Elektrische Schalter bauen im Sachunterricht einer 4. Klasse

Inhaltsverzeichnis

1. Lernvoraussetzungen
1.1. Beschreibung der Lerngruppe
1.2. Arbeits-, Lern- und Sozialverhalten
1.3. Methodische Voraussetzungen
1.4. Fachliche Voraussetzungen

2. Sachanalyse

3. Didaktische Überlegungen
3.1. Didaktische Überlegungen zur Unterrichtseinheit
3.2. Didaktische Überlegungen zur Unterrichtsstunde

4. Methodische Überlegungen

5. Literaturverzeichnis

6. Anhang
6.1. Übersicht über die Kompetenzen der SuS und mögliche Konsequenzen für die Unterrichtsstunde
6.2. Aufbau der Unterrichtseinheit
6.3. Tippkarten
6.4. Schaltertypen
6.4.1. Stellschalter
6.4.2. Drückschalter
6.5. Sitzplan der Klasse 4c

Stundenverlaufsplan 16. November 2011, 9.00 – 9.45 Uhr

Versicherung

Thema der Unterrichtseinheit

Wir konstruieren einen beleuchteten Tannenbaum zur Fensterdekoration

Lernziel:

In der Auseinandersetzung mit den Funktionen der Bauteile eines beleuchteten Tannenbaummodells aus Holz lernen die SuS¹ den Einsatz elektrischer Energie und die Umwandlung in andere Energiearten kennen. Ihrem individuellen Entwicklungsstand entsprechend erarbeiten sie sich grundlegende Kenntnisse zur Funktion einzelner Bauteile und deren Wirkungsweise. Dieses Wissen ermöglicht den SuS die Einsicht in die sie umgebenden elektrischen Geräte und der darin bestehenden Gefahren. Durch problemorientierte Handlungen entdecken sie selbstständig Vor- und Nachteile bei der Vernetzung elektrischer Bauteile und überwinden Fehlerquellen. Die SuS erwerben Fertigkeiten im Umgang mit Werkzeugen wie der Laubsäge und der Feile und schulen ihre motorischen Fähigkeiten beim Zusammensetzen von elektrischen Kleinteilen und dem Zeichnen von Schaltskizzen. Diese fördern auch das räumliche Denken und das Umsetzen von dreidimensionalen Gegenständen in zweidimensionale Symbole. Durch das gemeinsame Problemlösen werden die SuS in ihrem Sozialverhalten gefördert.

Thema der Unterrichtsstunde

Wir benötigen einen Schalter zum Ein- und Ausschalten der Tannenbaumbeleuchtung

Lernziel:

Die SuS konstruieren, ihrem individuellen Lernstand entsprechend, einen oder mehrere Schalter, um ihre Tannenbaumbeleuchtung ein- und auszuschalten. Sie erkennen, dass durch einen Schalter der Stromkreis unterbrochen wird. Die SuS beschreiben und erläutern die Funktion eines Schalters, indem sie ihre Eigenproduktion vorstellen. In Kooperation mit einem Partner tauschen sie ihre Ideen aus und fördern damit das Problemlösen, das Kommunizieren und Argumentieren im naturwissenschaftlichen Kontext.

1. Lernvoraussetzungen

1.1. Beschreibung der Lerngruppe

Die Klasse 4 hat sich zu Beginn des 3. Schuljahres aus SuS von zwei jahrgangsgemischten Eingangsklassen zusammengesetzt. Im 2. Halbjahr des 3. Schuljahres kamen zwei Schüler zur Klasse dazu. Es sind insgesamt 18 Schüler, davon 10 Mädchen und 8 Jungen. Viele SuS haben einen Migrationshintergrund, beherrschen aber (bis auf M. und M.) durchweg die deutsche Sprache gut bis sehr gut. Seit Beginn des 3. Schuljahres unterrichte ich eigenverantwortlich alle 4 Stunden des Sachunterrichts.

