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Das Chemiekompetenzzentrum als Fortbildungsplattform

Das Chemiekompetenzzentrum in Trägerschaft von Chemkom e.V entstand in den Jahren 2006 bis 2008. Gründungsjahr ist 2009. Es wurde finanziert aus Mitteln der Europäischen Union, des Landes NRW und des Kreises Recklinghausen. Seine konkrete Aufgabe ist die Erschließung und Förderung des naturwissenschaftlichen Kompetenzpotentials in unserer Region, um die Qualifikationen der Fachkräfte in der chemischen Industrie im internationalen Innovationswettbewerb sicherzustellen und auszubauen.

Inhaltlich konzentriert sich das Chemiekompetenzzentrum auf die fachlichen Bereiche Chemie / Chemietechnik, Biologie / Biotechnik, Verfahrens- und Automatisierungstechnik und die Förderung des naturwissenschaftlichen Nachwuchses durch entsprechende Aktivitäten in der Elementar- und Primarpädagogik. Ferner leistet es einen Beitrag zur Identifizierung der Bevölkerung mit der regionalen industriellen Schwerpunktsetzung Chemie.

Neuartigkeit und wissensbezogene Ziele

Die Ausbildung in den einschlägigen Berufen der chemischen Industrie – Chemikant/in, Chemielaborant/in, Elektroniker/in für Automatisierungstechnik – und die berufliche Fort- und Weiterbildung erfordern in ihrer didaktischen Orientierung an Lernfeldern veränderte Fachraumkonzeptionen, um die in der Zusammenarbeit mit den ausbildenden Betrieben entwickelten Lernsituationen für Lehr-, Lernzwecke bearbeitbar zu machen. Dies bezieht sich sowohl auf die notwendige mediale Ausstattung als auch auf die Didaktik und Methodik des Unterrichts. Traditionelle Fachräume für Demonstrationsunterricht wurden im Chemiekompetenzzentrum durch Fachraumsets für die vollständige Simulation beruflicher Handlungen ersetzt. Die Fachraumsets mit ihren chemisch-technischen, bio-technischen oder verfahrens-technischen Anlagen simulieren eins zu eins die professionellen Standards der Produktion und der Labore der Chemieindustrie. Dieses wird an vier Beispielen konkretisiert:

Labore für instrumentelle Analytik
Die didaktische Konzeption der Laborgestaltung in der instrumentellen Analytik ermöglicht Analyseverfahren einerseits mit manuell einzustellenden Geräten, so dass die Kompetenzerweiterung hauptsächlich in der anschaulichen Anwendung des technischen Analyseprinzips liegt. Auch die chromatografischen Prinzipien werden in grundlegend reduzierten Verfahren der Extraktion, der Dünnschicht- und der Säulenchromatografie in die Praxis eingeführt, analysiert und bewertet. Potentiometrische- und konduktometrische Titrationen mit den unterschiedlichen Auswertungsverfahren ermöglichen es, die Verfahren handlungsorientiert anzuwenden und berufliche Analyseprobleme an diesen Geräten zu lösen. Aufbauend darauf gelingt der Übergang zu den modernsten Methoden der instrumentellen Analytik mit Analyseautomaten sicher. Die in der Arbeitswelt der Analyselabore geforderte fachliche Kompetenz zur Durchführung und Optimierung der Verfahren lassen sich bei dem hohen Grad an Automatisierung der Analysegeräte und der entsprechenden Software vermitteln.

Labor für Verfahrenstechnik
Im verfahrenstechnischen Labor stehen professionelle Modellproduktionsstände zur Simulation von verfahrenstechnischer Produktion zur Verfügung, um praxisnah und handlungsorientiert die produktionstechnische Theorie mit der produktionstechnischen Praxis zu verbinden. Zentrales Kennzeichen der Verfahrenstechnik in der Chemieindustrie ist die Automatisierung von chemischen Produktionsprozessen. Bei der Anschaffung der Simulationsstände und -programme wurde darauf geachtet, dass sie die Automatisierungsvorgänge betriebsnah abbilden, dabei aber aufgrund einer technischen Reduktion relativ leicht zu bedienen sind und auch die Auswirkungen von Bedienungsfehlern anschaulich deutlich werden. Die praxisnahe, handlungsorientierte, verfahrenstechnische Unterrichtung kann anhand von Reduktionsmodellen oder mit Präsentationen oder Lehrfilmen veranschaulicht werden.

