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Innovative Produktentwicklung

Jana Genz

Informationen für Lehrkräfte

Beschreibung

  • In dieser Lerneinheit entwickeln die Schüler*innen Schritt für Schritt eine eigene Innovation – von der Frage was eigentlich eine Innovation ist, bis hin zum Prototypen. Sie lernen Kriterien einer guten Produktidee kennen und wenden ihr Wissen auf ein Objekt an. Mit Methoden wie dem User-Research und Storytelling gelangen sie so zu einer innovativen Idee. Am Ende konstruieren sie ihre Idee als 3D-Modell mit dem Digitalen Baukasten. Es folgt ein Ranking für die besten Ideen.
    • Gymnasium 10. Klasse
    • Fach:
      Technik
      - Fachpraktikum: Einen Produktprototyp entwickeln
      - Funktionalität, Design, Kosten planen
  • Fächerübergreifend
    - Wahlpflichtkurs „Angewandte Wissenschaften“
    • > 10 Unterrichtsstunden / Projektwoche
    • Die SuS sind vertraut mit dem Berechnen von Volumen von Körpern sowie mit dem Digitalen Baukasten.

Lernziele

    • Die SuS recherchieren und informieren sich rund um den Begriff der Innovation.
    • Die SuS wissen um die Schritte von der Idee zum fertigen Prototypen.
    • Die SuS kennen Kriterien zur Erfüllung einer innovativen Produktidee.
    • Sie können die Methoden Interview und Storytelling nutzen, um eine innovative Idee voranzubringen.
    • Sie können ihre Idee in eine Skizze umsetzen.
    • Sie können ein Produkt nach deren Funktionalität, Umsetzbarkeit, Kosten-Nutzen-Verhältnis, Innovationsgrad, Realisierbarkeit und Design beurteilen.
    • Sie können ihre Idee mit dem Digitalen Baukasten erstellen.
    • Sie nutzen ihr Wissen zum Berechnen von Volumen, um die Kosten für das Material berechnen zu können.
    • Sie können andere Produkte nach bestimmten Kriterien für innovative Produkte beurteilen.

Benötigte Materialien

    • TinkerSchool-Lizenz
    • Eingabegeräte (Computer/Tablets) für SuS
    • ausgedrucktes Zusatzmaterial für manche Lernschritte (siehe Arbeitsblatt Lehrkräfte)

Hybrider Unterricht

  • Die Aufgaben eignen sich für das Homeschooling bedingt, wenn der Lernschritt 3 weggelassen oder per Videokonferenz durchgeführt wird.

Was ist eigentlich eine Innovation?

Aufgabe 1: Recherche

  • Schaut euch das Einstiegsvideo an.
  •  

Aufgabe 2: Ergebnisse protokollieren

  • Nutzt das Wissen aus dem Erklärvideo und recherchiert zusätzlich im Internet. Beantwortet die Fragen:
  • 1. Was bedeutet innovatives Denken?
  • 2. Ist eine Innovation gleichzusetzen mit einer Neuheit? Wenn nein, worin liegt der Unterschied?
  • 3. Kennt ihr Innovationen, die sich auf dem Markt durchgesetzt haben?
  • 4. Kennt ihr Beispiele von Exnovation, also dem Gegensatz der Innovation?
  • 5. Welche Arten von Innovation hast du kennengelernt?

Kriterien für innovative Produkte

Aufgabe 3: Erste Ideen zum Kriterienkatalog

  • Überlegt gemeinsam 10 Minuten mit eurem Partner/eurer Partnerin die untenstehenden Kriterien für ein innovatives Produkt.
    • Technische Umsetzbarkeit
    • Wirtschaftliche Realität
    • relevante Kundennutzung
    • Kosten
    • Design
    • Funktionalität
    • relevante Deferenzierung vom Wettbewerb
    • Nachhaltigkeit
    • Erklärbarkeit des Produktes

Aufgabe 4: Kriterienkatalog anlegen

  • Besprecht die Begriffe anschließend im Plenum und erstellt einen Kriterienkatalog,
    indem ihr zu jedem Aspekt eine Frage formuliert und euch Stichpunkte dazu macht.
    Bsp. Relevante Differenzierung vom Wettbewerb:
    Ist die Idee in mindestens einem relevanten Aspekt vergleichbaren Produkten überlegen?

