Hans Puettmann
e762bac3e3
Quellen: - DigiLab-A1-mini-PDF (im OneDrive, frei nutzbar — Bildungseinrichtung) - QUA-LiS-NRW-Handreichung (im OneDrive, frei kopierbar — Landes-Material) - Onshape-Briefing von Herb (eigene Recherche) Konkrete Aenderungen: L2 aufgabe_md (Drucker-Tabelle korrigiert nach DigiLab-Daten): - A1 mini kann PLA, PLA+, PETG, Flex, ASA — kein ABS (Heizbett max 80°C) - AMS lite mit 4 Spulen → Multi-Color moeglich - P-Serie: PLA, PLA+, PETG; ABS nur mit Lehrer-Aufsicht - Tabelle mit Druckflaeche + Material + Besonderheiten pro Drucker-Modell Onshape als neue Software-Tool-Seite (analog software-tinkercad.md): - docs/software-onshape.md mit kuratierter Linkliste (deutsch first) - Lernkurve angepasst: L4 TinkerCAD → L5+ Onshape, OpenSCAD als Alternative - kurskonzept.md + COCKPIT.md aktualisiert Referenz-Ordner docs/_referenzen/: - README.md mit Lizenz-Tabelle und Nutzungshinweisen - digilab-a1mini-anleitung.txt (pdftotext-Extrakt, 10-Schritte-Workflow) - qua-lis-nrw-handreichung.txt (pdftotext-Extrakt, 54 Seiten Schul-Handreichung) - onshape-briefing.md (vollstaendige Linkliste, Hintergrund-Doku — NICHT als cad.lehrstun.de-Anweisung uebernommen; Briefing-To-Dos sind ausdruecklich uebersprungen, Onshape bleibt Software-Tool-Seite in unserer Site) Naechster Schritt: NRW-Handreichung auswerten fuer Troubleshooting + Projekt-Inspirations-Liste (Etappe 3 + 8).
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16 KiB
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type: konzept-hauptdokument
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projekt: 3d.lehrstun.de
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stand: 2026-05-24
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status: entwurf v2
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tags: [konzept, hauptdokument]
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# 3D-Druck-AG — Kurskonzept (Entwurf v2)
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> **Lesehinweis Obsidian:** Das ist das Hauptdokument am Stück. Detail-Module
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> liegen in eigenen Dateien — siehe [[COCKPIT]] für die Übersicht, oder direkt
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> [[architektur]], [[datenmodell]], [[routen]], [[druckerapi]], [[slotsystem]],
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> [[sicherheit]], [[selbstlern-loop]], [[lehrer-dashboard]], [[etappen]],
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> [[offene-fragen]], [[glossar]].
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**Stand:** 2026-05-24 (nach Reality-Check-Iteration mit Herb)
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**Status:** Entwurf v2, zur Abstimmung mit Herr Rechmann
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**Rahmen:** Offene Nachmittags-AG am Lessing-Gymnasium, **läuft jahrelang**,
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ca. 8-10 Einzel-SuS (optional 2er-Paarungen), eigener Druckraum mit
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4 Bambu-Lab-Druckern (3 geschlossen + 1 A1 mini). **Unbenotet**, kein Lehrplan,
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freier Zugang. Neue Mitglieder kommen über die Jahre dazu, alte gehen.
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> **Lesehinweis für Herr Rechmann:** Dieses Dokument ist Entwurf v2. Es ersetzt v1
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> (2026-05-23) nach einer Reality-Check-Analyse aus vier Perspektiven (neuer
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> SuS / erfahrener SuS / Lehrer / Technik). Wichtige Korrektur gegenüber v1:
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> Wir haben fälschlich „12 Termine" angenommen — die AG ist tatsächlich offen
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> und langfristig. Das ändert mehrere Architektur-Entscheidungen. Vollständige
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> Entscheidungs-Historie: [[decisions]].
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## 1. Didaktischer Kern
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### Onboarding-Pfad statt fester Lehrplan
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Die AG hat **keinen Curriculum**. Neue Mitglieder bekommen einen
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**Onboarding-Pfad** mit 3 selbst-zertifizierten Lektionen — danach freie
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Wahl, was sie machen wollen.