1.2. Arbeits-, Lern- und Sozialverhalten

Die SuS haben ein großes Interesse am Sachunterricht und bisher sehr engagiert mitgearbeitet. Im Sitz(halb)kreis beteiligen sich i.A. alle SuS rege. Die Lerngruppe ist sehr heterogen und auch in ihrem Lerntempo sehr unterschiedlich. Einige SuS beteiligen sich durchgehend und sehr aktiv am Unterrichtsgeschehen. Einige SuS arbeiten ebenfalls ausdauernd und regelmäßig mit, halten sich mit mündlichen Beiträgen jedoch eher zurück. Es gibt auch SuS, die sich stark im Unterricht beteiligen, deren Wortbeiträge jedoch nicht unbedingt eine Weiterentwicklung der Sache bewirken. Im Sachunterricht wird seit der 3. Klasse nahezu ausschließlich in Partner- oder Gruppenarbeit miteinander gearbeitet. Die Zusammensetzung der Gruppen erfolgte nach verschiedenen Möglichkeiten. Die gemeinsame Arbeit erfolgt zunehmend besser und partnerschaftlicher.

1.3. Methodische Voraussetzungen

Die SuS sind es gewohnt, im Sitzk(halb)reis ein Thema neu zu erarbeiten, einer Präsentation zu folgen oder Ergebnisse zusammenzutragen. Im Verlauf der Stromeinheit experimentierten die SuS sehr selbständig mit einer Experimentierbox, die bereits alle Gegenstände der gesamten Stromeinheit enthält, so dass die SuS nicht nach genau festgelegten Anleitungen arbeiteten und auch eigene Ideen untersuchen konnten. Die SuS führten Experimente im Plenum vor. Das Tannenbaummodell aus Holz wurde von den SuS mit einer Laubsäge selbst ausgesägt und von der Lehrkraft Löcher für die Lämpchen herausgebohrt. Die Lichterketten wurden von jeder Partnergruppe in der vorhergehenden Stunde nach den Erfahrungen mit Parallel- und Reihenschaltung zusammengesetzt und im Holzmodell festgeklebt. Während der Einheit wurden jeweils zu Beginn der Woche die Partnerteams neu gebildet durch Ziehen von Memory-Karten. Die SuS sind es gewohnt, sich gleich zu Beginn der Stunde mit ihrem Wochenpartner zusammenzusetzen.

1.4. Fachliche Voraussetzungen

Die SuS sind für Sachthemen motiviert und zeigen Interesse und Freude daran. Das Thema Strom ist in den zurückliegenden Schuljahren noch nicht behandelt worden, jedoch verfügen alle SuS über Alltagserfahrungen mit Elektrizität, die sehr heterogen und unstrukturiert sind. Die Einheit ist darauf angelegt, allen SuS einen grundlegenden Kenntnisstand über die Nutzung von Strom sowie Fähigkeiten im Experimentieren und der Erstellung von technischen Schaltskizzen zu vermitteln. Aufgrund des täglichen Umgangs mit Strom wurden in der Einheit Gefahren und Wirkungen des elektrischen Stroms herausgearbeitet. Der Unterschied zwischen Strom aus der Steckdose und der Batterie wurde thematisiert und ausdrücklich ein Experimentieren mit Netzstrom untersagt. Die SuS haben in den vorhergehenden Stunden bereits die Experimentierbox kennengelernt und damit selbständig einen Stromkreis erstellt, Gegenstände auf elektrische Leitfähigkeit überprüft und die Unterschiede der Reihen- und Parallelschaltung mit ihrer Bedeutung für die Tannenbaumbeleuchtung sowie Schaltskizzen erarbeitet. Schalter haben die SuS zwar im Alltag bereits erfahren, jedoch in dieser Einheit noch nicht kennengelernt und auch nicht angewendet. Durch die Handlungsorientierung und spätere Verwendbarkeit des beleuchteten Tannenbaums haben die SuS ein großes Interesse daran, zu verstehen, wie die einzelnen Bauteile funktionieren und können grundlegende elektrische Gegebenheiten beschreiben, allerdings nicht unbedingt auch gedanklich vollständig durchdringen.²

Bauanleitungen haben nur einige SuS bisher beim Bauen eines Stromprüfgerätes kennengelernt, in anderen Fächern jedoch mit Bildergeschichten und der Kombination aus Bild und Text gearbeitet.

