Ausgangslage
Der zunehmende Fachkräftemangel ist ein deutschlandweites Problem. In Werne sowie im gesamten Kreis Unna stellt sich die Lage nicht anders dar. Besonders kleine und mittlere Unternehmen aus Werne und Umgebung beklagen wachsende Schwierigkeiten, qualifizierte Nachwuchsfachkräfte für ihre Betriebe zu finden. Die rege Beteiligung regionaler Unternehmen am Praxistag Perspektive Technik, der alle zwei Jahre gemeinsam mit dem zdi-Netzwerk Perspektive Technik am Berufskolleg organisiert wird, ist ein klares Zeugnis dafür.

Das Freiherr-vom-Stein Berufskolleg Werne ist eines von zwei technischen Berufskollegs im Kreis Unna. Es sieht seine Aufgabe darin, Schülerinnen und Schülern eine hoch qualitative Ausbildung innerhalb eines Spektrums zukunftsorientierter technischer Bildungsgänge anzubieten. Den Schwerpunkt sieht das Freiherr-vom-Stein Berufskolleg dabei in der Vermittlung von technischem Handlungswissen. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler auf die Berufs- und Alltagswelt vorzubereiten, um in ihr selbstbewusst und erfolgreich bestehen zu können. Am Freiherr-vom-Stein-Berufskolleg wurde in den Jahren 2019/2020 ein Schüler-FabLab eingerichtet.

Durch die zunehmende Digitalisierung werden sich in den technischen Berufen und insbesondere in der industriellen Fertigung erhebliche Veränderungen ergeben. Aufgrund der Entwicklungen hin zur Industrie 4.0 wird der Bedarf an Fachkräften, die in der Lage sind, Maschinen zu steuern und zu warten, steigen, während einfache Fertigungsberufe ein hohes Substituierungspotenzial aufweisen. Von angehenden Fachkräften werden zunehmend neue Kompetenzen für eine digitale Arbeitswelt verlangt.

Schwerpunkt des Schülerlabors bilden digitale Fertigungsverfahren. Aufgebaut wurde ein FabLab, also eine offene Werkstatt, die auf computergesteuerte Fertigung ausgerichtet ist und digitale Maschinen aufweist, mit denen selbst komplexe und detailreiche Werkstücke einfach entworfen und präzise gefertigt werden können. Zum Einsatz kommen unter anderem Schneideplotter, Laserschneider, und 3D-Drucker. Die Kosten für die Ausstattung des FabLabs betrugen 50.000€, davon waren 25.000€ Fördermittel von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“.
Schülerinnen und Schüler werden hier für moderne Fertigungsverfahren begeistert, um sie für eine mögliche Ausbildung im Handwerk oder der Industrie zu gewinnen. Vielen von ihnen wird erst hierdurch bewusst, wie hochtechnisiert und trotzdem individuell in manchen Handwerksbetrieben gefertigt wird, wie präzise gearbeitet wird und welches Fachwissen notwendig ist, um eben diese besondere Qualität zu erreichen.
Die Schülerinnen und Schüler erfahren im FabLab die digitale Prozesskette vom Entwurf eines Projektes über die Planung bis zur Fertigung und Beurteilung des Produktes.

Bei der Gewinnung von zukünftigen Fachkräften ist dabei auch zu beachten, dass die Schülerinnen und Schüler nicht nur für eine direkte gewerblich-technische Ausbildung gewonnen werden können. Ihnen wird aber auch in Abhängigkeit des anzustrebenden Schulabschlusses die Möglichkeiten z. B. eines dualen Studiums in Verbindung mit einer Berufsausbildung aufzuzeigen. Oder die Weiterbildung nach einer Berufsausbildung zum Staatlich geprüften Techniker bzw. Technikerin. Ebenso die Möglichkeit der Erlangung der Fachhochschulreife im Anschluss an eine duale Ausbildung mit der Studienberechtigung an einer Fachhochschule. Im Rahmen der Berufswahl- und Studienorientierung kann die Durchlässigkeit im Bildungssystem hier sehr gut aufgezeigt werden. Ebenso bietet sich durch die Verortung des Schülerlabors an einem technischen Berufskolleg die direkte Ansprache und Information der Schülerinnen und Schüler an, zumal die genannten Möglichkeiten der Aus- und Weiterbildung am Freiherr-vom-Stein-Berufskolleg angeboten werden.

Neben Kreativität, Problemlösung und kritisch-analytischem Denken wird im FabLab besonders auch das interdisziplinäre Arbeiten und fächerübergreifende Fähigkeiten geschult werden. Da den Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit gegeben wird, individuell gestaltete Produkte zu erstellen, wird in besonderem Maße die Motivation und Übernahme von Eigenverantwortung bei den Lernprozessen gestärkt.

