Schulpartnerschaften – MINT macht Schule

Die GFOS und das Heinz-Nixdorf-Berufskolleg haben eine Bildungskooperation geschlossen. Innerhalb dieser Partnerschaft unterstützt die GFOS ein Praxisprojekt zum Thema Industrie 4.0, das Schülerinnen und Schüler des Heinz-Nixdorf-Berufskollegs über 3 Jahre durchführen werden. Im Rahmen des Projektes werden die wichtigen Themen Digitalisierung und Industrie 4.0 für Schülerinnen und Schüler erlebbar und greifbar, indem eine automatische Fertigungsstraße am Beispiel einer Bonbon-Abfüllanlage konstruiert wird. Das Praxisprojekt reicht vom Bestellen der Bonbons in einer bestimmten Menge und Farbe per Smartphone über die Abfüllung bis hin zur Zustellung.

Burkhard Röhrig, Geschäftsführer der GFOS, erklärt sein Engagement: „Die Digitalisierung ist kein Trendthema, das morgen verschwindet – im Gegenteil. Vor dem Hintergrund von Themen wie Digitalisierung, Industrie 4.0 und Machine Learning wird sich unsere Arbeitswelt nachhaltig verändern. Daher ist es umso wichtiger, unsere jungen Fachkräfte von morgen auf diese Themen vorzubereiten und sie bestmöglich auszubilden. Das Bildungsprojekt mit dem Heinz-Nixdorf-Berufskolleg trägt genau dazu bei. Daher freuen wir uns sehr, dass der Oberbürgermeister der Stadt Essen, Herr Thomas Kufen, dieses tolle Industrie 4.0-Projekt unterstützt und die Schirmherrschaft übernommen hat.“

Oberbürgermeister Thomas Kufen erklärt, warum er gern die Schirmherrschaft übernommen hat: „Das Praxisprojekt Industrie 4.0 ist eine tolle Möglichkeit für Schülerinnen und Schüler, sich mit den Themen Informationstechnologie und Digitalisierung zu beschäftigen. Ganz praxisnah werden aktuelle Entwicklungen erlebbar, fördern das Verständnis und wecken Interesse. In unserer Stadt gibt es nicht nur einen sehr gut ausgebildeten Nachwuchs, sondern auch viele Entwicklungsmöglichkeiten auf Seiten der hier ansässigen Unternehmen. Ich bin sicher, dieses Schulprojekt trägt dazu bei, junge IT-Talente zu fördern und zu begeistern sowie den IT-Standort Essen bekannter zu machen.“

Jörg Gleißner, Leiter des Heinz-Nixdorf-Berufskollegs, freut sich über die tollen Praxismöglichkeiten für seine Schülerinnen und Schüler. Schließlich biete sich das Berufskolleg durch seinen thematischen Schwerpunkt geradezu für ein solches Projekt an.

„Industrie 4.0 bedeutet – digitale Transformation wird fassbar für die Generation der Zukunft. Diese wird heute ausgebildet. Gemeinsam mit unserem Partner GFOS schaffen wir die Voraussetzungen, dass Schülerinnen und Schüler des Bildungsgangs Informationstechnische Assistenten/-innen Programmiersprachen, Datenbanken und Geschäftsabläufe eigenständig gestalten und entwickeln. So wird Unterricht realitätsnah und motivierend gestaltet.“

Rund ein Jahr nach Projektstart haben Oberbürgermeister Thomas Kufen und GFOS-Geschäftsführer Burkhard Röhrig anlässlich des jährlichen Informationstages das HNBK besucht, um sich über den aktuellen Stand des Projektes zu informieren. Die Schülerinnen und Schüler des HNBK führten ihre Fortschritte und Entwicklungen in diesem Projekt live vor.

Das Projekt bildet Industrie 4.0 von der Bestellung über die Automatisierung bis zur Lieferung ab. Während der ersten acht Unterrichtsmonate wurden die Bestellungen in RFID-Chips kodiert, Lebensmittel nach Farben gewählt, automatisiert über ein selbst entwickeltes und gebautes Transportband befördert und zur Auslieferung bereitgestellt. Die Komponenten der Produktionsstraße wurden durch die Schülerinnen und Schüler mit einem hochmodernen Lasercutter nach eigenen 3D-Modellen gefertigt. Steuernde Elektronik und Status anzeigende LEDs wurden eigenständig dimensioniert und in Betrieb genommen. Die Ablaufsteuerung wurde entworfen, programmiert und getestet. 

