Murmelbahnen

Murmelbahnen aus Papier (Klasse 3/4)

Kinder konstruieren stabile Murmelbahnen aus Papier - problembezogenes Konstruieren im Unterricht

Wie lässt sich aus Papier eine stabile Murmelbahn bauen, in der die Kugel zudem möglichst lange unterwegs ist?


Diese Konstruktionsaufgabe lösen die Kinder in der Unterrichtsreihe für das 3. und 4. Schuljahr. Dabei beobachten sie fertige Murmelbahnen und konstruieren, optimieren und bewerten eigene Lösungen. Unter Einhaltung beschränkter Materialvorgaben und im Unterricht selbst entwickelter Kriterien entstehen in Kleingruppen vielfältige, funktionstüchtige Murmelbahnen. Der Unterricht orientiert sich dabei an Standardverfahren der technischen Konstruktion, indem er Entwurfsskizzen, Aspekte der Arbeitsorganisation, Testläufe, Beratungsgespräche und Optimierungsprozesse aufgreift. Zudem bietet die Unterrichtsreihe viele Beispiele für eine sprachsensible Unterrichtsgestaltung, die mit verschiedenen Scaffolds sprachliche Unterstützung beim Erlernen einer angemessenen Bildungssprache bereitstellt. So erweitern die SuS ihre Kompetenzen, Bauwerke zu konstruieren, „unterschiedliche Lösungen für technische Problemstellungen“ zu erproben und „Zusammenhänge zwischen Materialien und Konstruktionen“ zu beschreiben und zu dokumentieren.

Worum geht es?

„Murmelbahnen aus Papier“ und technisches Konstruieren mit Kindern

Die Entwicklung und Erstellung von Murmelbahnen aus Papier stellt für die Kinder eine interessante und motivierende Konstruktionsaufgabe dar. Sie erhalten damit ein „technisches Problem, das es zu lösen gilt. [...] Das technische Handeln besteht hierbei überwiegend im Erfinden, Entwerfen, Realisieren und Optimieren des Konstrukts.“ Die konstruierenden Schülergruppen verfolgen das Ziel, aus vorgegebenem und eingeschränktem Materialvorrat eine stabile Murmelbahn zu bauen, in der die Kugel zudem möglichst lange unterwegs ist. Vor Beginn der Bauphase werden Grundprinzipien der Statik, wie die Nutzung von Profilen und der Einsatz stabiler Dreiecke, thematisiert, auf die die Schülerinnen und Schüler später zurückgreifen können. Der Bau der Murmelbahnen ist in reduzierter Form an den Prinzipien technischer Produktentwicklung angelegt und beinhaltet die zentralen Elemente wie Planung, Skizzierung, Arbeitsorganisation, Erprobung und Optimierung. Charakteristisch für einen problemorientierten Unterricht, zu dem das technische Konstruieren gezählt werden kann, ist, dass die Kinder darin unterstützt werden, die Konstruktion auf [ihre] Funktionstüchtigkeit [zu] überprüfen“ und auftretende Probleme möglichst selbstständig und handlungsorientiert zu lösen. Zur Unterstützung werden regelmäßige gemeinsame Reflexionen genutzt, die mit gezielten Impulsen technische Probleme in den Mittelpunkt stellen (Zum Beispiel: Wo wird die Kugel in der Bahn langsamer? Woran könnte das liegen?). So werden die Kinder angeregt, „den Bewegungsablauf der Kugel [zu] beobachten und [zu] beschreiben [und] ihr Rollverhalten aus der Bahnform [zu] begründen.“ Die Umsetzung des Konstruktionsvorhabens korrespondiert dabei mit der Anwendung und Entwicklung handwerklicher Fertigkeiten und dem Erlernen eines sachgemäßen Umgangs mit Werkzeugen, hier insbesondere von Schere und Kleber. Eine präzise Versprachlichung der Ideen und Begründungen ist in diesem Unterricht von großer Bedeutung, weswegen sie sich zur Veranschaulichung einer sprachsensiblen Unterrichtsgestaltung besonders eignet. Beispiele für entsprechende Scaffolds, zur Erweiterung des Wortschatzes und der Fähigkeiten, Beobachtungen, Begründungen und Probleme zu formulieren, finden sich in mehreren Unterrichtssequenzen dieser Reihe.

Den Abschluss der Unterrichtsreihe bildet die Fixierung der Gruppenergebnisse in kurzen selbst erstellten Filmen. Auf diese Weise werden die Arbeitsergebnisse langfristig gesichert und die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre digitale Medienkompetenz.

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