2. Sachanalyse

Ein einfacher Stromkreis besteht aus einer Energiequelle (z.B. Batterie), einem elektri-schen Leiter (z.B. Draht³ ) und einem elektrischen Widerstand⁴ (z.B. Lampe). Um den Stromkreis zu schließen, wird ein Pol einer Batterie durch einen Draht mit einem Verbraucher und durch einen weiteren Draht mit dem zweiten Pol der Batterie verbunden.⁵ Im geschlossenen Stromkreis bewegen sich Ladungsteilchen, Elektronen⁶, durch den elektrischen Leiter, nachdem sie von einer Energiequelle angestoßen werden. Diese Bewegung nennt man den elektrischen Strom (auch: Elektronenstrom).⁷ Mithilfe des Elektronenstroms wird elektrische Energie transportiert und in einem Verbraucher in eine andere Energieform umgewandelt. Die Elektronen gehen dabei nicht verloren, sondern sind die Träger der Ladung.⁸ Um einen Stromfluss zu erzeugen, wird die Verteilung der Ladungen verändert und die Elektronen werden von den zugehörigen Atomen getrennt, so dass sie als freie Ladung innerhalb eines elektrischen Leiters beweglich sind. Elektrische Leiter sind v.a. Metalle, z.B. Aluminium oder Kupfer.⁹ In der Schule verwendet man i.A. Batterien, bei denen es durch eine chemische Reaktion zu einem Elektronenüberschuss am Minuspol kommt.¹⁰ Verbindet man beide Pole durch einen elektrischen Leiter miteinander, wandern die überschüssigen Elektronen des Minuspols zum Pluspol, um einen Konzentrationsausgleich zwischen beiden Polen herzustellen.¹¹ Sobald an beiden Polen gleich viele Elektronen vorhanden sind, ist die Batterie „leer“ bzw. entladen.¹² In einem geschlossenen Stromkreis die Stromstärke überall gleich groß, da die Anzahl der Elektronen, die an einer beliebigen Stelle des Stromkreises in einer bestimmten Zeit vorbeifließen, immer gleich groß ist.¹³ Ein Widerstand (z.B. Lampe) verringert die Anzahl der Elektronen, die eine bestimmte Stelle innerhalb einer bestimmten Zeit passieren, die Stromstärke nimmt ab.

Um einen geschlossenen Stromkreis zu unterbrechen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Es kann direkt an der Energiequelle der leitende Draht von einem Pol der Batterie entfernt werden. Praktischer und im Alltag genutzt ist das Einbauen eines Schalters in den Stromkreis. Wird der Schalter geöffnet, dann ist die Verbindung zur Energiequelle an einer Stelle unterbrochen und es fließt kein Strom mehr.¹⁴

Es gibt verschiedene Schaltertypen, die nach zahlreichen Merkmalen, z.B. konstruktiven oder Nutzungsmerkmalen, unterschieden werden können. Im Folgenden erläutere ich zwei Schaltertypen, die im Alltag gebräuchlich sind und sich nach der Nutzungsart deutlich voneinander unterscheiden.¹⁵

Ein Druckschalter¹⁶ schließt den Stromkreis nur so lange, wie er gedrückt bleibt, und kehrt nach Wegnahme der Betätigung wieder in die Ruhestellung zurück,¹⁷ z.B. Klingel, Stabmixer. Man kann ihn selbst herstellen, indem man einen Metallstreifen (oder eine Büroklammer) an einer Seite hochbiegt und die andere Seite mit einem metallischen Reißzwecken an einem Leitungsdraht anschließt. Durch Drücken auf das hochgebogene Ende wird ein Kontakt zum zweiten Leitungsdraht hergestellt und damit der Stromkreis geschlossen.¹⁸

Ein Stellschalter¹⁹ schließt den Stromkreis so lange, bis der Schalter wieder gezielt betätigt wird. Er behält die Position, in die er bei Betätigung eingestellt wird, bis zur erneuten Betätigung stabil bei. Beispiele: Staubsauger, Schreibtischlampe. Ein Stellschalter kann wie folgt hergestellt werden: Das eine Ende einer Schnellhefter-Klammer aus Metall wird mit einem Reißzwecken am Leitungsdraht befestigt. Das andere Ende ist beweglich und schließt durch Bewegen zu einem weiteren Reißzwecken, der mit dem zweiten Draht verbunden ist, den Stromkreis.²⁰

Schalter dienen nicht nur zum Ein- oder Ausschalten von Verbrauchern, sondern auch der Sicherheit beim Bedienen von Maschinen: Beispielsweise erfordert die Heckenschere das gleichzeitige Drücken zweier Tastschalter, die hintereinander in Reihe geschaltet sind, um arbeiten zu können, so dass beim Loslassen eines Schalters der Stromkreis nicht mehr geschlossen ist und die Maschine sich selbst ausschaltet.²¹

