Erfinder-Werkstatt
Intention
Die Schülerinnen und Schüler werden selbst zu Erfindern und entwerfen in Gruppen-, Partner oder Einzelarbeit eigene einfache technische Erfindungen zur Lösung eines Problems. Dabei dokumentieren sie mit der Foto App des Tablets den Entstehungsprozess des Modells ihrer Erfindung – von den ersten zeichnerischen Überlegungen bis hin zum fertigen Produkt.
Vorbereitung
- Die gesammelten Materialien (siehe Elternbrief Sequenz 1): Kronkorken, Schraubdeckel (z.B. von Marmeladengläsern, Saftpackungen, o.ä.), Korken, Toilettenpapierrollen, Plastikbecher (z.B. Joghurtbecher, ausgewaschen), Blechdosen (ausgewaschen) usw. werden in Kisten sortiert im Klassenraum aufgestellt.
- eine Materialkiste für jede Erfindung parat stellen
- eine Wäscheklammer mit dem Namen jedes Kindes für die Reflexionsphase bereitstellen
- Tablets geladen bereitstellen, ggf. Foto App aufspielen
Mögliche Vorgehensweisen
Phase 1 - Ideensammlung
Einstieg
Erfinderkonferenz (Plenum) im Sitzkreis
Impuls:
- Willkommen in unserer Erfinderwerkstatt! In den nächsten Stunden seid ihr Erfinder!
- „Was könntest du erfinden?“
- „Welche Ideen hast du?“
- „Welches Problem löst deine Erfindung?“
Erarbeitung
Die Schülerinnen und Schüler verschriftlichen erste Ideen für eine eigne Erfindung. Diese werden in Form eines Mindmaps an der Tafel gesammelt und festgehalten.
Abschluss
Erfinderkonferenz (Plenum) im Sitzkreis
- Austausch von ersten Ideen im Plenum.
- Die Kinder beschreiben sowohl das Problem, das ihre Erfindung löst als auch die Funktionsweise ihrer geplanten Erfindung.
- Der weitere Materialbedarf wird besprochen. Was wird zusätzlich benötigt? (Gummibänder, Luftballons, …)
- Wer kann die Dinge besorgen/mitbringen?
Mögliche Vorgehensweisen
Phase 2 - Planung und Zeichnung der Erfindung
Einstieg
Erfinderkonferenz (Plenum) im Sitzkreis
Gespräch über Erfinder, Erfindungen und den Weg, wie aus einer ersten Idee die fertige Erfindung wird.
Impuls: „Ich habe nicht versagt. Ich habe nur 10.000 Wege gefunden, die nicht funktionieren.“ Thomas Alva Edison (1847-1931)
- Die Kinder äußern sich zum Zitat.
- Gemeinsam wird erarbeitet, dass die Entstehung einer Erfindung in den seltensten Fällen stringent verläuft, sondern mit Fehlschlägen/Irrwegen einhergeht, die ggf. eine Veränderung in der Planung/im Bau nötig werden lassen. => Übertragung auf den geplanten eigenen Bau der Erfindungen.
Ausblick auf die 7. Sequenz der Unterrichtsreihe
- Die Kinder antizipieren den Inhalt dieser Sequenz.
- Die Lehrkraft ergänzt noch nicht genannte Inhalte.
Inhalt der 7. Sequenz
Die Erfinder/Erfindergruppen berichten in einem Video vor der Greenscreen über den Entstehungsprozess des Modells ihrer Erfindung. Dabei schildern sie ihre Vorgehensweise und berichten über mögliche Veränderungen/Anpassungen, die sie beim Bau vornehmen mussten. Passend zu den Aussagen sind im Hintergrund Fotos ihrer Erfindung zum jeweiligen zeitlichen Entstehungspunkt sichtbar und dienen der Visualisierung des Gesagten.
- Überleitung zum Arbeitsauftrag für die gesamte Dauer der Planung und des Baus der Erfindungen:
Fotografiert den gesamten Entstehungsprozess eurer Erfindung mit der Foto App auf dem Tablet (auch Irrwege oder Ideen/Konstruktionen, die nicht funktioniert haben).
Erarbeitung
- Die Kinder sichten das Material, ohne bereits Gegenstände mit an den Platz zu nehmen. (Eventuell kann eine Obergrenze des zu verwendenden Materials angegeben werden: Du darfst maximal zehn Gegenstände verwenden.)
