Education Solution Guide DE-2024

Future Skills handlungsorientiert begreifen Wir leben in einer hochgradig globalisierten und vernetzten Welt. Unsere Gesellschaft erlebt eine rasante technologische Entwicklung. Laut einer Untersuchung des Weltwirtschaftsforums werden bis zum Jahr 2025 mehr als die Hälfte der be- nötigten Arbeitskompetenzen anders sein als heute. Zu diesen sogenannten Future Skills gehören MINT- und Digitalkom- petenzen, genauso wie ausgeprägte soziale und emotionale Fähigkeiten, um sich in dieser schnell verändernden Welt gut zurecht zu ﬁ nden. Alle ﬁ schertechnik Lernkonzepte basieren auf dem pädagogischen Prinzip des handlungsorientierten Lernens, das ganz- heitliches Lernen mit Kopf, Herz und allen Sinnen ermöglicht. MINT MINT MINT Kompetenzen Soziale & emotionale Kompetenzen Kritisches Denken und Problemlösung Kreativität und Innovation Kommunikation und Teamarbeit Flexibilität und Anpassungsfähigkeit Selbstregulierung und Selbstmanagement Fokus auf Eigenaktivität und Einbezug der Lernenden Kooperation und gemeinsame Verantwortung Erarbeiten von Handlungsprodukten und Reﬂ ektieren des Lernprozesses Robotik Erneuerbare Energien Künstliche Intelligenz Automatisierung Informationskompetenz Medienkompetenz Quelle: Future of Jobs Report 2020, World Economic Forum

Robotik Digitale und informatische Kompetenzen werden die Arbeits- welt der Zukunft bestimmen Digitale und informatische Grundkenntnisse, besonders das „computational thinking“, werden einen wach- senden Anteil an der Allgemeinbildung einnehmen und sollten möglichst früh im Unterricht vermittelt werden. Robotik im Unterricht bietet einen einfachen, handlungsorientierten Zugang zur Welt der Informatik. Neben der Erforschung von technologischen Konzepten, erweitern Schülerinnen und Schüler ihr logisches Denken, lernen Problemlösefähigkeiten sowie die Kompetenz kreative und innovative Lösungen komplexer Probleme selbständig und im Team zu erarbeiten.

ﬁ schertechnik Robotikkontinuum Die perfekte Programmierlösung für jedes Kompetenzlevel VOR & GRUNDSCHULE GRUNDSCHULE GRUNDSCHULE WEITERFÜHRENDE SCHULE HOCHSCHULE & INDUSTRIE LERNZIELE LERNZIELE LERNZIELE LERNZIELE • Einstieg in die Welt der Infor- matik und Robotik • Erstes graﬁ sches Program- mieren mit vorgefertigten Beispielen • Kennenlernen von Motoren und Sensoren • Erstes Konstruieren mit wenigen Teilen • Kleine Programme erstellen • Robotik-Grundbegriffe erlernen • Bedeutung und Funktion von Sensoren und Aktoren be- greifen • Themen wie Steuern, Messen und Regeln kennenlernen • Arbeiten in Gruppen und Rollen • Präsentieren und Reﬂ ektieren von Ergebnissen • Grundlagen der Programmie- rung erlernen • Sensorik und Aktorik verstehen • Problemlösungsfähigkeiten entwickeln • Kreatives Denken fördern • Konstruieren und logisch denken • Graﬁ sches und textbasiertes Programmieren komplexerer Robotikmodelle inkl. autono- mer / künstlich intelligenter Roboter • Steuerung und Auswertung analoger und digitaler Sen- soren • Datenübertragung • Codierung- und Decodierung • Bildverarbeitung LERNZIELE DER AUTOMATISIERUNG • Training und Simulation am abbild realistischen Produktions- • SPS-Programmierung und Automatisierung erlernen • Agile Produktion simulieren • Industrie 4.0 begreifen • Künstliche Intelligenz im Produktionsumfeld nutzbar machen SPS-Programmierung First Coding STEM Coding Pro Starter Set Calliope / micro:bit TXT 4.0 + 6 Add-ons Lernfabrik Industrie 4.0 Alle Robotik-Lernkonzepte enthalten kompetenzgerechte Konstruktionsbaukästen, passende Soft- und Hardware, sowie umfangreiche Unterstützung für Lehrkräfte auf der ﬁ schertechnik Website.