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| Lektion | Inhalt | Pflicht für | Nach Abschluss freigeschaltet |
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|---|---|---|---|
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| **L1 Drucker-Kennenlernen + Sicherheit** | Drucker-Übersicht, A1-mini-Hands-Off, Bambu Handy App einrichten, vorbereitetes 3D-Modell drucken | Neue | **Slot-Buchung** (V2 — siehe [[../decisions#E-020]]) |
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| **L2 3D-Modell aus dem Netz drucken** | 3D-Modell auf Printables/MakerWorld suchen, in Bambu Studio slicen, drucken | Neue | Eigene Projekte aus Katalog |
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| **L3 Mein eigenes 3D-Modell designen** | MakerWorld-Customizer: Schlüsselanhänger mit eigenem Namen | Neue | Eigenes-Projekt-Vollzugriff |
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| **L4 Visuelles CAD** | [[software-tinkercad|TinkerCAD]] — klick-basiert, niedrigschwellig | Frei | — |
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| **L5+ Professionelles CAD** | [[software-onshape|Onshape]] — parametrisch, browser-basiert, Profi-Werkzeug (ab 13 J.) | Frei | — |
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| **Alternative für Code-affine** | [[software-openscad|OpenSCAD]] — Code statt Klick | Frei | — |
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| **Eigene Projekte (Dauer-Modus)** | Idee → 3D-Modell → Druck → Iteration → Abschluss mit Reflexion → in Katalog | Frei | — |
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Nach Onboarding **verschwindet die Onboarding-Karte** aus dem Cockpit (V1 — progressives Cockpit, [[../decisions#E-020]]). Erfahrene SuS sehen nur noch ihre laufenden Projekte, Druckaufträge, Slots.
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### Warum diese Reihenfolge
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Quellen: PHBern IdeenSet, inf-schule.de, ZSL Baden-Württemberg, QUA-LiS NRW.
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- „Druck zuerst, Modellierung später" verhindert Frust.
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- Customizer als Brücke zwischen „fertig laden" und „selbst zeichnen" — fehlt in den meisten Schulkonzepten, MakerWorld macht ihn so leicht zugänglich.
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- **L4 (TinkerCAD) → L5 (Onshape)** ist die didaktische Hauptachse: erst klick-basiert + niedrigschwellig, dann professionell + parametrisch. Onshape ist das Werkzeug, das SuS auch in Studium + Beruf wiedersehen — investierte Lernzeit lohnt sich doppelt.
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- **OpenSCAD** bleibt als Alternative für Programmier-affine SuS — wer lieber Code als Maus mag.
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### Selbstlern-Loop als Kern (Wachstums-Mechanismus)
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**Was die Site vom Arduino-Kurs grundsätzlich unterscheidet:** Jedes
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abgeschlossene Projekt wird nach Lehrer-Freigabe in die interne Bibliothek
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aufgenommen. Über die Jahre wächst eine **eigene Projekt-Sammlung** — wertvoller
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als jeder externe 3D-Modell-Katalog, weil sie zeigt: „Das wurde bei uns
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schonmal gemacht."
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Vollständiger Workflow: [[selbstlern-loop]].
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Kurzfassung:
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1. Neuer SuS **stöbert** im Projekt-Katalog (eigene + ZSL-Seed).
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2. **Wählt** Vorlage oder eigene Idee.
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3. **Arbeitet** im Cockpit (Files, Druckaufträge, Slots).
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4. Beim Abschluss: **Pflicht-Checkliste** (Selbsteinschätzung 🟢🟡🔴 + Cover-Foto **oder** STL + 1 Tag — sonst alles optional).
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5. **Lehrer-Review**: freigeben, Rückfrage, oder hartes Löschen (Penismodell-Fall).
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6. Bei Freigabe: Projekt landet im Katalog, ist für andere SuS sichtbar.
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### Doku-Hürde
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8.-Klässler tun sich schwer mit ausführlicher Stand-Notiz. Lösung:
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**Stunden-Beginn-Abfrage** (siehe §7) als „Was machst du heute?"-Mini-Modal,
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das mit einem Klick beantwortbar ist („Ich arbeite an X weiter").
