Handlungsorientiertes Lernen im Sachunterricht am Beispiel „Bauen“ in einer 2. Klasse

2.1.4 Merkmale handlungsorientierten Lernens

Anhand der Definition handlungsorientierten Lernens (vgl. Kapitel 2.1.1) wird deutlich, dass handlungsorientiertes Lernen durch Merkmale gekennzeichnet ist, die einen Wegweiser für einen schüleraktiven und ganzheitlichen Unterricht darstellen.

Die in meiner Definition aufgegriffenen Merkmale haben mich bei der Planung und Umsetzung meiner Einheit besonders beeinflusst. Demzufolge möchte ich hier auf diese Merkmale genauer eingehen.

Handlungsorientiertes Lernen bezeichnet ein ganzheitliches Lernen, das Pestalozzis Forderung nach Lernen mit „Kopf, Herz und Hand“ beinhaltet. Kopf- und Handarbeit stehen dabei in dynamischer Wechselwirkung zueinander, das heißt, dass keine aufsteigende Linie vom praktischen, kontext- und körpergebundenen Handeln zum geistigen, kontextunabhängigen und theoriegeleiteten Handeln führt. Vielmehr sollte auf ein ausgewogenes Verhältnis von Denken und Handeln hingearbeitet werden, um den Erfolg des Lernens durch die Ganzheitlichkeit der Lern- und Lehrformen zu sichern.^[1]

Die Aktivität der Schülerinnen und Schüler zeichnet sich durch selbstständiges Erkunden, Erproben und Entdecken unterrichtlicher Inhalte aus. Die Selbstständigkeit liefert das vordergründige Ziel der Schüleraktivität, die durch die Selbsttätigkeit im Unterricht gefördert und erreicht werden soll. Die Voraussetzungen, der Rahmen und der Zugang für die Selbsttätigkeit der Schülerinnen und Schüler müssen von der Lehrkraft geschaffen werden. Nur durch die Selbsttätigkeit wird das Kind zum „handelnden Subjekt“.

Bei der inhaltlichen Planung einer handlungsorientierten Unterrichtseinheit sollen neben den Lehrverpflichtungen, Interessen der Lehrkraft und Lernvoraussetzungen der Schülerinnen und Schüler auch und vor allem die subjektiven Interessen der Kinder die Grundlage für die inhaltliche Planung liefern vielmehr zum Bezugspunkt werden. Unter subjektiven Schülerinteressen versteht Hilbert Meyer „die situationsspezifischen persönlichen Bedürfnisse, Vorstellungen und Fantasien zum Unterricht“.^[2] Das Problem besteht jedoch darin, dass die Kinder nicht nur positive Interessen, sondern auch Desinteresse, Vorurteile, gar Abneigungen gegenüber einem Thema oder Inhalt haben, die den Ablauf von Unterrichtseinheiten entscheidend beeinflussen können. Infolgedessen hat handlungsorientierter Unterricht die Aufgabe Freiräume zu schaffen, in denen sich die Schülerinnen und Schüler im handelnden Umgang mit neuen Themen und Inhalten ihrer Interessen bewusst werden können.

Während der Erarbeitungsphase einer handlungsorientierten Unterrichtseinheit arbeiten die Lehrkraft und die Kinder in großen oder kleinen Gruppen an dem gemeinsam festgelegten Handlungsprodukt. Innerhalb der Gruppe werden unter anderem Absprachen getroffen, Arbeitsschritte gemeinsam geplant und durchgeführt sowie Thesen aufgestellt, diskutiert und gegebenenfalls verworfen. Die Arbeit innerhalb der Gruppe ist folglich eine von den Schülerinnen und Schülern und der Lehrerin oder dem Lehrer geleistete ziel- und zweckgerichtete Arbeit, soziale Interaktion, Kooperation und Kommunikation.

Als Zielstellung handlungsorientierten Lernens steht das anzustrebende Handlungsprodukt, an dessen Vereinbarung die Schülerinnen und Schüler aktiv beteiligt werden. Bei einem Handlungsprodukt handelt es sich um ein veröffentlichungsfähiges, materielles und/ oder geistiges Ergebnis der Handlung beziehungsweise der Unterrichtsarbeit. Handlungsprodukte werden durch gemeinsames Handeln von Schülerinnen und Schüler und der Lehrkraft inszeniert (zum Beispiel eine Aufführung) oder hergestellt (zum Beispiel ein Modell).^[3]