Das Berufskolleg Werne ist seit Gründung des zdi-Netzwerkes Perspektive Technik aktiver und überzeugter Partner des Netzwerkes. Daher wurde das Schülerlabor in enger Abstimmung mit der zdi-Koordinierung, die bei der Wirtschaftsförderungsgesellschaft für den Kreis Unna angesiedelt ist, realisiert. Das Berufskolleg konnte damit zusätzlich seine Rolle im Netzwerk stärken. Die oben genannten Probleme des Fachkräftemangels finden sich im gesamten Kreis Unna wieder. Daher wird das neue Schülerlabor auch für externe Gruppen aus dem gesamten Kreisgebiet nutzbar sein und in die existierende zdi-Struktur und -Strategie eingebettet. Das zdi-Netzwerk Perspektive Technik richtet sich dabei an Kinder und Jugendliche entlang der gesamten Bildungskette bis zum Übergang in eine Ausbildung oder ein Studium. Angebote und Strukturen werden stetig ausgebaut.

Projektziele
Im FabLab kommen additive und subtraktive Fertigungsverfahren zum Einsatz. Beiden gemeinsam ist aber die Planung der Objekte über vektorbasierte Grafikprogramme. Das beinhaltet zum einen das Finden eines passenden Objekts im Internet und deren Anpassung, sowie das eigene Erstellen von Objekten mit Hilfe von 2D- und 3D-Zeichenprogrammen. Dabei wird darauf geachtet, dass nicht nur Branchensoftware zum Einsatz kommt, sondern auch Open-Source-Software, sodass es Schülern und Schülerinnen möglich ist, außerhalb der Workshops an eigenen Projekten zu arbeiten und diese im FabLab zu fertigen. Notwendige Branchensoftware wird von vielen Firmen für Schulen und Schülern und Schülerinnen kostenlos im Rahmen der Ausbildung zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus benötigte Software wurde vom Schulträger angeschafft.

Seit einigen Jahren wird der Einsatz von 3D-Technologie und 3D-Druckern immer bedeutender. Der Technologie wird für die nähere Zukunft eine immense Bedeutung zugesprochen. Dies wird auch einen relevanten Einfluss auf zahlreiche technische Ausbildungsberufe und Studiengänge, insbesondere im Bereich der digitalen Fertigung, haben.
Um die Jugendlichen darauf gezielt vorzubereiten, stellt das Erlernen einer 3D-CAD-Software und die Umsetzung der geplanten Objekte mit Hilfe von 3D-Druckern einen weiteren Baustein im geplanten Schülerlabor dar. Dabei können die SuS komplett neue 3D-Modelle entwerfen oder auf vorhandene Modelle zurückgreifen und diese verändern.

Besonders der Umgang mit einem 3D-Zeichenprogramm erleichtert den SuS die Orientierung im dreidimensionalen Raum und schult das räumliche Vorstellungsvermögen. Während bisher Produkte zweidimensional in Ansichten und Schnittdarstellungen geplant wurden und Fehler erst bei der Herstellung auftauchten und korrigiert werden mussten, ist jetzt ein umgekehrter Weg möglich. Ausgehend vom 3D-Objekt kann nicht nur die Funktionalität überprüft werden, sondern auch das Design optimiert werden. Durch das Ausdrucken der Objekte können physische Qualitäten, wie die Form, die Oberflächenbeschaffenheit, aber auch das Gewicht motorisch erkundet werden. Da der 3D-Druck mit vergleichsweise geringem Aufwand wiederholbar ist, können Objekte korrigiert und Ausführungsvarianten erstellt werden. Kenntnisse, wie die Darstellung von Objekten in verschiedenen Ansichten und Perspektiven, das Bemaßen, Lesen und Anfertigen von technischen Zeichnungen werden durch den Einsatz der 3D-Software wesentlich einfacher erworben, da Ansichten und Schnittdarstellungen vom 3D-Modell abgeleitet werden.

Eine deutliche Erweiterung digitaler Grundkompetenzen wird als Voraussetzung für zukünftige Beschäftigungsfähigkeit gewertet (vgl. BMAS (Hrsg.): Kompetenz und Qualifizierungsbedarfe bis 2030. Ein gemeinsames Lagebild der Partnerschaft für Fachkräfte, Berlin 2017). Die Erfahrungen während der Corona-Pandemie zeigte insbesondere für die Schulen, dass hier erheblicher Entwicklungsbedarf besteht. Dies betrifft sowohl die Ausstattung mit den notwendigen Gerätschaften als auch die Fähigkeiten, digital unterstütztes Lernen in die Praxis umzusetzen. Das Vorhandensein eines funktionierenden und gut ausgestatteten Schülerlabors für digitale Fertigungstechniken als ergänzender Lernort außerhalb der Schule unterstützt dieses Anliegen immens.

Bei allen genannten Verfahren der Fertigung kommen digitale Endgeräte zum Einsatz. Die Ausstattung des FabLabs in den Jahren 2019/2020 ließ keinen finanziellen Spielraum zur Anschaffung von ausreichend leistungsstarken mobilen Geräten, die in der direkten Lernumgebung des FabLabs eingesetzt werden können. Wir konnten hierzu Mittel in Höhe von 48.000€ aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2O14-2020 ,,lnvestitionen in Wachstum und Beschäftigung“ in der Aufbauhilfe für den Zusammenhalt und die Gebiete Europas (hier im Rahmen des Recovery Assistance for Cohesion and the Territories of Europe (REACT-EU) Programms) gewinnen um 24 Laptops anzuschaffen.