Auf diese Weise wurden und werden die Schülerinnen und Schüler in das Projekt vollständig involviert und sind daher in der Lage, die Gesamtfunktion und alle Teilaspekte im Detail zu verstehen und zu erläutern. In dem Praxisprojekt wurde nicht nur ein Standard-Modell zur Verfügung gestellt, mit dem alle Schülerinnen und Schüler arbeiten, sondern jede Gruppe, bestehend aus jeweils zwei Schülerinnen und Schülern, hat eine Produktionsstraße gebaut. Insgesamt wurden so 60 Produktionsstraßen Realität. Die Aufgabenstellungen sowie sämtliche Entwürfe und Ergebnisse stehen in einer state-of-the-art digitalen Lernplattform zur Verfügung. So können auch zukünftige Klassen optimal ins Projekt starten.

Burkhard Röhrig, Geschäftsführer der GFOS, erklärt sein Engagement für das Projekt: „Wir sind von dem Projekt und dem Fortschritt, der in einem Jahr erzielt wurde, absolut begeistert. Es ist wichtig, dass junge Menschen bereits in der Schule auf Themen wie die Digitalisierung und Industrie 4.0 vorbereitet werden. Daher freuen wir uns, dass Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler des HNBK uns zur diesjährigen Hannover Messe Industrie (HMI) begleiten und auf unserem Messestand in der Digital Factory das Schülerprojekt vorstellen.“

Oberbürgermeister Thomas Kufen zeigt sich von den Fortschritten begeistert: „In dem Praxisprojekt Industrie 4.0 haben Schülerinnen und Schüler die Themen Informationstechnologie und Digitalisierung in einem kurzen Zeitraum sehr gut weiterentwickelt. Ganz praxisnah wurden aktuelle Technik-Trends auf höchstem Niveau umgesetzt. Das beeindruckt mich sehr. Wenn wir die Digitalisierung nicht selbst gestalten, wird sie für uns gestaltet, deshalb freut es mich, dass der sehr gut ausgebildete Nachwuchs unserer Stadt diese Gestaltungsmöglichkeiten nutzt. Das Schulprojekt zeigt, dass es schon jetzt dazu beiträgt, junge IT-Talente zu fördern und zu begeistern und später hoffentlich für den IT-Standort Essen zu gewinnen.“

Dipl.-Ing. Jörg Gleißner, Leiter des Heinz-Nixdorf-Berufskollegs, fasst die Wichtigkeit des Projektes zusammen: „Die Förderung durch die GFOS, unterstützt durch die Schirmherrschaft des Herrn Oberbürgermeisters Kufen, ermöglicht nicht nur exemplarische Beispiele, sondern eine durchgehende und motivierende digitale Entwicklung einer vollständigen SMART-Factory durch Schülerinnen und Schüler. Ein digitaler Lernprozess, der ebenso die Lehrerinnen und Lehrer mitnimmt. Hierdurch wird umfassendes verantwortungsvolles Handeln in digitalen Industrieprozessen begreifbar. Das ist wesentlich für die verantwortungsvollen Köpfe in den komplexen Prozessen der Zukunft. Es ist unglaublich motivierend, die Begeisterung für die Sache bei Schülerinnen und Schülern sowie bei Lehrkräften zu sehen.“

Die GFOS und das Gymnasium Essen-Werden haben beginnend mit dem Schuljahr 2016/2017 eine Schulpartnerschaft geschlossen. Heute überreichte Burkhard Röhrig, Geschäftsführer der GFOS, einen Scheck in Höhe von 10.000 Euro an Felicitas Schönau, Schulleiterin des Gymnasiums, um den MINT-Bereich der Schule, mit Schwerpunkt Informatik, zu unterstützen. 

Zudem bestehen die Ziele der Kooperation darin, dass Schülerinnen und Schüler die Arbeits- und Wirtschaftswelt kennenlernen, indem ihnen eine angemessene Praxisbegegnung ermöglicht wird, um ein realistisches Bild über Arbeitsplatzbedingungen und Qualifikationsanforderungen entwickeln zu können. Auch sollen die Schülerinnen und Schüler bei ihrem Übergang von der Schule in Ausbildung/Studium und Berufstätigkeit gefördert werden. 

Burkhard Röhrig über die neue Schulpartnerschaft: „Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit dem Gymnasium Essen-Werden. Hier werden die Ingenieure und Informatiker von morgen ausgebildet, da der MINT-Bereich in hohem Maße gefördert wird. Dieses Engagement der Schule wollen wir mit unserer Spende unterstützen.“ 

Felicitas Schönau fügt hinzu: „Auch wir freuen uns sehr über die heute beginnende Kooperation mit dem Essener Unternehmen GFOS, die unserer Schule neue Möglichkeiten eröffnet. Wir sehen die finanzielle Unterstützung als Anerkennung unserer Arbeit im MINT-Bereich und als Ansporn, unseren Schülerinnen und Schülern weiterhin die bestmögliche Bildung zu vermitteln. Herrn Burkhard Röhrig sei für sein Engagement in besonderer Weise gedankt.“

Die GFOS und das Gymnasium Essen-Werden haben beginnend mit dem Schuljahr 2016/2017 eine Schulpartnerschaft geschlossen. Im Rahmen dieser Kooperation entstehen regelmäßig neue Praxisprojekte im MINT-Bereich. In den letzten Jahren hat sich am Gymnasium Essen-Werden der Forschungsschwerpunkt „Internet of Things und eingebettete Systeme“ etabliert. Im Grenzbereich zwischen Technik und Informatik entwickeln die Schülerinnen und Schüler im Rahmen der Technik- und Informatik-AGs Smart Home-Systeme und weitere digitale Alltagshelfer.