Die handlungsorientierte Ausrichtung des Unterrichts führt auch zu einer Öffnung des Unterrichts und der Schule. Diese Öffnung bedeutet für den Unterricht, dass der Unterrichtsprozess offen für die Selbsttätigkeit und Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler ist und die Inhalte fächerübergreifend oder in der Hochform des handlungsorientierten Unterrichts, dem „Projekt“, geplant und gestaltet und in das Schulleben eingebunden werden. Das Projekt stellt den von Kinder, Eltern und Lehrkräften gemeinsamen Versuch dar, Leben, Lernen und Arbeiten so miteinander zu verbinden, dass ein gesellschaftlich relevantes, den Interessen und Bedürfnissen von Kindern und Lehrkraft entsprechendes Thema oder Problem innerhalb und außerhalb des Klassenzimmers erarbeitet werden kann, so dass am Ende ein gemeinsames Handlungsprodukt steht.^[4] So führt gerade das Projekt zu einer Öffnung der Schule gegenüber dem schulischen Umfeld, durch das Einladen von Fachleuten, durch Erkundungsgänge und vieles mehr, die eine Bereicherung des Unterrichts und die Kontrolle und Kritik der Unterrichtsarbeit mit sich führt.

2.1.5 Arbeitsformen handlungsorientierten Lernens

Wie muss nun aber meine Unterrichtseinheit gestaltet sein, damit sie die Merkmale handlungsorientierten Lernens aufweist und den anthropologischen, sozialisationstheoretischen, lern- und entwicklungspsychologischen Begründungen, dem Bildungsauftrag und den wirtschaftlichen Anforderungen gerecht wird? Oder durch welche Arbeitsformen können Handlungssituationen im Unterricht inszeniert, welche Arbeitsformen initiiert werden, damit die Kinder die Fähigkeiten vielmehr die Schlüsselqualifikationen entwickeln?

Herbert Gudjons hat eine vielfältige Auswahl von Arbeitsformen aufgestellt, die praktisch aufzeigen, wie sich Handlungskompetenzen im Unterricht aufbauen lassen.^[5] Die Handlungskompetenz als Ziel handlungsorientierten Lernens muss nicht durch die Durchführung eines Projekts realisiert werden, sondern kann auch im Fachunterricht in Vorformen und Elementen projektorientierten Lernens aufgebaut werden. Zu diesen Arbeitsformen zählen: Spielen und Lernen, Erkunden und Erforschen, Herstellen und Verwenden, Erfahren und Erleben, Probieren und Studieren, Zusammenarbeiten und Kommunizieren, Fantasieren und Experimentieren, Tätigsein und Verantworten, Eingreifen und Verändern sowie Klassenreise und Schulleben.^[6]

Ich beschränke mich bei der näheren Beschreibung auf die Arbeitsformen, die für die Planung und Durchführung meiner handlungsorientierten Einheit „Wir bauen im „Koboldland“ relevant sind.

Herstellen und Verwenden

Herstellung und Verwendung eines Produkts müssen eng miteinander verknüpft sein. So ist es für die Kinder motivierend, wenn sie nach der Herstellung (zum Beispiel beim Bau eines Drachens) einen Gegenstand benutzen, ausprobieren und testen können. Der Gegenstand erhält einen Verwendungszweck. Die Handlung wird infolgedessen zweck- und zielgerichtet. Jedoch hat die Herstellung von Produkten auch beim Fehlen des Verwendungszwecks eine große Bedeutung, weil sie dem Nachvollziehen von Handlungsabläufen dienen beziehungsweise verinnerlichte Handlungsschemata nachhaltig vergegenständlichen.

Letzteres begründet mein Vorhaben, das Bauen von Bauwerken auch ohne Verwendungszweck in einer handlungsorientierten Unterrichtseinheit durchführen zu lassen.

Probieren und Studieren

Über das Stutzen, Fragen, Vermuten, Probieren und Beobachten wird das Kind neugierig auf das Ergebnis. Es entwickelt eine „Forscher-Mentalität“ und forscht bis zum so genannten „Aha-Effekt“. Der Ausgang muss ungewiss, Misserfolge, Konflikte und falsche Lösungen möglich sein sowie Originalität und schöpferische Problemlösungen müssen zugelassen werden. Probieren und Studieren fördert also die Neugierde und die Kinder erlangen über diesen Weg eine tiefere Erkenntnis über Zusammenhänge als bei einer bloßen Präsentation des Ergebnisses.

Zusammenarbeiten und Kommunizieren

Handlungsorientiertes Lernen sollte nicht nur die gegenständlichen oder symbolisch-abstrakten Aneignungsformen berücksichtigen, sondern sich auch auf soziales Handeln beziehen, also auf den Umgang miteinander und die Zusammenarbeit. Der Aufbau dieser sozialen Handlungskompetenzen setzt neben Übung auch die Kenntnis gruppendynamischer Prozesse voraus. Soziale Handlungselemente ergeben sich bei der gemeinsamen Gestaltung des Klassenraums, dem Erproben verschiedener Sitzordnungen, durch Kennlern-Spiele und vieles mehr. Für eine gelingende kooperative Zusammenarbeit sind Toleranz, Rücksicht und Konfliktlöse-Strategien von großer Bedeutung. Letztendlich fördert diese Arbeitsform die Kooperation, Kommunikation und den Teamgeist.

