Perspektivrahmen
Die Kompetenzbeschreibungen sind entnommen aus: GDSU (2013): Perspektivrahmen Sachunterricht. Verlag Julius Klinkhardt, Bad Heilbrunn.
Technische Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen
1. Technik konstruieren und herstellen
Das Konstruieren und Herstellen von technischen Objekten gehört zu den zentralen technischen Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen. Es umfasst das Verstehen einer Aufgabe oder eines Problems, das Entwerfen einer Lösung unter Berücksichtigung der gegebenen Rahmenbedingungen, das Planen des Fertigungsprozesses und die Fertigung sowie gegebenenfalls die Optimierung der Problemlösung. Kinder konstruieren bzw. fertigen auf verschiedenen Kompetenzniveaus: Zu unterscheiden sind einfache und komplexe Aufgabenstellungen, Fertigungsprozesse mit mehr oder weniger Hilfen sowie nachvollzogene und selbst entwickelte Lösungsentwürfe und technische Experimente. Über das eigene Konstruieren und Herstellen entwickeln Kinder Interesse für technische Funktionen und Zusammenhänge.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- Fertigungsprozesse durchführen (z.B. Fahr- oder Spielzeuge herstellen), indem sie die dafür benötigten Mittel bereit stellen, Fertigungsschritte planen, ihren Arbeitsplatz einrichten, die Planung umsetzen und gegebenenfalls auf Schwierigkeiten reagieren
- technische Lösungen erfinden bzw. nach-erfinden, d.h. einfache technische Problem- bzw. Aufgabenstellungen erfassen, entsprechende Ansätze für Lösungen entwerfen, realisieren und optimieren sowie dabei die zur Verfügung stehenden Mittel und Bedingungen berücksichtigen (z.B. ein Fahrzeug mit guten Rolleigenschaften konstruieren)
- technische Experimente durchführen oder selbst entwickeln bzw. sich an der Entwicklung beteiligen sowie die Ergebnisse der Experimente auswerten (z.B. Tragfähigkeit einer Balkenbrücke mit unterschiedlich hohen Randprofilen überprüfen)
2. Technik und Arbeit erkunden und analysieren
Technische Gegenstände, Abläufe sowie Arbeit und Berufe begegnen den Kindern in ihrer alltäglichen Umgebung. Häufig jedoch sind Funktionen und Abläufe verdeckt bzw. erschließen sich erst bei aufmerksamer Beobachtung oder Untersuchung. Kinder sollen an einfachen Gegenständen und überschaubaren Abläufen technische Funktionsweisen, den Ablauf von Herstellungsverfahren und Arbeitsprozessen erkunden und verstehen, Einblicke in unterschiedliche Berufsfelder und Arbeitsbedingungen erhalten und Interesse für Technik und die Arbeitswelt entwickeln. Hier sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur sozialwissenschaftlichen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- einfache mechanische Gegenstände (z.B. Luftpumpe, Fahrradklingel, Taschenlampe, Handbohrmaschine, Salatschleuder) untersuchen und ihre Funktionsweisen erkennen (z.B. das Hebelprinzip bei Wippe, Waage, Kran, Hammer, Flaschenöffner; Getriebeübersetzungen beim Fahrrad oder Handquirlgerät; feste und lose Rollen beim Kran oder Flaschenzug)
- technische Funktionen und Herstellungsprozesse vor Ort bzw. anhand von Filmen oder Abbildungen erkunden und analysieren (z.B. Funktionsweisen von Wind- und Wassermühlen, Solaranlagen, Windgeneratoren und Kläranlagen; z.B. die Arbeitsprozesse in einer Schreinerei, Bäckerei oder beim Haus- und Brückenbau)