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Kein KI-Lernhelfer in dieser Site. SuS nutzen Schul-Copilot.
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## 2. Architektur — eine Site, drei Zonen
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> 📎 Detail mit Mermaid-Diagrammen: [[architektur]]. Datenmodell: [[datenmodell]]. Routen: [[routen]].
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> Code-Organisation: **Blueprint-Struktur** von Anfang an (V8, [[../decisions#E-020]]).
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```
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┌─────────────────────── 3d.lehrstun.de ─────────────────────────┐
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│ │
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│ ÖFFENTLICH (kein Login) │
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│ ───────────────────────── │
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│ • Lektionen (Onboarding-Pfad + freie Module) │
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│ • Software-Sektion (Bambu Studio, Printables, ...) │
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│ • Projekt-Katalog (interner Wachstum + ZSL-Seed) │
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│ • Drucker-Status (Live, anonym) │
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│ • Troubleshooting │
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│ │
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│ ┌── Vorname + Tier-Icon + PIN-Login ─────────────────────┐ │
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│ │ │ │
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│ │ SuS-COCKPIT (PROGRESSIV, V1) │ │
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│ │ ─ Neu: nur Onboarding-Karte + Check-In │ │
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│ │ ─ Onboarding fertig: + eigene Projekte, Druck, Slots │ │
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│ │ ─ Erfahren: voll, ohne Onboarding-Karte │ │
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│ │ Bei Lehrer-Rückfrage: gelbes Banner ganz oben (V6) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ADMIN (Passwort, Herb + Herr Rechmann) │
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│ • Drill-Down-Dashboard (V5): Wer ist heute hier / │
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│ Wartet auf Review / Wer hängt fest / Drucker-Status │
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│ • Projekt-Freigabe-Queue (mit Three.js-Vorschau, V3-Aktion) │
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│ • SuS-Profile, PIN-Generierung, Druckbogen │
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│ • Slot-Priorisierung │
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│ • Drucker-Übersicht + manueller Status-Override │
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│ • Lektionen-/Software-Editor (inline, Whitelist) │
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└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
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```
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## 3. Datenmodell (Kurzfassung)
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> 📎 Detail mit ERD + Tabellen-Erklärung: [[datenmodell]]. Live im Code: [`database.py`](../database.py).
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**Kern-Tabellen (gegenüber v1 erweitert):**
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- `ag_mitgliedschaft` (ersetzt `kurs` — AG ist dauerhaft, nicht trimester-basiert)
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- `profil` (Vorname + Tier + PIN, Pflicht-Login)
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- `paarung` (optional, 2er-Zusammenschluss)
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- `profil_lektion_status` ([[../decisions#E-019]] — Onboarding-Fortschritt, selbst-zertifiziert)
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- `login_lockout` (V7 — persistenter Lockout in DB)
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- `projekt` (vollständiger Lebenszyklus: `status_lebenszyklus`, `selbsteinschaetzung`, `freigabe_status`, `vorlage_projekt_id`)
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- `projekt_datei` (BLOB, 30 MB Limit, abstrahiert)
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|
- `projekt_tag` (für Suche und Filter)
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- `projekt_rueckfrage` (Lehrer-Notizen pro Projekt)
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|
- `lehrer_notiz` (allgemeine Notizen vom Lehrer ans SuS-Cockpit)
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- `check_in` (V3-Format mit Modus + optionalem Freitext)
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- `drucker`, `drucker_status`, `druckauftrag`, `slot`, `lektion`, `einstellung`, `aenderung_log`
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## 4. Routen (Kurzfassung)
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> 📎 Vollständige Routen-Tabelle: [[routen]]. Stubs im Code: [`app.py`](../app.py).
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Blueprint-Aufteilung (V8):
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- `routes/oeffentlich.py` — öffentliche Seiten
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- `routes/profil.py` — Login, Cockpit, eigene Projekte/Aufträge/Slots
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- `routes/admin.py` — Dashboard, Review-Queue, Inline-Edit
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- `routes/api.py` — JSON-Endpunkte (Drucker-Status, Slot-Polling)
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- `services/bambu.py` — Cloud-API-Wrapper (isoliert)
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- `services/datei.py` — File-BLOB-Handling (abstrahiert für spätere S3-Migration)
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## 5. Drucker-API-Anbindung
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> 📎 Detail: [[druckerapi]]. Entscheidungen: [[../decisions#E-005]], [[../decisions#E-006]].