3. Didaktische Überlegungen

3.1. Didaktische Überlegungen zur Unterrichtseinheit

Weihnachten steht vor der Tür, und in vielen Fenstern leuchten Lichterketten und blinken Figuren. Auch nicht-christliche Kinder erfreuen sich an diesen elektrischen Dekorationen.²² Es gibt sie in vielen Geschäften zu kaufen. Aber – wie funktionieren sie? Warum erlöschen viele Lichterketten, sobald ein einziges Lämpchen verglüht ist? Das wird in dieser Unterrichtseinheit untersucht, und durch das eigenständige Bauen eines beleuchteten Tannenbaummodells aus Holz wird der Bezug zum Alltag hergestellt und der elektrische Strom in einem Zusammenhang mit dem eigenen Tun gebracht.²³ Dabei erweitern die SuS nicht nur ihre fachlichen Kompetenzen, sondern erwerben Fertigkeiten im Umgang mit Werkzeugen wie der Laubsäge und der Feile und schulen ihre motorischen Fähigkeiten beim Zusammensetzen von elektrischen Kleinteilen und dem Zeichnen von Schaltskizzen.

Passend zum 1. Advent stehen die leuchtenden Tannenbäume in den Klassenzimmer-fenstern und motivieren die SuS schon vom ersten Tag der Einheit an, sich die notwendigen Kenntnisse zum elektrischen Strom anzueignen, um ein eigenes Leuchtobjekt zu fertigen. Dies ermöglicht einen handlungsorientierten Unterricht, bei der sich die handelnde Person ihres Tuns in allen Phasen bewusst ist und daher planvoll handelt.²⁴ Der Unterricht ist an den Interessen und Problemen der SuS orientiert, dabei liegt ein Schwerpunkt auf dem entdeckenden Lernen, da es den SuS ermöglicht, Informationen durch eigenständige und problemlösende Aktivitäten selbst zu erwerben und damit nachhaltiger in ihr vorhandenes Wissensnetz zu integrieren.²⁵

In der Kooperation mit einem Partner werden Rücksichtnahme und Teamfähigkeit gefördert und damit die Sozialkompetenz erweitert.²⁶ Die Problemlösekompetenz wird durch das gemeinsame Bearbeiten der Fragestellungen, die Planung des Vorgehens und die Reflexion der Ergebnisse verbessert und fördert durch die erfolgreiche Lösung der Aufgaben auch die Personale Kompetenz²⁷.

Elektrischer Strom ist allgegenwärtig und stellt daher ein Basiskonzept²⁸ des Sachunterrichts dar, aber das Wissen darüber ist eher ein Halbwissen und basiert oft auf falschen Alltagsvorstellungen ­– ist elektrischer Strom das Gleiche wie elektrische Energie, die der Stromrechnung zugrunde liegt?, leuchtet das Lämpchen, weil aus beiden Batterieanschlüssen Elektrizität zum Lämpchen fließt? – und Vermutungen, die mit vagen Erinnerungen an die Schulzeit zu tun haben.

Die Nutzung von Energie bedeutet jedoch auch, die „Verantwortung für sich und die Umwelt“²⁹ zu übernehmen, daher ist es notwendig, eine Einsicht in physikalische Grundprinzipien³⁰ wie dem elektrischen Stromkreis und der Wirkungsweise von Strom zu ermöglichen und sich auch der Gefahren und Probleme der Nutzung von Strom bewusst zu werden.

Aus der Kenntnis grundlegender technischer Errungenschaften entsteht ein Verständnis für technische Funktionsweisen und den Nutzen insbesondere elektrischer Geräte im Alltag.³¹ Dabei werden die Vorerfahrungen und Kenntnisse der SuS berücksichtigt und durch neue Erfahrungen sowohl erweitert als auch Präkonzepte ersetzt. Die fachlichen Kompetenzen werden durch Experimentieren anhand von technischen Fragestellungen, Dokumentieren in Schaltskizzen, Überprüfen von Materialien und deren sinnvoller Verwendung entwickelt und erweitert. Dabei wird genaues Beobachten und Vergleichen, Konstruieren und Planen geschult und Problemstellungen, die sich beim Erstellen eines beleuchteten Tannenbaummodells ergeben, von den SuS handelnd und entdeckend gelöst.³²