- technische Entwicklungen und Arbeitsabläufe analysieren und vergleichen (z.B. Vergleich von Handarbeit mit der automatisierten Fertigung bei der Brot- oder Papierherstellung, beim Waschen, Drucken oder Heizen früher und heute; Vergleich von Einzel- und Serienfertigung)
3. Technik nutzen
Kinder nutzen Technik selbstverständlich in ihrem Alltag. Meist handelt es sich um die Bedienung komplexer technischer Geräte und Prozesse, die kaum einsichtig sind (z.B. Telefon, Computer, Fernsehen). In der Grundschule können sich Kinder im Umgang mit Materialien und Werkzeugen als technisch Wirkende erleben. Sie lernen, sich bei der Auseinandersetzung mit Technik sachgerecht und sicherheitsgemäß zu verhalten. Zudem soll die Wartung technischer Produkte als wichtige Kompetenz bewusst gemacht und auf Gefahren im Umgang mit technischen Geräten aufmerksam gemacht werden. Schließlich sollen Kinder erkennen, dass die sachgerechte Entsorgung von technischen Gegenständen wiederum technischen Aufwand erfordert.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- Werkzeuge (z.B. Schere, Hammer, Säge, Feile, Raspel, Zange, Handbohrer, Laubsäge), Hilfsmittel (z.B. Schneidlade, Lineal, Geodreieck, Waage) und einfache technische Maschinen sowie Geräte (z.B. Handbohrmaschine, Dekupiersäge) sachgemäß und sicher benutzen sowie mit Materialien (z.B. Holz, Ton, Metall) sachgerecht umgehen
- die Bedeutung der Wartung technischer Produkte erkennen und entsprechende Wartungsarbeiten durchführen (z.B. an der Kette beim Fahrrad)
- Gefahren bei der Nutzung technischer Geräte/ Maschinen einschätzen und sich entsprechend verhalten (z.B. beim Umgang mit Haushaltsgeräten und -maschinen oder bzgl. der Lautstärke bei MP3-Playern)
- die Notwendigkeit füi eine sachgerechte Entsorgung technischer Erzeugnisse begründen und Möglichkeiten für eine solche Entsorgung nennen (z.B. Batterien, Computer)
4. Technik bewerten
Technisches Handeln verfolgt das Ziel, einen angestrebten Zweck zu erreichen. Technische Produkte und Problemlösungen sind deshalb im Hinblick auf den angestrebten Zweck zu beurteilen. Auch Qualität, Ökonomie, Machbarkeit und die Originalität der technischen Lösung sind wichtige Bewertungskriterien für technisches Handeln. Technische Produkte und Problemlösungen wirken zudem auf Mensch und Umwelt ein - durch Veränderung von Lebens- und Arbeitsweisen wie durch Umweltbelastungen. Insofern ist technisches Handeln immer auch vor dem Hintergrund unerwünschter Wirkungen zu bewerten. Kinder können an einfachen, ausgewählten Beispielen erste Kompetenzen im Bewerten des eigenen technischen Handelns wie auch im Bewerten technischer Entwicklungen erwerben. Hier sind im besonderen Maße Bezüge zur sozialwissenschaftlichen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- technische Problemlösungen im Hinblick auf den technischen Zweck, Materialökonomie und Originalität vergleichen und bewerten (z.B. selbst gebaute Papierflieger, Brücken, Fahrzeuge)
- Veränderungen des Lebens durch veränderte Technik an einem ausgewählten Beispiel (z.B. beim Waschen, Kochen, Heizen, Drucken) beschreiben und Vor- und Nachteile der Veränderung analysieren
- die Bedeutung technischer Entwicklungen und Erfindungen für den Menschen bewerten (z.B. Buchdruck, Brücken, Computer, Fahrzeuge und Flugzeuge, Nachrichtenübermittlung, Papierherstellung, Rad) und ihre - auch ambivalenten - Folgewirkungen für Mensch und Umwelt einschätzen (z.B. Arbeitserleichterung, Informationsweitergabe, Transporterleichterung, aber auch Umweltbelastung durch erhöhten Energiebedarf, Arbeitslosigkeit durch Wegfall von Berufen, wie z.B. beim Setzer)