Biologie und Bioverfahrenstechniklabore
Die Biologie und die Bioverfahrenstechniklabore erlauben einen handlungspraktischen Unterricht nach neuesten Erkenntnissen und Standards. „Dem Täter auf der Spur – der genetische Fingerabdruck“ ist z.B. das Thema, mit dem molekularbiologische Grundlagen der modernen Forensik vermittelt werden. Für einen genetischen Fingerabdruck werden Methoden der DNA-Isolierung, PCR (Polymerasekettenreaktion) und Gel-Elektrophorese kombiniert. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bioverfahrenstechnik. In fünf Fermentationsanlagen wird der berufliche Alltag im Technikumsmaßstab simuliert. Dabei werden Xanthan gum, Cellulose, Zitronensäure oder ein Antibiotikum zu Lernzwecken handlungsorientiert hergestellt. Ferner stehen mehrere Sicherheitswerkbänke für sterile Arbeiten zur Verfügung, mit denen moderne Methoden der Zellbiologie, Genetik und Züchtungstechnik vermittelt werden können.

Steuerungs- und Regelungstechniklabore
In den Steuerungs- und Regelungstechniklaboren kommen elektrotechnische Komponenten zum Einsatz, die den industriellen Standards der Chemieindustrie entsprechen. So findet man die gleichen Schaltungen und Bauteile im Chemiekompetenzzentrum wie in den Anlagen des Betriebes. Diese Simulationsmodelle wurden in enger Kooperation zwischen den Lehrkräften im Chemiekompetenzzentrum und den Ausbildern unserer industriellen Partner konzipiert und gebaut. Sie stellen Unikate dar. Die Labore ermöglichen die Vernetzung von industriellen Kommunikationsbaugruppen und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) per INDUSTRIAL ETHERNET zu Lernzwecken. Jeder Simulationsarbeitsplatz verfügt über einen Anschluss an den installierten PROFIBUS. Die Druckluftversorgung im steuerungstechnischen Labor ermöglicht zu dem den Aufbau pneumatischer und elektropneumatischer Schaltungen und Versuchsanordnungen. In Verbindung mit den ebenfalls vorhandenen elektrischen Anschlüssen werden Simulationsmodelle der Steuerungstechnik betrieben, bei denen über die pneumatisch betätigten Aktoren hinaus elektrische Komponenten, wie Sensoren, Motoren, Sicherheitsschaltgeräte und speicherprogrammierbare Steuerungen versorgt werden müssen.

Lösungsbeitrag für die großen gesellschaftlichen Herausforderungen

Nach dem Auslaufen der Altindustrien Kohle und Stahl, verbleibt der Emscher-Lippe-Region bis auf weiteres als einzige Großindustrie die Chemie. Die Chemieindustrie hat sich in den letzten 15 Jahren kontinuierlich dem wirtschaftlichen und technischen Wandel durch Innovationen angepasst, so dass sie bis heute international wettbewerbsfähig geblieben ist.

Der innovative Strukturwandel der Chemieindustrie mit den Standorten des Chemieparks Marl, den Chemieansiedlungen in Gelsenkirchen, Castrop-Rauxel, Gladbeck und Bottrop profitiert von den bestehenden exzellenten technischen Infrastrukturen, Pipelinenetzen und Stoffverbundsystemen. Darüber hinaus kooperieren die Industrieunternehmen in der ChemSite Initiative, um die Vorteile dieser Ansiedlungsdichte kommerziell nutzbar zu machen.

Als ein weiterer wichtiger prägender Standortfaktor gilt die anerkannt sehr gut ausgebildete Chemiefacharbeiterschaft in der Region. Genau hier ist das Chemiekompetenzzentrum ein entscheidender qualitativ neuer Standortfaktor, der im beschleunigten internationalen Kompetenzwettlauf der Standorte gewährleistet, dass in der Region auch zukünftig ausgezeichnete Fachkräfte zur Verfügung stehen. Ausbildungs-, Fort- und Weiterbildungsangebote begleiten den innovativen Wandel der Chemieindustrie im Chemiekompetenzzentrum.

