Unterrichtsbaustein

Schwebeobjekte-Challenge

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Petra Mayrhofer

Zusammenfassung

Wie gelingt es am besten, ein Blatt Papier möglichst lange in der Luft schweben zu lassen? Welche Konstruktionen schweben am längsten? Worauf kommt es an? Welche Rolle spielen Größe, Form, Oberfläche… ? – Dies gilt es, herauszufinden. Eine einfache Design-Challenge für die Heranführungsphase im Making-Unterricht, welche sich auch zum Einstieg in das Thema Bionik eignet.

Kurzinfos

Unterrichtsfach, -fächer

übergreifend

Schulart(en)

Grundschule, Mittelschule, Realschule, Gymnasium

Klassenstufe(n)

3, 4, 5, 6

Sozialform

Partnerarbeit, Gruppenarbeit, Unterrichtsgespräch

Lernphase

Differenzierung nach…

Kooperatives Lernen

Zeitbedarf

2 Unterrichtsstunden

Unterrichtsbaustein

Schwebeobjekte-Challenge

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Zusammenfassung

Wie gelingt es am besten, ein Blatt Papier möglichst lange in der Luft schweben zu lassen? Welche Konstruktionen schweben am längsten? Worauf kommt es an? Welche Rolle spielen Größe, Form, Oberfläche… ? – Dies gilt es, herauszufinden. Eine einfache Design-Challenge für die Heranführungsphase im Making-Unterricht, welche sich auch zum Einstieg in das Thema Bionik eignet.

Dokumentübersicht

  1. Didaktisch-Methodischer-Kommentar
  2. Unterrichtsvorschlag
  3. Materialien
  4. Referenzen

Kurzinfos

Unterrichtsfach, -fächer

übergreifend

Schulart(en)

Grundschule, Mittelschule, Realschule, Gymnasium

Klassenstufe(n)

3, 4, 5, 6

Sozialform

Partnerarbeit, Gruppenarbeit, Unterrichtsgespräch

Lernphase

Differenzierung nach…

Kooperatives Lernen

Zeitbedarf

2 Unterrichtsstunden

Didaktisch-Methodischer-Kommentar | Unterrichtsvorschlag | Materialien | Referenzen

Didaktisch-Methodischer Kommentar

Diese Aufgabe mit einem Konnex zur Bionik eignet sich gut für Making-Einsteiger:innen zur Vorbereitung auf das selbstgesteuerte Problemlösen und Tüfteln und ist damit für den Einsatz in der Heranführungsphase* von Making-Unterricht konzipiert.

*In der schulischen Making-Praxis hat sich eine methodische Vorgehensweise in vier Phasen bewährt: 1. Heranführungsphase (stärker angleitet) – 2. Ideenentwicklungsphase – 3. Produktentwicklungsphae (sehr frei) – 4. Abschlussphase (Präsentation u. Dokumentation der Ergebnisse)
Die Heranführungsphase bereitet auf die Lernform des pädagogischen Making vor und schafft die fachlichen Grundlagen in einem ausgewählten Themenschwerpunkt.

 

Zielkompetenzen:

Die Schüler:innen…

  • erwerben Problemlösefähigkeiten durch selbstgesteuertes Tüfteln und Erforschen ( -> Greencomp 3.3: Visionen für eine nachhaltige Zukunft: Forschungsorientiertes Denken)
  • erforschen das Verhältnis von Größe, Form und Oberfläche von Objekten zu deren Schwebetauglichkeit ( -> Greencomp 3.3: Visionen für eine nachhaltige Zukunft: Forschungsorientiertes Denken)
  • können eigene Schwebeobjekte aus Papier konstruieren und erfahren, wie sie deren Verhalten in der Luft variieren können
  • lernen den Begriff Bionik kennen und verstehen, dass viele Erfindungen den Vorbildern der Natur folgen
  • denken über die besonderen Fähigkeiten von Pflanzen und Tieren nach ( -> Greencomp 1.3: Verankerung von Nachhaltigkeitswerten: Förderung der Natur)
  • erwerben Sozialkompetenzen durch das gemeinsame Lösen einer Aufgabe

Lehrplanbezug:

Übergreifende Bildungs- und Erziehungsziele:

  • Soziales Lernen
  • Technische Bildung

GS HSU3/4 6.2: Bauen und Konstruieren – Die Schüler:innen…

  • überprüfen und begründen anhand selbst gebauter Balancegeräte deren Funktionsfähigkeit und erläutern die Bedeutung von Gleichgewicht für die Konstruktion.
  • vergleichen und bewerten ihre Modelle hinsichtlich Zweck, Materialökonomie und Originalität.

GYM NT5 1.1: Arbeitsmethoden – Die Schüler:innen…

  • wenden nach Anleitung einfache Methoden aus den Naturwissenschaften und der Technik zu vorgegebenen Themen und Fragestellungen an und nutzen dabei einfache Werkzeuge, Geräte und Hilfsmittel.
  • leiten aus Alltagsbeobachtungen naturwissenschaftliche oder technische Fragestellungen ab und planen davon ausgehend einfache Lösungswege.
  • stellen bei der Anwendung einfacher Methoden mögliche Fehlerquellen fest und leiten daraus die Notwendigkeit gewissenhafter Planung sowie sorgfältigen Arbeitens zur Fehlervermeidung ab.