Erneuerbare Energien Die wichtigsten Energiequellen unserer Zukunft Der Umstieg der Energieversorgung von fossilen und Kernbrenn- stoffen auf erneuerbare Energien ist bereits in vollem Gange. Neben dem verstärkten Ausbau zu erneuerbaren Energien sind die Reduzierung unseres Energieverbrauchs und die Steigerung der Energieefﬁ zienz durch technologischen Fortschritt zentrale Themen und aktuelle Herausforderung zugleich. Im Alltag be- gegnet uns die Energiewende bei der Elektromobilität im Verkehr, beim Kauf von energieefﬁ zienten Haushaltsgeräten oder bei der energetischen Sanierung von Gebäuden. Regenerative oder erneuerbare Energie bezeichnet die Bereitstel- lung von Energie aus nachhaltigen Quellen wie Sonne, Wind, Was- ser, Geothermie oder Biomasse. Sie stehen in nahezu unerschöpﬂ i- chem Maße zur Verfügung. Dagegen nimmt das Vorkommen von fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdöl, Erdgas und konventio- nellen Kernbrennstoffen bei stetigem Verbrauch kontinuierlich ab. Diese fossilen Energieträger gehören zu den Nicht-Erneuerbaren Energien. Nach ihrer Verbrennung im Kraft- oder Heizwerk stehen sie nicht mehr zur Verfügung. Sie regenerieren sich nicht, sie sind entwertet. Die wachsende Weltbevölkerung und die voranschreitende tech- nologische Entwicklung der Menschheit führen jedoch einen enormen Energiebedarf mit sich, der immer weiter zunimmt. Zu- dem ist bekannt, dass die Emissionen des Treibhausgases Kohlen- stoffdioxid (CO2) bei der Verbrennung von Erdöl, Erdgas und Kohle sehr hoch sind und nach bisherigem Wissensstand Auslöser der globalen Klimaerwärmung sind.

Erneuerbare Energien Die Kraft von Wasser, Wind, Sonne und Wasserstoff GRUNDSCHULE WEITERFÜHRENDE SCHULE LERNZIELE LERNZIELE • Einführung in das Thema Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien • Vermittlung von Solar- bzw. Sonnenenergie und deren Nutzung Kennenlernen und Verstehen von unterschied- Wind, Sonne und Wasserstoff lichen, regenerativen Energiequellen: Wasser, Brennstoffzelle zur Erzeugung von Wasserstoff • Verständnis von Reihen-Parallelschaltung Messung von Strom und Spannung Gewinnung, Speicherung und Nutzung von elektrischem Strom inkl. Multimeter zur Messung von Strom und inkl. 2x Solarmodul und 1x Solarmotor pro Set Spannung In Klassensets erhältlich, bestehend aus 16 In Einzelsets für jeweils 2 - 4 Schülerinnen und Einzelsets Schüler erhältlich „ Mit den ﬁ schertechnik Baukästen zu Erneuerbaren Energien tauchen meine Schülerinnen und Schüler ganz spielerisch in die Welt der Nachhal- tigkeit ein. Durch die Experimentier- kästen entdecken sie, wie sie selbst einfach Wasserkraft, Windenergie, Solarstrom und Brennstoffzellenener- gie erzeugen und so für eine bessere Zukunft sorgen können. Sandra Brinkmann, Lehrerin aus Nordrhein-Westfalen Class Set Solar Energy STEM Renewable Energies Neben einer relevanten Bausteineauswahl enthalten die MINT-Sets alle wichtigen technischen Komponenten, um die Energieformen der Zukunft nachhaltig zu verstehen. Zusätzlich ﬁ nden Lehrkräfte umfangreiches Begleitmaterial frei zugänglich auf der ﬁ schertechnik Website.