Aus diesem Grund habe ich mich in meiner Einheit für Gruppenarbeit entschieden, in der sie kooperativ, kommunikativ und verantwortungsvoll gemeinschaftlich an der Lösung der Problemstellung arbeiten.

Tätigsein und Verantworten

Anhand dieser Arbeitsform werden sachbezogenes Lernen und soziale Verantwortung miteinander verknüpft. Die Kinder sollen lernen, die Folgen ihres Handelns sinnlich und direkt zu erfahren und für das eigene Tun die Verantwortung zu übernehmen. Dies erfolgt in meiner Unterrichtseinheit, indem die leistungsstärkeren Kinder den leistungsschwächeren helfen und jedes Mitglied der Gruppe Verantwortung übernimmt, indem sie ihre Arbeitsschritte selbst organisieren, um ein Handlungsprodukt und die Antwort auf die Fragestellung in der Ergebnissicherung präsentieren zu können. Dadurch ist auch die Förderung der Selbstständigkeit gewährleistet.

2.1.6 Planungsabfolge handlungsorientierten Lernens

Hans Aebli^[7] hat für die Umsetzung handlungsorientierten Lernens eine Schrittabfolge aufgestellt, die zu seinem Gelingen beiträgt und dieses gleichzeitig bedingt.

Am Anfang jeder handlungsorientierten Unterrichtsstunde steht eine Problemstellung, die zum Denken anreizt und auf das Ziel hin ausgerichtet wird. Ausgehend von den Kriterien der Problemfrage wird die folgende Handlung zielgerichtet geplant und die Ausgangslage beurteilt, also das zur Verfügung stehende Material gesichtet oder anhand der Kriterien der Ausgangsfrage bestimmt und organisiert.

Zur Bestimmung der Lösungsschritte soll der Arbeitsauftrag visualisiert werden, der die einzelnen Handlungs- und Planungsschritte vom Ziel her plant und strukturiert. Vor Beginn der Erarbeitungsphase erfolgt die Beurteilung des Plans hinsichtlich seiner Realisierbarkeit mit den vorhandenen Mitteln. Während der Erarbeitungsphase/ Ausführung hält sich die Lehrerin oder der Lehrer zurück, demonstriert nichts, sondern lässt die Schülerinnen und Schüler selbstständig handelnd lernen. Zur Beurteilung des gefertigten Produkts findet eine Erprobung und/ oder Überprüfung der in der Fragestellung formulierten Kriterien statt. Im nächsten Schritt soll die Handlung verinnerlicht werden. Das bedeutet, dass die Kinder die Handlung so verinnerlichen, dass sie die durchgeführte Tätigkeit innerlich ausführen können. Dazu ist es wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler vor und während ihrer Handlungen verbalisieren was sie zu tun gedenken. Diese Verinnerlichung ist ein dreistufiger Prozess. Nach Abschluss des Handelns während der Erarbeitungsphase setzt die erste Stufeder Verinnerlichung ein. Alle getätigten Arbeitsschritte bzw. Handlungen werden innerlich rekapituliert, versprachlicht und an der Tafel protokolliert. Auf der zweiten Stufe verinnerlichen sie die Handlung, indem sie die durchgeführte Tätigkeit verbildlichen. In der dritten Stufe der Verinnerlichung sollen die Kinder später die ausgeführten Handlungen ohne schriftliche und bildliche Stützen wiedergeben können.

2.2 Bauen

Im Folgenden möchte ich auf das Thema „Bauen“ als einen wesentlichen Inhalt des technischen Lernens eingehen, um im Anschluss die theoretischen Grundlagen zum handlungsorientierten Lernen mit denen zum Bauen zu verknüpfen.

Kinder bauen zunächst auf spielerische Weise und entwickeln dabei unbewusst technisches Interesse und Fantasie. Bei Schuleintritt verfügen die meisten Kinder über vor- und außerschulische Bauerfahrungen. Erste Erfahrungen sammeln Kinder bereits im Sandkasten. Mit genormten Holzklötzen, Legosteinen oder ähnlichem wird das Bauen intensiviert.

Das schulische Bauen knüpft an die Vorerfahrungen der Kinder an und/ oder holt für Kinder mit geringer Baupraxis elementare Erfahrungen nach, indem die Lehrerin oder der Lehrer Lernarrangements schafft, die quantitativ und qualitativ alle Erfahrungen ansprechen.

Diese Lernarrangements müssen so konzipiert sein, dass das Bauangebot von Kindern mit geringer Praxis als Lernanregung und von Kindern mit fundiertem Bauwissen als Leistungsherausforderung aufgegriffen werden können und damit für die Lehrkraft am Ende der Einheit ein sach- und fertigkeitsbezogener Lernzuwachs überprüfbar ist.

