Bæredygtig materialereducering ved brug af styrkeberegninger

At gøre smedeuddannelsen mere grøn gennem materialereducering, hvor mindst muligt materiale går til spilde.

Smedeuddannelsens hovedforløb 1, 2 og 3 på EUD/EUX Teknisk.

Forløbet giver eleverne en bedre forståelse af materialer, så de bliver kompetente til at vælge det bedst egnede, og derved mindske risiko for spild.

Eleverne introduceres for programmet Inventor, hvori der kan udarbejdes 3D tegninger og laves styrkeberegninger på forskellige materialer. Eleverne lærer hermed om materialereducering og vil sideløbende opnå et grønnere mindset samt kompetencer inden for den grønne omstilling og bæredygtighed.

I forløbet indgår 10 undervisningsforløb, men det også muligt blot at udvælge dele af forløbet til sin undervisning. Under hvert delforløb er der en tilhørende undervisningsplan (LUP), lærerbeskrivelse og opgavebeskrivelse til elever (med undtagelse af delforløb 1., hvor dette ikke ville give mening). 

Delforløbene er inddelt efter hvornår på uddannelsen, de er udviklet til, men undervisere kan selv tilrettelægge rækkefølgen på de sideordnede forløb alt efter, hvad der passer bedst.

Hovedforløb 1
01. Besøg hos Valdemar Birn: Kend dit stål
02.1 Kend dit stål
02.2 Kender du typen?
02.3 Byg en bro, der holder – og tænk grønt!

Hovedforløb 2
03. Effekten af materialetykkelse (Styrkeberegning i Inventor/Fusion 360)
04.1 Brobygning med fokus på statik og materialeforståelse
04.2 Teknik - Forståelse af materialer, belastningsformer og materialepriser
04.3 Forståelse af stål og belastningsformer

Hovedforløb 3 (Men kan også indgå på H2)
05.1 Trækbelastning af metaller
05.2 Dimensionering af en aksel ved torsion

Programmet Fusion kan bruges i stedet for Inventor. Dette er afprøvet i forbindelse med udviklingen af undervisningsforløbet. Hvis undervisere/elever har adgang eller forhåndskendskab til dette program, kan det derfor være fint at bruge.

Hvert delforløb spænder over 3 lektioner til 5 dage. Hele forløbet Bæredygtig materialereducering ved brug af styrkeberegninger strækker sig derfor over 78 lektioner.

Generelle temaer fra elevernes evaluering af delforløb

Elevernes evalueringer af undervisningsforløbene er generelt positive, og viser at forløbene blev oplevet som relevante, lærerige og motiverende. Særligt de praksisnære aktiviteter, eksperimenter og arbejdet med digitale værktøjer som Inventor bidrager til elevernes forståelse af tekniske begreber og styrker deres engagement i undervisningen. Variation i undervisningsformer – herunder gruppearbejde, praktiske forsøg og projektarbejde – blev oplevet som motiverende og understøttede både faglig forståelse og samarbejde.

Samlet set peger elevernes evalueringer af undervisningsforløbene på, at praksisnære undervisningsformer kombineret med digitale værktøjer har et stort potentiale i undervisningen, især for EUX-eleverne. Forløbene bidrager til øget elevmotivation og giver eleverne en tydeligere forståelse af sammenhængen mellem teori, materialer og konstruktion i deres fremtidige fag. Samtidig styrker arbejdet med materialer, konstruktion og ressourceforbrug elevernes forståelse af, hvordan tekniske valg påvirker materialeforbrug og
holdbarhed, og giver dem dermed bedre forudsætninger for at træffe mere bæredygtige valg i deres fremtidige arbejde.

Undervisernes evaluering af det samlede undervisningsforløb

Undervisernes evaluering peger på, at en central styrke ved projektet har været koblingen mellem teori og praksis i undervisningsforløbene. Materialerne er udviklet med en fleksibilitet, der gør det muligt for undervisere at tilpasse dem til forskellige hold, niveauer og faglige sammenhænge.

Projektet har resulteret i flere konkrete undervisningsforløb og materialer, hvoraf nogle allerede er blevet integreret i undervisningen. Forløbene giver undervisere nye muligheder for at arbejde med temaer som materialeforståelse, materialereduktion og tekniske beregninger, samtidig med at undervisningen i højere grad kan kobles til praksis gennem forsøg, simulationer og projektarbejde. Det forventes, at denne tilgang kan styrke elevernes faglige forståelse og gøre undervisningen mere anvendelsesorienteret.

Samtidig har projektet vist, at nogle af forløbene har et relativt højt fagligt niveau eller et omfang, der kan gøre dem vanskelige at integrere i en i forvejen presset undervisningsplan. Flere af materialerne vurderes dog at have potentiale til anvendelse på tværs af uddannelser, særligt på tekniske uddannelser som EUX, HTX og teknisk designeruddannelsen. For at kunne anvendes bredere vil materialerne dog skulle tilpasses de enkelte uddannelsers niveau, faglige indhold og tilgængelige materialer.

Evalueringen peger desuden på, at projektet kunne have haft gavn af mere løbende videndeling undervejs i processen samt et tættere samarbejde mellem underviserne i udviklingen af forløbene. Udskiftning i projektledelsen undervejs har desuden betydet, at der i perioder har manglet tydelig struktur og styring, hvilket kunne have styrket processen.

Samlet set vurderes projektet som positivt og værdifuldt. Det har bidraget til udvikling af relevante undervisningsforløb og givet underviserne mulighed for faglig fordybelse og udvikling. Projektdeltagerne er generelt tilfredse med resultaterne og ser gode muligheder for at videreudvikle og anvende materialerne i fremtidig undervisning.

Projektets erfaringer viser, at det er hensigtsmæssigt at starte med grundlæggende materialeforståelse og praksisnære øvelser, før mere avancerede værktøjer som styrkeberegninger og digitale simulationsprogrammer introduceres. Dette skaber et bedre fagligt fundament for eleverne.

Derudover viser projektet, at der kan være behov for differentiering mellem EUD- og EUX-elever, da nogle af forløbene – særligt dem med styrkeberegninger og brug af digitale værktøjer – ligger på et relativt højt fagligt niveau.

Evalueringerne peger samtidig på, at praksisnær undervisning kombineret med digitale værktøjer har et stort potentiale i undervisningen. Praktiske aktiviteter og arbejde med materialer understøtter elevernes motivation og deres forståelse af sammenhængen mellem teori og praksis.

Endelig viser projektet, at fleksible undervisningsmaterialer øger mulighederne for implementering i undervisningen. Materialerne kan tilpasses forskellige hold, niveauer og uddannelser, men enkelte forløb kan kræve tilpasning for at passe ind i en eksisterende undervisningsplan.

Desuden er arbejdet med bæredygtighed og med at præge elevernes mindsets i en grøn retning ikke fuldført ved at gennemføre ét undervisningsforløb. Det er en proces, hvor det er vigtigt, at det hele tiden er en del af undervisningen og bruges i praksis.