Im 2. Halbjahr gab es zwei JIA Exkursionen zu unserem Kooperationspartner, dem Fachbereich "Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen" der Hochschule Anhalt in Köthen.

Den Anfang machte das Lötpraktikum am 15.3. mit dem JIA-Kurs der Jahrgangsstufe 10, welches eine Ergänzung des Unterrichtsstoffes zum Thema Mikrocontroller in elektronischen Schaltungen war. Der JIA Kurs hatte sich vorab mit dem Mikrocontroller Arduino NANO befasst und dabei mit Steckbrettern und Bauelementen Schaltungen aufgebaut und programmiert. Nun sollten Widerständen, LEDs und ein Sensor in einer Leiterplatte fest verbunden werden.
Die Schüler*innen hatten unter fachkundiger Anleitung schnell herausgefunden, wie mit Zinn und Lötkolben die vorher manuell eingefügten Bauelemente mit der Leiterplatte sorgfältig verlötet werden. Für die filigrane Arbeit waren gute Augen und die angebotenen Lupen sehr nützlich. Zum Abschluss der Lötarbeiten wurden noch die überstehenden Beine der Bauelemente gekürzt und das Ergänzungsmodul war bereit für den Einsatz auf einer Basisleiterplatte des Arduino.
Zum Test wurde der Mikrocontroller mit dem Modul für verschiedene Anwendungen in der Programmiersprache C programmiert. Dabei konnten die Schüler*innen auf Vorkenntnisse aus dem Unterricht zurückgreifen.
Letztendlich zeigten die Testprogramme, dass die Lötarbeiten sorgfältig ausgeführt wurden.

Das 2. Praktikum am 29.3. führte den JIA Kurs der JGS 9 zum Thema CAD/CAM durch. Im Unterricht des Kurses lernten die Schüler*innen bereits einige Werkzeuge zur 3D Gestaltung am Computer kennen. Im 2. Halbjahr wurden die räumlichen Designs auch maßhaltig erstellt, weshalb der Wechsel zu einer CAD erfolgte.
Die Aufgaben im Praktikum bezogen sich ebenfalls auf Maße und Koordinatensysteme, orientierten sich aber noch mehr an der Maschinensteuerung (CAM).
Neben den Maßangaben des Produktes waren auch die Eigenschaften der Werkzeuge zu berücksichtigen. Je nach Teilaufgabe – Gravieren oder Fräsen - wurden andere Werkzeuge gewählt und damit die Einrichtung der Werkzeugmaschine vorbereitet.
Die Schüler*innen sollten ihre Initialen als Wegbeschreibung im sog. G-Code formulieren, ohne die Nutzung von fertigen Schriftdesigns. Unter fachkundiger Anleitung und Betreuung konnten sie sich schnell in die neue Softwareumgebung eingewöhnen und die Aufgabe umsetzen.
Nach der Fertigstellung der individuellen Dateien wechselte der Ort in die Maschinenhalle des Fachbereiches.
Hier wurden verschiedene CNC-Maschinen und Produktbeispiele vorgestellt.
Zum Abschluss wurde mit einer der Schülerdateien der Vorgang des Computer gesteuerten Gravierens und Fräsens vorgeführt.

Wir bedanken uns bei Herrn Prof. Brutscheck und Herrn Prof. Landenberger sowie ihren Mitarbeitern aus dem Fachbereich "Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen" für die sehr gute Vorbereitung und Betreuung in den beiden Praktika.

Der Kurs Junior Ingenieurs Akademie (JIA) der JGS 9/10 ist ein schulinternes Angebot und wurde 2018 gesponsort durch die Deutsche Telekom Stiftung am PGG eingeführt.

Zum Abschluss der JGS 9 erlebten die Schüler*innen des JIA Kurses bei der Firma Feldbinder Spezialfahrzeugwerke GmbH in Wittenberg im Zeitraum vom 4.- 5.7.22 wieder ein ganz besonderes Programm. Über 2 Tage stand die Fertigung eines Tankfahrzeuges als Modell aus 2mm Edelstahl auf dem Programm.

