Computer-Magazin

 
Wärmebehandlung von Stahl

Version 1.0  Stand: Dezember 2001, Windows, herausgegeben von der:
Technik und Medien GmbH, Gneisenaustraße 70, 10961 Berlin
Tel.:      030 - 695 090 59
Fax:      030 - 695 090 60

email: info@tm-online.de
internet: http://www.tm-online.de

Preise/Lizenzen: Einzellizenz 204 € zzgl.MwSt und  Versandkosten, Mehrfach- und Netzwerklizenzen auf Anfrage.

ISBN 3-931728-03-X

Systemvoraussetzungen: Pentium PC mit Windows 95, 98, 2000 oder NT 4.0, 35 MB Festplattenspeicher, Bildschirmauflösung 640x480, True Color, CD-ROM Laufwerk, Soundkarte 

Projektdaten: Fachliche Beratung: Frau Prof. Dr. Bozena Arnold vom Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik der Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg.

Konzeption und Programmierung: Technik und Medien GmbH Berlin.

Überblick und Lernzeit: Das didaktisch gut aufgebaute Lernprogramm WÄRMEBEHANDLUNG VON STAHL vermittelt in etwa 16 Unterrichtsstunden motivierend und anschaulich das Prinzip der Wärmebehandlung beim Härten und Vergüten sowie die werkstofftechnischen Grundlagen. Mit zahlreichen Fotos, Videos, Grafiken, Animationen und Simulationen wird die Wärmebehandlung zu einem faszinierenden und leicht verständlichen Lernstoff. Ausgewählte Hyperlinks, Druck- und Historyfunktionen unterstützen den Lernprozess.

Inhalte im Einzelnen:

A: Einführung
Übersicht
Bedeutung von Stahl 
Stahleigenschaften,Veränderbare Eigenschaften
Eisenwerkstoffe:Allotropie des Eisens, Kohlenstoff in Eisenwerkstoffen
Wirkung des Kohlenstoffs, Einteilung der Eisenwerkstoffe
Stähle: Unlegierter und legierter Stahl, Der Behandlungszustand
Gruppen und Bezeichnung von Stählen: Stahlgruppen, Kurznamen nach DIN EN, Werkstoffnummern nach DIN EN
Prinzip der Wärmebehandlung: Verfahrensgruppen, Wichtige Wärmebehandlungen, Fertigungshauptgruppen nach DIN

B: Grundlagen
Übersicht 
Der innere Aufbau der Metalle: Gefüge, Kristalline Struktur
Das Gefüge: Gefügemerkmale, Korngrößenbestimmung
Die Gefügeumwandlung von Stahl: Gefügebestandteile
Die Diffusion 
Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm: Zustandsdiagramme, Bereiche und Bgriffe,
Ablesen des EKD
Austenitisierung: ZTA-Diagramme 
Austenitumwandlung: Perlitbildung, Martensitbildung, Kritische Abkühlgeschwindigkeit, Temperatur und Martensitbildung
ZTU-Diagramme: Aussagen von ZTU-Diagrammen

C: Härten und Vergüten
Übersicht 
Zielsetzung: Anwendungen Härten, Anwendungen Vergüten 
Verfahrensschritte 
Erforderliche Randbedingungen: Aufhärtbarkeit, Einhärtbarkeit, Stirnabschreckversuch, Härtbarkeit und Schweißbarkeit 
Austenitisieren: Temperatur und Zeit, Öfen, Fehlermöglichkeiten 
Abschrecken: Austenitumwandlung, Zeit-Temperatur-Verlauf, Übersicht Abschreckmittel, Flüssige Abschreckmittel, Reale Abkühlkurven 
Anlassen: Anlassstufen, Anlassfarben, Vergleich Härten und Vergüten, Schaubilder. Anlasssprödigkeit 
Fehler in der Praxis: Härterisse, Härteverzug, Härten von Werkzeugstählen 
Beispiel: Vergüten 
Normung in der Härtetechnik 

Wissenstest: über 30 interaktive Übungsaufgaben zu allen Kapiteln und eine 
themenübergreifende Simulation 

Datenbank

Besonderheit: In der virtuellen Härterei können die Anwender/innen abschließend seine neu erworbenen Kenntnisse spielerisch umsetzen. Hier führen sie  in der Rolle eines Labormitarbeiter/in eigenständig Wärmebehandlungen an verschiedenen Werkstücken durch, untersuchen  Proben im Prüflabor und diskutieren die Ergebnisse mit dem Meister. 

Desktop-Gestaltung und Programmbearbeitung

Nach Starten des Programmes kommen wir zunächst in einen Anmeldebereich. Dort ist es möglich, sich als Gast-Nutzer oder neu mit Name und Passwort anzumelden. Dies ist wichtig für die Erfassung von Bearbeitungs- und Leistungsstand. So wird auch ermöglicht, dass viele Nutzer/innen individuelle Profile anlegen können.

Der Desktop, zu dem wir anschließend gelangen, ist schlicht und übersichtlich gestaltet. Dort erhalten wir Zugang zum Lernprogramm oder  - alternativ – zum Online-Servicebereich oder zum Wissenstest.
Wählen wir das „Lernprogramm“ erscheinen die 3 Bereiche und durch Anklicken derselben die zugehörigen Kapitel. Wir können flexibel an jeder beliebigen Stelle des Programmes einsteigen.  Bei der Bearbeitung wird immer deutlich angezeigt, in welchem Bereich und in welchem Kapitel wir uns gerade befinden. Das ist sehr hilfreich. Über einen eingeblendeten Button Extra ist außerdem die „History“ einsehbar, die die genaue Reihenfolge der besuchten Seiten auflistet.

