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Einsatz im Grundschulunterricht: Am längeren Hebel

  • Alt: Zwei Männer auf der Bank, zwei Männer am Hebel. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Der Schal klemmt fest. Lässt sich die Bank anheben?

Bildungsplanbezüge

Exemplarisch sind hier vier Bundesländer genannt:
Am Ende der Klasse zwei finden sich im Bildungsplan 2004 für Baden-Württemberg im Themenbereich „Erfinderinnen, Erfinder, Künstlerinnen, Künstler, Komponistinnen und Komponisten entdecken, entwerfen und bauen“ folgende Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler können einfache Gegenstände selbst herstellen und Werkzeuge sachgerecht benutzen, z. B. Hebel als Helfer, bei Wartung und Reparatur, bei Balance und Gleichgewicht. Dies findet im gleichen Themenbereich auf Seite 107 seine Fortsetzung für Klasse 4:
Gegenstände selbst herstellen, Werkzeuge und technische Geräte sachgemäß benutzen…; exemplarisch technische Funktions- und Handlungszusammenhänge verstehen und erklären.

Im Bereich „Technik und Arbeitswelt, Schwerpunkt: Werkzeuge und Materialien“ sind in NRW am Ende der 4. Klasse folgende Kompetenzerwartungen aufgeführt: Die Schülerinnen und Schüler erproben unterschiedliche Lösungen für technische Problemstellungen (z. B. Kraftübertragung, Statik und Stabilität, Bewegung, Beschleunigung, Bremsen, Wärme, Wärmedämmung).

Im Rahmenplan für den Sachunterricht in Rheinland-Pfalz findet man im Bereich „Bebaute und gestaltete Umwelt“ – Perspektive Technik: Alte und neue Werkzeuge, Maschinen und Verfahren kennen lernen und vergleichen; exemplarisch die der Nutzung zu Grunde liegenden physikalischen und chemischen Gesetzmäßigkeiten herausfinden (in Haushalt, Handwerk, Industrie…)

Im Kernlehrplan des Saarlandes für die Grundschule sollen die Kinder beim Themenkomplex: Unbelebte Natur und Technik Phänomene wahrnehmen, beobachten, benennen und beschreiben. Gefordert sind außerdem Experimente zu einzelnen Phänomen und die Konstruktion von Objekten nach einem technischen Prinzip. Das Hebelprinzip ist im Themenfeld Technik vorgesehen.

  • Rosa Schal unter einem Lkw-Reifen. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Hilfe gesucht: Auf dem Schal steht ein riesiger Lkw

Was bietet der Film?

Die Kinder erleben, wie der Schal einer Dame am Terminal eines Flughafens unter einer Bank eingeklemmt ist, auf der drei schwergewichtige schlafende Männer sitzen. Es gilt jetzt mit Muskelkraft alleine den Schal zu befreien. Sie erleben, wie durch Versuch und Irrtum der richtige Dreh- und Angelpunkt gefunden wird. Die Kinder sehen, dass sich die Bank leichter heben lässt, je länger der Hebelarm ist.
Anschließend gelten sogar erschwerte Bedingungen: Der Schal klemmt unter dem Rad eines LKW und wieder wird in eindrucksvollem Experiment versucht, ihn zu befreien. Mit einer zehn Meter langen und zwölf Zentimeter dicken Stahlstange startet der erste Versuch, der scheitert. Auch hier wird nach wenigen Versuchen der richtige Drehpunkt gefunden und es gelingt einem einzigen Mann den LKW zu heben.
Der Film zeigt den Kindern auf beeindruckende Weise, dass eine Arbeit leichter wird, wenn man einen Hebel an der richtigen Stelle ansetzt. Eine Beziehung zu alltäglichen Erfahrungsbereichen der Kinder lässt sich vom Film ausgehend leicht finden.

  • Mann an Hebel aus Metall. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Um den Lkw anzuheben, ist ein riesiger Hebel nötig
  • Hebel an Lkw. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Grafik: Der Hebel muss richtig angesetzt werden.

