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„Mein Fahrzeug fährt am besten!“ - friedrich- · PDF fileTechnik-AG lautete: „Baue ein Fahr-zeug mit vier Rädern, das möglichst gerade und weit rollt!“ Wir entschie-den

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  • 18 GRUNDSCHULE SACHUNTERRICHT 54/2012

    Ausgangspunkt und Ziele

    An unserer Schule boten wir einmal wchentlich fr Dritt- und Viertklss-ler eine Technik-AG an. Bisher waren in der AG schon ein heier Draht und eine Werkzeugkiste aus Holz gebaut worden, als ein Junge fragte: Kn-nen wir auch mal was bauen, was sich bewegt? Oh ja, ein Auto! Das war der Auslser fr das Thema Wir bauen Fahrzeuge. Das Thema ist geeignet fr einen technikbezogenen Sachunterricht und kann in drei Bau-steinen erarbeitet werden:Y In einem ersten Schritt sollen die

    Kinder Bedingungen fr leichtgn-

    giges Rollen (durch Minimierung von Reibung) eines Fahrzeuges entdecken, indem sie vierrdrige Fahrzeuge aus Alltagsmaterialien bauen und sie auf ihre Rollfhig-keit und Rollweite hin berprfen und optimieren.

    Y In einem zweiten Schritt sollen die Kinder einen Antrieb fr ein selbst gebautes vierrdriges Fahrzeug aus Holz planen, konstruieren, erproben, bewerten und ggf. ver-bessern.

    Y Schlielich sollen die Kinder eine Lsung fr das technische Prob-lem finden, dass ein Fahrzeug ohne Lenkung keine Richtungsn-derung vornehmen kann. Dazu sollen sie Mglichkeiten erfinden und erproben, die vorderen und hinteren Rder in ihrer Fahrt-richtung voneinander abweichen zu lassen sowie den Befehl der Richtungsnderung auf die Rder der Vorderachse zu bertragen. (Detaillierte Unterrichtsvorschl-ge zu den drei Bausteinen s. DVD im Materialpaket, Sequenz 8 - 10).

    Baustein 1: Wir bauen Fahrzeuge

    Der Arbeitsauftrag fr die Kinder der Technik-AG lautete: Baue ein Fahr-zeug mit vier Rdern, das mglichst gerade und weit rollt! Wir entschie-den uns zunchst fr den Bau von Fahrzeugen aus Alltagsmaterialien, weil diese viele Vorteile haben: Das

    Material besitzt einen hohen Auffor-derungscharakter, weil es von den Kindern leicht zu besorgen und zu bearbeiten ist sowie zum Weiterbau-en im huslichen Umfeld anregt. Einzelne Fahrzeugteile lassen sich zudem leicht montieren und demon-tieren. Vor allem aber erfordert das (Nach-)Erfinden mit Alltagsmateri-alien im strkeren Mae das Lsen von Teilproblemen; vorstrukturierte Materialien schrnken die Lsungs-vielfalt teilweise ein. Das Finden des Radmittelpunktes beispielsweise ent-fllt bei Baukastensystemen, whrend diese Aufgabe fr die Kinder eine spannende Herausforderung beim Bauen mit Alltagsmaterialien dar-stellt (s. Wissen kompakt, S. 22).

    Vorbereiten und OrientierenDie Kinder wurden zur Material-beschaffung aufgefordert und fertigten eine Planungsskizze an (s. Arbeitsblatt, S. 23). Das frderte das vorausschauende Denken hinsicht-lich der bentigten Materialien. In diesem Zusammenhang erarbeiteten wir die Begriffe Karosserie, Ach-se, Lager und Rad. Wichtig war zu verdeutlichen, dass die Gestaltung der Karosserie noch keine Rolle spielt, da zunchst das Verbinden von Rad, Achse und Lager im Vordergrund stand.

