Mechanische Grundlagen
Am Beispiel von verschiedenen Türkonstruktionen können Grundlagen der Mechanik spielerisch erforscht, Alltagsbezüge hergestellt und technische Problemlösungen reflektiert werden. Mit verschiedenen Waagen wird das Wiegen als Möglichkeit des Abmessens und Vergleichens und die Hebelmechanik untersucht. An einem Kranmodell werden die erworbenen Kenntnisse schrittweise ergänzt und vertieft.
Gemeinschaftsprojekt „Ballweitergabe“
Mit Ballweitergabemodellen werden unterschiedliche mechanische Lösungswege für die gleiche Aufgabe herausgearbeitet und miteinander verglichen. Zugleich wird konkret die personale und soziale Kompetenz der Schülerinnen und Schüler in Form von Teamarbeit angeregt, denn die verschiedenen Module lassen sich zu einer beliebig langen Maschine zusammenfügen. Dadurch entsteht ein beeindruckendes Gemeinschafts- und Abschlussprojekt für die ganze Klasse.
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.