Markus Renner
4. SPS Wilmersdorf (L)
02.11.1995
Entwurf einer Unterrichtsstunde
im vorfachlichen Unterricht, Lernbereich Sachkunde,Klasse 4
"Die Beleuchtung am Fahrrad"
Lerngruppe: Teilungsgruppe
der Klasse 4
1. Thema der Unterrichtseinheit
Die Beleuchtung am Fahrrad
1.1 Vorangegangene UE
Sichtverhältnisse in
der dunklen Jahreszeit
1.2. Folgende UE
Der Radfahrer im Straßenverkehr
2. Gliederung der UE
1. Der Stromkreis (Wiederholung
aus der 3. Klasse)
11. Wie funktioniert die Fahrradbeleuchtung?
111. Wichtige Handgriffe für die Montage einer Fahrradlampe
1 V. Häufige Fehlerquellen bei der Fahrradbeleuchtung
V. Montagearbeiten am eigenen Fahrrad
VI. Schreiben einer Reparaturanleitung für die Schülerzeitung
3. Lernziele
3.1 Intentionen
Die
Schüler lernen, ihr technisches Wahrnehmungsverhalten zu schulen
ihre Beobachtungen zu verbalisieren technische Grundbegriffe der Fahrradbeleuchtung
richtig anzuwenden die vereinfachte Darstellung eines Fahrrads auf den
Realgegenstand zu übertragen manuelle Fertigkeiten hinsichtlich der
Montage einer Fahrradbeleuchtung zu entwickeln (sachgerechter Umgang mit
Werkzeugen) beim Basteln am Fahrrad systematisch, kleinschrittig und konsequent
vorzugehen.
Im
folgenden Text wird auf die Unterscheidung von Schülern und Schülerinnen
zugunsten des Leseflusses verzichtet. Das Wort "Schüler" bezieht
sich im laufenden Text sowohl auf Jungen als auch auf Mädchen.
3.2 Stundenziele
Die Schüler kennen fünf
häufig auftretende Fehlerquellen der Fahrradbeleuchtung (s. 4.),
können einen Fehler ausfindig machen und ihn beheben. Sie sind in
der Lage, zwei Reparaturvorgänge aufzuschreiben.
4. Sachdarstellung
Die
Beleuchtung ist eine wichtige, unentbehrliche Sicherheitseinrichtung des
Fahrrads. Sie ist gesetzlich vorgeschrieben (Vgl. PODLESCHS.113f). Demnach
muß ein verkehrssicheres Fahrrad mit einem weißen Scheinwerfer
am Vorderrad und einer roten Rückleuchte sowie einer für den
Betrieb der Lampen erforderlichen Stromquelle (Nennleistung: 3 Watt) ausgestattet
sein (vgl.: AMLING u.a. S.35). Darüber hinaus sind sowohl ein roter
Rückstrahler sowie gelbe Pedalrückstrahler und jeweils zwei
Speichenrückstrahler für Vorder- und Hinterrad gesetzlich vorgeschrieben.
"Die Beleuchtungseinrichtungen müssen vorschriftsmäßig
angebracht und ständig betriebsbereit sein." (StVZO § 67[2])
Scheinwerfer
und Rückleuchte müssen mit einem Dynamo betrieben werden. Die
Funktion des Dynamos, der nach dem Induktionsgesetz arbeitet, wird an
dieser Stelle nur phänomenologisch als mögliche Stromquelle
erläutert (vgl. ECKERT, S.91 f).
Scheinwerfer
und Rückleuchte sind in Parallelschaltung an dem Dynamo angeschlossen.
Auf diese Weise bleibt beim Ausfall einer Lichtquelle die andere noch
in Betrieb. Beide Fahrradlampen sind nur durch jeweils ein Kabel mit der
Stromquelle (Dynamo) verbunden. Die zweite Zuleitung (Rückleitung)
erfolgt über den Fahrradrahmen.