5. Technik kommunizieren
Die Kommunikation von Ideen zur Lösung technischer Aufgaben/ Probleme, das Lesen von Arbeitsanweisungen sowie die Dokumentation von Konstruktionsergebnissen, erschlossenen Funktionsweisen, Herstellungsprozessen und Arbeitsabläufen erfordern technikspezifische Kommunikations- und Verarbeitungsformen. Die sprachliche Darstellung allein reicht häufig nicht aus - Demonstrationen, technische Sachzeichnungen sowie deren Beschriftungen ergänzen bzw. ersetzen sie. Kinder lernen an einfachen Beispielen, ihre Ideen sprachlich und zeichnerisch verständlich darzustellen und zu diskutieren, Erfasstes zu beschreiben sowie Ergebnisse zu dokumentieren. Die (noch nicht notwendigerweise technisch genormte) Zeichnung als Mittel der Darstellung wird sowohl in der Phase der Problemlösung als auch bei der Präsentation von Ergebnissen genutzt. Die Entwicklung der Kommunikationsfähigkeit wird gefördert, da sich das Dargestellte auf Handlungen, Erfahrungen und Gegenstände stützen kann.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- Ideen für technische Lösungen, Konstruktionsergebnisse, Funktionszusammenhänge, Herstellungsprozesse sowie Arbeitsabläufe unter Nutzung von Sprache, Zeichnungen oder Demonstrationen verständlich vermitteln, diskutieren und dokumentieren (z.B. durch Skizzen, Sachzeichnungen, Beschreibungen, Abbildungen, Fotos)
- Anleitungen lesen, verstehen und umsetzen sowie einfache Anleitungen selbst verfassen
- zu technischen Gegenständen, Entwicklungen und Erfindungen Informationen recherchieren und die Ergebnisse mitteilen
Technische Themenbereiche / Konzepte
1. Stabilität bei technischen Gebilden
Das Erreichen von Stabilität ist eine der Grundaufgaben von Technik. Technische Gebilde müssen so stabil gebaut sein, dass sie den einwirkenden Kräften standhalten. Die Kinder erschließen sich Prinzipien des stabilen Bauens (das Herstellen von Standfestigkeit und Gleichgewicht durch Gegengewichte, das Auffangen von Druck-, Zug- und Schubkräften durch Stützen, Träger, Umformung, Aussteifung) durch das Bauen und Analysieren von technischen Gebilden wie z.B. Mauern, Hütten, Türme, Brücken, Gleichgewichtsspielfiguren, Balkenwaagen, Kräne, Schiffe. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur naturwissenschaftlichen und zur historischen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- aus strukturiertem Material (z.B. aus Bauklötzen, Streichholzschachteln, Ziegelsteinen) standfeste Türme und Mauern bauen und beschreiben, wie Standfestigkeit erreicht werden kann
- technische Gebilde (wie z.B. Wippe, Balkenwaage, Mobile oder balancierende Figuren) durch Anbringen von Gewichten ins Gleichgewicht bringen und das entsprechende Prinzip in technischen Gebilden in der Alltagswelt wiedererkennen (z.B. beim Kran)
- Modelle von Brücken (z.B. Balken-, Bogen-, Fachwerk- und Hängebrücken) aus einfachen Materialien herstellen, die Konstruktionsweisen vergleichen und entsprechende Brücken in der Alltagswelt wiedererkennen
- Umformungen (z.B. Winkel-, Zickzack-, U- und Rundprofile, aus Papier / Pappe bei Brücken, Möbeln, Kugelbahnen) sowie Aussteifungen (z.B. Dreiecksverbindungen bei Türmen, Brücken, Fachwerkhäusern) als Mittel zur Erhöhung der Stabilität einsetzen und in technischen Gebilden der Alltagswelt wiedererkennen
2. Werkzeuge, Geräte und Maschinen
