Post on 05-Apr-2015
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Selbstgebautes im Physikunterricht
1. Weshalb sollte man etwas selber bauen?
2. Beispiele: Selbstbau durch Lehrpersonen
3. Beispiele: Selbstbau durch Lernende
Beat Schären beat.schaeren@ehb-schweiz.chEidgenössisches Hochschulinstitut für Berufsbildung, Bernwww.ehb-schweiz.ch
1. Weshalb sollte man etwas selber bauen?
Martin Wagenschein beklagte, dass naturwissenschaftliche Bildung im Unterricht behindert wird durch…
- a) den Mangel an exemplarischer Gründlichkeit
- b) die Weitergabe von unverstandenen Fertigprodukten
- c) die verfremdende Apparatur
- d) die zu früh einsetzende Fachsprache
vgl. Wagenschein M. (1968): Verstehen lehren. Beltz Verlag
a) Der Mangel an exemplarischer Gründlichkeit
wird beim Selbstbau behoben oder gemildert durch…
- die unausweichliche Verlangsamung, die mit der
handwerklichen Aktivität verbunden ist
- die umfassende Einsicht in alle Einzelteile und deren
Zusammenwirken im selber gebauten Gegenstand
- die Emotionen, die das gelungene Werk auslöst
b) Die Weitergabe von unverstandenen Fertigprodukten
wird beim Selbstbau ersetzt...
- durch das Erlebnis des allmählichen, schrittweisen Entstehens des Gegenstandes
- durch die Einsicht, dass auch das Fertige (Handy, Fernseher) einen Entstehungs- und Herstellungsprozess durchlaufen hat, der im Prinzip nachvollziehbar und verstehbar ist
- durch die Einsicht, dass mehrere Wege zu einem Endprodukt führen können und dieselbe (technische) Problemstellung unterschiedliche Lösungen zulässt.
c) Die verfremdende „Apparatur“
wird beim Selbstbau ersetzt…
- durch eine Vorrichtung, mit der man vertraut ist,
oder, wenn die Vorrichtung durch die Lehrperson gebaut wurde,
- durch eine Vorrichtung mit offensichtlich geringer
Komplexität und damit hoher „Vertrauenswürdigkeit“
d) Die zu früh einsetzende Fachsprache
wird beim Selbstbau (durch Lernende) ersetzt…
- durch eine alltagssprachliche Kommunikation innerhalb des Teams, das zusammen etwas baut
- durch einen hohen Anteil an nonverbaler Kooperation beim Bauen, so dass sich auch Lernende mit bescheideneren Sprachkompetenzen bewähren und profilieren können
- durch die Einsicht, dass eine fachbezogene Kommunikation letztlich auch auf Fachbegriffe angewiesen ist
2. Selbstbau durch Lehrpersonen Absicht: Motivation durch einfache, „vertrauenswürdige“ Geräte erhöhen
Beispiel 1: Die additive Farbmischung veranschaulichen
rasch rotierende Scheibe, weiss
beleuchtet
Farbfelder: Rote und grüne Aufkleber auf Kartonscheibe
Beispiel 2: Der Beschleunigungsmesser
durchsichtiger PVC-Schlauch
Luftblase
Beschleunigung a = g tan Kleiderbügel
3 2 1 0 1 2 3
m/s2
d) Das Zylinder-Rennen
Deckel aus Schaumstoff
Kunststoff-Regenrohr
Eisenkern, Masse mKern
Bleimantel, Masse mMantel
3. Selbstbau durch Lernende
Nachbau nach Bauplan
Absicht: Aufbauen von neuen Begriffen, Konzepten und Zusammenhängen
Bau nach Lastenheft bzw. Pflichtenheft
Absicht: Anwenden von aufgebauten Begriffen, Konzepten und Zusammenhängen
Kategorien
Bau nach Pflichtenheft Merkmale:
Die „Fähigkeiten“ des Gerätes sind in einem Pflichtenheft beschrieben
Optimierungsaufgabe: Wie erreiche ich mit gegebenem Aufwand am
meisten?
Individuelle Lösungen werden von den Lernenden gesucht und
realisiert
Wettbewerb!Geeignete Beispiele sollen - mehr oder weniger – folgende Anforderungen erfüllen:
Die Aufgabe soll attraktiv sein ( - "das möchte ich wirklich bauen...")
Die Aufgabe soll nicht zu aufwendig sein (ca. 1 Stunde Bauzeit)
Bessere Konstruktionen sollen offensichtlich leistungsfähiger sein
Bessere und schlechtere Eigenschaften sollen theoretisch begründbar
sein
Beispiel zum Bau nach PflichtenheftKonstruktionsaufgabe: Rennwagen aus Papier
Bauen Sie nur mit dem hier verfügbaren Material ein Fahrzeug mit vier Rädern, das eine „Nutzlast“ von 1/2 kg (Rennfahrerin) tragen kann. Am oberen Ende einer schiefen Ebene losgelassen, sollte das Fahrzeug möglichst weit rollen, ohne die Last zu verlieren und ohne beschädigt zu werden.
Material:
- 4 Bogen Zeichnungspapier A4, in diversen Farben- 4 Bogen Halbkarton A4 - 4 „Bierdeckel“ (Untersteller aus Karton)- 1 Rolle Klebband- 1 Tube Klebstoff
Schere, Bleistift, Massstab (kein Zirkel!)
Nehmen Sie mit Ihrer Konstruktion am Rennen teil!
Startrampe: Länge ca. 1 m; Höhendifferenz 20 cm; die Hinterachse liegt über der Startmarke. Der zurückgelegte Rollweg (bester aus drei Versuchen) wird gemessen.
Beispiele für realisierte Rennwagen aus Papier:
Worauf kommt es an?
wichtig weniger wichtig unwichtig
Fahrzeuggewicht:
Aerodynamik:
Achsdurchmesser:
Achsenparallelität:
Radnabe zentrisch:
Lagerbreite:
Reibungskoeffizient:
Lage der Zuladung:
möglichst klein!
Klebefolie / Klebefolie
weit hinten!
HerzlichenDank für Ihr Interesse…
…und bauen Sie wieder mal was selbst!
Kurs 9.1.1
EHB 2011