Der User-Research

Aufgabe 5: Einführung Interview

  • Genaue Kenntnisse über die zukünftigen Nutzer*innen eures Produkts stehen am Anfang
    jeden Projekts. Diesen Vorgang nennt man User-Research. Für diesen Kurs wollen wir
    diesen Schritt vereinfacht nachspielen. Für das User-Research gibt es unendlich viele
    Methoden, diese könnt ihr euch bei Interesse hier anschauen:
    https://germanupa.de/sites/default/files/public/content/2018/2018-05-28/2018-05-24methodensammlung.pdf
    Wir verwenden für diesen Kurs die Interviewmethode:
  • Variante
    kontextuelles Interview (engl. contextual inquiry), Pre-Session
    Interview, Post-Session Interview, teilstrukturier-tes Interview,
    offenes Interview, narratives Interview
  • Was?
    In der qualitativen Nutzerforschung kommen meist sogenannte
    (halb)strukturierte Interviews zum Einsatz. Ein Interviewer
    spricht mit einem oder mehreren Teilnehmern anhand eines
    vorher erarbeitetenLeitfadens über ein konkretes Thema. Ein
    kontextuelles Interview findet dort statt, wo üblicherweise die
    Interaktion des Benutzers mit dem Produkt stattfindet.
  • Wie?
  • Aufgrund der vielseitigen Einsetzbarkeit ist das Interview eine
    der meistgenutzten Methoden der qualitativen Nutzerforschung.
    Der Interviewer stellt offene, nicht leitende Fragen. Der
    Hauptredeanteil während des Inter-views kommt dem oder den
    Teilnehmern zu. Es werden überwiegend W-Fragen verwendet
    (Wann, Was, Warum, Wie, Wo). Dies kann im Nutzungskontext
    (kontextuelles Interview) oder in einer neutralen Interviewsituation
    stattfinden. Eine Audioaufnahme während des Interviews ist
    unabdingbar.
  • Wann? Warum? (erwartbares Ergenbis)
  • Ein Interview wird eingesetzt, um Erfahrungen, Bedürfnisse und
    Probleme einer Zielgruppe sowie die Gründe für mögliche
    Probleme aufzudecken. Im Rahmen von Kontextstudien können
    auch offene oder narrative Interviews zum Einsatz kommen,
    wenn das Anwendungsgebiet und die Zielgruppe wenig bekannt
    sind. Die erhobenen Infor-mationen (z. B. Anforderungen,
    Usability-Probleme, Verbesserungsvorschläge) werden in einem
    Bericht aufberei-tet, bei kontextuellen Interviews gegebenenfallsmit
    Fotos. Die Interviewergebnisse können in Personas oder
    ein Anforderungsdokument überführt werden.

Aufgabe 6: Bereich abstecken und Fragen klären

  • Für diese Lerneinheit wählen wir den Bereich der Behindertenhilfe. Hier gibt es einen immer größer werdenden Markt für 3D-gedruckte Hilfsmittel für Menschen mit den verschiedensten Beeinträchtigungen. Schau dir die Beispiele hierzu an:
  • Hier findest du weitere Beispiele: https://makershelpcare.de/category/3d-druck/

Aufgabe 7: Interview führen

  • Lasst euch von eurer Lehrkraft den Zettel mit Infos zu eurem Bereich austeilen und den Zettel mit den Fragen. Lest euch euren Zettel aufmerksam durch.
    Sucht euch einen Partner und führt ein Interview durch. Einer von euch ist der Interviewer und der andere ist aus dem Bereich der Behindertenhilfe. Nutzt dafür euer Wissen aus Aufgabe 6.
    Ihr könnt es dabei mit eurem Smartphone aufnehmen oder euch nebenbei Stichpunkte machen. Am Ende habt ihr vielleicht sogar schon eine erste Idee für ein innovatives Produkt.

Aufgabe 8: Das Storytelling

  • Um die Informationen einordnen zu können empfiehlt es sich, das Gehörte auf Zettel oder Post-its zu ordnen. Diese Methode nennt man Storytelling. Gehe dabei nach dem Schema im Bild vor.

Der Entwurf

Aufgabe 9: Kurzer Rückblick

  • Schau dir nochmal alle deine Aufzeichnungen an, bevor es an deine konkrete Umsetzung geht.

Aufgabe 10: Skizze anfertigen

  • Du kannst dir auch eine Skizze anfertigen. Schau dazu schon einmal in den Baukasten und notier dir benötigte Verbindungselemente (Beweglichkeit). Überlege welche geometrischen Grundformen aus dem Digitalen Baukasten benötigt werden? Kannst du vielleicht auch vorgefertigte Designs nutzen? Beachtet die Besonderheiten aus dem Interview!

Die Konstruktion eures Prototypen

Aufgabe 11: Konstruieren

  • Endlich geht es ans Konstruieren eurer Produktidee. Fangt am besten mit dem Grundgerüst an und erweitert eurer Produkt dann mit möglichen Verbindungen und Ansteckteilen.

Aufgabe 12: Kostenplanung

  • Eure Objekte können mit PLA-Filament (Material) 3D-gedruckt werden.
    Berechnet wieviel Material ihr braucht und was es kostet. Dazu geht ihr so vor:
  • 1. Messt euer Objekt aus -> Bild Inspektorfunktion
  • 2. Berechnet das Volumen aller Teile und rechnet es zusammen.
  • 3. Für 1cm³ Druck braucht ihr 1,25g Filament. 1 kg Filament kostet 40€.
    Wie viel Filament braucht ihr für euer Objekt und was würde das kosten?
    Die Berechnung für die Materialkosten wäre dann 37,5*0,04=1,5€.
    Das Material für das Objekt kostet somit 1,50€)
  • 4. Beachtet: Einige Teile benötigen eventuell Stützmaterial. Berechnet also eine Pauschale für eventuell anfallendes Zusatzmaterial mit ein.
  • Erstellt eine Tabelle mit den Materialkosten und den Personalkosten. Berechnet dabei jede Arbeitsstunde, die ihr an eurer Idee gearbeitet habt. Überlegt euch einen angemessenen
    Stundenlohn (Mindestlohnt im Jahr 2022 sind 12,00€).

Präsentiert euer Ergebnis

Aufgabe 13: Präsentation nach einer gewählten Methode

  • Erstellt ein kurzes Video, Poster oder eine andere digitale Präsentation und beantwortet
    dabei die Fragen:
    Wie heißt mein Objekt? Wer nutzt mein Produkt? Wozu ist es nützlich?
    Welchen Vorteil bietet es? Was kostet es?
    Macht euren Klassenkamerad* innen die Idee schmackhaft, sodass jede*r sie kaufen will!
    Für eure Präsentation habt ihr max. 3 Minuten Zeit. Stoppt die Zeit!

Aufgabe 14: Beste Produkte küren

  • Kürt am Ende die beste Idee durch abstimmen!