Zur Überprüfung des Lernzuwachses dient der Lehrkraft, aber auch den Kindern, das Bauprodukt, die Bauzeichnung, sowie die nach dem Bauprozess mündlich zusammengetragenen Ergebnisse, bei denen Probleme, Schwierigkeiten und Lösungsansätze formuliert werden.

Das Bauen im Sachunterricht lässt sich in zwei Tätigkeitsschwerpunkte untergliedern^[8]:

- Räume bebauen und einrichten (Hausbau, Städtebau)
- Konstruieren und experimentieren unter bautechnisch-statischem Gesichtspunkt

Meine Unterrichtseinheit unterliegt dem zweiten Tätigkeitsschwerpunkt: Konstruieren und Experimentieren. Der Schwerpunkt liegt hier auf dem Sammeln von Erfahrungen beim Finden von Lösungswegen und auf dem Entdecken von Konstruktionsprinzipien. Sachverhalte wie Materialbeschaffenheit, Festigung unstabilen Materials durch Verformung, Gleichgewicht, Standsicherheit, Stütze und Träger und Bogenform bei Überbrückung spielen hierbei eine grundlegende Rolle.

Die Kinder machen beim Bauen auch sinnliche Erfahrungen. Während des Bauprozesses unterscheiden und vergleichen sie wie selbstverständlich das Gewicht des Materials und ordnen automatisch die schwereren Bausteine unten sowie die leichteren oberhalb des Bauwerks an und begreifen dadurch spielerisch die Schwerkraft. Die Beschaffenheit und Form des Materials erfassen sie durch den Einsatz von kompaktem, flachem oder länglichem Baumaterial. Durch das Bauen mit unterschiedlichen geometrischen Formen erschließen sie sich die Kinder deren Beziehungen untereinander. So erfahren sie zum Beispiel, dass zwei flache Steine besser übereinander liegen, als ein runder auf einem flachen. Durch das Bauen mit genormten Bauklötzen, aber auch selbst gesammelten Steinen, erfahren die Kinder die grundlegenden Funktionen von Normen und Standards.

Werden den Kindern beim Bauen Steine mit unterschiedlicher Oberfläche (glatt, rau, kantig, etc.) zur Verfügung gestellt, so lernen sie deren Wechselwirkung kennen und begreifen. Sie erschließen sich handelnd, dass die Reibungsverhältnisse des Baumaterials elementar für die Standfestigkeit der Bauwerke sind.^[9]

Beim Bauen bekommen die Kinder zusätzlich ein Gefühl für Größenverhältnisse, zum Beispiel beim Bau einer Brücke für ein zuvor festgelegtes Spielzeugauto. Wie muss die Brücke gebaut werden, damit sie das Auto trägt beziehungsweise damit das Auto die Bücke befahren kann?

Das Bauen in der Gruppe, also das gemeinsame Planen und Arbeiten an einem Bauprojekt und das Treffen von Absprachen während des Bauprozesses fördert die soziale Kompetenz. Der Bauprozess kann jedoch auch von Unstimmigkeiten und Konflikten begleitet werden, die es zu schlichten gilt. Das von Erfolgserlebnissen begleitete gemeinschaftliche Produkt am Ende des Bauprojekts steigert aber voraussichtlich die Motivation, weitere Bauprojekte in Angriff zu nehmen.

2.3 Handlungsorientiertes Lernen am Beispiel Bauen

In den vorangegangen Kapiteln habe ich mich eingehend mit dem handlungsorientierten Lernen sowie dem Bauen auseinandergesetzt. In diesem Abschnitt möchte ich einen Zusammenhang zwischen diesen beiden Themen herstellen, indem ich die wesentlichen Aussagen verknüpfe und Grundzüge meiner handlungsorientierten Unterrichtseinheit herausarbeite.

Das Thema der vorliegenden Hausarbeit „Handlungsorientiertes Lernen im Sachunterricht am Beispiel Bauen“ sagt aus, dass sich die Schülerinnen und Schüler nicht statisch-konstruktive Sachverhalte aneignen, indem sie von der Lehrkraft Vorgemachtes (zum Beispiel die Bauweise eines Bauwerks) nachmachen oder anhand von Bauplänen bauen, sondern handlungsorientiert bauen und lernen, indem sie in der Gruppe eine Problemlösung handelnd und kriteriengeleitet entwickeln. Das heißt, dass sie ganzheitlich, selbstständig, kommunikativ, kooperierend, zweck- und zielgerichtet an einem Handlungsprodukt arbeiten/ bauen.

Im Rahmen meines Vorbereitungsdienstes kann ich die handlungsorientierte Unterrichtseinheit „Wir bauen im Koboldland“ nicht in der Hochform handlungsorientierten Lernens, dem „Projekt“, anbieten. Ich binde die Einheit im Rahmen meines Fachunterrichts Sachunterricht in den vorhandenen Unterricht ein.

