Profiltage im IMP-Profil: Kooperation mit der Hochschule Karlsruhe

Ob autonomes Fahren, sprachgesteuerte Cocktailmaschinen oder die Steuerung von Ampelsystemen: All diesen Prozessen liegen speicherprogrammierbare Steuerungssysteme zu Grunde.

Jedes Jahr finden an der GMS Neubulach in den Profilfächern die sogenannten „Profil-Tage“ statt. Sie haben das Ziel vertiefte Einblicke über den „normalen Unterrichtsstoff“ hinaus zu ermöglichen und so zu einem tieferen Verständnis zu führen. Dabei steht die Anwendbarkeit der schulischen Inhalte im industriellen und forschungsbezogenen Kontext im Mittelpunkt. Im gymnasialen Profilfaches IMP (Informatik, Mathematik, Physik) ging es in diesem Jahr für die Schüler/innen der Klassenstufe 9 um das große Thema „Automatisierungstechnik“, oder wie es Experten formulieren: Vom Mikro-Controller bis hin zu speicherprogrammierbaren Steuerungssystemen.

Zunächst ging es dabei primär um das Herzstück dieser Systeme, dem Mikro-Controller. Dieser wurde beispielsweise mit Hilfe eines Arduinos so programmiert, dass ein Mini-Desktop-Auto autonom durch ein Klassenzimmer fahren konnte. Die Herausforderung lag hierbei nicht nur beim Aufbau der technischen Komponenten, sondern viel mehr im kodieren der vielen Sensoren, sodass das Mini-Auto Objekte, Lichtreflektionen und Räume wahrnehmen konnte.

„Für mich war es besonders spannend, da neben der Zusammenstellung und Programmierung des Autos, ethische Fragen aufkamen, inwiefern autonomes Fahren oder speicherprogrammierbare Systeme gesellschaftstauglich sind. Es ist immer wieder erstaunlich wie fächerübergreifendes Wissen akkumuliert wird und es macht mich stolz, wie reflektiert unsere Schüler/innen mit Technologie umgehen.“ (Christian Zachrich, Fachleitung IMP).

Traditionell arbeitet die Gemeinschaftsschule Neubulach gerade im IMP-Profil mit zahlreichen Kooperations- und Bildungspartnern aus Wissenschaft und Industrie zusammen. Diese stellen sicher, dass neben einer vertieften inhaltlichen Auseinandersetzung der Praxis- und Anwendungsbezug nicht zu kurz kommt. Als neuer Kooperationspartner konnte in diesem Schuljahr die Fakultät für Elektro- und Informationstechnik der Hochschule Karlsruhe gewonnen werden. Prof. Dr. Philipp Nenninger (Experte für Automatisierungstechnik & Industrie 4.0) und Prof. Dr. Ulf Ahrend (Energie- und Strömungstechnik) griffen mit verschiedenen Workshops in den Laboren der Hochschule den Themenschwerpunkt auf und setzten vertiefende Impulse. Im Fokus stand die Arbeit mit speicherprogrammierbaren Steuerungssystemen (SPS), bei denen verschiedene Phasen eines vollautomatisierten Fertigungsprozesses simuliert wurden.

Foto: Prof. Dr. Philipp Nenninger bei seiner Einführung in den SPS-Workshop.

Die Schüler/innen arbeiteten in Kleingruppen und wurden von den Professoren und ihren Lehrkräften dabei unterstützt. Dabei zeigte sich einmal mehr, dass Informatik nicht nur viel Grips erfordert, sondern das Schreiben von Programmcodes immer auch ein kreativer Schaffensprozess ist:

„Der heutige Tag war sehr spannend für uns. Vor allem die Aufgaben von Prof. Nenninger im Bereich der SPS-Programmierung ließen uns genügend Freiraum, um uns auch kreativ beim Programmieren so richtig austoben zu können.“ (Jan, Klassestufe 9)

Foto: Schüler/innen der GMS Neubulach simulieren Fertigungsabläufe im SPS-Labor der Hochschule Karlsruhe.

Doch das Fach IMP besteht nicht nur aus Informatik, das „P“ steht für Physik und dass Physik im wahrsten Sinne des Wortes „hochspannend“ sein kann, erfuhren die Schüler/innen im Hochspannungslabor der Hochschule. Hier ließ es sich Sebastian Coenen, seines Zeichens Professor für Hochspannungstechnik und erneuerbare Energien, nicht nehmen den Besuchern aus Neubulach höchstpersönlich verschiedene Experimente mit künstlich erzeugten Blitzen zu demonstrieren.

„Die Einführung in die verschiedenen Themenbereiche war super. Sehr gut gefallen hat mir der Bonus-Workshop im Hochspannungslabor mit den verschiedenen spektakulären Blitzexperimenten bei Prof. Coenen. Es ist sehr beeindruckend, was man mit 300.000 Volt alles so machen kann!“ (Fiona, Klassenstufe 9)

In einem Elektrotechnik-Workshop wurden am Nachmittag Platinen gelötet und ein elektronischer Würfel gebaut und viel zu schnell ging an der Hochschule Karlsruhe ein ereignisreicher Tag zu Ende. Schülerinnen und Schüler, aber auch die begleitenden Lehrkräfte und die Schulleitung zeigten sich begeistert und sehr dankbar.

„Wir haben hochkompetente und gleichzeitig sehr nette Dozenten kennenlernen dürfen, die sich richtig viel Zeit für uns genommen haben. Insgesamt hat die Hochschule einen sehr guten Eindruck bei mir hinterlassen und ich kann mir durchaus vorstellen später einmal in eine solche Richtung zu gehen.“ (Finn, Klassenstufe 9)

Prof. Dr. Philipp Nenninger hob zum Abschied lobend die fachliche Kompetenz der Neubulacher Schüler/innen hervor:

„Alle Achtung, was ihr uns heute gezeigt habt. Da waren Aufgaben aus dem 4. Semester dabei und die habt ihr bravourös gemeistert!“

Gleichzeitig lud er die Schule zu weiteren gemeinsamen Veranstaltungen ein. Schulleiter Dominik Bernhart freute sich sichtlich über den professoralen „Ritterschlag“:

„Solche Rückmeldungen von externen Experten sind für uns immer ungemein wichtig, denn sie zeigen, dass wir mit unserem praxis- und anwendungsbezogenen Ansatz auf dem richtigen Weg sind.“

Mehr noch als über das Lob freut er sich aber über die Einladung der Hochschule zu weiteren gemeinsamen Projekten und Veranstaltungen.

„Da steigen wir gerne mit ein, denn solche Kooperationen helfen uns unser gymnasiales Profil weiter zu schärfen, den Bereich der Studienorientierung voranzutreiben und letztlich unseren Schülerinnen und Schülern noch attraktivere Projekte anbieten zu können. Das motiviert uns alle und zahlt sich letztlich wieder in hervorragenden Leistungen aus.“