Kapitel Einleitung - do-it-werkstatt.ch

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.01 Inhaltsverzeichnis
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Lernkoffer Technikverständnis
A. Einleitung Kommentar (kursiv)
A.01 Inhaltsverzeichnis
A.02 Absicht / Ziele / Evaluation
A.03 Gebrauchsanweisung/Fehlerbeseitigung
A.04 DVD mit
- allen Unterrichtshilfen für Lehr -
personen (Teil A und B) inkl. Fotordner
- Bezugsquellen mit Bestellnummer
(vgl. auch PhäGes, S. 112)
A.05 Fachverständnis
Überblick zu Absicht, Zielen, Handhabung
und Fehlerbeseitigung bei den
Experimenten.
Alle Unterrichtshilfen für die Lehrperson
sind auf der DVD elektronisch vorhanden.
Das Bezugsquelleverzeichnis beinhaltet
Materialien des Lehrmittels/Lernkoffers.
Artikel zum Fachverständnis.
B. Unterrichtshilfen Technikinteresse und Technikverständnis für Lehrpersonen
B.01 Fachdidaktikkarten
- Method.Problemlösen
- Fachspez. Lernformen
- Planungshilfe
B.02 Lernformen mit Beispielen
- Materialuntersuchung
- Materialerprobung
- Gestalterisches Experiment
- Technisches Experiment
- Werkanalyse und Lehrgang
B.03 Übersichtsseiten zu beiden Phänomenen
- Experimentierkarten
- Do-it-Aufgaben
- Do-it-Maxi
B.04 Aufbaureihen und Erweiterungen
- Aufbaureihen
- Aufgabenstellungen Do-it-Maxi
- Erweiterung Do-it-LED 16-20
- Morsealphabet /Elektromotor
B.05 Technikfacts
- Leuchtdioden
- Batterien
- Elektrizität
- Elektromagnetismus
- Acrylglas / Polystyrol
- Polystyrolschaumstoff
C. Unterrichtshilfen Eigenverantwortliches Lernen für Lernende
C.01 Animationsblätter (28)
C.02 Technologiekarten (A4)
- Magnetismus
- Schwachstrom
- Kunststoff
C.03 Experimentierkarten (A4)
- Schwachstrom
- Magnetismus
C.04 Bedienungsanleitungen
für alle Hilfsgeräte
Die Kopiervorlagen lassen sich zur
Unterrichtsplanung und
Unterrichtsreflexion einsetzen.
Der Einbezug entdeckender Lernformen
garantiert problemlöseorientierten und
eigenverantwortlichen Unterricht.
Mit Hilfe der Übersichtsseiten lassen sich
Ziele, Inhalte, Querbezüge zu Themen im
Fach Natur-Mensch-Gesellschaft
vergleichen und Aufbaureihen erweitern.
12 vorgeschlagene Aufbaureihen,
veranschaulicht unter C.01
(Animationsblätter).
Technikfactsblätter geben einen Überblick
zu einem aktuellen Thema, regen
Lehrende oder Lernende an, sich zu
vertiefen resp. weiter zu forschen.
Weitere aktuelle Technikfacts sind auf
DO-IT-WERKSTATT/TECHNIKFACTS
aufgeschaltet.
Alle hier eingeordneten Unterrichtshilfen sind
direkt einsetzbar im Unterricht. Es empfiehlt
sich, die Unterlagen zu laminieren oder zu
kopieren. Aus urheberrechtlichen Gründen sind
diese Unterlagen nicht auf der DVD. Die
Animationsblätter zu den Aufbaureihen (C.01)
zeigen mögliche Lösungen und regen zu
Eigenentwicklungen an. Technologiekarten und
die Bedienungsanleitungen fördern eigenverantwortliches
Lernen. Hilfsgeräte lassen sich
auf DO-IT-WERKSTATT.CH/HILFSGERÄTE bestellen.

