Grundschule Bornheim-Hersel

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Stadtjugendring Bornheim

 Jeder Einkauf bringt Geld.

Bau eines Funktionsmodells

Das Flügelsignal - ein Funktionsmodell

Das Flügelsignal hatte bei der Deutschen Bahn die Funktion einer Ampel. Mit ihm wurden Streckenabschnitte gesperrt (Flügel waagerecht) bzw. frei gegeben (Flügel schräg angehoben). Inzwischen erfolgt die Regelung fast vollständig durch Lichtsignale.

Der Nachbau eines Flügelsignals bietet sich im Unterricht an, da es nur aus wenigen Bauteilen besteht, aber sehr gut Einsichten in die Umlenkung von Bewegungen ermöglicht: Auf dem Boden wird ein Hebel horizontal bewegt. Diese horizontale Bewegung muss so auf den Signalflügel übertragen werden, dass sich der vertikal auf und ab bewegen lässt.

Vor dem Bau des Modells wurde ein Flügelsignal mit Teilen des Metallusbaukastens konstruiert. Hierbei erhielten die Kinder grundlegenden Einsichten in die Umlenkung von Bewegungen.

Zur Umsetzung der Aufgabenstellung erhielten die Kinder einen Bauplan mit den Einzelteilen und eine Ansichtszeichnung, aus der hervorgeht, wie die Teile zusammengebaut werden müssen.

Die Kinder einer Klasse 3 standen vor folgenden Aufgaben:

  • Einzelteile gemäß dem Bauplan auf Sperrholz aufzeichnen
  • Einzelteile mit einer Laubsäge aus dem Sperrholz aussägen.
  • evtl. Unebenheiten mit Schleifpapier glätten
  • Einzelteile miteinander verleimen und nochmals glätten
  • vorbohren für Holzschrauben
  • Bohrungen für Drehpunkte anbringen
  • Baugruppen fest auf einer Grundplatte mit Holzschrauben fixieren
  • Einzelteile mit Gewindeschrauben beweglich miteinander verbinden

 

Das Bild zeigt einen Profilaubsägebogen. Die Befestigung des Sägeblattes ist so genial konstruiert, dass auch Kinder das Sägeblatt selbstständig einspannen können.
Durch den Einsatz dieses Bogens ist die Lehrkraft in der Lage, die Kinder beim Bau des Modells zu unterstützen. Das war mit den herkömmlichen Bögen nicht möglich, weil die Kinder die Blätter nicht selbst einspannen konnten. Die Lehrkraft war während der gesamten Unterrichtseinheit damit beschäftigt, Laubsägeblätter einzuspannen.

 

Alle Kinder einer 3. Klasse sind im Werkraum der Schule hochmotiviert bei der Arbeit .

 

Die Umrisse des Bauteils werden auf dem Bauplan ausgemessen und sorgfältig auf das Holz übertragen.

 

Vor dem Sägen muss das Sägeblatt eingespannt werden. Dazu ist keine Hilfe durch die Lehrkraft erforderlich.

 

Im Werkraum der Schule stehen für jedes Kind einer Klasse ein Arbeitsplatz und die notwendigen Werkzeuge zur Verfügung.

 

Alle Teile sind ausgesägt, jetzt geht es an den Zusammenbau. Dazu müssen Löcher für die Befestigungsschrauben gebohrt werden. Dazu besonders geeignet sind Handbohrmaschinen. Sind sind effektiv, und die Verletzungsgefahr ist gering. Der gelbe Griff ist innen hohl und dient als Aufbewahrungsfach für die Bohrer. Damit das Werkstück nicht verrutscht, helfen sich die Kinder gegenseitig. Einer bohrt, der andere fixiert das Werkstück.

 

Jedes Kind baut sein eigenes Signal, auch die Mädchen.

 

Hier wird auf dem Stirnholz eines Lagerbockes durch Diagonalen der Mittelpunkt für ein Bohrloch angezeichnet.

 

Eine Schraubzwinge hilft beim Fixieren des Werkstückes. Mit einem 2-mm-Bohrer wird vorgebohrt, damit eine 3-mm-Holzschraube fest sitzt, ohne das Holz zu spalten.

 

Mit vereinten Kräften wird der Mast mit der Grundplatte verschraubt.