- Die Kinder fertigen eine beschriftete Bleistiftzeichnung zur eigenen Idee/Idee der Gruppe/Idee der Partner mit einer kurzen Beschreibung der Funktion an. (Beachten der Kriterien für eine gute Bleistiftzeichnung aus der 4. Sequenz) Sie können eine Seitenansicht oder Draufsicht (vor der Seite oder von oben) zeichnen.
- Sie finden eine Überschrift => Wie heißt die Erfindung? (z.B. das Styroporkugelkatapult o.ä.)
- Die Zeichnung wird beschriftet und ein kurzer Text dazu geschrieben => So funktioniert meine/unsere Erfindung.
- Die Zeichnung wird fotografiert.
- Jede Gruppe stellt für ihre Erfindung 3 -6 Kriterien auf, die die geplante Erfindung am Ende erfüllen soll (z.B. flüssig funktionieren, ein Bonbon wegschleudern, stabil sein…) Anhand dieser Kriterien wird am Ende geprüft, ob die Erfindung den geplanten Zweck erfüllt.
Die Tippboxen in der Stufung Tipp1 und Tipp2 dienen als Ideengeber für
- eine Erfindung, die fahren kann,
- eine Erfindung, die fliegen kann,
- ein Katapult.
Abschluss
Erfinderkonferenz (Plenum) im Sitzkreis
- Einzelne Schülerinnen und Schüler präsentieren ihre Zeichnungen und beschreiben die Funktion/en ihrer Erfindung. Im Plenum werden Ideen ausgetauscht.
- „Das haben wir uns überlegt...
- „Das habe ich mir überlegt...“
- „So funktioniert die Erfindung…“
- „Hier könnten wir/könnte ich noch einen Tipp gebrauchen...“
- Die Kinder überarbeiten ihre Zeichnungen daraufhin und erweitern ihre Erfindungen aufgrund der Tipps aus der Erfinderkonferenz.
Schüleräußerungen aus der Erprobung
„Wenn der Erfinder eine Idee hat, dann versucht er sie mit aller Kraft zu bauen, damit seine Erfindung Wirklichkeit wird.“
„Wenn ich etwas erfinde, dann geht ja auch nicht immer alles glatt. Vielleicht merke ich, dass ich etwas anders bauen muss oder etwas so gar nicht funktioniert. Dann muss ich irgendwas anders machen.“
„Erfinden kann ganz schön mühsam sein, wenn es nicht so funktioniert, wie man das möchte.“
„Man darf nicht aufgeben beim Erfinden, auch wenn es schwer ist. Irgendwann findet man bestimmt eine Lösung.“
„Manchmal findet man eine Lösung ja auch durch Zufall -so wie bei der Erfindung vom Eis am Stiel- dann, wenn man etwas ganz anderes baut oder ausprobiert.“
Mögliche Vorgehensweisen
Phase 3 - Bauphase mit Erfinderkonferenzen
Einstieg
Erfinderkonferenz (Plenum) im Sitzkreis
- Organisatorische Klärung der nachfolgenden Gruppen-, Partner- oder Einzelarbeit.
- „Gibt es Änderungen/neue Ideen?“
- „Mein Ziel/Unser Ziel für die heutige Arbeit an der Erfindung…“
- Vorstellen der „kleinen Erfinderkonferenzen“: Die einzelnen Gruppen können sich während der Bauphase gegenseitig zu kleinen Erfinderkonferenzen einladen, um Hilfestellungen, Tipps o.ä. von anderen Gruppen zu erhalten. Zur Dokumentation nutzen sie das AB Erfinderkonferenz und heften es in ihre Erfindermappe.
- Erinnerung an das Fotografieren der einzelnen Entstehungsschritte
- Sukzessive Auflösung des Kreises; maximal sechs Kinder stehen an den Materialkisten und wählen Gegenstände für die Erfindung aus.
- Die Materialkiste für jede Erfindung wird mit den Namen der Gruppenmitglieder versehen.
Erarbeitung
Die Kinder arbeiten an ihren Erfindungen. Bei Bedarf beraten sie sich gegenseitig in kleinen Erfinderkonferenzen.
Abschluss
Große Erfinderkonferenz (Plenum) im Sitzkreis
- Die Kinder heften beim Eintreten in den Sitzkreis ihre Namensklammer an eine der drei ausliegenden Smilies (lachendes Gesicht, neutrales Gesicht, trauriges Gesicht).
- „Das möchte ich sagen…“
- „Das haben wir schon gelöst…“
- „Hier kommen wir noch nicht weiter…“
- Einzelne Gruppen beschreiben und präsentieren in Kleingruppen/im Plenum ihre bisherigen Ergebnisse, beraten sich über Probleme beim Konstruieren und suchen gemeinsam nach Lösungen.
