mädchen die Möglichkeit, digitale Ideen umzusetzen, wobei der Schwerpunkt auf 3D-Druck, VR-Technologie und Lasercutting liegt.

Städtische Gesamtschule Gummersbach:
In der Erfinderwerkstatt an der Städtischen Gesamtschule Gummersbach nutzen Mädchen die Software Onshape, um ihre Ideen zu entwerfen und über 3D-Druck in reale Produkte umzusetzen.
Hier geht’s zur Reportage.

Altes Gymnasium Bremen:
Die Schülerinnen erlernen digitale Technologien wie 3D-Drucker und Laser-Cutter zu nutzen, um ihre kreativen Ideen in greifbare Projekte umzusetzen. Der Schwerpunkt liegt auf der Förderung der digitalen Kompetenzen der Mädchen, indem sie mithilfe von Tools wie Tinkercad ihre Entwürfe vom iPad in die physische Realität übertragen und so ihre Selbstwirksamkeit und Innovationskraft stärken.

Klax Schule Berlin:
Im Makerspace der Schule finden die Schülerinnen den Einstieg ins Programmieren sowie die Anwendungen digitaler Techniken und Technologien. Sie erlernen den Umgang mit digitalen Werkzeugen sowie Maschinen für die Entwicklung von Produktdesign und deren Herstellung. Mithilfe von 3-Drucker, Lötkolben, Laser Cutter sowie Schneid Plotter und CNC-Fräsmaschine können sie jegliche Produktidee realisieren.

Helmholtz-Gymnasium Zweibrücken:
Im Makerspace der Schule lernen die Schülerinnen, verschiedene Geräte wie 3D-Drucker, 3D-Scanner und CNC-Maschinen selbst zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Durch die praktische Anwendung der 3D-Druck-Technologie und die Gründung einer Schülerinnenfirma werden sowohl ihre MINT-Kenntnisse als auch ihre unternehmerischen Fähigkeiten gestärkt.