    Die Materialien wurden in Form einer Materialtheke allen zugnglich gemacht. So konnten die Kinder sich einen berblick ber die zur Ver-fgung stehenden Materialien ver-

    Birgit Eikmeyer/Claudia Tenberge

    Klassenstufe 34

    Unterrichtsbausteine:Y Ein vierrdriges Fahrzeug aus Alltags-

    materialien bauenY Einen Antrieb fr ein vierrdriges Fahr-

    zeug erfindenY Eine Lenkung bei einem vierrdrigen

    Fahrzeug konstruieren

    Material:Y Arbeitsblatt S. 23Y Unterrichtssequenzen 810 (DVD) Y Tippkarten (DVD) Y Karten mit mglichen Lsungen (DVD)

    AUF EINEN BLICK

    Mein Fahrzeug fhrt am besten!Kinder erfinden technische Lsungen beim Bau von vierrdrigen Fahrzeugen

    Das Erfinden technischer Lsungen kann am Beispiel des Baus von vierrdrigen

    Fahrzeugen in der dritten und vierten Klassenstufe unter den Aspekten Roll-

    fhigkeit, Antrieb und Lenkung erarbeitet werden. Die Kinder durch-

    laufen dabei wichtige Schritte eines technischen Problemlseprozesses wie

    Planen/Entwerfen, Konstruieren/Bauen, Erproben/Testen, Montieren/Demon-

    tieren, Bewerten und Verbessern/Optimieren. Die Unterrichtsidee zeigt, dass

    Kinder dabei vielfltige technische Grunderfahrungen machen.

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  • GRUNDSCHULE SACHUNTERRICHT 54/2012 19

    U N T E R R I C H T S I D E E

    schaffen. Dies waren z. B.: verschie-dene Verpackungen, Schachteln, Bierdeckel, Korken, runde Deckel, Holzperlen, runde Holzscheiben, Strohhalme, Schaschlikspiee, Zahn-stocher, Draht, Rundstbe, Knete, Klebstoff, Holzleim, Klebeband, Heft-zwecken usw. Folgende Werkzeuge standen zur Verfgung: Nagelbohrer, Kneifzangen, Scheren, Cutter, Prickel-nadeln und Lineale.

    Die Handhabung der zum Ein-satz kommenden Werkzeuge und die Sicherheitsregeln wurden mit den Kindern wiederholt (vgl. Beitrag in diesem Heft, S. 8 ff.).

    Arbeitsphase der KinderEifrig machten sich die Kinder an die Arbeit. Einige wollten allein bauen; an-dere entschieden sich fr die Partner-arbeit. Schon bald waren erste Fahr-zeuge konstruiert. Bei zwei Kindern drehten sich jedoch weder die Rder noch die Achsen ihrer Fahrzeuge. Es fiel ihnen schwer, selbststndig alter-native Lsungen zu entwickeln. An dieser Stelle setzten wir Tippkarten ein. Diese nahmen die Lsung nicht vorweg, sondern gaben den Kindern Denkanste zur Weiterarbeit. Sie ka-men individuell, je nach Problemlage zum Einsatz (s. DVD).

    Zwei Kinder hatten als Karosserie eine leere Milchpackung ausgewhlt, zwei Schaschlikspiee als Achsen durchgebohrt und Bierdeckel auf die Enden gesteckt. Bei der ersten Erpro-bung auf der Rampe stellten sie fest, dass ihr Fahrzeug nach rechts eier-te. Das Eierkartonfahrzeug eines Klassenkameraden rollte zunchst gut, bis sich pltzlich ein Rad lste und abfiel (s. Abb. 1+2).

    In den meisten Fllen hatten die Kinder schnell eine Idee, wie sie ihr Fahrzeug verbessern konnten und arbeiteten motiviert an der Optimie-rung. So wurden Materialien und Fahrzeugteile ausgetauscht oder auf eine andere Art und Weise befestigt.