Wenn
Scheinwerfer oder Rückleuchte nicht funktionieren, ist oft die entsprechende
Glühlampe defekt. Um diese auszuwechseln, muß man das Gehäuse
der Fahrradlampe öffnen. Die modernen Scheinwerfer und besonders
die Rückleuchten sind meist aus Kunststoff und lassen sich leicht
durch einen Klemmechanismus öffnen und schließen. Jedoch gibt
es gerade unter den besseren Scheinwerfern auch solche, die aufgeschraubt
werden müssen. Hierfür sind je nach Fabrikat Kreuzschlitz- oder
normale Schraubendreher (ca. 5 mm Klingenbreite) erforderlich.
Ob
eine Glühlampe durchgebrannt ist, läßt sich oft an dem
unterbrochenen Glühdraht im Innern des Glaskolbens erkennen. Ist
die Lampe in Ordnung, funktioniert aber dennoch nicht, liegt es häufig
am Zuleitungskabel. Es gilt zu überprüfen, ob das Kabel richtig
am Scheinwerfer montiert ist. Während man beim Scheinwerfer das abisolierte
Kabelende im Innern des Gehäuses an die Lampenfassung anschließen
muß, wird das Kabel bei den modernen Rückleuchten außen
am Gehäuse in die entsprechende Vorrichtung gesteckt. Der Kabelanschluß
am Dynamo muß ebenfalls überprüft werden. Hierbei muß
das Kabelende entweder über einen kleinen Haken oder einfach mit
dem abisolierten Ende am Fuß des Dynamos mit einem Kontaktstift
verbunden werden. Oft muß das Kabelende auch einfach nur in eine
dafür vorgesehene Öffnung gesteckt und festgeklemmt werden.
Neben
dem Schraubendreher ist das Messer (Taschenmesser, kleines Küchenmesser
o.ä.) ein wichtiges Werkzeug für das Reparieren der Fahrradbeleuchtung.
Ist das Kabel an einer Stelle gerissen, so müssen beide Enden erst
abisoliert werden. Dazu wird in ca 1 cm Abstand vom Kabelende die Isolierung
mit dem Messer rundherum angeschnitten und dann vorsichtig abgezogen.
Anschließend werden beide Kabelenden wieder miteinander verbunden,
indem man sie gut ineinander verdreht. Es empfiehlt sich, die reparierte
Stelle mit Isolierband zu umwickeln und das Kabel mit diesem an dem Rahmen
festzukleben, um zu vermeiden, daß es an der selben Stelle ein zweites
Mal reißt.
Die
am leichtesten zu reparierende Fehlerquelle ist eine lockere Glühlampe.
Aufgrund häufiger Erschütterungen während des Radfahrens
kann sich die Glühlampe in ihrer Fassung lockern, wodurch die Kontakte
nicht mehr aufeinanderliegen. Durch einfaches Eindrehen der Glühlampe
bis zum Anschlag läßt sich der Fehler schnell beheben.
5. Voraussetzungen für
die Unterrichtsstunde
5.1 Gruppensituation/ allgemeine Voraussetzungen
Ich
unterrichte die Klasse seit dem 2. Schuljahr im vorfachlichen Unterricht
in den Lernbereichen Deutsch und Sachkunde. Zur Zeit erteile ich hier
fünf Wochenstunden schwerpunktmäßig im Lernbereich Sachkunde.
Die
Lerngruppe besteht aus sieben Jungen und sieben Mädchen im Alter
zwischen 9 und 11 Jahren. Vier Schüler der Gruppe sind ausländischer
Herkunft, wobei einzig der polnische Junge größere Schwierigkeiten
im mündlichen und schriftlichen Sprachgebrauch hat. Das technischen
Verständnis ist dadurch nicht eingeschränkt.
Die
Schüler können in verschiedenen Unterrichtsformen (Gruppenarbeit,
Partnerarbeit, Stuhlkreis u.a.) sachorlentiert arbeiten. Ein charakteristisches
Merkmal der Lerngruppe ist das hohe Aktivitätsbedürfnis, das
bei falscher Umgangsweise schnell in destruktive Unruhe umschlagen kann.
Als
Lehrer war ich bisher stets gefordert, den Mittellungs- und Bewegungsdrang
der Schüler aufzufangen und in produktive Bahnen zu lenken. Da mir
das leider nicht immer gelang, mußte ich häufig auf Disziplinarmaßnahmen
zurückgreifen.