Zum weiteren Gedeihen der Chemieindustrie in der Region ist es notwendig, eine feste Identifikation mit naturwissenschaftlicher Technik zu etablieren. Das „Wir in der Chemie“ soll zum Markenzeichen der Emscher-Lippe-Region ausgebaut werden. Das Chemiekompetenzzentrum Emscher Lippe begleitet den Prozess, die in der Bevölkerung vorhandenen naturwissenschaftlich-technischen Kompetenzen, Fähigkeiten und Wissensbestände bewusst zu machen und auszubauen. Seine Lernkultur und sein Qualifizierungsangebot sind an der individuellen Aus- und Weiterbildung der zukünftigen und aktiven Facharbeiter/innen ausgerichtet. Das Chemikompetenzzentrum trägt so dazu bei, den wirtschaftlichen Nutzen und gesamtgesellschaftlichen Wohlstand in der Region zu sichern.

Mit der Begründung eines Kompetenzzentrums in der Trägerschaft eines staatlichen Berufskollegs und einem eingetragenen gemeinnützigen Verein betraten die Beteiligten 2006 Neuland. Durch die gemeinsame Nutzung von Räumen und Einrichtungen konnten erhebliche Synergieeffekte erzielt werden. Die Doppelnutzung der Immobilie des Chemiekompetenzzentrums einerseits vom Berufskolleg, andererseits vom Chemkom e.V. sichert einen effizienteren Einsatz der knappen öffentlichen Mittel für Bildung.

Ergebnisse

Seit seiner Gründung hat das Chemiekompetenzzentrum folgende Aktivitäten entwickelt:

Ausbildung zur Vorschulerziehung in den Naturwissenschaften
In der Vorschulerziehung werden Phänomene der Naturwissenschaften Chemie, Physik und Biologie Grundschul- und Kindergartenkindern handlungs- und erlebnisorientiert vermittelt. So werden naturwissenschaftliche Lerninteressen geweckt und die Zugänge zu diesen Themenfeldern zukünftig erleichtert. Dazu werden alle angehenden Erzieherinnen des Hans-Böckler-Berufskollegs in mehreren Modulen für ihre Berufstätigkeit qualifiziert. Im Projekt KNuT (Kinderlabor für Naturwissenschaften und Technik) wenden sie das erworbene Methoden- und Sachwissen beim Forschen mit Vor- und Grundschulkindern in acht unterschiedlichen Workshops regelmäßig an.

Chemie-Beratungszentrum für Erzieher/innen
Für pädagogisch Tätige in Tageseinrichtungen für Kinder und offenen Ganztagsschulen wurde ein Ausbildungs- und Beratungszentrum eingerichtet. Hier wird diesen Zielgruppen naturwissenschaftliches Basiswissen und Methodenkompetenz für das Berufsfeld vermittelt und so die Fähigkeit zur Durchführung kindgerechter Experimente sicherstellt. Ab Frühjahr 2013 wird das Chemiekompetenzzentrum als Netzwerkkoordinator für das „Haus der Kleinen Forscher“ (Berlin) für den gesamten Kreis Recklinghausen mit über 300 Tageseinrichtungen für Kinder agieren.

Unterstützungssystem für Grundschulen /SI und SII
Für die Grundschulen, die Sekundarschule I und II wurde ein Unterstützungssystem für deren naturwissenschaftlichen Unterricht etabliert, das diesen Schulen hilft, ihren Schülern und Schülerinnen altersgerecht einen experiment- und berufspraxisorientierten Unterricht anbieten zu können. Als erster Schritt wurde in Kooperation mit der ELA eine „Lehrerwerkstatt“ etabliert. Hier tauschen sich Fachlehrer/innen aus der Region regelmäßig über Unterrichtsprojekte aus, entwickeln und erproben gemeinsam neue Projekte und sorgen für deren Transfer in die Schulen.

Zukunftssichere Biochemietechnik-Berufsausbildung
Weitgehend abgeschlossen ist der Aufbau einer innovativen biotechnischen Berufsausbildung mit gentechnologischer Schwerpunktsetzung in Verbindung mit der Allgemeinen Hochschulreife für Biologisch-Technische Assistenten und Umwelttechnische Assistenten. Mit den Gebieten der Gentechnik und Pflanzentechnologie werden hier neue Aus- und Weiterbildungsfelder erschlossen.