Die Erfindung und Nutzung von Werkzeugen, Geräten und Maschinen gehört zu den genuinen menschlichen Kulturleistungen. Im Verlaufe der technischen Entwicklung wurden technische Mittel differenziert und optimiert. Diese Entwicklung ist eng mit der Entwicklung von Fertigungstechniken und Berufen verbunden. Kinder sollen nicht nur den sach- und sicherheitsgerechten Umgang mit Werkzeugen sowie einfachen Geräten und Maschinen erlernen, sondern auch die Funktionsprinzipien sowie die Entwicklung von Werkzeugen und Maschinen kennenlernen. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur historischen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- gebräuchliche Werkzeuge benennen, ihre Funktionsweise beschreiben und ihren Einsatzbereich darstellen sowie Werkzeuge verschiedenen Berufen zuordnen (z.B. die Werkzeuge des Zimmermanns, Maurers)
- die Funktionsweise und den Nutzen von Getrieben in Geräten und Maschinen der Alltagswelt (z.B. Brotschneidemaschine, Handbohrmaschine, Handrührgerät, Salatschleuder, Dosenöffner, Fahrrad) analysieren
- Funktionsprinzipien einfach aufgebauter Geräte und Maschinen zur Bewältigung vorgegebener Aufgaben (z.B. Kran mit Seilwinde und Rollen, Sägemaschine, Bleistiftanspitzmaschine, Scheibenwischanlage, durch Wind- oder Wasserkraft angetriebene Getreidemühle) erfinden, realisieren (z.B. unter Nutzung technischer Baukästen), zeichnerisch darstellen und bewerten
- die Entwicklung und Optimierung von Handwerkzeugen (z.B. Hammer, Säge) sowie ihre Weiterentwicklung zu Maschinen (z.B. vom Handbohrer zur elektrischen Bohrmaschine, vom Waschbrett zur Waschmaschine) und die damit verbundenen Veränderungen für Arbeitstätigkeiten nachvollziehen und darstellen
3. Arbeitsstätten und Berufe
Arbeit in allen ihren Ausprägungen stellt ein zentrales Element menschlichen Lebens dar. Kinder erhalten einen Einblick in diesen Bereich, indem sie die Bedeutung von Arbeit bzw. die Folgen von Arbeitslosigkeit untersuchen und erkunden, wie Menschen zur Wahl ihrer Berufe gelangen und wie der jeweilige Beruf aus- geübt wird, sowie den Charakteristika bzw. Unterschieden von Haus- und Erwerbsarbeit nachgehen. Auch Genderaspekte gilt es zu thematisieren: Wie wird Arbeit zwischen Männern und Frauen aufgeteilt, und was sind die Gründe für diese Aufteilung? Im Vergleich von Berufen und Arbeitsstätten früher und heute wird deutlich, dass diese sich wandeln und dass dieser Wandel durch technische Entwicklungen beeinflusst wird. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur sozialwissenschaftlichen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- die Erkundung verschiedener Arbeitsstätten in der Umgebung (z.B. Bäckerei, Feuerwehr, Polizei, Lebensmittelmarkt) und der Schule (z.B. Lehrer, Hausmeister, Sekretär) vorbereiten, Fragen entwickeln, Antworten auswerten und Ergebnisse dokumentieren sowie verschiedene Formen der Arbeit identifizieren und vergleichen (z.B. Vergleich von Produktion und Dienstleistung, von Handarbeit und Maschinenarbeit)
- verschiedene Fertigungsverfahren und Formen der Arbeitsorganisation (Einzel-, Serien- und Massenfertigung) unterscheiden und z.T. selbst praktisch nachvollziehen (z.B. Brötchen selbst herstellen und mit dem Backen in der Bäckerei oder Backwarenfabrik vergleichen)
- typische Arbeitsbereiche von Männern und Frauen vergleichen, Gründe für Unterschiede benennen und Überlegungen anstellen, wie Ungerechtigkeiten überwunden werden können
