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Selbstgebautes im Physikunterricht 1. Weshalb sollte man etwas selber bauen? 2. Beispiele: Selbstbau durch Lehrpersonen 3. Beispiele: Selbstbau durch Lernende.

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1 Selbstgebautes im Physikunterricht 1. Weshalb sollte man etwas selber bauen? 2. Beispiele: Selbstbau durch Lehrpersonen 3. Beispiele: Selbstbau durch Lernende Beat Schären Eidgenössisches Hochschulinstitut für Berufsbildung, Bern

2 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

3 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

4 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.

5 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

6 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

7 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

8 Beispiel 2: Der Beschleunigungsmesser durchsichtiger PVC- Schlauch Luftblase Beschleunigung a = g tan Kleiderbügel m/s 2

9 d) Das Zylinder-Rennen Deckel aus Schaumstoff Kunststoff- Regenrohr Eisenkern, Masse m Kern Bleimantel, Masse m Mantel

10 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

11 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

12 Beispiel zum Bau nach Pflichtenheft Konstruktionsaufgabe: 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.

13 Beispiele für realisierte Rennwagen aus Papier:

14 Worauf kommt es an? wichtig weniger wichtigunwichtig Fahrzeuggewicht: Aerodynamik: Achsdurchmesser: Achsenparallelität: Radnabe zentrisch: Lagerbreite: Reibungskoeffizient: Lage der Zuladung: möglichst klein! Klebefolie / Klebefolie weit hinten!

15 Herzlichen Dank für Ihr Interesse… …und bauen Sie wieder mal was selbst! Kurs EHB 2011


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