Im allgemeinen sind die Schüler jedoch sehr lernwillig, offen und
interessiert bzgl. neuer Unterrichtsthemen und Arbeitsformen.
5.2 Psychomotorlscher und sachstruktureller
Entwicklungsstand
Im
vorfachlichen Unterricht (Lernbereich Sachkunde) setzte ich seit meiner
Zeit als Lehrer dieser Klasse Schwerpunkte im handwerklichen Arbeiten.
So sind die Schüler schon in der zweiten Klasse während einer
ausführlichen Unterrichtseinheit zum Thema "Bau eines Fahrzeuges"
mit verschiedenen Werkzeugen in Berührung gekommen. Oft habe ich
versucht, die Schulung der Feinmotorik in den Mittelpunkt des Unterrichtsgeschehens
zu stellen (z.B. beim Nähen eines Stofftieres in der dritten Klasse),
wodurch das Zusammenwirken manueller und kognitiver Fähigkeiten bei
den Schülern zunehmend gefördert wurde. Ich weise an dieser
Stelle besonders auf die Feinmotorik hin, da ich meine, daß die
Beherrschung feinmotorischer Bewegungskoordination zum Erfolg beim Reparieren
der Fahrradbeleuchtung entscheidend beiträgt.
Im
vergangenen Schuljahr haben die Schüler im Rahmen der Unterrichtseinheit
"Bau einer Beleuchtungsanlage" elementare Grundkenntnisse zu den Bereichen
"Stromkreis", "Glühlampe" sowie "Leiter und Nichtleiter" erworben.
Beim Bau eines Geschicklichkeitsspiels ("Heißer Draht") setzten
sie sich mit dem Thema handlungsorientlert auseinander. Auch hier wurden
handwerkliche Fähigkeiten angebahnt und gefördert. Der Einsatz
eines Schraubendrehers wurde 'in diesem Zusammenhang geübt. Bei der
Fertigstellung des "Heißen Drahts" mußten sich die Schüler
immer wieder mit verschiedenen Fehlerquellen der Beleuchtungsanlage und
deren Beseitigung auseinandersetzen.
In
der ersten Stunde der jetzigen Unterrichtseinheit wurde mit der Behandlung
elementarer Grundlagen des Stromkreises das Vorwissen der Schüler
aktiviert. Damit soll gewährleistet werden, daß sie ihre Vorkenntnisse
auf die Fahrradbeleuchtung übertragen können.
In der folgenden Stunde wurden die Teile der Fahrradbeleuchtung benannt
sowie der Stromkreis am Fahrrad erläutert. Zu diesem Zweck wurde
den Schülern ein Fahrrad präsentiert, an dem der Unterrichtsinhalt
veranschaulicht werden konnte. Seitdem stand das Fahrrad im Klassenraum
und konnte wiederholt als Anschauungsobjekt genutzt werden. Somit sind
die Schüler mit dem Lerngegenstand vertraut.
In der 3. Stunde erlernten die Schüler wichtige Fertigkeiten, die
für die Montage der Fahrradbeleuchtung notwendig sind (wie z.B. Aufschrauben
des Scheinwerfers, Auswechseln der Glühlampe etc.). Diese Handgriffe.
die eine Voraussetzung für die heutige Stunde sind, werden von den
Schülern weitestgehend beherrscht.
6. Didaktisch-methodische
Vorüberlegungen
6.1 Begründung der Auswahl des
Unterrichtsgegenstandes
6.1.1 Bezug zum Rahmenplan
Im
vorläufigen Rahmenplan für Erziehung und Unterricht an der Berliner
Schule/Grundschule Klasse 1-4 VU/Sachkunde ist das Thema "Beleuchtung
am Fahrrad" für die Klassenstufe 4 als verbindlich vorgeschrieben
(vgl. RAHMENPLAN S. 53). Die Schüler sollen "die zur Beleuchtungsanlage
gehörenden Teile identifizieren, die Funktionsweisen der Fahrradbeleuchtung
erkennen (und) Fehler in der Beleuchtungsanlage feststellen und beseitigen"
können (RP S. 53).