Zunächst begann das Praktikum mit einer Einführung in die Produkte der Firma und ihre Anwendungsgebiete. Ob Lebensmittel wie Milch, Zucker, Mehl und heiße Schokolade oder Grundstoffe der chemischen Industrie, vieles muss über Bahn und Straße transportiert werden. Hierzu benötigt man maßgeschneiderte Tankfahrzeuge aus Metallen wie Edelstahl, Aluminium oder Titan.

Die Schüler*innen des JIA Kurses hatten zuletzt im Unterricht das Thema CAD kennengelernt und dabei auch Technische Zeichnungen erstellt. Das vorherige Praktikum an der Hochschule Anhalt erweiterte das Thema um die Vorbereitung von CNC Maschinen (CAM). Daher startete der Rundgang bei Feldbinder auch in der CAD Abteilung.

Das Abschlusspraktikum sollte vor allem Erfahrungen in der Metallverarbeitung bis zu einem Endprodukt vermitteln.
Nach der Ausstattung mit Handschuhen, Schutzbrillen und Haarnetzen starteten unter fachkundiger Anleitung die Praktikumstätigkeiten in der Abteilung für CAM, wo eine CNC - Datei für den Laserzuschnitt von Blechteilen erstellt wurde. Danach konnte hinter Sicherheitsfenstern beobachtet werden, wie ein Laser die vielen Einzelteile aus dem Rohmaterial herausschnitt.

Beim Sägen, Kanten und der Erstellung von Flanschen kamen viele unterschiedliche Maschinen zum Einsatz und die Praktikumsteilnehmer*innen konnten selbst Hand anlegen. Zur Endfertigung mussten die Teile noch verbunden werden. Hierzu wurden Gewinde geschnitten und die Teile verschraubt. Einen besonderen Eindruck hatte das Schweißen hinterlassen, worin sich jeder - selbstverständlich unter fachkundiger Aufsicht - selbst versuchen durfte.
Schließlich hatten alle 3 Teams alle Arbeitsschritte der Produktion des Tankwagenmodells erfolgreich durchlaufen.

Wir bedanken uns beim Firmenmanagement, bei den Fachleuten im CAD CAM Bereich und den Ausbildungsverantwortlichen an den einzelnen Stationen, welche uns freundlich aufgenommen haben und den Schüler*innen viele neuen Erfahrungen vermitteln konnten. Besonders bedanken wir uns bei den Betreuern Herrn Müller und Herrn Bachmann, welche das Praktikum nach der unfreiwilligen Corona-Pause noch kurzfristig organisiert und möglich gemacht haben.

Nach der Reduzierung der Corona-Regeln wurde es wieder möglich, Exkursionen im Rahmen des Wahlpflichtunterrichtes Junior-Ingenieur-Akademie der Jahrgangsstufe 9 und 10 durchzuführen. Trotz des kurzfristigen Planungszeitraumes konnten wir als Kooperationspartner wieder die Hochschule Anhalt gewinnen und die Zusammenarbeit aus der Zeit vor Corona fortsetzen.

Die erste Exkursion für den JIA Kurs 10 war am 29.4.22 zum Thema Löten und Programmieren.
Im Fachbereich von Prof. Brutscheck wurde eine vorbereitete Leiterplatte mit mehreren Bauelementen bestückt. Obwohl einige vorher noch nie einen Lötkolben benutzt hatten, fanden sie unter fachkundigen Anleitung von Herrn Prüttig schnell heraus, wie Lötzinn, Lötkolben und Schwerkraft genutzt werden, um ein Bauelement dauerhaft auf die Leiterplatte zu bringen. Das erstellte Modul war ein Aufsatz für einen Arduino Mikrokontroller, der zusätzlich allen Teilnehmer*innen zur Verfügung gestellt wurde. Zum Abschluss wurde der Platine eine selbst gewählte Funktion gegeben, wobei auch Programmierkenntnisse aus dem Unterricht eingebracht werden konnten.