Unterrichtsvorschlag

Der Film eignet sich hervorragend als Einstieg in das Thema „Hebel“, weil er an praktischen Beispielen die Wirkung des Hebelgesetzes zeigt. Wenn Sie über eine Medienecke in der Klasse verfügen, bietet sich Projektarbeit mit Stationen/Lerntheke an, um den Kindern die Möglichkeit zu geben, relativ selbstständig zu arbeiten. Dies bietet sich vor allem bei Klassen mit hoher Medienkompetenz an, die gewohnt sind, am Computer zu arbeiten, weil die Kinder in der Lage sein sollten, den Film selbstständig abzuspielen, notfalls zu stoppen oder zurückzuspulen. Da aber Gruppenarbeit beziehungsweise Partnerarbeit vorgesehen ist, wird sich sicher auch in weniger medienstarken Klassen für jede Gruppe ein Kind finden, das über die nötige Kompetenz verfügt. Sie kennen Ihre Lerngruppe gut genug und könnten zum Beispiel „PC-Experten“ vorschlagen, um die sich die Gruppen dann zusammenfinden.

Inwieweit Sie das Projekt in den Gesamtunterricht einbinden, bleibt Ihnen überlassen. Sie können beispielsweise einen Projekttag veranstalten, an dem sich alles um die Hebelwirkung dreht. Bei den nachfolgenden Arbeitsblättern ist der Deutschunterricht schon eingebunden. Als Beitrag des Faches Kunst könnten Sie mit den Kindern gemeinsam die für das Experiment auf AB 03 benötigten Kästchen aus Pappe/Tonpapier basteln. Im Mathematikunterricht könnte mit Gewichten gerechnet werden, da im Film schwere Dinge gehoben werden und im Sportunterricht lassen sich sicher Aktivitäten finden, bei denen das Hebelgesetz angewandt wird, zum Beispiel beim Wippen oder Werfen, wo deutlich wird, dass Kraft hier nicht die entscheidende Größe ist.
Der Zeitaufwand für die Arbeitsblätter beträgt etwa drei bis vier Unterrichtsstunden, etwas mehr, wenn Sie die für das Experiment benötigten Kästchen selbst basteln.

Einsatz der Sendung

Die Sendung leistet hervorragende Dienste als Einstieg in ein Thema, das den Kindern unbewusst alltäglich begegnet. Immer wieder wenden sie das Hebelgesetz an, wenn sie eine Tür öffnen oder wenn sie auf dem Spielplatz wippen und dabei versuchen, die Gewichtsunterschiede der einzelnen Kinder auszugleichen.
Zeigen Sie den Film im Plenum und zwar vorerst nur bis 01:15: „Wir haben ein gewaltiges und ganz schön schweres Problem.“ Die Kinder äußern Vermutungen, ob es dem Einsatzteam gelingen kann, dieses Problem zu lösen, ohne dass die schlafenden Männer auf der Bank geweckt werden und aufstehen müssen. Danach zeigen Sie den Film weiter bis 03:02, bis der richtige Dreh- und Angelpunkt gefunden wird.
Bevor Sie mit dem Film fortfahren, machen Sie die Kinder darauf aufmerksam, dass die Aufgabe jetzt schwieriger wird und dass sie genau beobachten sollen, was schief geht und wie die Lösung aussieht.
Am Anfang der Erarbeitungsphase befassen sich die Kinder noch einmal intensiv mit der Sendung, indem sie Fragen dazu beantworten (AB 01). Jetzt sollte in Gruppen beziehungsweise mit Partnern gearbeitet werden. Die Gruppen schauen sich zuerst gemeinsam AB 01 an, um einen Überblick zu bekommen, auf was sie beim erneuten Anschauen der Sendung besonders achten müssen. Gegebenenfalls halten sie den Film an oder spulen ihn zurück, um sich der benötigten Informationen zu vergewissern. Danach haben sie einen ersten Einblick in das Hebelgesetz, der mit den nächsten Arbeitsaufträgen gefestigt und erweitert wird.
Bevor zum Schluss im Plenum die Arbeitsaufträge und Ergebnisse besprochen werden, können Sie zur Erinnerung noch einmal gemeinsam die Kurzfassung der Sendung anschauen.

Materialliste

Für die Durchführung des Experiments brauchen die Kinder: Lineal, quaderförmiges Holzstück, 5 große Nägel, 5 kleine Nägel, 2 kleine Kästchen

Zur Weiterarbeit: Kärtchen aus Pappe oder Papier in Karteikartengröße, Wippe (falls auf dem Schulhof keine Wippe zur Verfügung steht, kann diese Aufgabe als Hausaufgabe aufgegeben werden)

Abschluss: Schülerstuhl, Klotz, Stange

Projektverlauf

(Quelle: SWR)