 

Gewindeschrauben ermöglichen bewegliche Drehpunkte.

 

Auch die Mädchen sind emsig bei der Sache. Sowohl zu zweit ...

 

... als auch alleine.

 

Die Funktion des Modells wird erprobt.

 

Das Signal ist als Funktionsmodell mit beweglichen Einzelteilen fertig gestellt. Wie geplant kann durch die Bewegung des Stellhebels der Flügel auf und ab bewegt werden.

 

Fazit:

Das Modell wurde von Kindern einer dritten Klasse zu Beginn des zweiten Schulhalbjahres gebaut. Jungen wie Mädchen waren mit dem notwendigen Ehrgeiz und Einsatzwillen bei der Sache.

Wie bei jedem anderen Thema auch gab es Unterschiede in der Sorgfalt beim Messen, Aufzeichnen, Aussägen und Bohren. Auch arbeiteten nicht alle Kinder gleich schnell. Viele arbeiteten Stunde für Stunde sehr intensiv an ihrem Modell, während andere sich durch ein Schwätzchen mit der Nachbarin bzw. dem Nachbarn von der Arbeit ablenken ließen.

Es gab geschickte Modellbauerinnen und Modellbauer und weniger geschickte. Manche Ungenauigkeiten mussten z.B. durch Schleifen korrigiert werden. Letztlich aber haben alle Kinder stolz ein fertiges Modell mit nach Hause nehmen können.

Welche Kompetenzen haben die Kinder durch den Bau erlangt?

  • Informationsentnahme aus einem Bauplan
  • ausmessen von Längen und Breiten
  • Platz sparendes Übertragen von Formen auf Sperrholz
  • runde Deckel oder Gefäßböden als Hilfsmittel für das Aufzeichnen von Kreisen
  • korrektes Einspannen eines Sägeblattes in die Laubsäge
  • korrekte Handhabung einer Laubsäge
  • Schnittführung entlang einer Bleistiftlinie
  • gerade Schnitte und Kurvenschnitte
  • verleimen von Einzelteilen mit Holzleim
  • fixieren von Werkstücken mit Schraubzwingen
  • egalisieren von Unebenheiten mit Schleifpapier
  • ankörnen von Bohrlöchern mit einem Nagel
  • ermitteln des Mittelpunktes eines Rechtecks durch Diagonalen
  • Handhabung einer Handbohrmaschine mit Einspannen eines Bohrers
  • vorbohren für Holzschrauben mit entsprechend kleinerem Bohrer
  • Bohren von Löchern für Gewindeschrauben
  • unterschiedlicher Einsatzzweck von Holz- bzw. Gewindeschrauben
  • Fehlerkorrekturen durch Nachbearbeitung nicht passender Bauteile
  • Muttern als Distanzstücke zwischen Bauteilen
  • Zusammenbau der Einzelteile mit unterschiedlich langen Gewindeschrauben und   Muttern
  • Teamarbeit bei kniffligen Aufgaben
  • technische Lösung für das Umlenken von Bewegungen von horizontal nach vertikal

Der Unterricht hat gezeigt, dass Mädchen und Jungen grundsätzlich über die gleichen Begabungen und Fähigkeiten im Umgang mit Werkzeugen und technischen Problemstellungen verfügen. Das Vorurteil, Mädchen könnten sich durch den technischen Inhalt und die Handhabung von Werkzeugen weniger angesprochen fühlen, war zu keinem Zeitpunkt feststellbar. Ermüdungserscheinungen, die sich in nicht zielführenden Unterhaltungen mit der Nachbarin/ dem Nachbarn äußerten, kamen bei beiden Geschlechtern vor. Kinder, die bei kognitiven Sachverhalten Schwächen zeigen, konnten ihre handwerklichen Begabungen zeigen und waren hochmotiviert mit Freude bei der Sache.

Herausragend war, dass ein Mädchen das erste funktionsfähige Signal fertig gestellt hatte.

Es wäre sehr wünschenswert, dass alle Kinder aller Klassen im Umgang mit Werkzeugen und Werkstücken gefördert und gefordert werden. Die räumlichen und sächlichen Voraussetzungen sind in der Herseler-Werth-Schule gegeben.

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