Die zweite Exkursion für den JIA Kurs 9 war am 9.5.22 zum Thema 3D Design und CAD/CAM. Im Fachbereich von Prof. Landenberger bekamen wir zunächst eine Einführung in die CAD/CAM-Software SOLIDWORKS. Kenntnisse zur Anwendung von 2D-Skizzen mit Regeln und Bemaßung waren aus dem Unterricht vorhanden und sollten nun unter fachkundiger Anleitung auf eine professionelle Software übertragen werden. Das Ziel war die Gestaltung einer Metallplatte mit Gravur. Nach dem CAD waren die Steuerbefehle für eine CNC Maschine zu erstellen. Auch wenn der Umgang mit den vielen Basisdaten zu den Werkzeugen etwas schwerer nachvollziehbar war, konnte schließlich eine Simulation den Erfolg bestätigen. Zum Abschluss wurde an Beispielen die Einrichtung und Arbeitsweise einer großen CNC Maschine vorgeführt.

Wir bedanken uns bei allen Mitwirkenden und freuen uns auf die Fortsetzung der Zusammenarbeit.

Der Wahlpflichtkurs Junior Ingenieurs Akademie (kurz JIA) arbeitet in der JGS 10 mit Sensoren, Aktoren und Mikroprozessoren. Nach einfachen Grundschaltungen für blinkende LEDs wurde die erste komplexe Schaltung, ein Digitalthermometer, aufgebaut. Das Digitalthermometer hatte dabei ein grafisches Display mit organischen LEDs und diente auch als Regelkreisbeispiel für einen Thermostaten. Damit gab es mehrere Anknüpfungspunkte für die geplante Exkursion in das Technologie- und Gründerzentrum Bitterfeld-Wolfen GmbH (TGZ) mit seinem Schülerlabor.
Auf dem Programm stand der Bau einer organischen Solarzelle aus dem Farbstoff der Heidelbeere, die anschließend vermessen und angewendet werden sollte. Die Arbeitsgruppen hatten hierzu ihre Mikrokontroller-Schaltungen mitgebracht und konnten darin die Solarzellen als Lichtsensor einbinden. Das Ergebnis war eine lichtempfindliche Steuerung, welche z. B. als Straßenlampenschalter eingesetzt werden könnte.
Sensoren, Aktoren und Regelkreise steuern auch die Prozesse in der chemischen Industrie. Deshalb ging es nach den Laborexperimenten in die Praxis. Zunächst wurde uns eine relativ kleine Produktionsanlage von den Mitarbeitern der Chiroblock GmbH vorgestellt. Die Displays sind größer als unser Aufbau und zudem vernetzt, aber die Grundprinzipien konnten hier gut beobachtet werden. Eine weitaus größere und komplexere Anlage stellten uns die Mitarbeiter der Firma Organica Feinchemie GmbH vor.
Insgesamt waren alle Experimente erfolgreich und neben dem Kennenlernen der Technik und der Arbeitsbedingungen in der Praxis konnten die Schüler*innen auch mal Betriebsluft schnuppern.
Wir bedanken uns bei den Mitarbeitern der beiden genannten Firmen für die freundliche Aufnahme und die interessanten Führungen und Herrn Bruder für die Organisation. Besonders danken wir Herrn Lange vom Schülerlabor für die gute Vorbereitung und die Begleitung an diesem Tag.

Der Kurs Junior Ingenieurs Akademie (JIA) der JGS 9/10 ist ein schulinternes Angebot des PGG und wird gesponsort durch die Deutsche Telekom Stiftung.
Hervorzuheben sind dabei die außerschulischen Mitwirkenden, welche Zeit, Kosten und viel Engagement aufbringen, um technische Berufsbilder im Studium und in der Praxis vorzustellen und ihnen unter Anleitung Gelegenheit zu geben, sich selbst in den technischen Tätigkeiten zu versuchen und dabei Erfahrungen zu sammeln.
Zum Abschluss der JGS 9 erlebten die Schüler*innen des JIA Kurses nun bei der Firma Feldbinder Spezialfahrzeugwerke GmbH in Wittenberg ein ganz besonderes Programm. Über 2 Tage stand die Fertigung eines Tankfahrzeuges als Modell aus Edelstahl auf dem Programm. Zunächst begann das Praktikum mit einer Einführung in die Produkte der Firma und ihre Anwendungsgebiete. Ob Lebensmittel wie Milch, Zucker, Mehl und heiße Schokolade oder Grundstoffe der chemischen Industrie, vieles muss über Bahn und Straße transportiert werden. Hierzu benötigt man maßgeschneiderte Tankfahrzeuge aus Metallen wie Edelstahl, Aluminium oder Titan. Das Ziel des Praktikums war daher die Metallverarbeitung bis zu einem Endprodukt kennenzulernen.
Nach der Ausstattung mit Handschuhen, Schutzbrillen und Besucherwesten begann der Rundgang durch das Werk in der CAD Abteilung, dem Bereich, der sich auch an das letzte Unterrichtsthema anschließt. Danach ging es durch die Fertigungshallen und man erhielt einen ersten Eindruck von der Größe der Produkte und den entsprechend großen Maschinen, welche zur Fertigung benötigt werden. 

