Die Unterrichtsmaterialien umfassen fünf verschiedene Stationen, die jeweils technische Experimente zur Statik beinhalten. Diese Experimente verdeutlichen anschaulich die theoretischen Prinzipien und deren Anwendung in der realen Technik. Durch die praktische Auseinandersetzung mit den Modellen und Materialien wird ein direkter Bezug zur technischen Praxis hergestellt, was das Lernen interessanter und nachhaltiger macht.
Der Aufbau der Stationsarbeit fördert zudem ein differenziertes Arbeiten, indem er den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit bietet, individuell oder in Kleingruppen zu arbeiten und sich mit den spezifischen Aspekten der Thematik auseinanderzusetzen.
Die Ausarbeitung enthält fünf Stationen:
1. Kräfte an Bauwerken:
Diese Station beleuchtet die verschiedenen Kräfte, die auf Bauwerke einwirken. Dabei wird thematisiert, wie äußere Einflüsse und innere Spannungen die Stabilität und Sicherheit von Bauwerken beeinflussen.
2. Belastungen eines Trägers:
Hier wird konkretisiert, wie Druck- und Zugkräfte auf einen einzelnen Träger wirken. Die Lernenden untersuchen, wie diese Belastungen die Struktur und Belastbarkeit des Trägers beeinflussen.
3. Dreiecksverbund:
In dieser Station wird die Bedeutung stabiler Dreiecke für Konstruktionen hervorgehoben. Die Lernenden erfahren, wie durch den Dreiecksverbund feste Verbindungen hergestellt werden können und vergleichen experimentell Dreieck und Viereck. Abschließend wird die Frage geklärt, warum Dreiecke stabil sind.
4. Profile:
Die Station zeigt, wie Profile zur Stabilisierung von Strukturen beitragen und gleichzeitig Material einsparen können. Es wird untersucht, wie verschiedene Profilformen die Festigkeit und Effizienz von Bauteilen beeinflussen. Die Lernenden stellen mit den Materialien verschiedene Profile her und untersuchen deren Stabilität. Abschließend suchen sie nach Anwendungen von Profilen in der Umgebung.
5. Schwerpunkt:
Hier wird die Bedeutung des Schwerpunkts für die Statik von Artefakten behandelt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, den Schwerpunkt von Gegenständen zu bestimmen und erarbeiten, wie die Lage des Schwerpunkts die Stabilität und das Gleichgewicht von Bauwerken bestimmt.
Die Bearbeitung dieser Stationen ist gut geeignet, um ein fachliches Fundament für ein anschließendes größeres technisches Projekt zu legen. Ein solches könnte beispielsweise der Bau einer Modellbrücke sein, bei dem die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten praxisnah angewendet und vertieft werden. Durch diese strukturierte Vorgehensweise wird den Lernenden ein Verständnis der statischen Prinzipien vermittelt, welches sie in zukünftigen Aufgaben anwenden können.
Eine Materialliste kann im Downloadbereich heruntergeladen werden.