In dieser Unterrichtseinheit wird von „Experimenten“ gesprochen. Nach Grygier/Hartinger³³ setzen Experimente eine Fragestellung und selbstständige Bearbeitung voraus. Beim „Laborieren“ leistet der Lehrer Hilfe, indem beispielsweise gezeigt wird, welcher Versuch geeignet ist, die Frage zu beantworten.³⁴ In der Unterrichtseinheit wird daher sowohl experimentiert (das Entwickeln eines geschlos-senen Stromkreises, eines Schalters, einer Reihenschaltung, das Überprüfen der Leitfähigkeit mit einem selbstgebauten Stromprüfgerät) als auch laboriert (mithilfe von Bauanleitungen zum Stromprüfgerät, Parallelschaltung, Schalter für einige SuS). Ich verwende jedoch durchgehend das Wort „Experiment“ sowie „experimentieren“.

3.2. Didaktische Überlegungen zur Unterrichtsstunde

Dies ist die 14. Stunde der Unterrichtseinheit. Die SuS haben vielfältige Grundkenntnissse zum elektrischen Strom erworben und mit der Laubsäge ihren hölzernen Tannenbaum ausgesägt. In der vorhergehenden Stunde wurde die Parallelschaltung als zweckmäßig für die Lichterkette erfahren und diese in das Holzmodell eingebaut. Durch das Anschließen an die Batterie konnte der Stromkreis geschlossen werden und der Tannenbaum leuchtete. In dieser Stunde wird herausgearbeitet, wie durch einen Schalter das Ein- und Ausschalten erleichtert und auch über größere Entfernungen ermöglicht werden kann.

Elektrische Schalter sind im Alltagsleben sehr nützlich und begegnen uns an vielen Stellen. Für die SuS ist das Betätigen von Schaltern selbstverständlich und wird nicht hinterfragt. Daher ist die Untersuchung der Wirkungsweise und Funktion von Schaltern sinnvoll, um Themen wie Energiesparen (Abschalten) oder Sicherheitsaspekte (Druckschalter zur Vermeidung gefährlicher Verletzungen, Sicherungen im Sicherungskasten) zu verstehen und Gefahren bei Defekten erkennen zu können.

Moderne Schalter sind in ihrem Aufbau oft nur schwer zu durchschauen. Teilweise sind sie sogar vollständig in Kunststoff eingeschweißt. Zur Erklärung realer Schalter eignen sich daher eher ältere Schaltermodelle, doch auch diese sind nur schwer nachbaubar.³⁵ Ich habe mich daher dafür entschieden, „echte“ Schalter in dieser Stunde nicht zu thematisieren und erst in der folgenden Stunde von den selbstgebauten Modellen auf diese Schalter überzuleiten und sie miteinander zu vergleichen (Funktionsweise und Konstruktion).

Durch das entdeckende und eigenständige Konstruieren von Schaltern können die SuS ihre Kreativität entfalten und ohne Vorgaben experimentieren und entwickeln. Das zur Verfügung stehende Material in der Experimentierbox ist vielfältig und kann unterschiedlich miteinander kombiniert werden.³⁶ Aus Sicherheitsgründen wird eine 4,5V-Flachbatterie verwendet. Die Materialien sind teilweise Alltagsmaterialien; dabei bedeutet „Alltagsmaterial“ keineswegs, dass die SuS damit täglich umgehen, sondern dass es sich dabei um Gegenstände handelt, die leicht erhältlich, preiswert und im Leben (Erwachsener) verbreitet sind.³⁷

SuS, denen es schwerfällt, sich diese Gegenstände als Schalter vorzustellen, können in der Arbeitsphase ausschließlich mit den Tippkarten arbeiten und die Bauanleitungen darauf nachbauen. Dabei werden durch das eigene Tun naturwissenschaftliche Inhalte eher verstanden³⁸ und auch beim Experimentieren nach Anleitung sind die SuS gefordert, Erklärungen für ihre Beobachtungen zu finden und Fragestellungen zu beantworten. Sie erweitern ihre Kompetenzen im Verstehen und Nachvollziehen von Arbeitsanleitungen. Die Bauanleitungen enthalten sowohl schriftliche als auch bildliche Beschreibungen, die sich gegenseitig ergänzen und das Verständnis erleichtern sollen. Die Differenzierung durch Tippkarten hilft zunächst den schwächeren SuS und ermöglicht ihnen einen Lerngewinn. Die Tippkarten stehen jedoch auch den stärkeren SuS hilfreich zur Verfügung, die zusätzlich noch weitere Schalter konstruieren und untersuchen können.

