Unter dem Begriff „einfache Maschinen“ (auch als kraftsparende, kraftumformende oder arbeitserleichternde Maschinen bezeichnet) werden Werkzeuge oder mechanische Vorrichtungen zusammengefasst, die der Umwandlung einer Kraft dienen oder die Wirkung einer Kraft optimieren. Beispiele für einfache Maschinen sind das Seil, der Hebel, die Rolle und die schiefe Ebene (Keil), die in irgendeiner Kombination in fast jeder Kraftmaschine vorkommen. [1]
Daraus ergibt sich eine große Themenvielfalt, die spielerisch leicht von den Schülerinnen und Schülern erforscht werden kann. Die Aufgabenblätter sind entsprechend den Bildungsplänen kompetenzorientiert formuliert. Ziel ist es, das eigene Denken beim Problemlösen zu kontrollieren, reflektieren und zu bewerten und so neues Wissen aufzubauen. Probleme sollen erkannt, Problemlösestrategien entwickelt und angewendet werden.
Schauen wir uns ein wenig um, sehen wir fast überall einfache und komplexe Mechaniken. Sie spielen in der Lebenswelt eine große, wenn auch häufig unerkannte oder versteckte Rolle. Vom einfachen Hebel über die Mechanik in einer Zimmertür über Kräne bis zu vielfältigen, raffinierten mechanischen Lösungen ein und derselben Aufgabenstellung.
Ihre Berechtigung hat die Auseinandersetzung mit den einfachen Maschinen aufgrund des hohen Lebensweltbezugs und des kulturell verankerten Wissens, das mit ihnen verknüpft ist. [2]
Folgende Themen und Fachbegriffe werden mit den Anwendungsmodellen behandelt:
Alle Modelle sind möglichst einfach gehalten – die Konstruktionen sind darauf ausgelegt, innerhalb einer Schulstunde aufgebaut, getestet und erforscht zu werden. Es bleibt viel Raum, auch kompliziert klingende Mechanismen wie z.B. das Viergelenkgetriebe oder einen Linearvorschub kennen zu lernen.
[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Einfache_Maschine
[2] Einfache Maschinen, Unterricht Physik | Ausgabe Nr. 169/2019, Friedrich Verlag
[3] Niels Boeing, Einfache Maschinen als Fundament der Moderne, Werkspuren 2|2013