Der
Einsatz und der Umgang mit einem Fahrrad als konkretem Lerngegenstand
entspricht dem geforderten Lerninhalt, die "Untersuchungen und Montagearbeiten
an verschiedenen Fahrrädern" durchzuführen (RP S. 53).
Die
intensive Auseinandersetzung aller Schüler mit diesem Thema trägt
nicht zuletzt "zur Vermeidung geschlechtsstereotyper Verhaltensweisen"
bei, da Jungen als auch Mädchen in gleichem Maße die technischen
und handwerklichen Fähig- und Fertigkeiten, die die Reparatur der
Fahrradbeleuchtung erfordert, erlernen können.
6.1.2 Relevanz des Unterrichtsgegenstandes
Das Fahrrad ist ein technischer
Gegenstand, zu dem das Kind eine besondere Beziehung hat. "im Laufe seiner
Entwicklung hat es mit Räderfahrzeugen vielseitige Umwelterfahrungen
gewonnen." (ULLRICH, S. 16)
Jeder Schüler dieser
Klasse besitzt ein Fahrrad, kennt somit auch die Fahrradbeleuchtung und
hat damit schon Erfahrung gemacht, die er im Unterricht einbringen kann.
Insofern stammt das Thema unmittelbar aus der Lebenssituation der Kinder
(vgl.: RAHMENPLAN TEIL A, S.2).
Aufgrund der Tatsache, daß die Tage immer kürzer werden und
die Schüler folglich abends oft im Dunkeln unterwegs sind, bietet
sich das Thema "Fahrradbeleuchtung" in dieser Jahreszeit besonders an.
Darüber hinaus ist bei meinen Schülern das Interesse am Fahrrad
derzeit besonders groß, da in diesem Schuljahr die Radfahrprüfungen
abgelegt werden müssen. Aus diesem Grund wurde vor einigen Wochen
die Jugendverkehrsschule besucht. Zwar stand hier vor allem die Sicherheit
im Straßenverkehr an erster Stelle, aber das Verständnis des
Stromkreises beim Fahrrad und die damit verbundene Möglichkeit, eventuelle
Fehlerquellen zu entdecken und zu beheben, sind auch ein Beitrag zur Sicherheit
der Schüler als Radfahrer im Straßenverkehr. Denn schließlich
gehört zu einem verkehrssicheren Fahrrad eine voll funktionsfähige
Beleuchtungsanlage (vgl. StVZO §67(2)).
6.2 Reduktion
Die
Fahrradbeleuchtung ist in ihrem Aufbau und ihren Funktionen für einen
Schüler im 4. Schuljahr schwer zu durchschauen. So lassen sich Aufbau
und Arbeitsweise des Dynamos den Schülern nicht verdeutlichen. Meine
Erläuterungen beschränken sich daher auf die Tatsache, daß
der Dynamo als Stromerzeuger oder "keines Elektrizitätswerk" dient
und durch Drehung den Strom für beide Fahrradlampen liefert. Die
Komplexität des Induktionsgesetzes ist in dieser Altersstufe nicht
begreifbar und gehört in den Physikunterricht der Oberschule.
In
der heutigen Stunde steht die Beseitigung von Fehlerquellen bei der Fahrradbeleuchtung
im Mittelpunkt des Schülerinteresses. Bei der Fülle der Möglichkeiten
ist es jedoch nicht zu schaffen, jede erdenkliche Fehlerquelle zu behandeln.
Ich beschränke mich somit auf die fünf meiner Erfahrung nach
am häufigsten auftretenden Fehler (s. 10.1). Obwohl ein abgerissenes
Kabel häufig als Fehlerursache vorkommt, wird es in der Unterrichtseinheit
nicht thematisiert, da der Reparaturvorgang zu schwierig für die
Schüler ist. Darüber hinaus ist die Verletzungsgefahr beim Abisolieren
mit einem Messer zu groß. Den Schülern wird empfohlen, bei
einem gerissenen Kabel ein neues zu montieren. Dieser Vorgang ist jedoch
zu zeitaufwendig, und so wird in dieser Stunde aus Zeitgründen darauf
verzichtet.
Für die Untersuchungen wähle ich ein Fahrrad, bei dem die Beleuchtungsanlage
übersichtlich und für die Schüler nachvollziehbar ist.
