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Naturwissenschaft - Technik

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Bauwerke

Profile

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rohrprofil

 

 

 

 

 

Zickzackprofil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U-Profil: Rückseite eines Andreaskreuzes      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Winkelprofile: Baukran

 

Bausteine der Umsetzung 2

Die "Stabilisierung" von Papier durch Profilgebung, die Ermittlung verschiedener Profilformen sowie die Überprüfung ihrer Stabilität bieten zahlreiche produktive Fragestellungen, die nicht zwangsläufig in eine Unterrichtsreihe über Brücken eingebunden werden müssen. Bei den folgenden Konstruktionen handelt es sich ausschließlich um Balkenbrücken.

Als Einstieg bietet sich folgende Ausgangssituation an:
Jeweils zwei Tische werden ca. 15 cm auseinandergezogen. Hierüber soll aus einem Blatt Papier eine "Brücke" gebaut werden, die ein Spielzeugauto aus Metall tragen soll.
Auf die Verbalisierung des Vorwissens oder von Vermutungen wird hierbei verzichtet, da möglichst viele Kinder die Gelegenheit haben sollen, in Partnerarbeit Lösungsmöglichkeiten zu entwickeln.
Die verschiedenen Ideen werden vorgestellt und diskutiert, auch fehlgeschlagene.
Die Kinder erfahren, dass ein einmal längs gefaltetes Blatt (Winkelprofil) schon stabiler ist, das Auto aber noch nicht tragen kann.

Zwei Längsfaltungen (U-Profil) führen schon zu ersten Erfolgserlebnissen, richtig sicher steht das Auto auf einer Brücke aus einem mehrfach gefalteten Blatt ("Zickzack-Profil").

Trägt die "Brücke" das Spielzeugauto, entwickeln die Kinder weitere Balken aus mehreren Blättern mit höheren Tragfähigkeiten, die mit Gewichten ermittelt werden. Keinesfalls darf man es an dieser Stelle versäumen, die Kinder Erklärungsansätze für die Gründe der Stabilisierung von Papier durch verschiedene Faltungen entwickeln zu lassen. Dabei muss herausgestellt werden, dass die Profile längs zur Fahrtrichtung, also in Richtung der Tischkanten verlaufen müssen.

Viele Kinder bauen bei dieser Aufgabenstellung Balken mit Rohrprofilen, einige wählen Zickzackprofile, was den Vergleich mit Wellpappe nahe legt, die bei dieser Gelegenheit genauer untersucht wird.
Die Profile, die die Kinder entdeckt haben, werden aufgezeichnet und mit den "originalen" bzw. eigenen Bezeichnungen versehen. Dabei werden auch die verschiedenen Stabilitätsgrade der Profile herausgearbeitet, insbesondere die höhere Festigkeit geschlossener Formen.

Anschließend sammeln die Kinder weitere Beispiele für Stabilisierungen durch Profile im Alltag, z.B. ein Tischbein aus Metall: Der Tisch ist so stabil, dass ein Mensch darauf stehen kann und trotzdem sehr viel leichter, als es bei Beinen aus massivem Metall der Fall wäre.

                 

 

 

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