Mit dem Themenfeld „Künstliche Intelligenz und Deep Learning“ wird nun ein zweiter Forschungsschwerpunkt etabliert, der im Grenzbereich zwischen Informatik und Mathematik angesiedelt ist. Michael Albrecht unterrichtet das Fach Informatik am Gymnasium Essen-Werden. Er erklärt die Entstehung und Bedeutung des neuen Forschungsschwerpunktes: „Den Grundstein haben unsere Schüler Ines Seeliger und Jan Schadendorf (jeweils Jahrgangsstufe 12) gelegt, die im Jahr 2016 im Bereich neuronaler Netze geforscht haben. Aufbauend auf dieser ursprünglichen Idee versuchen die Schülerinnen und Schüler, KI-Systeme zur Mustererkennung und Datenprognose zu entwickeln. Die Analyse und Prognose von Wetterdaten und die computergestützte Erkennung von handschriftlichen Aufzeichnungen sind dabei aktuelle Forschungsfragen der Schülerinnen und Schüler.“

Felicitas Schönau, Schulleiterin des Gymnasiums Essen-Werden, fügt hinzu: „Die Kooperation mit GFOS eröffnet unserer Schule völlig neue Möglichkeiten. Damit solche KI-Systeme effektiv arbeiten können, bedarf es spezieller Computer-Hardware. Die Fördergelder, die im Rahmen der Schulpartnerschaft von der GFOS bereitgestellt werden, ermöglichen die Konzeption und Anschaffung eines entsprechenden Hochleistungscomputers zur Simulation neuronaler Netze. Das begeistert nicht nur unsere Fachkräfte, sondern auch unsere engagierten Schülerinnen und Schüler.“

GFOS-Geschäftsführer Burkhard Röhrig freut sich über die Entwicklung der Schulkooperation: „Die MINT-Förderung am Gymnasium Essen-Werden überzeugt uns auf ganzer Linie. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten fächerübergreifend an hochaktuellen Themen wie Digitalisierung, Industrie 4.0 und KI. Dieses Engagement der Schule wollen wir mit unserer jährlichen Spende unterstützen.“

In diesem Zusammenhang liegt uns auch die Förderung des 3D-Drucker Projektes der Schule am Herzen.

In dem 3D-Druck Projekt am Helmholtz-Gymnasium lernen die Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen Q1 und 9 die Bedeutung der 3D-Drucktechnik im heutigen und zukünftigen (Berufs-)Alltag an verschiedenen Beispielen aus der Praxis kennen (z.B. Druck von medizinischen Prothesen, Flugklappenbau bei Airbus, Prototyp-Fertigung usw.). Danach bauen sie in Kleingruppen drei 3D-Drucker der Marke Ultimaker auf und erlernen parallel dazu die Funktionsweise eines solchen 3D-Druckers. Anschließend arbeiten sich die Schülerinnen und Schüler in eine Modellierungssoftware (CAD) ein (Autodesk Fusion 360) und erstellen eigene Modelle, die sie auf „ihrem“ 3D-Drucker zum Abschluss des Projektes ausdrucken (z.B. Fidget-Spinner).

Derzeit sind die Gehäuse aller Gruppen bereits fertig aufgebaut und entsprechend vorbereitet, um die Technik zu verbauen. Zwei Gruppen haben bereits die x- und y-Achse eingebaut. Das Projekt wird von einem Schüler mit der Kamera begleitet. Um Ihnen einen kleinen Einblick zu geben, stellen wir die Videos für Sie bereit.

Neben dem 3D-Druck kommt auch die App-Programmierung am Helmholtz-Gymnasium nicht zu kurz. So haben zwei Schülerinnen im Rahmen eines Augmented Reality Projektes eine App entwickelt, die das Zusammenspiel von Technologie und Realität bzw. analogem und digitalem Leben ermöglicht. 

Per Smartphone-Kamera können User verschiedene Dinge, von konsumierten Lebensmitteln, über Kleidung bis hin zu verwendeten Transportmitteln, scannen und so ihren ökologischen Fußabdruck dokumentieren. Dabei erkennt die eingesetzte Technologie automatisch, welcher Kategorie die Objekte, auf die die Kamera gerichtet ist, angehören. Das nachfolgende Video zeigt die Projektphase sowie das tolle Ergebnis der Schülerinnen.