Bewegung und Konstruktion - Carolina-science.de

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Bewegung und Konstruktion Überblick über die Einheit
Überblick über die Versuche
Ein Kleinkind schiebt ein Plastikauto vor sich
her. Ein kleiner Junge müht sich, einen mit
Holzklötzen beladenen Wagen zu ziehen. Ein
Mädchen bemerkt, dass ihr Fahrradreifen am
Schutzblech schleift, was das Fahrradfahren
anstrengender macht.
Kinder erfahren bereits sehr früh die
Grundkonzepte von Bewegung, wenn sie mit
Fahrzeugen spielen oder Fahrzeuge in ihrer
Freizeit nutzen.
Kinder sind von Natur aus neugierig und
konstruieren und bauen gern. Sie spielen mit
allen verfügbaren Materialien, experimentieren
frei und probieren ihre Ideen aus. Kinder, die
Baukästen benutzen, erfahren spielerisch wie
man Objekte baut, verändert und wie sich diese
Veränderungen auswirken.
Bewegung und Konstruktion verbindet das
Interesse der Kinder in diesen beiden Bereichen.
Die Einheit ermöglicht es den Schülern,
die Bewegung selbstgebauter Fahrzeuge zu
analysieren. Sie untersuchen, wie Kräfte die
Bewegung eines Fahrzeugs beeinflussen und
konstruieren Fahrzeuge, die mithilfe gespeicherter
Energie angetrieben werden.
Überblick über Grundkonzepte, Fertigkeiten
und Einstellungen
In dieser Einheit erkunden die Schüler die
Grundkonzepte der Physik der Bewegung
und wenden diese Konzepte auf technische
Konstruktionen an. Die Schüler lernen, dass
durch Schieben oder Ziehen eine Kraft auf
einen Körper ausgeübt wird. Körper werden
in Bewegung versetzt, abgebremst oder ihre
Bewegungsrichtung verändert, wenn eine
Kraft auf sie wirkt. Sie erkunden Kräfte, die der
Bewegung entgegenwirken, wie die Reibung oder
den Luftwiderstand. Sie untersuchen Energie und
die Umwandlung von Energie mit einfachsten
Mitteln – mit Gummibändern. Sie entdecken,
dass die in einem gedehnten, aufgewickelten
Gummiband gespeicherte Energie die Welle ihres
Fahrzeugs antreiben oder einen Propeller drehen
kann und so ihr Fahrzeug in Bewegung versetzt
wird.
MATERIALPROBE
STC ®
Die Konstruktionsaufgaben werden im Verlauf
der Einheit immer komplexer. Die Schüler lernen,
dass auch Faktoren wie die Kosten des Produktes
für eine erfolgreiche Konstruktion berücksichtigt
werden müssen.
Die Schüler erwerben bei ihren
Untersuchungen in dieser Einheit die Fähigkeit,
Konstruktionsvorgaben für Fahrzeuge zu
entwickeln. Sie bauen die Fahrzeuge, testen
sie, und überprüfen, ob sie die Vorgaben
erfüllen. Wenn nötig, verändern und
testen sie die Fahrzeuge so lange, bis die
Konstruktionsvorgaben erfüllt sind. Die
Schüler dokumentieren ihre Konstruktionen
mithilfe von technischen Zeichnungen. Sie
werden messen, wie lange ihre Fahrzeuge
zum Zurücklegen einer bestimmten Strecke
benötigen. Die Schüler treffen außerdem
Vorhersagen, wie eine Kraft die Bewegung
ihres Fahrzeugs beeinflusst und überprüfen sie.
Während der gesamten Einheit tauschen sie
ihre Ergebnisse auf vielfältigen Wegen aus. Die
Einheit ermöglicht es den Schülern die Rolle zu
verstehen, die die technische Konstruktion bei
der Produktentwicklung und bei der Lösung
praktischer Probleme spielt.
Einen „Roter Faden“ für den Verlauf der
Lektionen von Bewegung und Konstruktion
finden Sie auf S. 7 dieses Kapitels.
Zusammenfassung der einzelnen Lektionen
Lektion 1 macht den Schülern bewusst, was sie
über Bewegung und Konstruktion bereits wissen
und welche Fragen sie dazu haben. Nachdem
sie sich mit den Bauteilen vertraut gemacht
haben, konstruieren und bauen sie ein einfaches
Fahrzeug. In Lektion 2 fertigen die Schüler eine
Zeichnung zur Dokumentation des in Lektion 1
konstruierten Fahrzeugs an. Danach bauen
sie anhand einer technischen Zeichnung das
„Standardfahrzeug“. In den Lektionen 1 und 2
wird das Vorwissen der Schüler geklärt. Die
Bewertung des Lernerfolges am Ende der Einheit
ist darauf abgestimmt.
In Lektion 3 untersuchen die Schüler mithilfe
des Standardfahrzeugs aus Lektion 2, wie sich
ein Fahrzeug bewegt, das mit unterschiedlicher
Kraft gezogen wird. Die Schüler bauen eine