Die unter Punkt 2.1.6 dargestellte Planungsabfolge Hans Aeblis lässt sich sehr gut in die Stundenstruktur meiner handlungsorientierten Einheit zum Bauen integrieren. Jede Stunde meiner Einheit führt von der Problemstellung, über die Beurteilung der Ausgangslage und des Plans, sowie der Ausführung in der Erarbeitungsphase und der Beurteilung und Erprobung des Handlungsprodukts zur dreistufigen Verinnerlichung der Handlung. Siehe dazu ausführlich Kapitel 3.5.1.

3 Darstellung der Unterrichtseinheit

Im Folgenden soll es darum gehen, die zuvor erörterten theoretischen Aspekte zum handlungsorientierten Lernen am Beispiel Bauen in die Planung der Einheit zu integrieren. Die Durchführung der Unterrichtseinheit, die ich vom 07.11. bis 22.11.2006 mit der Klasse 2a durchgeführt habe, wird hier dargestellt.

Die handlungsorientierte Unterrichtseinheit stelle ich unter den Titel „Wir bauen im „Koboldland“.

3.1 Lernausgangslage der Lerngruppe

Seit Beginn des 2. Halbjahres des Schuljahres 2005/ 2006 unterrichte ich die 2a im Fach Sachunterricht mit drei Stunden wöchentlich.

Das Verhältnis zwischen der Lerngruppe und mir ist aufgeschlossen und freundlich.

Die Klasse setzt sich aus 9 Mädchen und 10 Jungen zusammen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten¹⁰

3.2 Ziele der Unterrichtseinheit

An dieser Stelle möchte ich die angestrebten Lernziele dieser Unterrichtseinheit verbalisieren. Sie werden insofern differenziert, dass ich von den übergreifenden allgemeinen Zielen ausgehe, die jede Stunde der Einheit betreffen und danach die Ziele für die einzelnen Stunden formuliere.

Eine Formulierung der Ziele des handlungsorientierten Lernens soll hervorheben, dass das Erarbeiten der statisch-konstruktiven Probleme vor einem selbstständig handelnden Hintergrund erfolgt.

Die längerfristigen Lernziele geben einen Ausblick auf das, was durch diese Unterrichtseinheit angebahnt werden soll.

Groblernziel der Unterrichtseinheit:

Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bauweise und Funktion von bestimmten Bauwerken, wie Mauer, Tor, Balkenbrücke, Bogenbrücke und Kragbogenbrücke handelnd nachvollziehen.

Allgemeine Ziele:

Die Schülerinnen und Schüler sollen…

- … mit Hilfe einer Geschichte das Problem erkennen und die Fragestellung verba- lisieren.
- … handelnd Einsichten in elementare, statische Grundgesetzlichkeiten der Stand- sicherheit und der Stabilität gewinnen.
- … handelnd überprüfen, wie ein Bauwerk gebaut sein muss, damit die Kriterien der Ausgangsfrage (Standsicherheit, Stabilität, Funktionalität) erfüllt sind.
- … die Bauweise sowie die statischen Grundsachverhalte der Bauwerke reflektie- ren und festigen, indem sie die Bauweise skizzieren.
- … ihre Ergebnisse präsentieren und ihren Lösungsweg verbalisieren sowie argu- mentieren.

Ziele der einzelnen Unterrichtsstunden:

Die Schülerinnen und Schüler sollen…

„Wir bauen eine Mauer, die dem Herbstwind standhält“

- … durch handelndes Entwickeln eine stabile Mauer mit gleichgroßen Bausteinen bauen, die dem Herbstwind (Fön) standhält.

- … verbalisieren sowie argumentieren, dass eine Mauer durch die versetzte Anord- nung der Steine Stabilität erlangt.

„Wir besichtigen Mauern in unserer Umgebung“

- … Mauern genau betrachten und die Anordnung der Steine skizzieren.

- … durch genaues Betrachten verschiedene Läuferverbände erkennen und be-schreiben.

„Wir bauen Tore für die Ankunft der Kobolde“

- … durch handelndes Entwickeln ein stabiles Tor mit möglichst wenigen gleich- großen Bausteinen bauen, das einer Erschütterung standhält.

„Die Ankunft der Kobolde: Wir bauen Brücken mit Stützen und Trägern“

- … durch handelndes Entwickeln eine stabile Brücke mit Stütze und Träger bauen.

- … die Funktion von Stütze und Träger handelnd nachvollziehen und diese verbali-sieren.

„Das Unwetter: Bau einer Kragbogenbrücke“

- … durch handelndes Entwickeln eine stabile Brücke ohne Stützen bauen, die einen Abstand überbrückt, der größer ist als die Länge der gleichgroßen Bausteine.

- … erklären, dass Gegengewichte überkragende Bauteile sichern beziehungsweise stützen müssen und diese den Abstand (Fluss) überbrücken.

