Materialkisten Kräfte und Gleichgewicht Sekundar

Das Bildungsangebot Kräfte und Gleichgewicht für die Sekundarstufe

Die Inhalte des Bildungsangebots

Die Schülerinnen und Schüler lernen den physikalischen Begriff der Kraft kennen, Kräfte zu messen und – am Beispiel der Reibungskraft – erwünschte und unerwünschte Wirkungen von Kräften zu unterscheiden. Sie stellen Gleichgewichte her, die quantitativ erfasst werden – hier exemplarisch am Beispiel des ein- und zweiseitigen Hebels. Anhand des Hebels und zahlreicher weiterer Beispiele aus Natur und Technik (z.B. Bau der Pyramiden, Fahrradantrieb) wird die Goldene Regel der Mechanik erarbeitet und vertieft.

In den KIassen 6, 7 und/oder 8 entdecken bzw. lernen die Kinder in neun Unterrichtseinheiten mit einem Umfang von insgesamt sechs Doppel- und zwei Einzelstunden,

• den physikalischen Begriff Kraft vom Alltagsbegriff Kraft zu unterscheiden,
• Kräfte zu messen,
• Reibungskräfte in den einen Fällen als erwünscht, in anderen Fällen als unerwünscht einzustufen,
• Gleichgewichte herzustellen und zu analysieren,
• Stabilität herzustellen,
• die Goldene Regel der Mechanik in Alltagsbeispielen anzuwenden,
• mit Hebeln Tempo zu erzeugen
• und die Goldene Regel der Mechanik in der Technik anzuwenden.

Die Unterrichtsmaterialien betonen das selbstständige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler und bieten vielfältige Möglichkeiten der Differenzierung.

In Hinblick auf naturwissenschaftliche und technische Arbeits- und Denkweisen erwerben die Schülerinnen und Schüler eine Vielzahl von Kompetenzen. Sie

• formulieren Fragen, die sich mit naturwissenschaftlichen Verfahren untersuchen lassen,
• geben selbstständig Begründungen für Vermutungen und Hypothesen an,
• erkennen Fehler im Zusammenhang mit der Variablenkontrolle,
• entwerfen selbstständig kontrollierte Experimente zu einfachen Fragen,
• wählen zielgerichtet angemessene Darstellungsformen aus,
• unterscheiden systematisch zwischen Beobachtung und Interpretation,
• reflektieren das eigene Vorgehen und benennen Ansatzpunkte für Verbesserungen,
• sind in der Lage, komplexe technische Problem- bzw. Aufgabenstellungen zu erfassen, technische Lösungen zu konstruieren, zu fertigen und zu optimieren,
• analysieren die Weiterentwicklung technischer Gegenstände bzw. Prozesse
• und dokumentieren Ideen und Lösungen zu technischen Sachverhalten situations- und adressatengerecht in Texten Skizzen, Zeichnungen und Diagrammen.

Die Materialkisten zum Bildungsangebot

Die Materialkisten enthalten bis auf Kraftmesser und einige leicht verfügbare Kleinteile alle Materialien, die für die Durchführung der Unterrichtssequenzen notwendig sind. Hierzu gehören insbesondere

• Balkenwaagen zum selbstständigen Erarbeiten des Hebelgesetzes
• und Riemenradsätze zum Anwenden der Goldenen Regel der Mechanik in der Technik.

Die Materialien wurden so zusammengestellt, dass sie auch für andere physikalische Themenfelder nutzbar sind (z.B. Dichte, Energie).

Es wurde bewusst darauf verzichtet, die Kiste mit Federkraftmessern, Massestücken von 10, 50 oder 100 Gramm und Alltagsgegenständen bzw. Kleinteilen wie Nussknacker, Flaschenöffner oder Geodreiecken zu bestücken, da diese entweder an Schulen vorhanden sind oder sich sehr leicht aus anderen Quellen beschaffen lassen.

Alle Materialien sind so zusammengestellt, dass sie Kleingruppenarbeit mit je drei Personen bis zu einer Klassengröße von 33 Schülerinnen und Schülern ermöglichen.

Die Materialkisten für den Sekundarbereich

Bei Nachfragen:

Caritas-Werkstatt Lünen
Fon 02306 9801-2900
Fax 02306 9801-2949
magnetismus@caritas-coesfeld.de

Drehpunkt, Kraft- und Lastarm am eigenen Körper

Aufgebautes Modell des Riemengetriebes (Fahrradgetriebe)