Sachunterricht. Die Hängebrücke. Wir bauen eine eigene Hängebrücke (4. Klasse)

Inhaltsverzeichnis:

Darstellung der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge
1. Der Sachunterricht in der Grundschule
2. Technisches Lernen in der Grundschule
3. Technisches Lernen „Bauen“
4. Aufbau der Unterrichtsreihe
5. Curriculare Legitimation der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge
6. Die Überprüfung des Lern- und Kompetenzzuwachses
7. Didaktische Reflexion der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge
8. Weitere fachdidaktische Begründungszusammenhänge

Schriftliche Planung des Unterrichts
1. Lernvoraussetzungen der Kinder
2. Sachstruktur/Sachanalyse
3. Fachdidaktische Begründung/Bezug zu RL und LP
4. Kommentierte Verlaufsplanung

Literaturverzeichnis

Anhang

Darstellung der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge

1. Der Sachunterricht in der Grundschule

Der Sachunterricht leistet einen wesentlichen Beitrag zur Identitäts- und Persönlichkeitsentwicklung, befähigt zur Mitnahme von Verantwortung und zur aktiven Teilnahme an der Gestaltung der Lebenswirklichkeit.

Zugleich werden im Sachunterricht tragfähige Grundlagen für weiterführendes Lernen geschaffen.

Die SchülerInnen erfahren in unterschiedlichen Arrangements wie Sachbereiche der eigenen Lebenswelt erkundet, erforscht und Aufgaben gemeinsam geplant und bearbeitet werden können.

Es findet eine gezielte Förderung von Teamfähigkeit, Arbeitsteilung und sozialer Kooperation statt. Die Wissbegier der Kinder wird geweckt und das Interesse und Freude an der forschenden und handelnden Auseinandersetzung mit ihrer Umwelt wird gesteigert.

Vorhandene Vorstellungen, Erfahrungen, Deutungsmuster und Handlungsmöglichkeiten der SchülerInnen werden genutzt, erweitert und ausgebaut, so dass die SchülerInnen zu sachgerechten, nachvollziehbaren und überprüfbaren Arbeitsergebnissen kommen können. Dabei werden fachspezifische Methoden genutzt und gefördert, wie das Untersuchen und Erkunden von sachunterrichtlichen Phänomenen der Lebenswirklichkeit der Kinder. Das Repertoire an Fähigkeiten und Fertigkeiten für den Unterricht und außerschulischen Lernorten wird erweitert. Das Lernen von Fachbegriffen führt auch zur sprachlichen Entwicklung.

Durch Originalbegegnungen, anregenden Lernarrangements und kooperative Lerngemeinschaften erproben SchülerInnen unterschiedliche methodische Zugänge des aktiven Wissenserwerbs. Das führt zu selbstständigem Lernen durch Finden von Lösungen für Prozesse und es hilft Lernwege selbst zu organisieren und zu gestalten.

Die eigenen Lernergebnisse werden dokumentiert, erklärt und kritisch reflektiert.

Die vielfältigen Erfahrungen werden im Sachunterricht genutzt, indem ein Austausch untereinander erfolgt. Das Medienrepertoire wird erweitert, durch die Informationsbeschaffung durch neue und alte Medien.^[1]

2. Technisches Lernen in der Grundschule

Grundschulkinder leben in einer technisierten Welt. Technik wird genutzt im Spiel, beim Basteln und im Haushalt. Das Wissen der Kinder über Technik ist jedoch nur auf ein Bedienungs- und Umgangswissen reduziert. Verborgen bleibt das Wissen über Funktions- und Entstehungszusammenhänge, sowie die Auswirkung von Technik.

Die Kinder haben Interesse daran, hinter die „Dinge“ zu schauen, ihre Funktions- und Wirkungsweisen zu ergründen. Sie wollen wissen, wie etwas funktioniert, woraus und wie etwas gemacht ist und wo etwas herkommt und wie es entsteht. Der Sachunterricht soll dieses Interesse der Kinder aufgreifen und ihnen die Möglichkeit geben zu entdecken, nachzuvollziehen, zu gestalten und zu bewerten.

Im Sachunterricht sollen die Kinder Gelegenheit haben lebenspraktisches und technisches Können und Wissen zu erwerben. Sie sollen elementare Formen technischen Handelns erlernen und grundlegende technische Funktions- und Herstellungszusammenhänge verstehen. Mit den Folgewirkungen der Technik soll sich auseinandergesetzt werden, sowie über Zusammenhänge zwischen technischer Entwicklung und Arbeits- und Lebensweisen nachgedacht werden. Die geschlechtsspezifischen Einstellungen zu Technik sollen thematisiert und Hemmungen abgebaut werden.