„Vorbereitungen für das Kobold-Fest: Bau einer Bogenbrücke“

- … handelnd die Bauweise einer Bogenbrücke aus Pappe mit Hilfe eines Gerüstes, Widerlagern, Keilsteinen und eines Schlusssteines nachvollziehen.

- … verbalisieren und argumentieren, dass durch das Einsetzen des Schlusssteins die Bogenbrücke Stabilität und Belastbarkeit erlangt.

„Das große Fest der Kobolde: Balkenbrücken mit Trägern aus Papier und Stützen aus Holz“

- … in handelnden Falt- und Bauversuchen mit Papier erfahren, dass unstabiles Material durch Verformung Festigkeit erlangt.

- … durch handelndes Entwickeln mit Hilfe von Stützen aus Bauklötzen eine stabi-le Überbrückung/ einen stabilen Träger aus Papier bauen.

- … offene Profilfaltungen des Papiers (Winkel-, U-, T-, Zickzackprofil) kennen.

- … verbalisieren und argumentieren, dass Papier durch Verformung (Profilfaltung) Festigung erlangt.

„Der Abschied: Balkenbrücken aus Papier“

- … handelnd die Bauweise einer stabilen Balkenbrücke aus Papier entwickeln, in-dem sie ihr Vorwissen zu Balkenbrücken mit dem zur Verfestigung von Papier durch Verformung verknüpfen und anwenden.

- … erkennen, dass Stützen für den Bau einer Balkenbrücke aus Papier zu einem Rund-, Dreikant- oder Vierkantrohr (geschlossene Profilfaltung) geformt werden müssen, um Tragfähigkeit für ein Spielzeugauto zu erlangen und dies verbalisieren.

Ziele handlungsorientierten Lernens:

Die Schülerinnen und Schüler sollen…

- … in ihrer Selbstständigkeit geschult werden.

- … durch die Gruppenarbeit selbstständige, kooperative, kommunikative und sozia-le Fähigkeiten entwickeln, indem sie gemeinsam handelnd die Problemlösung erar-beiten.

- … ihre Handlungskompetenz einschätzen und bei Bedarf Hilfe (hier: Tipp-Kiste) annehmen oder selbstständig nutzen können.

- … die Handlung durch Verbildlichung, Versprachlichung und Verbalisierung ver-innerlichen und reflektieren. Längerfristige Lernziele

Die Schülerinnen und Schüler sollen …

- … den Arbeitsauftrag aus der Visualisierung erschließen.

- … mit technischen Inhalten des Sachunterrichts durch handelndes Entwickeln von Problemlösungen vertraut werden.

- … ihr Wissen im (zweckentfremdenden) Umgang mit den Werkstoffen Holz, Pappe und Papier erweitern.

- … durch das Skizzieren der Bauweisen ihr räumliches Vorstellungsvermögen erweitern.

- … in ihrer Grob- und Feinmotorik geschult werden, indem sie Bauwerke bauen und dabei unterschiedliche Werkstoffe verarbeiten.

- … in ihrer Wahrnehmungsfähigkeit, ihrer Koordinationsfähigkeit, sowie Kon-zentrations- und Ausdauerleistungsfähigkeit geschult werden, indem sie in der Grup-pe ausdauernd und konzentriert die Problemlösung erarbeiten.

3.3 Überlegungen zur Sache

Bauen bezeichnet allgemein die Tätigkeit des Herstellens von Bauwerken, baulichen Anlagen, sowie das Errichten und Konstruieren von Gegenständen.^[11]

Beim kindlichen Bauen wird zwischen spontan-spielerischem und zielgerichtet themengebundenem Bauen unterschieden.^[12] Beim spontanen-spielerischen Bauen eignen sich die Kinder in ihren sich selbst gestellten Bauaufgaben selbstständig statisch-konstruktive und räumlich-funktionale Erfahrungen an. In dieser Einheit soll an die Vorerfahrungen aus dem spontan-spielerischen Bauen angeknüpft werden und um die zielgerichtet-themengebundene Intention erweitert werden. Ich habe in meiner Einheit das zielgerichtete und themengebundene Bauen handlungsorientiert erweitert, indem die Kinder ebenfalls problemorientiert und kriteriengebunden bauen sollen.

Der Schwerpunkt meiner Unterrichtseinheit liegt auf dem Sammeln von Erfahrungen beim Finden von Lösungswegen und auf dem Entdecken von Konstruktionsprinzipien. In dieser Einheit sollen Bauwerke wie Mauern, Tore und verschiedene Brückentypen gebaut werden.