    Reflexion und AbschlussIn der Reflexionsphase stellten ein-zelne Kinder ihr Fahrzeug vor und berichteten von ihrem Problemlse-prozess: Jetzt fhrt unser Auto super! Die Achse war erst so schief, da fuhr das Auto nie geradeaus. Aber jetzt haben wir es verbessert. Sie zeigten, dass sie nun beide Achsen parallel am Fahr-zeugboden angeklebt hatten und die

    Erfinden eines AntriebsJe nach Vorerfahrungen, Kreativitt und Selbststndigkeit der Kinder ist mit ganz unterschiedlichen Ergeb-nissen zu rechnen. Daher steuerten wir den Prozess des Erfindens durch eine zielgerichtete Materialauswahl: Gummibnder, Luftballons, Tllen, Tesafilm, Schaschlikspiee und Ton-karton. Bereitgestellt wurden zu-dem verschiedene Werkzeuge wie Nagelbohrer, Hammer, Kneifzange und Feinsge. Je nach Vorschlgen der Kinder knnen an dieser Stelle weitere bzw. andere Materialien und Werkzeuge zum Einsatz kommen, z. B. Kreppband, Ngel, verschie-dene Schrauben, Schraubendreher, Laubsge. Wir hielten ebenfalls Tipp-karten und Karten mit mglichen Lsungen fr eventuell auftretende Schwierigkeiten bereit. Die Hilfen zielten auf die Konstruktion von Gummimotor und Luftballon antrieb

    Teelichter als Rder sich frei auf den Achsen drehen konnten. Die anderen Kinder brachten ihre Erfahrungen aus der Bauphase ein und gaben Tipps zur Vermeidung von Baufehlern bzw. zur Verbesserung: Bei mir haben sich die Rder nicht gut gedreht, weil sie immer an der Milchtte gescheuert haben. Ich hab dann Knete genommen und auf die Achse gemacht, damit die Rder nicht mehr an die Tte dran knnen. Jetzt fhrt mein Auto viel besser und viel weiter von der Rampe runter.

    In der nchsten Technik-AG konn-ten die Kinder ihre Fahrzeuge mit Hil-fe der Tipps weiter verbessern. Die Stunde endete mit einem Wettrennen der Fahrzeuge. Ein Junge uerte: Am liebsten wrde ich mein Fahrzeug noch schneller fahren lassen. Das brachte uns auf die Idee, in der nchsten Woche Fahrzeuge mit Antrieben zu bauen.

    Baustein 2: Wir erfinden ein Fahrzeug mit Antrieb

    Um die Vergleichbarkeit der Fahr-zeuge bezglich der Geschwindigkeit und Rollweite zu gewhrleisten, bau-ten wir in der folgenden Technik-AG zunchst ein einfaches Fahrzeug aus Holz (s. Kasten S. 20, Bauanleitung auf der DVD). Dieses hat den Vorteil, dass die Lagerung der Holzachsen in Ringschrauben eine relativ geringe Reibung hervorruft. Der Arbeitsauf-trag lautete: Erfinde einen Antrieb, da-mit dein Fahrzeug mglichst schnell und weit rollt.

    Abb. 1+2: Die Kinder bauten mit verschiedensten Materialien ein Fahrzeug

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    sollten sie in der nchsten Technik-AG vor eine besondere Herausforderung gestellt werden. Ausgehend von der Problemstellung, dass ein Fahrzeug mit starrer Vorderachse nicht um die Kurve fahren kann, sollten die Kinder eine Lenkung erfinden. Dazu mussten sie sich zunchst mit dem Problem der beweglichen Montage der Lenkachse und des Lenkeinschlages auseinander-setzen. In einem zweiten Schritt galt es zu berlegen, wie der Befehl der Richtungsnderung von einem Lenk-rad o. . auf die Achse bzw. die Rder bertragen werden kann, ohne dass das Fahrzeug beim Lenken instabil wird oder umkippt.

    Zunchst berlegten die Kinder anhand ihrer zuvor gebauten Fahr-zeuge aus Holz (s. Kasten), wie eine Lenkung realisiert werden knnte: Sie fanden heraus, dass die vordere Ach-se beweglich gemacht und irgendwie gesteuert werden msse. Als Hilfe demontierte die Lehrkraft die Rund-holzachse bei einem von ihr gebauten Fahrzeug und zeigte statt dessen eine Latte, die als Achse befestigt werden knnte (s. Latte als Achse beim Fahr-zeug, Kasten S. 21). Der Vorteil der dickeren Achse (Latte) ist, dass ei-n

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