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