- Arbeitsstätten und -prozesse in der Hausarbeit sowie in der Erwerbsarbeit früher und heute vergleichen, z.T. selbst praktisch nachvollziehen, nach Ursachen von Veränderungen suchen und Auswirkungen des technischen Wandels auf die Arbeit beschreiben (z.B. Haushaltstätigkeiten wie Waschen und Kochen, Arbeitsstätten wie eine Baustelle, Schreinerei oder Bäckerei analysieren)
4. Umwandlung und Nutzung von Energie
Die umweltgerechte Versorgung und der bewusste Umgang mit Energie ist eine der zentralen Zukunftsaufgaben. Kinder erschließen sich den Bereich der technischen Nutzung von Energie, indem sie am Beispiel der Elektrizität die Umwandlung von Energie in Licht, Wärme und Bewegung kennenlernen, indem sie Primärenergien voneinander unterscheiden und durch verschiedene Energiearten angetriebene Maschinen selbst bauen bzw. analysieren, dabei regenerative und nicht regenerative Energiequellen und deren Vor- und Nachteile kennenlernen sowie über Möglichkeiten eines sparsamen Umgangs mit Energie nachdenken. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur naturwissenschaftlichen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- am Beispiel des elektrischen Stroms die Umwandlung von Energie in Licht, Wärme/ Kälte und Bewegung bewirken (z.B. durch den Bau von Licht- und Wärmeanlagen oder den Bau bzw. die Nutzung eines Elektromotors), entsprechende elektrische Geräte identifizieren und Gefahren im Umgang mit elektrischen Geräten erkennen
- nicht-regenerative (z.B. Kohle, Erdöl, Erdgas) und regenerative (z.B. Wasser, Wind, Sonne, Geothermie, Biomasse) Primärenergien unterscheiden sowie unterschiedliche Antriebe kennenlernen und realisieren (z.B. beim Bauen von Wind- und Wasserrädern oder eines Solarofens)
- einfache Geräte und Maschinen mit unterschiedlichen Antrieben konstruieren (z.B. mit Muskel-, Motor-, Solar-, Wind- oder Wasserkraft)
- sparsam und bewusst mit Energie in Schule und Haushalt umgehen, Energieverschwendung aufspüren und Handlungsalternativen (z.B. beim Heizen, Lüften, Kühlen) verstehen und/ oder entwickeln
5. Technische Erfindungen
Technik war in Vergangenheit und ist in Zukunft eine Geschichte von Erfindungen. Am Beispiel exemplarischer Erfindungen und ihrer jeweiligen Erfinderinnen und Erfinder sollen deren Bedeutung für das Leben und Arbeiten der Menschen nachvollzogen werden. Technische Erfindungen sollen dabei als menschliche Leistung erkannt und in ihren geschichtlichen und sozialen Kontext eingeordnet werden. Eigenes Erfinden soll zudem bei Schülerinnen und Schülern dazu beitragen, ein Bewusstsein der eigenen technischen Fähigkeiten zu entwickeln. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur historischen Perspektive gegeben.
Die Schülerinnen und Schüler können:
- eigene Erfindungen planen, zeichnen, bauen, optimieren, bewerten und darstellen (z.B. im Rahmen einer Erfinderwerkstatt)
- wichtige technische Erfindungen (z.B. Rad, Papier, Buchdruck, Fahrrad, Telefon, Glühlampe, Auto, Scheibenwischer, Computer) nachvollziehen und in ihrer Bedeutung für die Menschen erfassen sowie Erfinder und ihre Erfindungen an ausgewählten Beispielen darstellen
- Auswirkungen von Erfindungen auf das Leben und Arbeiten der Menschen in der jeweiligen Zeit erkennen und bewerten (z.B. bzgl. erwünschter und nicht erwünschter Auswirkungen) sowie die kulturelle Leistung von Erfindungen für unser Leben würdigen