Der Sachunterricht muss zur Entwicklung einer technisch-praktischen Handlungsfähigkeit beitragen. Er sollte neben dem praktischen Bewältigen auch das Verstehen technischer Zusammenhänge thematisieren, um Einsichten in technische Gegenstände, Verfahren und Errungenschaften zu ermöglichen.

Das Konstruieren, Experimentieren, Probieren, Optimieren, Gestalten und Bewerten sind wesentliche Bestandteile des Sachunterrichts und sollten hier erlernt werden.

3. Technisches Lernen „Bauen“

Das Bauen wirkt animierend und aktivierend und fordert auch zurückhaltende Kinder zum Mitwirken auf. Es wirkt über die aktive Auseinandersetzung mit Funktion, Form, Farbe und Stil immer auch ästhetisch erziehend. Das Bauen ist eine anschauliche formale Bildung im Sinne einer Schulung des Denkens in Strukturen und Prinzipien. Es bietet weiterführende Gesprächs- und Reflexionsanlässe. Im Sachunterricht bedeutet Bauen das Begreifen und Bewältigen von Komplexität^[2].

Der handlungsorientierte Unterricht im Sachunterricht orientiert sich an den Fragen, den (Vor-)Erfahrungen und der Lebenswirklichkeit der Kinder. Darauf aufbauend werden Interessen geweckt und Fragestellungen gefunden. Diese motivieren die Kinder zu selbstständigen handelnden und problemlösenden Aktivitäten.

Der Unterricht verläuft zielgerichtet auf gemeinsam vereinbarte Handlungsprodukte. Die Kinder werden dabei konsequent an Planungen und Gestaltungen der Vorhaben beteiligt.

Gesprächsphasen und Zwischenreflexionen dienen dabei zur Versprachlichung und damit der Verinnerlichung von Handlungserfahrungen. Außerdem findet in den Gesprächsphasen einen Überprüfung der bisherigen Arbeitsergebnisse statt. Weitere Planungsschritte sowie das gemeinsame Lösen von aufgetretenen Problemen werden besprochen. Falls schon vorhanden, werden Ergebnisse gesichert. Die Kinder geben Informationen über Lernfortschritte, gleichzeitig findet eine Kontrolle des Gelernten statt.

Im handlungsorientierten Unterricht stehen Kopf- und Handarbeit in Wechselwirkung zueinander. Dem problemlösenden bzw. entdeckenden Lernen kommt im handlungsorientierten Unterricht eine besondere Bedeutung zu.

Beim Bau von Brücken ergeben sich für Kinder problemhaltige Fragestellungen. Kinder entwickeln eigene Lösungsstrategien durch das Ausprobieren und das Überprüfen.

Nach Aebli ist im handlungsorientierten Unterricht am Anfang eine geeignete Problemstellung. Diese reizt zum Denken – die Kinder möchten dabei ein bestimmtes Ziel erreichen. Wenn das Problem klar gestellt ist, dann braucht die Lehrkraft nicht mit Fragen leiten, denn die Problemstellung wird die Kinder selbstständig forschen lassen. Die Aufgabe der Lehrkraft besteht darin, eine Ordnung in die ‚kollektive Denkarbeit‘ zu schaffen und die Durchführung des Bauens inhaltlich zu überwachen.^[3]

Auch Gudjons vertritt die Meinung, dass beim entdeckenden Lernen der Lernende zum Konstrukteur wird. Der Lernende ist somit nicht fremdgesteuert. In der Unterrichtspraxis sieht das so aus, dass entdeckenlassende Verfahren eingesetzt werden oder ein gelenktes Entdecken stattfindet. Die Lerninhalte werden in Probleme transformiert, wobei nur eine minimale Hilfe seitens der Lehrkraft geleistet wird.^[4]

Entdeckendes Lernen führt nach Kaiser zu einem gründlichen Wissenserwerb, da das Wissen aktiv erworben wird. Der Sachunterricht sichert „die Übertragbarkeit von Einsichten und Methoden auf andere Situationen und Probleme“.^[5]

4. Aufbau der Unterrichtsreihe

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten^[6]