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- Bambu Cloud-API-Polling vom Hetzner aus, alle ~30 s (Lib: `bambulabs_api`).
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- Inoffiziell, fragil → Fallback: manueller Status-Override durch Lehrer.
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- Lesen: Status, Job, Restzeit. **Kein** Job-Upload von der Site (Developer-Mode-Pflicht wäre Bambu-Cloud-Verlust).
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## 6. Slot-System
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> 📎 Detail mit Sequenz-Diagrammen + UI-Skizze: [[slotsystem]].
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- **Windhund-Prinzip** als Default, Lehrer kann priorisieren oder verschieben.
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- **Slot-Buchung erst freigeschaltet nach L1 (Sicherheits-Lektion)** — V2, [[../decisions#E-020]].
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- Drucker dürfen über Nacht / Freistunden laufen.
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- Drucker-Ausfall → Admin-Vorschlag „Slot auf anderen Drucker verschieben".
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## 7. Stunden-Beginn-Abfrage (V3 — radikal kurz)
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UI im Cockpit beim ersten Aufruf eines Besuchstages:
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```
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┌─ Hallo Mia! Was machst du heute? ──────────┐
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│ │
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│ ◉ Ich arbeite an meinem Projekt weiter: │
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│ „Schlüsselanhänger mit Logo" │
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│ │
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│ ○ Neues Projekt anfangen │
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│ ○ Onboarding-Lektion machen │
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│ ○ Drucken (warte auf Drucker) │
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│ ○ Anderen helfen │
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│ ○ Sonstiges │
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│ │
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│ [Optional] kurz, was genau: │
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│ ┌──────────────────────────────────────┐ │
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│ │ │ │
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│ └──────────────────────────────────────┘ │
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|
│ │
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│ [Los geht's] │
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└──────────────────────────────────────────────┘
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```
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**Verhaltens-Details (V3 + E-021):**
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- Default-Auswahl ist „Ich arbeite weiter" mit Titel des aktiven Projekts — **ein Klick reicht**.
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- Freitext **ist immer optional**, nicht Pflicht.
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- Nur einmal pro Besuchstag (UNIQUE-Constraint auf `check_in`).
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- Lehrer-Dashboard zeigt alle Antworten des Tages aggregiert (siehe [[lehrer-dashboard]]).
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## 8. Software-Sektion
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| Software | Wofür | Lektion |
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|---|---|---|
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| **Bambu Studio** | Slicer (PC), Pflicht | L1 |
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| **Bambu Handy** | Live-Kamera, Druck-Steuerung | L1 |
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| **Bambu Academy** | Kostenloser Drucker-Kurs mit Zertifikat | L1 |
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| **Printables.com** | 3D-Modell-Plattform (sauber, kein NSFW) | L2 |
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| **MakerWorld.com** | Bambu-eigene Plattform + Customizer | L2 + L3 |
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| **TinkerCAD** | Visuelles CAD im Browser, Klassenraum-Modus, ab Klasse 6 | L4 |
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| **Onshape** | Professionelles parametrisches CAD im Browser, Education-Plan kostenlos (ab 13 J.) | L5+ |
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| **OpenSCAD** | Parametrisches CAD per Code — Alternative für Programmier-affine | L4+ (Alt.) |
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**Nicht empfohlen:** Thingiverse (NSFW-Ads), Cults3D (Bezahl-Push).
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## 9. Sicherheit + Organisation
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> 📎 Detail: [[sicherheit]]. Quellen: siehe [[COCKPIT#wichtige-externe-quellen]].
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- **UKBW-Richtlinie** als Basis für L1.
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- **PLA + PLA+ als Default**, PETG + ABS nur unter Aufsicht (Admin-Toggle).
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- **A1 mini (offen):** explizite Hands-Off-Regel beim Hotend.
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- **Druckraum mit Dauerlüftung** → entspannte Lage.