Unter fachkundiger Anleitung beginnen die Praktikumstätigkeiten in der Abteilung für CAM, wo eine CNC - Datei für den Laserzuschnitt der Blechteile des Modells erstellt wurde. Danach konnte man hinter Sicherheitsfenstern zusehen, wie der Laser die vielen Einzelteile aus dem Rohmaterial herausschneidet. Aber auch die klassischen Band- und Kreissägen kamen zum Einsatz, da sie z.B. für Rohre besser geeignet sind. Bei den nächsten Arbeitsschritten mussten die Einzelteile verformt werden. Hierzu geht es an die Pressen, welche in unterschiedlicher Größe zum Einsatz kamen, bis hin zum Spezialgerät für das seitliche Ausziehen von Flanschen an Rohren. Nun wurden die Teile verbunden. Zunächst wurden hierfür Gewinde geschnitten und die Teile verschraubt. Einen besonderen Eindruck hatte das Schweißen hinterlassen, worin sich jeder - selbstverständlich unter fachkundiger Aufsicht - selbst versuchen durfte.
Das 2tägige Praktikum orientierte sich daran, die Tätigkeiten der Produktion auf ein kleines Tankwagenmodell zu übertragen. Die sorgfältig vorbereitete Planung ging schließlich auf und die Teams konnten erfolgreich 2 Modelle fertigstellen. Eines davon und 2 vorab bereits lackierte Modelle durften die Teams als Erinnerung an die erfolgreiche Zusammenarbeit in die Schule mitnehmen.
Wir bedanken uns beim Firmenmanagement, bei den Organisatoren insbesondere Frau Richter, bei dem Entwickler und Organisator des Projektes Herrn Bachmann und natürlich bei den Fachleuten im CAD CAM Bereich und den Ausbildungsverantwortlichen an den einzelnen Stationen, welche uns freundlich aufgenommen haben und den Schüler*innen viele neuen Erfahrungen vermitteln konnten.

Nachdem die Schüler*innen der Junior-Ingenieur-Akademie, einem Wahlpflichtkurs der JGS 9 am PGG, im Herbst ein Tagespraktikum an der Kunsthochschule in Halle absolviert hatten, stand am 4.4. und 5.4.19 ein Zweitagespraktikum zum Thema CAx an der Hochschule Anhalt im Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen auf dem Programm. Am Standort in Köthen empfing uns am ersten Tag Herr Prof. Schulz und fragte unsere Kursteilnehmer, wer von ihnen ein Ingenieurstudium in Betracht ziehen wolle. Natürlich war die Vorstellung, was ein Ingenieurstudium beinhaltet, noch nicht so richtig klar. Daher wurde uns im ersten Teil das Berufsbild und das Studium an der Hochschule kurz vorgestellt.