5. Curriculare Legitimation der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge

Das Thema der Unterrichtsreihe rechtfertigt sich durch den Lehrplan für die Grundschule in Nordrhein-Westfalen für das Fach Sachunterricht. Dieser besagt, dass im Bereich Technik und Arbeitswelt das Thema Bauwerke und Konstruktionen durchgenommen werden muss. Die Kompetenzerwartungen am Ende der Klasse 4 sind, dass die SchülerInnen Bauwerke konstruieren und die Zusammenhänge zwischen Materialien und Konstruktionen beschreiben und dokumentieren.^[7]

Außerdem ist im schulinternen Arbeitsplan das Thema in Klasse 2 und 4 festgesetzt. Hier werden als Kompetenzerwartungen formuliert, dass die SchülerInnen mit einfachen Werkstoffen Modelle von Bauwerken bauen. Als prozessbezogene Kompetenzen werden das Beobachten und Beschreiben von Sachverhalten, sowie das Planen und Organisieren von Versuchen und das Vergleichen von Vermutungen und Ergebnissen von Auswertungen formuliert.^[8]

Als methodische Vorgaben wurden Experimente und Versuche vorgegeben. Das schulinterne Curriculum sieht als Differenzierungs- und individuelle Förderungsmaßnahmen Anleitungen oder Tippkarten für Experimente vor, sowie differenzierte Aufgabenstellungen.

Die Medien, die für diese Reihe benutzt werden sind die Klassenkisten, Arbeitsblätter und Beobachtungsbögen bzw. Versuchsprotokolle.

6. Die Überprüfung des Lern- und Kompetenzzuwachses

Die Überprüfung des Lernzuwachses erfolgt durch gezieltes Beobachten der SchülerInnen durch die Lehrkraft, sowohl in den Arbeitsphasen als auch in den Reflexionsphasen.

Der fachliche Lernzuwachs kann besonders gut in den Reflexionsphasen beurteilt werden, da hier die Ergebnisse der Versuche diskutiert und zusammengefasst werden. Bei starken SchülerInnen kann hier meist das Transferieren und Anwenden des Gelernten beobachtet werden.

Auch in den Arbeitsphasen kann man durch den Austausch in Partnerarbeit Anhaltspunkte dafür erkennen, wie groß der Lernzuwachs bei jedem/r einzelnen Schülerin ist. Besonders für die Beobachtungen der Kompetenzen im sozialen Bereich eignen sich kooperative Lernformen sehr gut, da man hier erkennt, wie gut die Kinder Verantwortung übernehmen können. Übergreifende Kompetenzen wie das Wahrnehmen und Kommunizieren kommen durch die Versuchsbeobachtung und den regen Austausch darüber, zur Geltung. Indem sie den Versuch selbst planen und durchführen, ihre Vermutungen durch ihre Beobachtungen überprüfen und ihre Ergebnisse formulieren, stellen die SchülerInnen ihre Strukturierungs- und Darstellungskompetenz unter Beweis.

Auch anhand der Verschriftlichungen der SchülerInnen lassen sich gut die individuellen Lernfortschritte beobachten.

7. Didaktische Reflexion der längerfristigen Unterrichtszusammenhänge

Die Reihe wird mit dem Bau einer Balkenbrücke begonnen, damit man darauf aufbauend den Bau von weiteren Brücken weiterführen kann. Im Anschluss wird die Keilsteilbogenbrücke durchgenommen, damit ein erstes Antasten an das Thema erfolgen kann. Andere Brückenarten, wie die Kragbogenbrücke wurden schon im 2. Schuljahr durchgenommen, weshalb bei dieser Reihe das Achten auf Stabilität im Vordergrund steht. Durch die Keilsteinbogenbrücke sollen die Kinder erste Erfahrungen mit der Stabilität der Brücken machen. Mit Hilfe dieser Entdeckung werden sie in der heutigen Unterrichtsstunde eine Hängebrücke bauen und erkennen, dass das Tragseil in einem Widerlager verankert sein muss, damit die Pylonen bei Belastung der Fahrbahn nicht zur Mitte hingezogen werden und umkippen. Angeleitet durch diese Erkenntnis, werden die SchülerInnen ihre Brücken mit Widerlagern stabiler machen.

Das Benennen der einzelnen Teile einer Brücke wird in Zusammenhang mit den Düsseldorfer Brücken wiederholt.

Ein runder Abschluss gelingt durch einen Brückenwettbewerb, in dem bestimmte Kriterien beim Bau beachtet werden müssen (Stabilität, Belastbarkeit).