Dadurch Werden unüberwindliche Probleme (wie z.B. ein innerhalb des
Rahmens verlegtes Stromkabel) von vornherein ausgeschlossen.
Im
Rahmenplan wird verlangt, die "Untersuchungen und Montagearbeiten an verschiedenen
Fahrräderri' durchzuführen (vgl. Rahmenplan S. 53). Dieser Lerninhalt
ist in einer Unterrichtsstunde nicht zu bewerkstelligen, da er einen zu
großen organisatorischen Aufwand abverlangt. In meiner Stunde kommt
nur ein Fahrrad zum Einsatz. Ich habe bzgl. der einzelnen Zubehörteile
der Beleuchtungsanlage im Vorfeld eine Auswahl getroffen, die den Schülern
das Reparieren nicht durch komplizierte Handgriffe erschwert. Dennoch
haben wir es hier mit für ein Kinderfahrrad üblichen Teilen
zu tun. Der Transfer auf andere z.B. unterschiedlich zu öffnende
Fahrradlampen wurde schon in der vorangegangenen Stunde an Teilen verschiedener
Hersteller angebahnt, muß jedoch in der folgenden Stunde von jedem
Schüler am eigenen Fahrrad selbst vollzogen werden.
6.3 Vorüberlegungen zur Größe
der Lerngruppe
Der Stundenplan der Klasse
4c sieht in diesem Schuljahr mehrere Teilungsstunden pro Woche vor, die
sich auf verschiedene Lernbereiche (Deutsch, Mathematik, Sachkunde und
Musik) aufteilen. Die Schüler sind somit gewohnt, in Teilungsgruppen
zu arbeiten.
In dieser Stunde bietet sich die Arbeit mit einer Teilungsgruppe unter
zwei Gesichtspunkten besonders an. Zum einen ist die Form der Präsentation
eines Fahrrads in einem kleinen Sitzhalbkreis um den Lerngegenstand sehr
viel effektiver. Die Schüler können näher am Objekt sitzen
und besser beobachten. Zum anderen ist die Aktivität jedes einzelnen
Schülers an nur einem Lerngegenstand bei einer kleineren Lerngruppe
wesentlich höher und der Lerneffekt somit größer.
6.4 Didaktisch-methodische Grundkonzeption
1. Phase (Einstieg/Motivation)
Der Einstieg in die Unterrichtsstunde
erfolgt über die Präsentation des Fahrrads mit nicht funktionierender
Beleuchtung. Die Schüler werden vom Lehrer direkt als Fachleute angesprochen
und sind somit motiviert, Vermutungen hinsichtlich der möglichen
Fehler anzustellen. Diese Form der Präsentation hat starken Aufforderungscharakter.
2. Phase (Erarbeitung I)
Auf
Grund von Erfahrungen am eigenen Fahrrad nennen die Schüler Ursachen
für mögliche Fehler. Somit werden außerschulische Vorkenntnisse
aktiviert und gleich sachbezogen in den Unterricht integriert.
Jede
genannte Fehlerstelle wird auf zwei Fahrradabbildungen (s. 10.2) von jeweils
einem Schüler mit einem Farbstift markiert. Das vor der Tafel stehende
Fahrrad kann für manche Schüler die Sicht auf eine Fahrradabbildung
verdecken. Daher wurden zwei Plakate gewählt und diese am linken
und rechten Flügel der Tafel aufgehängt. Die Plakate bleiben
während der ganzen Stunde gut sichtbar hängen und dienen als
Orlentierungshilfe.
3. Phase (Erarbeitung II/Übung)
Als
Sozialform für diese Erarbeitungsphase wird die "Theatersitzordnung"
im Halbkreis um das Fahrrad gewählt, die den Schülern schon
vertraut ist und exaktes Beobachten der Vorgänge ermöglicht.
In dieser Phase dürfen die Schüler selbst am Fahrrad aktiv werden.
In verschiedenen Durchgängen baut jeweils ein Schüler nun einen
Fehler ein und läßt ihn von anderen beheben.
Der Vorgang der Reparatur muß mit den Schülern gemeinsam besprochen
werden, um ein möglichst effektives Arbeiten zu gewährleisten.