Danach kam gleich die erste Berührung mit der Praxis. Herr Kral stellt uns sein persönliches Projekt, eine Roboterspinne, als Beispiel für einen ingenieurtechnischen Entwicklungsprozesse vor. Von der Idee zum Design und von Simulation zur Realisierung war es ein weiter Weg und letztlich erfolgte die Optimierung über den Bau von mehreren Versionen. Computer sind bei diesem Prozess heute nicht mehr wegzudenken. Wichtig sind dabei u.a. CAD (Computer-Aided Design) und CAM (Computer-aided manufacturing). Im nachfolgenden CAD-Projekt durfte jeder Teilnehmer unter Anleitung am Computer einen besonderen Kreisel nach Maßvorgaben am PC designen. Da die JIA Kursteilnehmer*innen schon vorher etwas Übung mit 3D Programmen hatten, konnte das Ziel unter Anleitung von allen erreicht werden.
CAM stand am nächsten Tag bei Herrn Prof. Landenberger und seinen Mitarbeitern auf dem Programm, denn der Kreisel sollte nun mit einer CNC Maschine erstellt werden, welche so auch in der Industrie im Einsatz wäre. Zunächst wurden ein paar Grundlagen der CNC-Sprache vermittelt und am Beispiel von Initialen konnten die Teilnehmer*innen eigene CNC Programme schreiben und simulieren. Danach wurde uns vermittelt, dass der am Vortag designte Kreisel in der erstellten Form nicht in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann. Fertigungstechnik nennt sich das Fachgebiet und auch hierfür wurden wir an eine Spezialsoftware herangeführt, welche uns in der Simulation zeigen konnte, ob der geplante Fräsvorgang überhaupt möglich ist oder die mehrere 100 tausend Euro teure Maschine beschädigt hätte. Anschließend konnten wir den Entstehungsprozess an der Maschine beobachten und jeder konnte einen Wendekreisel mitnehmen.
Natürlich haben wir in der kurzen Zeit nur einen kleinen Einblick in die Tätigkeiten eines Ingenieurs gewonnen, aber uns wurde klar, dass wohl fast jedes technische Produkt die durchgeführten Arbeitsschritte erfordert. Ingenieure werden gebraucht und was es dazu braucht, kann man hier lernen.
Wir danken Herr Prof. Landenberger, Herr Prof. Schulz und ihren Mitarbeitern für die gute Betreuung. Ebenso danken wir Herrn Prof. Brutscheck und Frau Bracio für die gute Vorplanung. Auch Herrn Götze danke wir für die sichere Fahrt nach Köthen und zurück.
Gern möchten wir im nächsten Jahr wieder kommen.

Das Konzept der Junior Ingenieurs Akademie (JIA) - seit diesem Schuljahr ein Wahlpflichtkurs der JGS 9/10 am PGG - startete mit dem Thema: 3D Design am Computer.
Als Partner für einen außerunterrichtlichen Lernort im ersten Halbjahr unterstützte uns Herr Prof. Hanisch und sein Team von der Kunsthochschule Burg in Halle. Das Programm startete mit einem informativen Vortrag über die Studienmöglichkeiten und Anforderungen an der Kunsthochschule. Dabei konnte man viele Verbindungen zur Technik bzw. zur JIA erkennen. So gehört bereits zur Eingangskompetenz die Fähigkeit, sich mit Bleistift und Papier grafisch ausdrücken zu können. Die Kunstprojekte erfordern später, dass man sich - je nach Projekt - auch mit Programmierung, Mikrokontrollern, Sensoren und Aktoren beschäftigen wird, eben jene Themen, die auch zu unserer JIA in der JGS 10 gehören.
Nach dem Vortrag wurde die Tagesaufgabe erläutert: plant eine Werbung zu einem pro Team vorgegebenen Objekt und erstellt hierzu das Storyboard. Die Objekte waren dabei teilweise bekannt, teilweise rätselhaft. In 4 Schülerteams wurde nun darüber diskutiert, was das jeweils für ein Objekt ist, wozu man es braucht, wie es funktioniert und wer es benötigt. Wer kennt schon die Gaslampe einer alten Dampflok und wer braucht sowas heute noch?
Hier und da wurde der reflexartige Griff zum Handy oder die Frage nach einem Computer abgeblockt, denn die "Lösung" sollte gerade nicht "ergoogelt" werden. Unter Anleitung gab es einige Zielvorgaben für die Arbeitsschritte, aber es wurde doch weitestgehend auf die Intuition und die Kreativität der Gruppe gebaut. Am Ende der Arbeitszeit hatten alle herausgefunden, was die Besonderheiten ihrer Objekte sind und jeweils einen großen Tisch voller Detailzeichnungen für die einzelnen Szenen im Storyboard erstellt. Ergänzt um Ideen zu Text und Ton wurden die Konzepte so weit abgerundet, dass sie den anderen Gruppen vorstellt werden konnten. Auch wenn die Zeit für die Erstellung eines vollständigen Drehbuchs fehlte, konnte man sich bereits gut vorstellen, dass aus den Storyboards einmal Webefilmchen werden könnten.
Am Ende des Tagesprogramms konnten die Schülerinnen und Schüler mit leistungsstarken 3D VR und AR Brillen von Studenten programmierte 3D Welten selbst erkunden. In den virtuellen Welten wurden u.a. Tauben gefüttert, welche aus nur 4 Dreiecken bestanden und in der AR jagte man in den realen Raum projiziertes Krabbelgetier. Manche(r) hätte das auch gern noch länger gemacht.
Die Erfahrungen und erworbenen Kenntnisse ergänzen das Angebot zum 3D Design im Unterricht. Darüber hinaus fachsimpelten Schüler mit den Mitarbeitern über die coole VR/AR Hardware und andere diskutierten über ihre künstlerisch orientierten Hobbys.
Insgesamt ein sehr interessanter Tag, für den wir uns bei Herrn Prof. Hanisch und seinen Mitarbeitern bedanken möchten.