Künstliche Intelligenz Haptische Visualisierung eines abstrakten Themas Künstliche Intelligenz bildet die Grundlage zahlreicher Innovatio- nen und wird zu einem integralen Bestandteil der Arbeitswelt. Laut einer Studie von McKinsey benötigen bis 2030 weltweit rund 30 Prozent der Arbeitskräfte fortgeschrittene KI-Kenntnisse. Die Ein- bindung in den Lehrplan fördert digitale Kompetenzen, kritisches Denken und interdisziplinäres Lernen, wodurch Schülerinnen und Schüler besser auf die Herausforderungen und Chancen der mo- dernen Gesellschaft vorbereitet werden. Es geht nicht nur darum, KI zu verstehen, sondern auch darum, eine Generation heranzubilden, die kreativ mit dieser transformativen Technologie umgehen kann. Quelle: McKinsey Global Institute Workforce Skills Model 2018, McKinsey Global Institute Analysis

Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen Supervised Learning haptisch verstehen WEITERFÜHRENDE SCHULE HOCHSCHULE & INDUSTRIE HOCHSCHULE & INDUSTRIE LERNZIELE LERNZIELE LERNZIELE • Abläufe im Umgang mit KI verstehen • Durchführung einfacher Gegenstands- erkennung • Qualität eines Klassiﬁ kators ausdrücken / erkennen • Notwendigkeit der richtigen Trainingsdaten erkennen • Realitätsnahe Anwendung • Training und Simulation an einem realistischen Produktionsabbild • Verständnis für Machine Learning schaffen • Eigenes KI-Modell zur Gegenstandserkennung bauen • Umsetzung von Supervised Learning • Modulare Produktion • Digitalität im Produktionsumfeld • Industrie 4.0 • Qualitätssicherung mit Künstlicher Intelligenz • Fahrerlose Transportsysteme • Digitaler Zwilling • Automatisierung und SPS-Programmierung SPS-Programmierung Add On für TXT 4.0 Base Set Artiﬁ cial Intelligence Qualitätssicherung mit künstlicher Intelligenz Agile Production Simulation Die KI-Lernkonzepte bestehen aus ﬁ schertechnik Bausteinen, relevanter Hard- und Software sowie umfangreichen didaktischen Begleit- und Schulungsmaterialien, die auf der ﬁ schertechnik Website frei zugänglich sind.

Industrie 4.0 Die Produktion von morgen ist Gegenstand in Forschung, Industrie und Hochschulwesen Industrie 4.0 ist ein Begriff, der die vierte industrielle Revolution beschreibt und sich auf die fortschreitende Integration von digi- taler Technologie in die industrielle Produktion und Fertigung be- zieht. Es handelt sich um einen Paradigmenwechsel in der Art und Weise, wie Produkte hergestellt und Geschäftsprozesse gestaltet werden. Industrie 4.0 umfasst eine Reihe von Technologien und Konzepten wie Internet der Dinge (IoT), Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen, Big Data und Datenanalyse oder Cloud Computing. Die Ziele von Industrie 4.0 sind eine erhöhte Efﬁ zienz, Flexibilität und Produktivität in der industriellen Produktion. Durch die Inte- gration dieser Technologien können Unternehmen ihre Prozesse optimieren, die Produktionskosten senken, die Qualität verbessern und individuelle Produkte in Massenproduktion herstellen (Los- größe 1).

Fabriksimulationen Basis für nachhaltige Lernerlebnisse in handlungsorientierter Umgebung HOCHSCHULE & INDUSTRIE HOCHSCHULE & INDUSTRIE HOCHSCHULE & INDUSTRIE LERNZIELE • Modulare Produktion • Digitalität im Produktionsumfeld • Industrie 4.0 LERNZIELE • Fließbandfertigung LERNZIELE • Digitale Lernplattform • Digitalität im Produktionsumfeld • Lernmodule zu Zukunftsthemen der Produktion • Qualitätssicherung mit Farberkennung • Didaktisches Konzept inkl. Lernerfolgskontrolle • Qualitätssicherung mit Künstlicher Intelligenz • Mehrachsroboter • Fahrerlose Transportsysteme • Digitaler Zwilling • Automatisierung und SPS-Programmierung • Automatisierung und SPS Programmierung • Industrie 4.0 • Digitales Abbild des haptischen Simulations- modells SPS-Programmierung SPS-Programmierung Agile Production Simluation Lernfabrik Industrie 4.0 Digitaler Zwilling Mit ﬁ schertechnik ﬁ t für die Fabrik der Zukunft.