Neben diesem selbstgesteuerten, entdeckenden Lernen ist es natürlich auch möglich, das Programm sequenziell durchzuarbeiten. Dies wird durch Vor- und Zurück-Buttons unterstützt.

In jedem Kapitel gibt es Bereiche zum Vertiefen. Aus diesen zusätzlichen Lernpfaden wird die Lerner/in dann wieder auf den Hauptlernpfad zurückgeführt. Zusätzliche Informationen gibt es auch durch Einblendungen oder über Hyperlinks zu weiteren Infoseiten. Durch diese Techniken bleibt der jeweilige Arbeitsbildschirm sehr übersichtlich, der sich zudem durch ein ausgewogenes Verhältnis von Text und Bild auszeichnet. Sehr anschaulich wird das Lernen zudem durch Animationen und insgesamt 24 Videosequenzen. Bei manchen Animationen kann die Lerner/in selbst ausprobieren, Einflussgrößen zu variieren und dadurch ausgelöste Folgewirkungen zu beobachten. Das Lernen ist somit einladend und motivierend  gestaltet.

Im Vergleich zu Vorgängerprogrammen von Technik und Medien ist der „Wissenstest“ sehr umfangreich und ausgefeilt gestaltet und ermöglicht zudem authentisches Lernen, eine wichtige Anforderung an moderne Berufsausbildung. Der Testbereich ist unterteilt in einen Übungsmodus, einen Prüfungsmodus sowie die „Simulation Wärmebehandlung“, wo das Gelernte praktisch angewendet werden kann. Aber Achtung: Zugang zur Simulation erhält nur, wer im Prüfungsmodus mindestens 50 Punkte erreicht hatte. Diese Voreinstellung kann allerdings bei Bedarf geändert werden.

Im Übungs- und Prüfungsmodus ist der Bearbeitungs- und Leistungsstand jederzeit einsehbar und zum Ausdrucken. Angeboten werden Ankreuzfragen (oft mit Mehrfachnennungen), Lückentexte, Auswahlantworten mit der Maus an die passende Stellung ziehen, Zuordnungsaufgaben, Schieberegler bedienen, Werkstücke vor dem Abschrecken drehen, Fragen mit freier Eingabe. Die technische und didaktische Umsetzung dieses Bereiches ist sehr gut gelungen. Während es im Übungsmodus möglich ist, über Querverweise ins Lernprogramm bzw. in Tabellen/Datenbanken zu wechseln, geht es im Prüfungsmodus um das reine Überprüfen des Gelernten mit Zeitvorgabe.

Im Simulationsbereich gibt es den Ofenraum, den Abschreckraum, das Prüflabor  (das aber erst nach erfolgreicher Wärmebehandlung zugänglich gemacht wird) sowie das Meisterbüro. In der Simulation kann selbstständig gearbeitet werden, dabei wird ein sogenanntes Ergebnisprotokoll geführt, um später etwaige Fehler aufzuspüren und zu korrigieren. Dazu gehen die Lerner/innen mit ihrem Material zum Meisterbüro, um dort die Arbeitsergebnisse zu präsentieren und sich kommentieren zu lassen und bei Bedarf das Ergebnisprotokoll auszudrucken. In der Simulation können bis zu 20 Protokolle automatisch gespeichert werden.

Fazit und Zielgruppen: Das Programm hat uns gut gefallen. Sowohl wegen der berufsrelevanten Inhalte, der umfangreichen Übungsmöglichkeiten, der übersichtlichen Desktopgestaltung, dem hohen Bedienungskomfort, den ausgeprägten Interaktionsmöglichkeiten und nicht zu letzt dem ausgezeichneten Foto-, Grafik-, Video-  und Animationsmaterial. 
Sehr interessant und modern finden wir die integrierte Linkliste "Stahl" im Online-Servicebereich, mit deren Hilfe es möglich ist, sich sekundenschnell aktuelle Informationen aus dem Internet über Stahlherstellung und -verarbeitung, zu Fachverbänden und Forschungsinstituten zu besorgen. Dort gibt es auch ein umfassendes Literaturverzeichnis sowie die Gelegenheit, sich im Forum über aktuelle Fragen zum Thema auszutauschen. 

Das Lernprogramm WÄRMEBEHANDLUNG VON STAHL eignet sich zum Selbstlernen und kooperativen Lernen in Berufsschulen und Fachschulen sowie in der innerbetrieblichen Aus- und Weiterbildung. Das Programm eignet sich vorrangig für alle industriellen Metall-Berufe, zum Teil auch für handwerkliche Metallberufe. Aber auch für die Schweißfachausbildung oder etwa auch in Meisterschulungen.

Das Programm ist unbedingt empfehlenswert und ergänzt sich gut mit dem Lektor Werkstoffe, der ebenfalls von "Technik und Medien" angeboten wird.
Das Programm ist sicher nicht ganz billig, aber auf Grund der umfangreichen Lernzeit sowie der guten technischen und didaktischen Qualitäten lohnenswert. 

(Wolfgang Schmitt-Kölzer)

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