Ausgehend von dem Dynamo sollen die "Monteure" die einzelnen Anschlüsse
bis zur Glühlampe kontrollieren. Dabei ist das Öffnen des Lampengehäuses
einer der letzten Schritte und muß nur vollzogen werden, wenn der
Fehler vorher noch nicht gefunden wurde.
Um mehrere Schüler aktiv werden zu lassen, habe ich immer zwei "Monteure"
für die Reparatur eingesetzt. Darüber hinaus können sie
sich bei der Reparatur gegenseitig zur Hand gehen, was bei einigen Arbeitsschritten
sehr hilfreich sein kann.
Bei jedem eingebauten Fehler sind immer drei Schüler aktiv, so daß
der Vorgang fünfmal durchgeführt werden muß, um alle Schüler
am Fahrrad hantieren zu lassen. Je mehr Durchgänge durchgeführt
werden, um so mehr Fehlerquellen lernen die Schüler kennen.
Das
Fahrrad hängt etwas erhöht an einem Kartenständer. So können
die Zuschauer die folgenden Reparaturvorgänge besser beobachten.
Über ein Podest (zwei Tische) gelangen die "Monteure" an den Scheinwerfer
und können auf einer ihnen angemessenen Höhe arbeiten.
Bei der Einteilung der "Monteurpaare" sowie der Schüler, die den
Fehler einbauen, ist im Vorfeld schon eine Entscheidung getroffen worden.
Dadurch wird vermieden, daß zwei leistungsschwache oder motorisch
weniger geschickte Schüler gleichzeitig zum Einsatz kommen. Den schwächeren
Schülern wurde mit Rücksicht auf Sympathien ein leistungsstarker
Schüler zur Seite gestellt.
4. Phase
Die Sicherung der Arbeitsergebnisse
erfolgt anhand eines Arbeitsbogens. Die Schüler begeben sich wieder
an ihre Tische und schreiben mindestens zwei Reparaturvorgänge auf.
Das schriftliche Fixieren der einzelnen Schritte folgt dem Prinzip vom
Konkreten zum Abstrakten.
Für den Fall, daß die verbleibende Zeit nicht mehr für
die letzte Phase ausreicht, behalte ich mir vor, das Ausfüllen des
Arbeitsbogen als Hausarbeit aufzugeben.
Die Unterrichtsstunde wird dann mit der erfolgreichen Reparatur des letzten
"Monteurpaares" beendet.
7. Medien und Arbeitsmittel
- ein Fahrrad (Rahrnengröße:
28 Zoll)
- ein Kartenständer als Aufhängung für das Fahrrad
- zwei große Fahrradabbildungen in Din A 1 (vgl. 10.2)
- ein Schraubendreher, eine defekte und eine intakte Ersatzglühlampe
zum Reparieren der Fahrradbeleuchtung
- 14 Arbeitsbögen "Mögliche Fehlerquellen einer Fahrradbeleuchtung"
(siehe10.3)
8. Literatur
Amling,
L.-R. u.a.(Hrsg.): Unter der Lupe. Sachunterricht in der Grundschule.
Lehrerheft 4. Schuljahr. Berlin 1987.
Eckert,
E. und R.: Wie funktioniert die Fahrradbeleuchtung? In: Sachunterricht
und Mathematik in der Primarstufe 3/1984. S. 91 ff.
Helm,
K.-H.: Beleuchtung des Fahrrades. In: Sachunterricht und Mathematik in
der Grundschule 4/1979. S. 154 ff.
Kuhtz,
C.: Rad kaputt. Lüneburg 1983.
Landesverkehrswacht
Berlin (Hrsg.): Mein Fahrrad. Berlin 1989.
Podlesch,
W.: Versuche zur Fahrradbeleuchtung. Berlin 1973.
Senatsverwaltug
für Schule, Berufsbildung und Sport (Hrsg.): Vorläufiger Rahmenplan
für Erziehung und Unterricht an der Berliner Schule/ Grundschule
Klasse 1-4 VU/Sachkunde.
Ullrich,
H.: Mein Fahrrad - Zur Entwicklung des technischen Denkens beim Kind.
In: Grundschule 9/1994. S. 16 ff.
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