Die Methodische Reihe am Beispiel der Buchstütze

  • Naturwissenschaften
  • Technik
  • Sekundarstufe I
  • Arbeitsblatt, Projekt

In diesem Arbeitsmaterial erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler das Prinzip der methodischen Reihe am Beispiel einer Buchstütze. Es wurde im Kontext des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Programms "Junior-Ingenieur-Akademie" entwickelt.

Modell der Buchstütze

Beschreibung

In einigen Technik-Räumen ist an der Wand ein Brett zu finden, auf dem ein Werkstück mit seinen einzelnen Fertigungsstufen zu sehen ist. Während es früher das Werkstück selbst war, das in verschiedenen Fertigungsstufen an der Wand hing, sind es heute oft Fotografien oder Grafiken. Die Lernenden haben damit die Möglichkeit, sich die Ergebnisse jedes Arbeitsschritts bei der Fertigung im Vorfeld anzuschauen und nachzuvollziehen. Es erspart Nachfragen und gibt den Lernenden Sicherheit beim selbstständigen Arbeiten.

Die methodische Reihe greift die Idee der Technologie-Darstellung auf und erweitert sie, um im Bereich der Gestalten- oder Fertigungskompetenz die Planungskompetenz zu entwickeln. Die Arbeitsschritte werden auf einzelnen Karten dargestellt und der Lerngruppe zur Verfügung gestellt. Sie erhalten den Auftrag, sie in eine sinnvolle Reihenfolge zu bringen. Dabei kommunizieren und diskutieren sie bewusst miteinander, um mögliche Varianten und Unterschiede zu erkennen. Außerdem bietet es sich an, das Werkstück anschließend selbst zu erstellen. Die Lernenden lernen alle nötigen Werkzeuge kennen und können darauf aufbauend die Buchstütze selbst fertigen.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Am Beispiel des Stützbleches der Buchstütze gibt es sowohl logisch folgende Fertigungsschritte als auch Varianten. Mit dem Anriss startet jede Fertigung. Das Scheren der Ecken oder die Bohrung sind variabel – nicht jedoch das Biegen. Dies muss zum Schluss erfolgen, da sonst die Bohrung nur schwer durchzuführen ist. Die Bohrung beginnt stets mit dem Körnen. Nach dem Bohren muss entgratet oder gesenkt werden.

Mit der Diskussion innerhalb der Gruppe erlernen die Lernenden ihre Meinung zu begründen und den Arbeitsablauf vorzudenken. Die Schülerinnen und Schüler lernen technologisch zu denken und zu handeln. Die Fertigungskarten lassen schnell neue Anordnungen zu und sind anschaulich. Zusätzlich sollte alle Lernenden im Anschluss einen eigenen Arbeitsablaufplan erstellen. Zur Unterstützung können Symbolkärtchen zum Aufkleben oder in einer digitalen Form gereicht werden.

Eine Erweiterung der methodischen Reihe könnte die Zuordnung von Werkzeugkarten sein. Damit entwickelt sich die Nutzungskompetenz für die Auswahl von geeigneten Werkzeugen. Auch hier sind Varianten möglich. Die Fertigung kann dann weitestgehend eigenständig erfolgen. Die Schritte und die dafür nötigen Werkzeuge sind gesichert. Je nach Vorleistungen und Vorwissen müssen eventuell kleine Lehrgänge durchgeführt werden. Denkbar ist zum Beispiel ein Lehrgang zum Blechbiegen.

Material

Das Abkanten des Bleches wird am besten über eine Abkantmaschine erledigt oder es muss im Schraubstock mit einer Biegehilfe gearbeitet werden. Für das Blech eignet sich 0,5 mm verzinktes Stahlblech oder 0,7 mm Aluminiumblech. Die Bleche können in der Breite als Blechstreifen schon vorgefertigt sein. Das Holzbrett sollte mindestens 15 mm besser 20 mm dick – sein, damit eine gute Standsicherheit der Buchstütze gewährleistet werden kann. Dies ist auch wichtig für die Auswahl der Holzschrauben: Die Holzschrauben sollten einen möglichst flachen Kopf haben. Die Breite des Holzbrettes sollte mindestens der Blechbreite entsprechen und 15 cm lang sein.

Gestaltung

Das Holzbrett kann kreativ gestaltet werden. Dabei sollten die Lernenden beraten werden, um Misserfolg vorzubeugen. Häufig werden Aussparungen im Holz gewählt, die nur schwer umsetzbar sind (zum Beispiel Herzen). Einfache Verzierungem können mit einem Forstnerbohrer oder einer Lochkreissäge eingebrachte Löcher erreichen. Denkbar wären auch Abschrägungen oder Brennverzierungen.

Differenzierung

Differenzierungsmöglichkeiten entfallen bei der Gruppenarbeit zur methodischen Reihe. Bei der Zuordnung der Werkzeuge können für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler zusätzliche Werkzeuge gereicht werden oder es wird vollständig auf Hilfestellungen verzichtet. Die Rückseite der Werkzeug-Karten bietet weitere Differenzierungsmöglichkeiten. Für den Anriss kann eine Schablone angeboten werden. Die Holzschrauben können vorausgewählt sein oder die Lernenden wählen sie aus einem Angebot aus. Dazu gehören auch die nötigen Schraubenantriebe. Der fertige Arbeitsablaufplan sollte eine Möglichkeit zum Abhaken bieten, da so zum einen der Arbeitsstand gesichert wird und sich mögliche Nachfragen erübrigen können und zum anderen ein Motivationsschub geleifert wird.

Mögliche Reihenfolge im Unterricht

  • Vorstellung der fertigen Buchstütze (eventuell Erprobung). Motivation: kreative Möglichkeiten der Gestaltung des Holzbrettes
  • Erstellung der methodischen Reihe mit anschließender Diskussion
  • Zuordnung der Werkzeuge
  • Anfertigung des persönlichen Arbeitsablaufplanes unter Nutzung der Bilder zum Ausschneiden
  • Beginn des Fertigungsprozesses

    • Anrissreihenfolgeo
    • Kurzlehrgänge (Biegen, Sichern und Bohren von Blech)
    • kreative Gestaltung des Brettes
    • Entgraten aller Bauteile (Arbeitsschutz)
    • Montage von Blech und Brett
    • eventuelle Beschichtung

  • Funktionstest

In diesem Arbeitsmaterial steht die methodische Reihe – also die Planung der Fertigung – im Vordergrund. Daher versteht sich die oben genannte Reihenfolge im Unterricht nur als eine Möglichkeit und soll nicht Vorschrift verstanden werden. Wie das Werkstück tatsächlich gefertigt werden kann, ist vor allem von den Bedingungen und Möglichkeiten der Schulen – aber auch von den Vorerfahrungen der Lernenden – abhängig. Die Lehrgänge selbst sollten von der Lehrkraft durchgeführt werden. Praktische Arbeiten können individuell vorbereitet werden.

Unterrichtsmaterial "Buchstütze" zum Download
Autor
Avatar Volker Torgau

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