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## 10. ZSL-Material als Seed-Inhalt
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Bei Kursstart ist die Projekt-Bibliothek leer. Damit Neuzugänge nicht ins Nichts schauen:
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- **8-10 ZSL-Projekte** aus dem CC-BY-4.0-Material des Landes Baden-Württemberg werden in unser Design **umgearbeitet** (mit Urhebernachweis).
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- Herr Rechmann + Herb wählen aus den 20+ verfügbaren Projekten gemischte Schwierigkeit.
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- Beschreibungen werden auf unsere Bambu-Drucker + 8-10-SuS-AG angepasst (keine 1:1-PDF-Einbettung).
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- Bilder + STLs werden mit Quellen-Hinweis übernommen.
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- Diese Projekte erscheinen als reguläre Katalog-Karten mit Badge „Vorlagen-Projekt".
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Über die Jahre **wächst die Bibliothek durch SuS-Projekte selbst** — siehe [[selbstlern-loop]].
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Details: [[../decisions#E-022]].
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## 11. Implementierungs-Etappen (Übersicht)
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> 📎 Lebende Detail-Version mit Checkboxen: [[etappen]].
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Etappen sind seit V8 ([[../decisions#E-020]]) **mit Blueprint-Struktur von Anfang an** gedacht:
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0 ✓ Skelett anlegen (2026-05-23)
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1 Basis: Login + Profile + Onboarding-Status + Inline-Edit + Persistenter Lockout
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2 Cockpit (progressiv, V1) + Check-In + Paarung + Lehrer-Dashboard (V5)
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3 Lektionen + Software-Sektion + Troubleshooting
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4 Drucker-API-Spike (Bambu-Cloud-Auth + Felder-Validierung)
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5 Drucker-Integration + Live-Status + manueller Override
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6 Selbstlern-Loop: Projekt-Katalog + Lebenszyklus + Files + Review + Three.js
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7 Slot-System (gesperrt bis L1, V2) + Druckaufträge
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8 ZSL-Material-Import (8-10 Projekte umgearbeitet)
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9 Deploy + Polish (DNS, nginx, systemd, PummelHummel)
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Erwarteter Gesamtaufwand: 8-10 Coding-Sitzungen.
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## 12. Offene Punkte (lebende Liste)
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> 📎 Aktuelle Liste: [[offene-fragen]]. Geklärte Punkte stehen in [[decisions]].
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**Vor Implementation noch zu klären** (mit Herr Rechmann oder im Doing):
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- Welche 8-10 ZSL-Projekte konkret? (mit Herr Rechmann)
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- Material-Tracking als späteres Modul nötig? (siehe [[offene-fragen]])
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- Bambu-Cloud-Account-Inhaber (Schul-Account vs. Herb privat)
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- A1-mini-Firmware-Version (für API-Kompatibilität)
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## 13. Quellen
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- **PHBern IdeenSet 3D-Drucken**: https://www.phbern.ch/dienstleistungen/unterrichtsmedien/ideenset-3d-drucken
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|
- **inf-schule.de 3D-Druck**: https://inf-schule.de/informatiksysteme/3d_druck
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- **ZSL Baden-Württemberg „3D-Druck erleben"**: CC-BY-4.0, im OneDrive-Bücher-Ordner
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- **UKBW Sicherheit (PDF)**: https://www.ukbw.de/fileadmin/user_upload/Sicherer-Umgang-mit-3D-Druckern-in-der-Schule.pdf
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|
- **Bambu Lab Academy**: https://bambulab.com/en/support/academy
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- **Printables Education**: https://www.printables.com/education
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- **bambulabs_api (Python)**: https://github.com/BambuTools/bambulabs_api
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## 14. Was als Nächstes passieren muss
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1. **Herr Rechmann liest dieses Konzept** + die Detail-Module ([[selbstlern-loop]], [[lehrer-dashboard]], [[datenmodell]]).
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2. Herr Rechmann + Herb wählen die 8-10 ZSL-Projekte aus (siehe §10).
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3. **DNS**: `3d.lehrstun.de` als A-Record auf 46.225.114.15 anlegen.
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4. **Etappe 1 starten**: Blueprint-Struktur + Login + Profile + Onboarding-Status (siehe [[etappen]]).
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