Qualifizierte chemietechnische Aus- und Weiterbildung
Die bestehende chemietechnische Aus- und Weiterbildung wurde entsprechend den aktuellen und zukünftigen technischen Arbeitsplatzanforderungen der Industrie auf der Basis der Neuordnung der Berufsausbildungen modernisiert. Die berufsbegleitende Fortbildung älterer Arbeitnehmer/innen gewinnt zukünftig immer größere Bedeutung. Auch hier wurden Aktivitäten entwickelt.

Selbstlernen, E-learning, Offenes Lernen
Die Fähigkeiten zum Selbstlernen, E-learning und zum offenen Lernen wird in der Zukunft in Fort- und Weiterbildung einen immer größeren Raum einnehmen. Sie stellt zukünftig einen wichtigen Baustein im Prozess des lebensbegleitenden, selbstständigen Lernens sicher. In dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Forschungsprojekt DAWINCI (Durchlässigkeit in der Aus- und Weiterbildung in der Chemischen Industrie) war das Chemiekompetenzzentrum mit einem Beitrag beteiligt. Im Projekt ging es um die Entwicklung von webbasierten Trainingseinheiten, die jederzeit von Auszubildenden und Studierenden abgerufen und zur Weiterqualifizierung verwendet werden können. Chemkom entwickelte hier Lerninhalte für die Bioverfahrenstechnik, die in der Ausbildung der Chemikanten, Chemielaboranten, Techniker der Fachrichtung Labor- und Betriebstechnik, Industriemeister Chemie und sogar in der Bachelorausbildung eingesetzt werden können.

Einbindung von gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Akteuren

Im Chemiekompetenzzentrum sind die entscheidenden Akteure der Chemieregion Emscher-Lippe direkt in die Aktivitäten eingebunden. Vereinsmitglieder sind

  • Der Kreis Recklinghausen, vertreten durch den Landrat (Vorsitz)
  • Das Hans-Böckler-Berufskolleg, vertreten durch den Schulleiter (Stellvertr.)
  • Die Stadt Marl, vertreten durch den Bürgermeister
  • Die Initiative ChemSite als Bündnis von Wirtschaft, Industrie und Politik
  • Die Win-Ela als Wirtschaftsförderungseinrichtung
  • die größten Betriebe der regionalen Chemieindustrie Evonik Industries, Standort Marl und BP, Standort Gelsenkirchen, die mit ihren jeweiligen Aus- und Weiterbildungsverantwortlichen im Vorstand vertreten sind.

Die weiteren Aktivitäten im Chemiekompetenzzentrum werden in enger Kooperation mit diesen regionalen Partnern ständig fortentwickelt.

Im o.g. Forschungsprojekt DAWINCI war das Chemiekompetenzzentrum Partner von Evonik Industries, Provadis, IPW (Industriepark Wolfgang), Creos und der Universität Paderborn, die das Projekt wissenschaftlich begleitete. Das Chemiekompetenzzentrum steht in engster Kooperation mit den einschlägigen Ausbildungsbetrieben der Emscher-Lippe-Region. So können die regional spezifischen Bildungsbedarfe der Ausbildungsbetriebe durch eine spezielle Auslegung der vorgesehenen Wahlbausteine optimal berücksichtigt werden. Durch die eingerichteten Kooperationskonferenzen ist diese Kooperation institutionalisiert und systematisch gegliedert.

Das Chemiekompetenzzentrum arbeitet im Rahmen des dualen Studiums intensiv zusammen mit der Hochschule Nordwestfalen und der Fachhochschule Niederrhein, Krefeld. Seit 2008 baut die private Hochschule für Oekonomie und Management, die FOM, im Chemiekompetenzzentrum ein Studienzentrum auf, an dem aktuell über 350 Studierende unterschiedliche Abschlüsse erwerben. Betreut durch den Chemkom e.V. findet an mittlerweile fünf Tagen in der Woche in den Abendstunden und an Samstagen ein reger Vorlesungsbetrieb statt.

Autor:
Dr. Eugen Rühl, OStD

Schulleiter am Hans-Böckler-Berufskolleg in Marl und Haltern am See.

Autor:
Werner Plum-Schmidt, StD

Unterrichtet die Fächer Erziehungswissenschaften und Praxisausbildung bei den angehenden Erziehern/innen und ist Mitglied der erweiterten Schulleitung. Er ist schulweit zuständig für die Bereiche Unterrichtsentwicklung und Beratung. Außerdem führt er die Geschäfte des Hans-Böckler-Fördervereins und des Fortbildungsträgers „Chemkom e.V.“

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