Bei einer Mauer handelt es sich um die älteste Art der Wandbauweise.^[13] Sie besitzt unterschiedliche Funktionen, so dient sie zum Beispiel in Gebäuden als tragendes Bauteil, in Flüssen als Staumauer und früher in Burgen als Schutz vor Angriffen. In dieser Unterrichtseinheit werden Mauern zum Schutz vor Unwetter und Wind gebaut. Der Bau von Mauern erfolgt Stein auf Stein in Handarbeit. Die Steine werden zu einem Mauerverband angeordnet. Unter Verband versteht man die zweckmäßige Anordnung der Steine im Mauerwerk. Zu den gebräuchlichsten Mauerverbänden zählen der Binderverband, Blockverband, Kreuzverband, Zierverband und der Läuferverband.^[14] In dieser Einheit werden Mauern im Läuferverband gebaut und die im Binderverband betrachtet und gezeichnet. Im Läuferverband stoßen die Ziegel mit den Kopfseiten aneinander und liegen mit den Läuferseiten parallel zur Mauerflucht. Die einzelnen Steine nennt man dabei Läufer. Im Binderverband stoßen die Ziegel mit den Läuferseiten zusammen und liegen mit den Kopfseiten parallel zur Mauerflucht; die einzelnen Ziegel nennt man dabei Binder.^[15]

Bei Toren handelt es sich in der Architektur um Öffnungen in einem abgegrenzten Bereich, wie ein Gebäude, eine Ummauerung oder einen Zaun, der mit Fahrzeugen befahrbar ist.^[16] In dieser Unterrichtseinheit soll ein Tor als Öffnung in einen Zaun gebaut werden um als Durchfahrt und Eingang zu dienen.

Brücken sind Bauwerke, die einen ununterbrochenen Übergang über Wasser, Verkehrswege und Täler ermöglichen. Häufig befinden sich auf Brücken Straßen, Wege oder Eisenbahnlinien. Man unterscheidet verschiedene Brückentypen, wie Ausleger-, Balken-, Hänge-, gemauerte Bogen-,Stahlfachwerk und Stahlträgerbrücken, die nach ihrem Konstruktionsprinzip benannt sind.^[17] In dieser Einheit sollen Balkenbrücken, Bogenbrücken und Kragbogenbrücken gebaut werden. Bei der Balkenbrücke handelt es sich um den einfachsten und ältesten Brückentyp, in der primitivsten Form der über den Bach gefallene Baumstamm.^[18] Man unterscheidet zwei verschiedene Grundformen für das Tragwerk bei Balkenbrücken: „Einfache“ und „durchlaufende“ Balken. Der einfache Balken liegt an beiden Enden auf und dient nur der Überbrückung kurzer Wegstrecken, da er unter Last aber auch durch das eigene Gewicht durchbiegen oder brechen kann. Die in dieser Unterrichtseinheit zu bauenden Balkenbrücken haben einen „durchlaufenden“ Balken, das heißt, dass der Balken an einer oder mehren Stellen durch Stützen gesichert wird und somit größere Spannweiten überbrückt werden können. Jedoch treten beim belasteten Balken auf der Oberseite Druckspannungen und auf der Unterseite Zugspannungen auf. Massivbaustoffe, wie Stein, Beton und Holz vertragen die Druckspannungen vergleichsweise gut, Zugspannungen hingegen schlecht. Stahl ist aus diesem Grund als Balken besonders geeignet, da er sowohl Zug- als auch Druckspannungen gewachsen ist.^[19] Folglich sind größere Überbrückungen heute auf Grund der Festigkeitseigenschaften von Stahl und Stahlbeton möglich.

Vor der Einführung dieser modernen Baustoffe bot die Erfindung der Bogenbrücke die Lösung, die Lasten so abzuleiten, dass nur Druckspannungen im Bogen entstehen, die von den Widerlagern abgefangen werden. Man unterscheidet den „einfachen Bogen“ und den „Kragbogen“. Beide Bogenbrückenformen sollen in dieser Einheit gebaut werden.

Bei der Bogenbrücke handelt es sich um die drittälteste Brückenform. Der oberste Punkt der Bogenbrücke wird Scheitelpunkt genannt, die beiden untersten Steine Kämpfer, die wiederum auf den Stützen, den Widerlagern, aufliegen. Beim Bau einer Bogenbrücke muss stets mit einem so genannten „Lehrgerüst“ gearbeitet werden. Dieses Gerüst trägt die Last der Steine, da erst das Einsetzen des Scheitelsteins beziehungsweise des Schlusssteins dem Bauwerk die nötige Standfestigkeit gibt. Stabilität erhält die Bogenbrücke, da das Gewicht jeden Steins vom nächst tieferen getragen wird. Die beiden untersten Steine, die Kämpfer sowie die Pfeiler (Widerlager), tragen das Gesamtgewicht. Bei Bogenbrücken entstehen neben den Druckkräften auch Schubkräfte, die den Bogen nach außen drücken. Dieser horizontale Schub wird durch die Widerlager aufgenommen und an den Baugrund weitergeleitet.

Kragbogenbrücken können im Gegensatz zu einfachen Bogenbrücken ohne Lehrgerüst errichtet werden und sind in jeder Bauphase stabil. Die Kragbauweise gleicht zwei Treppen, die sich in der Mitte treffen. Bei der Überbrückung durch Vorkragen wird jeweils der nächst höhere Stein etwas vorgeschoben – die Bauteile kragen aus. Das Gewicht des nachfolgenden Steins stützt den überkragenden Stein durch sein Eigengewicht.