Handlungsorientierte Lernkonzepte für eine Vielzahl lehrplanrelevanter MINT-Themen GRUNDSCHULE THEMENSCHWERPUNKTE • Statik • Optik • Einfache Maschinen • Elektronik • Getriebe WEITERFÜHRENDE SCHULE THEMENSCHWERPUNKTE • Statik • Physik • Optik • Einfache Maschinen • Elektronik • Pneumatik • Getriebe • Mechanik In Klassensets erhältlich, bestehend aus In Einzelsets für jeweils 2 - 4 16 Einzelsets Schülerinnen und Schüler erhältlich „Beim Hands-on Approach mit ﬁ schertechnik heißt es nicht umsonst „begreifen!“ Beim Konstruieren der Modelle wird die Funktions- weise der Pneumatik deutlich. Nach kurzer Einweisung baute meine Klasse selbststän- dig die Modelle auf und bearbeitetete die zugehörigen Aufgabenblätter. Wenn die fertigen Modelle getestet werden und klar wird, wofür Druckluft im Alltag eingesetzt wird, erschließen sich neue Technik-Welten und Zusammenhänge werden deutlich. Tobias Hannich, Lehrer aus Baden-Württemberg Class Set Gears STEM Pneumatics MINT Alle MINT-Lernkonzepte bestehen aus einem Konstruktionsbaukasten, relevanter technischer Komponenten sowie um- fangreichen didaktischen Begleit- und Schulungsmaterialien, die auf der ﬁ schertechnik Website frei zugänglich sind. MINT

Umfangreiche Unterstützung für Lehrkräfte So integrieren Sie ﬁ schertechnik in Ihren Unterricht Alle ﬁ schertechnik Lernkonzepte werden in enger Zusammenarbeit mit Lehrkräften, Pädagogen, Didaktikern und Experten aus der Industrie, passgenau für die jeweilige Schulform und Klassenstufe, sowie bildungsplankonform, entwickelt. Die passende Unterstützung für Ihre Unterrichtsprojekte • Erste-Schritte Anleitungen • Einführung in den ﬁ schertechnik-Baustein und Videos für einen einfachen Einstieg • Umfangreiche Inhalte inkl. Themeneinführung zu allen MINT-Konzepten, Hands-on Lernen, Future Skills, technischen Komponenten und Softwareum- gebung für alle relevanten Plattformen • Unterrichtsmaterialien inkl. Bildungsplanbezug, Aufgabenblättern, Bau- und Programmieranleitungen (auch in der App), Lösungen und Gliederung • Passende Verpackungs- und Aufbewahrungslösungen für alle Lernkonzepte • Kompetente Beratung sowie Fortbildungsangebote durch ﬁ schertechnik oder zertiﬁ zierte Handelspartner • Einfache Nachbestellung von Einzelteilen durch ﬁ schertechnik oder zertiﬁ zierte Handelspartner „Das didaktische Begleitmaterial ist einfach beschrieben und ausführlich, so dass man sich als Lehrkraft rasch auch in ein neues Themengebiet einarbeiten kann. Alle Dokumente sind einfach zugänglich auf der ﬁ schertechnik-Homepage hinter- legt und damit auf den eigenen Unterricht abänderbar. Zu- dem ist es auf die Lehrpläne abgestimmt und enthält Grup- pen- und Einzelaufgaben mit Musterlösungen. Jana Schmidt, Lehrerin aus Berlin

Robotik im Wettbewerb ﬁ schertechnik ist internationaler Partner der WRO Saison 2024/2025 Wettbewerbe sind eine besonders spannende Möglichkeit für Kinder und Jugendliche ihre Future Skills auszubauen. Bei den weltweit stattﬁ ndenden Robotik-Wettbewerben der World Robot Olympiad nehmen Schülerteams im Alter von 8-19 Jahren aus über 90 Ländern teil. Die Teams entscheiden sich für eine der vier Wettbewerbskategorien, erarbeiten gemeinsam eine Robotik / MINT-Aufgabe der jeweiligen Saison und messen sich dann auf lokalen, natio- nalen und internationalen Events mit anderen Teams. Neben MINT-Kompe- tenzen entwickeln Kinder und Jugendliche essenzielle emotionale und soziale Fähigkeiten, während sie im Team aufregende Herausforderungen gemein- sam meistern. designed for FUTURE ENGINEERS „„ STEM Coding Competition ist speziell für Robotik- Wettbewerbe konzipiert. Der Fokus liegt auf dem selb- ständigen Erarbeiten, Konstruieren und Programmie- ren eines autonom fahrenden Robotik-Fahrzeugs. Jonathan Auer, Produktdesigner ﬁ schertechnik STEM Coding Competition FUTURE INNOVATORS