Der Wahlpflichtkurs Junior Ingenieurs Akademie (kurz JIA) arbeitet in der JGS 10 mit Sensoren, Aktoren und Mikroprozessoren. Nach einfachen Grundschaltungen für blinkende LEDs wurde die erste komplexe Schaltung aufgebaut, ein Digitalvoltmeter mit Schaltfunktion. Die Schaltfunktion konnte über einstellbare Grenzspannung eine LED als Lichtquelle steuern.
Dient als Spannungsquelle und Sensor eine Solarzelle, entsteht u.a. ein Regelkreisbeispiel für die automatische Steuerung einer Straßenbeleuchtung. Damit gab es einen Anknüpfungspunkt für die geplante Exkursion am 11.11.22 in das Technologie- und Gründerzentrum Bitterfeld-Wolfen GmbH (TGZ) mit seinem Schülerlabor.
Auf dem Programm stand der Bau einer organischen Solarzelle aus dem Farbstoff von roten Teeblättern. Die Durchführung der vielen Arbeitsschritte erfolgte in Teams, unter der fachkundigen Anleitung von Herrn Lange. Die selbst erstellten Solarzellen wurden elektrisch vermessen und an die von den Teams mitgebrachten Mikrokontroller-Schaltungen angeschlossen. Die Funktion als Straßenlampenschalter wurde anschließend mit Taschenlampen als Tageslichtersatz geprüft.

Sensoren, Aktoren und Regelkreise steuern auch die Prozesse in der Industrie. Deshalb ging es nach den Laborexperimenten in die Praxis zur Firma Texplast GmbH. Hier lernten die Schüler*innen die komplexen Verfahren zum Recycling von Kunststoffgetränkeflaschen kennen.
Die komplexe Prozesskette wurde den Schüler*innen von Herrn Kayser vorgestellt. Am Anfang stehen die von den bekannten Rücknahmeautomaten zerquetschten Plastikflaschen. In vielen Arbeitsschritten werden sie zerstückelt, von Fremdstoffen getrennt und geschmolzen. Das Endprodukt ist Kunststoffgranulat, welches als Rohstoff an die Industrie zurückgeführt wird.

Insgesamt waren alle Laborexperimente erfolgreich und neben dem Kennenlernen der Technik und der Arbeitsbedingungen in der Praxis konnten die Schüler*innen auch mal Betriebsluft schnuppern.

Wir bedanken uns für die sehr freundliche Aufnahme und Betreuung von den Mitarbeiter*innen der Firma Texplast GmbH Tanja Dayß und Camillo Kayser.
Ebenso bedanken wir uns bei Herrn Lange für die Betreuung im Schülerlabor.
Ein besondere Dank geht an Frau Dr. Slomma, für die sehr gute Organisation unserer Exkursion.