Beim Bau der Bauwerke werden in dieser Unterrichtseinheit Werkstoffe, wie Bauklötze aus Hartholz, Papier und Pappe verwendet. Werkstoffe bezeichnen Arbeitsmittel die rein stofflicher Natur sind, die weiter verarbeitet werden und in ein Endprodukt eingehen.^[20]

Bei dem in dieser Unterrichtseinheit verwendeten Holz handelt es sich um Hartholz. Die Härte ergibt sich aufgrund seines Bearbeitungswiderstandes. Bei Hartholz handelt es sich auf Grund seines großen Anteils an Fasern und seiner engen Gefäßstruktur in der Beschaffenheit um ein festes und schweres Holz.^[21] Zu den Harthölzern zählen unter anderem Buche, Eiche und Ahorn. Die in dieser Einheit verwendeten genormten Harthölzer sind 6,7 cm hoch, 3,3 cm breit und 1,6 cm tief.

Die verwendete Pappe ist ein aus Zellstoff oder Altpapier durch Zusammenkleben oder -pressen hergestellter Werkstoff.

Bei Papier (aus dem griechischen πάπυρος, pápyros, „Papyrusstaude“)^[22] handelt es sich um ein aus den Zellstoffen von pflanzlichen Fasern, wie Holz, Stroh oder Halfagras hergestelltes Material, das vornehmlich zum Schreiben und Bedrucken verwendet wird.^[23] Bei dem in dieser Unterrichtseinheit verwendeten Papier handelt es sich um holzhaltiges Papier in DIN A4, für das auch mechanisch aufbereitete Fasern verwendet wurden.

Das Papier soll in dieser Einheit so verformt werden, dass es Festigung und Tragfähigkeit erlangt. Von Verformung spricht man, wenn man eine Formänderung infolge der Einwirkung einer äußeren Kraft vornimmt. Bei der Verformung von Papier handelt es sich um eine irreversible Verformung, also eine plastische Verformung, da Papier umformbar ist, also eine geringe Sprödigkeit besitzt. Das bedeutet, dass das Papier bei der Verformung/ beim Falten nicht bricht und diese Form (hier: Falte) nach der Einwirkung beibehält.^[24]

Genauere inhaltliche Angaben zur Kragbogenbrücke werden unter Kapitel 4.2.3 gemacht, weitere inhaltliche Angaben zur Balkenbrücke befinden sich im Kapitel 4.3.3.

[...]

^[1] vgl. Meyer, H. (2005), S. 422f.

^[2] vgl. ebd. (2005), S. 413

^[3] vgl. Meyer, H. (2005), S. 158

^[4] vgl. ebd. (2003), S. 143f.

^[5] vgl. Gudjons, H. (1997), S. 109ff.

^[6] vgl. Gudjons, H. (1997), S. 109ff.

^[7] vgl. Aebli, H. in Nuding, A. (2000), S. 39ff.

^[8] vgl. Schoeler, U. (1997), S. 237f.

^[9] vgl. Schoeler, U. (1997), S. 240

^[10] Bauen lässt nicht eindeutig der Sache oder dem Verfahren zuordnen. So kann es zum einen als Sache in Form von „Bauwerke bauen“ verstanden werden, zum anderen aber auch als Verfahren gelten, aus dem das Handlungsprodukt (das Bauwerk) resultiert. Ich ordne es in meiner Arbeit der Sache zu, da in meiner Einheit die Bauwerke durch die handlungsorientierte Unterrichtsgestaltung gebaut werden. Somit bezeichnet hier das „handlungsorientierte Lernen“ das Verfahren und das „Bauen von Bauwerken“ die Sache.

^[11] http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite (Ausdruck 31.12.2006)

^[12] vgl. Ulrich, H./ Klante, D. (1979), S. 99

^[13] vgl. Hartmann, Prof. Dr. E./ Hein, Prof. Dr. C. (2001), S. 67

^[14] vgl. Erbrecht, R./ Klein, J. (1997), S. 172ff.

^[15] vgl. ebd., S. 176

^[16] vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite (Ausdruck 31.12.2006)

^[17] vgl. www.encarta.msn.de (Ausdruck 02.01.2007)

^[18] vgl. Köthe, von Dr. R. (1991), S. 7f.

^[19] vgl. Straub, B./ Bickel, H. (2004), S. 61f.

^[20] vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite (Ausdruck 30.12.2006)

^[21] vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite (Ausdruck 30.12.2006)

^[22] ebd. (Ausdruck 30.12.2006)

^[23] vgl. http://www.wissen.de/ (Ausdruck 30.12.2006)

^[24] vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite (Ausdruck 30.12.2006)