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Weg des technischen Entwickelns und technische Arbeitsmethoden: naturwissenschaftliches Wissen für den Alltag nutzbar machen, von der Idee zum Produkt; Entwickeln, Konstruieren, Bauen, Testen, Optimieren
  • Kennzeichen und Eigenschaften von materiellen Modellen: Unterschiede zum Original, z. B. Hervorheben wesentlicher und Weglassen nebensächlicher Eigenschaften, anderes Material; Verwendung zur Veranschaulichung, Modellbau

 

Gegenwartsbezug: Selbstwirksamkeitserfahrungen bei der Entwicklung eigener Schwebeobjekte; Erkennen, wie bewährte Konstruktionen und Erfindungen aus dem Alltag (Fliegen, Bauen, …) ihre Vorbilder in der Natur haben;

Zukunftsbezug: Forschungsorientiertes Denken als sehr zukunftsrelevante Zielkompetenz (Greencomp 3.3 – Aneignung einer relationalen Denkweise durch Erforschung und Verknüpfung verschiedener Disziplinen, Einsatz von Kreativität und Experimentieren mit neuen Ideen oder Methoden)

Exemplarizität: Das Entwickeln eigener Konstruktionen zur Lösung eines bestimmten Problems kann hier vereinfacht und mit wenig Zeitaufwand erprobt werden.

Zugänglichkeit: Durch die auftragsorientierte Umsetzung, den vorgegebenen Spielraum und die Einschränkung im Material ist die Aufgabe auch für Schüler:innen geeignet, welche noch nicht mit Maker-Settings vertraut sind, und bietet dennoch einen Einstieg in selbstentdeckende Lernformen

Struktur des Inhalts: Ideal in der Heranführungsphase von Making-Unterricht und zum Einstieg in das Thema Bionik. (Keine besonderen Voraussetzungen notwendig; Anknüpfungen in vielfältiger Weise möglich)

Unterrichtsvorschlag

Wie gelingt es am besten, ein Blatt Papier möglichst lange in der Luft schweben zu lassen?

Welche Konstruktionen schweben am längsten? Worauf kommt es an? Welche Rolle spielen Größe, Form, Oberfläche… ? – Dies gilt es, herauszufinden.

Phase 1 – Kurzes Unterrichtsgespräch (ca. 10 min):

Impuls zeigen (Bild Pusteblume)

Kurzes Einleitungsgespräch (die Samen schweben, werden vom Wind fortgetragen, damit sich die Pflanze gut verbreiten kann…. Was kennt ihr noch, was in der Luft schwebt?)

Phase 2 – Aufgabe wird in Kleingruppen (2-3 Pers.) bearbeitet (ca. 40 min)

Aufgabe vorstellen (Achtung: “schweben” klarstellen! Kein Papierflieger – nicht zum “wegschießen”, sondern fallen lassen)

In Kleingruppen (2-3 Pers.) die Aufgabe bestmöglich lösen (Aufgabenblatt)

Phase 3 – Präsentation der Lösungen (ca. 20 min)

Jede Gruppe präsentiert ihre besten Schwebeobjekte

Sicherung der Ergebnisse (als Foto oder Video)

evtl. Lösungsbeispiele zeigen

Phase 4 – Abschließende Reflexion (ca. 20 min)

Abschließend Reflexion/Gespräch, Hinleitung zu Bionik: Löwenzahnsamen als Vorbild für Gleitschirm; gemeinsam weitere Beispiele finden (z.B. Libelle – Hubschrauber, Ente – Schwimmflossen, Klette – Klettverschluss,  …..) usw.

Materialien

  • Papier (DIN A4 Bögen), Schere, Kleber, Bleistift, Lineal
  • Smartphone oder Tablet (zur Ergebnissicherung)
  • evtl. Stoppuhr
  • Impulsbild Pusteblume
  • Aufgabenblatt  (das Aufgabenblatt wird idealerweise noch leicht angepasst)
  • evtl. Lösungsbeispiele vorbereiten (statt Holzperle und Pfeifenreiniger Papierstreifen ankleben und unten einfalten)

 

Referenzen & Bezüge

Maurer, Björn & Ingold, Selina. (2024). Making und Schule. Praxishandbuch für Schulentwicklung und Unterricht. kopaed.

Pädagogische Hochschule Thurgau: Lernplattform Makerstars. Abgerufen am 29.04.2025 unter https://makerstars.org/2020/12/19/dem-boden-entgegen/

Bianchi, G., Pisiotis, U., Cabrera Giraldez, M. (2022). GreenComp – der Europäische Kompetenzrahmen für Nachhaltigkeit. Bacigalupo, M., Punie, Y. (Redaktion). Luxemburg: Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union.

Mägdefrau, J., Kufner, S., Eberth, A. & Birnkammerer, H. (2024). Gestufte Standards für die Lehrkräftebildung – Kompetenzerwerb unter dem Anspruch von Digitalisierung und Bildung für nachhaltige Entwicklung. In: Kufner, S., Mägdefrau, J., & Birnkammerer, H. (2024). Gestufte Standards für die Lehrkräftebildung: Kompetenzerwerb unter dem Anspruch von Digitalisierung und Bildung für nachhaltige Entwicklung. PAradigma: Beiträge Aus Forschung Und Lehre Aus Dem Zentrum für Lehrerbildung Und Fachdidaktik12, 1–62. https://doi.org/10.15475/paradigma.2024.2