- Sammeln von (allgemeinen und spezifischen) Tipps
- Die Gruppen überarbeiten/überdenken ihre Planung/ihr Modell mit Hilfe der Rückmeldung der MitschülerInnen.
- Die Kinder nutzen ihr Erfinder-Tagebuch zur Dokumentation und Planung ihrer Erfindung und ihres Modells.
Mögliche Vorgehensweisen
Phase 4 - Abschluss und Museumsgang
Abschluss
Fertigstellen der Erfindungen. Die Erfindungen aller Gruppen werden in einem Museumsgang betrachtet; die Zeichnungen der Kinder liegen neben den Erfindungen.
Reflexion (Metaebene)
Mögliche Reflexionsschwerpunkte:
- „Das habe ich Neues gelernt…“
- „Das fiel mir leicht/nicht so leicht…“
- „Die Zeichnung hat mir bei meiner Erfindung geholfen, weil…“
- „So haben wir zusammengearbeitet…“
- „Das hat uns besonders bei der Zusammenarbeit geholfen…“
- „Das könnte man noch weiterentwickeln…“
Tipps und Stolpersteine aus der Erprobung
- Wichtig: Das Material sollte gemeinsam mit den Kindern vorsortiert werden, damit sie später ihre Ideen besser planen können. Abfolge einhalten: erst planen, dann bauen!
- Ein problemorientierter Ansatz ist wichtig, da jede Gruppe individuell ein eigenes Problem löst => Jede Gruppe stellt für ihre Erfindung Kriterien auf, die am Ende überprüft werden.
- Für die kleinen Erfinderkonferenzen ist ein Ablaufraster sinnvoll.
- Die eigene Erfindung sollte vorab als Planungsskizze und erst im Verlauf/am Ende als Sachzeichnung mit Erklärungen und Beschriftungen gezeichnet werden.
- Wichtig: Eine Erfindung muss einen Zweck erfüllen!
- Den Kindern muss deutlich sein, dass sie jeden wichtigen Entstehungsschritt fotografieren sollen. Aber: Nicht zu viele Fotos machen! (Vorwissen zur Bedienung und dem Umgang mit der Foto App ist sinnvoll => Wie mache ich ein Foto? / Wie lösche ich ein Foto? / Wie beschneide ich ein Foto? / Wie kann ich mir die aufgenommenen Fotos anschauen? usw.)
- Die Sequenz hängt stark von der digitalen Ausstattung der Schule/Klasse ab. Falls keine Tablets vorhanden sind, bauen die Kinder ihre Erfindungen ohne die fotografische Dokumentation. Am Ende der Unterrichtsreihe findet anstelle des Videos vor der Greenscreen eine Ausstellung aller Erfindungen statt und jede Erfindergruppe präsentiert ihre Objekte.
- benötigter Zeitrahmen: ca. 3-4 Doppelstunden
Tipps und Stolpersteine bei den kleinen Erfinderkonferenzen
- Rollenkarten können sinnvoll sein.
- Der Ablauf sollte genau besprochen und reflektiert werden. Dann ist ein ritualisierter Einstieg mit einer großen oder kleinen Erfinderkonferenz oder das Einberufen einer Erfinderkonferenz während der Bauphase zunehmend unproblematisch.
- Feste Gruppen können von Vorteil sein.
- Die Erreichung der von den Gruppen erstellten Kriterien ist für ein problemorientiertes Arbeiten wichtig.
- Zusätzliche Klassengespräche über Probleme, gefundene Lösungen o.ä. sind sinnvoll.
Angestrebtes Unterrichtsergebnis
Die Schülerinnen und Schüler können eigene Erfindungen mit bereitgestellten Materialien entwickeln und die einzelnen Entwicklungsschritte fotografisch dokumentieren. Im Austausch (in Partnerarbeit oder Gruppenarbeit und in Besprechungen in Erfinderkonferenzen) bewältigen sie Problemlöseprozesse und reflektieren die eigenen Lernprozesse.
Material zum Download
Deine Idee für eine Erfindung genau zeichnen (pdf)
Deine Idee für eine Erfindung genau zeichnen (docx)
AB Unsere Erfindung Kriterien (pdf)
AB Unsere Erfindung Kriterien (docx)
Ablauf Erfinderkonferenz (pdf)
Ablauf Erfinderkonferenz (docx)
Unsere Erfinderkonferenz (pdf)
Unsere Erfinderkonferenz (docx)