Die SuS arbeiten in dieser Stunde in Partnerarbeit. Dies fördert die Sozialkompetenz und ermöglicht den Austausch von neuen Ideen und Wissen aus vorangegangenen Stunden. In der Zweiergruppe ist ein Ausweichen aus der gemeinsamen Arbeit schwieriger, weil dabei jeder mitarbeiten muss. Die Partnerarbeit ist gerade beim Experimentieren der Einzelarbeit vorzuziehen, da einige SuS motorisch oder kognitiv mit der Aufgabenstellung überfordert sind und mit einem Partner produktiver sein können und damit auch einen Zuwachs an Personaler Kompetenz erreichen.

In der Reflexion präsentieren die Partnergruppen ihre selbstgebauten Schalter und erläutern ihren Aufbau und Wirkung. Die Vorstellung und möglichst daran anschließende Diskussion fördert das Verständnis der SuS für weitere Konstruktionsmöglichkeiten und regt ihre Kreativität an, selbst noch Ideen zu entwickeln. Die unterschiedliche Wirkungsweise wird thematisiert, um für das eigene Tannenbaummodell zu überlegen, ob eine dauerhafte Beleuchtung oder eher ein Blinken (durch wiederholtes Drücken des Schalters) gewünscht wird.

Mit dem Einbau eines Schalters ist der beleuchtete Tannenbaum fertig und wird ab dem 1. Advent im Klassenzimmer am Fenster stehen.

[...]

¹ Ich verwende in diesem Unterrichtsentwurf durchgängig die Abkürzung „SuS“ für „Schülerinnen und Schüler“.

² (z.B. Parallel- und Reihenschaltung) Dies ist mir bewusst, aufgrund der dahinterstehenden Fachkenntnisse (Spannung, Stromstärke, Widerstand) jedoch von SuS der 4. Klasse nicht leistbar und auch nicht gewollt, denn es ist im Alltag zunächst nur wichtig zu wissen, dass bei einer Reihenschaltung durch Erlöschen eines Lämpchens auch alle anderen Lämpchen ausgehen, während dies bei der Parallelschaltung nicht erfolgt. Tiefergehende Kenntnisse werden in der Sekundarstufe erarbeitet, die Vorkenntnisse dazu in der Grunschule. (HKM, S. 13, s. auch: GdSU, S. 2)

³ Im Unterricht wird anstelle von „Draht“ die Bezeichnung „Kabel“ verwendet, da es sich bei unserem verwendeten Material um einen kunststoff-ummantelten Draht handelt.

⁴ Die Bezeichnung „Verbraucher“ sollte vorsichtig verwendet werden, da sie sonst die falsche Alltagsvorstellung verstärkt, dass der in der Batterie befindliche Strom „verbraucht“ wird und die Batterie schließlich „leer“ ist. Tatsächlich wird aber die elektrische Energie verbraucht.

⁵ Wiesner, Hartmut: Sachinformationen für die Lehrkraft, Teil 1. http://www.supra.grundschuldidaktik.uni-bamberg.de/lernfeld-natur-und-technik/elektrizitaet/sachinformationen-fuer-die-lehrkraft.html (Zugriff am 16.10.2011)

⁶ Elektronen enthalten negative Ladungen, Protonen positive Ladungen und bilden zusammen ein nach außen neutrales Atom. In einem solchen Atom kommen gleich viele Elektronen wie Protonen vor. (Bender, S. 4)

⁷ Bender, Iris: Die Strom-Werkstatt. Mülheim, 2007, S. 4

⁸ Bender, S. 4

⁹ weitere elektrische Leiter s. Berge, S. 4

¹⁰ Berge, Otto Ernst: Ein spannender Tag. Elektrizitätslehre in der Grundschule. Demuth, R. (Hrsg.)/Janzen, Margot/Weschenfelder, Renate/Rieck, Karen. Leibniz-Insitut für Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel. 2004, S. 4

¹¹ Ist hier kein Verbraucher dazwischen geschaltet, kommt es zu einem Kurzschluss, die Batterie ist schnell entladen.