Inhaltlich ist die Reihe so konzipiert, dass das Bauen und das damit verbundene Erforschen/Entdecken überwiegt, da diese sowohl im schulinternen Curriculum geregelt sind, als auch damit die SchülerInnen handlungsorientiert Lerninhalte lernen und diese im Bewusstsein verankern.

Als Sozialform überwiegen Partnerarbeiten, da diese Methode viele Vorteile aufweist:

- Die SchülerInnen können gemeinsam über ihr Vorhaben nachdenken und sind nicht auf sich alleine gestellt.
- Die Versuche sind zu zweit leichter durchzuführen als alleine, da man sich gegenseitig helfen kann.
- Durch die hohe Gesprächsbeteiligung (50%), ist ein sachorientierter Austausch und eine effektive Findung der Lösung möglich.
- SchülerInnen, die sich nicht trauen vor einer großen Gruppe zu sprechen, haben hier die Möglichkeit sich in der kleinen Gruppe auszutauschen. Die Lehrkraft kann dann in den Arbeitsphasen die Leistungen beobachten.
- Die Kooperationsfähigkeit der Kinder untereinander wird trainiert.^[9]

8. Weitere fachdidaktische Begründungszusammenhänge

Das Thema „Brücken“ ist nicht nur für Kinder ein spannendes, aus der Alltagswelt entstammendes Thema. Denn jeder von uns nutzt nahezu täglich eine Reihe von Brücken, ohne darüber nachzudenken. Ohne Brücken wären viele Verkehrsanbindungen sehr lang und umständlich, sowie teilweise unmöglich^[10]. Heutige Brücken gelten als nicht mehr wegzudenkende technische Meisterleitungen^[11]. Seit jeher ist das Überqueren von Flüssen, Schluchten und Sümpfen sowie von Wegen und Straßen ein Ziel, das Menschen zum Entwerfen technischer Lösungen und zu neuen Erfindungen herausgefordert hat. Die örtlichen Gegebenheiten, die verfügbaren Materialien und Techniken sowie die zu realisierenden Ziele haben dabei zu den unterschiedlichsten Brückenkonstruktionen geführt^[12]. Auch die SuS müssen beim Bauen der Brücken bestimmte Ziele (Stabilität, Fahrbahnhöhe, etc.) erreichen. Das Thema ist für Schülerinnen und Schüler höchst motivierend. Denn sie sehen täglich Brücken, vielleicht auf dem Weg zur Schule oder zum Einkaufen, und können diese mit einfachen Materialien in kleinen Modellen nachbauen und haben ein vorzeigbares Ergebnis ihrer Arbeit. Das Thema regt die SuS zum Problemlösen sowie zum eigenständigem Denken und aktiven Handeln an. Ebenso werden bautechnisch relevante Grundlagen wie Stabilität und Tragfähigkeit, Schub- Zug- und Druckkräfte erarbeitet^[13].

[...]

^[1] vgl. Ministerium für Schule und Weiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen (MSW NRW) (Hrsg.) (2008): Richtlinien und Lehrpläne für die Grundschule in Nordrhein-Westfalen. Deutsch. 1. Auflage. Düsseldorf. S. 39

^[2] Plickat, Dirk, in: Reeken, 2003, S. 24

^[3] Vgl. Aebli, Hans: Handelndes Lernen und Problemstellung. In: Einsiedler, W./Rabenstein: Grundlegendes Lernen im Sachunterricht. Bad Heilbrunn 1985. S. 35-36

^[4] Vgl. Gudjons, Herbert: Handlungsorientiert lehren und lernen. S. 22

^[5] Kaiser, Astrid: Neue Einführung in die Didaktik des Sachunterrichts. Baltmannsweiler 2008, S. 213

^[6] Die eingeführten Begriffe werden passend zu der jeweiligen Brücke in einem „Wortspeicher“ an der Themenleine gesammelt.

^[7] Ministerium für Schule und Weiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen. Lehrplan Sachunterricht Grundschule. S. 45

^[8] Schulinternes Curriculum für den Sachunterricht Klasse 4

^[9] vgl. Hoenecke, Christian: Sachunterricht: Natur und Technik. Didaktik und Methodik. Praxishilfen für Physik, Biologie und Chemie in den Klassen 1 bis 4. S. 16 ff

^[10] vgl. Möller 2009: S. 11

^[11] vgl. Jelinek/Wütherich 2007: S. 10

^[12] vgl. Möller 2009: S. 11

^[13] vgl. Möller 2009: S. 11