¹² Hoenecke, Christian/Kuschmann, Walther/Reupke, Hans-Joachim: Natur und Technik in der Grundschule. CVK-Lehrerheft Stromkreise. 2. Aufl., Berlin, 1981, S. 5

¹³ Grygier, Patricia/Günther, Johannes/Kircher, Ernst (Hrsg.): Über Naturwissenschaften lernen. 2. Aufl., Hohengehren, 2007et al., S. 124: Dies ist vergleichbar einer Fahrradkette, deren Kettenglieder immer den gleichen Abstand und die gleiche Geschwindigkeit haben. Wird ein Widerstand (z.B. eine Lampe) in einen elektrischen Stromkreis eingebaut, wirkt sich dies auf alle Elektronen gleichermaßen aus, d.h. bei der Fahrradkette würden alle Kettenglieder gleichermaßen langsamer werden.

¹⁴ http://www.mint-hamburg.de/Handreichungen/Physik.pdf (Zugriff am 16.10.2011)

¹⁵ Bilder dieser Schalter befinden sich im Anhang 6.4.

¹⁶ hier ist auch die Bezeichnung Tastschalter, Klingelschalter u.a. üblich, ich habe mich für „Druckschalter“ entschieden, da dies für die SuS die Bewegung – etwas von oben nach unten drücken – gut verdeutlicht

¹⁷ http://de.wikipedia.org/wiki/Schalter_%28Elektrotechnik%29 (Zugriff am 19.10.2011)

¹⁸ http://www.mint-hamburg.de/Handreichungen/Physik.pdf (Zugriff am 16.10.2011)

¹⁹ üblich sind auch folgende Bezeichnungen: Kippschalter, Wippschalter, für „Stellschalter“ habe ich mich entschieden, da im Modell meist eine Büroklammer verstellt wird

²⁰ http://www.mint-hamburg.de/Handreichungen/Physik.pdf (Zugriff am 16.10.2011); weitere Möglichkeiten sind auf den Tippkarten im Anhang genannt und stehen den SuS als Bauanleitungen zur Verfügung

²¹ http://www.mint-hamburg.de/Handreichungen/Physik.pdf

²² „Die Verwendung des Christbaumes hat keinen historisch nachweisbaren Anfang, sondern findet in Bräuchen verschiedener Kulturen ihren Ursprung. Immergrüne Pflanzen verkörperten Lebenskraft, und darum glaubten die Menschen in früheren Zeiten, sich Gesundheit ins Haus zu holen, wenn man sein Zuhause mit Grünem schmückte.“ Aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Weihnachtsbaum (Zugriff am 20.10.2011)

²³ Hessisches Kultusministerium (HKM): Kerncurriculum Hessen Primarstufe. Wiesbaden, 2011, S. 12

²⁴ Kaiser, Astrid (Hrsg.): Lexikon Sachunterricht. Hohengehren/Baltmannsweiler, 2008, S. 82

²⁵ Kaiser, S. 37f.

²⁶ HKM, S. 10

²⁷ HKM, S. 9

²⁸ HKM, S. 14

²⁹ HKM, S. 15

³⁰ HKM, S. 19; Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts (GdSU): Perspektivrahmen Sachunterricht. 2002, S. 15

³¹ HKM, S. 20; GdSU, S. 8

³² HKM, S. 17f.

³³ Grygier, Patricia/Hartinger, Andreas: Gute Aufgaben Sachunterricht. Berlin, 2009, S. 13

³⁴ Grygier/Hartinger, S. 14f.

³⁵ Wiesner, SUPRA

³⁶ einige Konstruktionsmöglichkeiten werden in 2.Sachanalyse beschrieben, evtl. können die SuS weitere erfinden

³⁷ Es ist jedoch nicht notwendig, die Funktion der Wäschklammer zu kennen, um beim Experimentieren festzustellen, dass durch Auseinander- oder Zusammendrücken ein Kontakt und damit evtl. auch ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird. Vielleicht ist es sogar von Vorteil, einen Gegenstand neutral und ohne eine Vorstellung dazu zu betrachten und sich zu überlegen, wie er eingesetzt werden könnte, um das anstehende Problem zu lösen.

³⁸ Grygier/Hartinger, S. 12