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.02 Zielsetzungen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Absicht / Zieletzungen Lernkoffer
An die Benutzerinnen und Benutzer dieses Lernkoffers
Besten Dank für Interesse und Benutzung des Lernkoffers von DO-IT-WERKSTATT.CH zum
Lehrmittel Phänomenales Gestalten: Schwachstrom und Magnetismus. Unterstützt wurde die
Entwicklung von NaTech Education.ch, einem Verein zur Förderung von Naturwissenschaften und
Technikverständnis. Im Lehrplan 21 wird Technikverständnis dem Fach Natur-Mensch-Gesellschaft
(NMG) und demTechnischen Gestalten (TG) zugeordnet. Mit dem Lernkoffer lässt sich sowohl
Technikinteresse wie Technikverständnis fördern.
Der Lernkoffer ist konzipiert für Lehrpersonen im technisches Gestalten, für Schulhauskollegien, den
Einsatz an Pädagogische Hochschulen und Instituten für Bildungsmedien. Einsetzbar ist er ab der
Mittelstufe.
Über Rückmeldungen an info@do-it-werkstatt.ch zum Lernkoffer freuen wir uns.
Zielsetzungen des Lehrmittels
Im Buch Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus (PhäGes) forschen,
experimentieren und entwickeln die Lernenden die Phänomene im Rahmen ihrer Möglichkeiten.
Dieses Buch soll einen Beitrag zur Förderung des Technikinteresses und -verständnisses leisten.
Phänomenales Gestalten will
– den Lehrpersonen eine grosse Auswahl von Gestaltungsaufgaben und eine praxisorientierte
Unterrichtshilfe für Umsetzungen im Technischen Gestalten bieten;
– forschendes und problemlöseorientiertes Verhalten durch Experimentieren und Entwickeln
fördern;
– eine Fülle von neuen Möglichkeiten zur Kompetenzerweiterung für Lehrpersonen zeigen, die
förderorientiert und differenziert unterrichten;
– einen Beitrag zur Förderung des Technikverständnisses und zu vernetztem, fächerverbindendem
und lehrplanorientiertem Handeln und Denken leisten;
– im Gestaltungsunterricht Umsetzungsmöglichkeiten zu Themen in den Bereichen Natur und
Technik zeigen.
Zielsetzungen und Inhalte des Lernkoffers
Mit dem Lernkoffer soll technisches Handeln zur Förderung des Technikinteresses /
Technikverständnisses erleichtert und gefördert werden, insbesondere
- Technische Handlungsweisen wie forschendes, problemlösorientiertes und
eigenverantwortliches Lernen; konkret Planen, Experimentieren, Nacherfinden, Montieren,
Demontieren, Analysieren, Entwicklen und Konstruieren.
- Sachgerechter Umgang mit Werkstoffen, Verfahren und Maschinen und Geräten.
- Wichtige technische Zusammenhänge verstehen, erklären, vergleichen und bewerten.
- Technische Erfindungen nachvollziehen, erfassen, bewerten und Alternativen erkennen.
- Auf der Basis von Können, Wissen, Verstehen Interesse und ein positives Bewusstsein von
technikbezogenen Fähigkeiten aufbauen.
Dieser Lernkoffer beinhaltet Unterrichtshilfen für Lehrpersonen und Schülerinnen und Schüler
- Hilfestellungen zu Fachdidaktik, Lernformen und Planung
- Mustersammlungen und Experimentiermaterial
- Aufbaureihen zu Verfahren und Themen mit Fotoanimationen (Animationsblätter)
- Technikbezüge (sogenannte Technikfacts) zu Geschichte, industrieller Herstellung, aktueller
Forschung, Recycling und Bezüge zur Umwelt der Zielgruppe
- Technologiekarten und Bedienungsanleitungen zu eigenverantwortlichen Umsetzungen.
- DVD mit Begleitmaterial und Fotos für die Lehrperson

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.03 Gebrauchsanweisung
Thomas Stuber
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Gebrauchsanweisung
Es empfielt sich zuerst die Einführung im Lehrmittel Phänomenales Gestalten: Schwachstrom und
Magnetismus (PhäGes) zu lesen. Als spielerischer Einstieg eignet sich das Lernquiz (PhäGes S.18f und 66f),
das auch als Lernkontrolle dienen kann. Alternativ lassen sich im Lehrmittel das Kapitel Grundlagen zu
Schwachstrom und Magnetismus lesen. Wichtiges zur Handhabung ist Seite 5 im PhäGes zusammengefasst.
Diese Gebrauchsanweisung ergänzt diese Einführung.
Der Lernkoffer beinhaltet
- - einen Ordner mit einer Einleitung und Unterrichtshilfen
o zu Technikverständnis für Lehrpersonen inkl. DVD (Teile A und B)
o zu Eigenverantwortlichem Lernen für Schülerinnen und Schüler (Teil C)
- - eine Kiste mit dem Experimentiermaterial
- - ein Lehrmittel Phänomenales Gestalten: Schwachstrom und Magnetismus (PhäGes)
Der Ordner Lernkoffer hat die Teile
A. Einleitung
Überblick zu Absicht, Zielen, Handhabung und Fehlerbeseitigung bei den Experimenten. Alle Unterrichtshilfen
für die Lehrperson( Teile A+B )sind auf der DVD elektronisch vorhanden. Das Bezugsquelleverzeichnis
beinhaltet Materialien des Lehrmittels/Lernkoffers mit Preisangaben. Unter Fachverständnis (A.05) findet
sich die wichtige Zusammenfassung Technik und Problemlösen. Weitere Artikel ergeben einen Überblick,
namentlich die Artikel Aha-Erlebnisse motivieren, Verbindungen, Einleuchtende Lektionen und Problemlösen
im Technischen Gestalten. Weitere Artikel sind auf der DVD oder auf DO-IT-WERKSTATT.CH —>TECHNIKVERSTÄNDNIS
zu finden.
B. Unterrichtshilfen zu Technikverständnis für Lehrpersonen
Im Kapitel Unterrichtshilfen für Lehrpersonen (Teil B) sind zuerst Fachdidaktikkarten (B.01) zu finden: Die
Kopiervorlagen lassen sich zur Unterrichtsplanung und Unterrichtsreflexion einsetzen, auf der CD-Rom ist
auch je ein Word-Leerformular vorhanden.
Im Teil B.02 sind die wichtigsten entdeckenden Lernformen beschrieben und mit einem exemplarischen
Beispiel hinterlegt. Der Einsatz von entdeckenden Lernformen ermöglicht es den Lernenden, Problemlösungen
selbständig und eigenverantwortlich zu entwickeln.
Unter B.03 sind die Übersichtsseiten aus dem Lehrmittel abgelegt: Diese Ziel- und Inhaltsübersicht eignet sich
einerseits zur Vorbereitung, andererseits um Querbezüge zu andern NMG-Lehrmitteln und Weiterführungen
zu finden.
Unter B.04 sind 12 thematische Aufbaureihen zu finden, beispielsweise zu Elektromagnetismus. Zudem sind
Animationsblätter (C.01) zu allen Aufbaureihen zur Anregung vorhanden, die Aufgabenstellungen zu Do-it-
Maxi als Kopiervorlagen und eine Erweiterung von Leuchtdioden-Aufgaben aus der DO-IT-WERKSTATT.
Im nachfolgenden Abschnitt (B.05) sind sogenannte Technikfacts eingeordnet. Technikfacts geben einen
Überblick zu einem aktuellen Thema, regen Lehrende oder Lernende an sich zu vertiefen resp. weiter zu
forschen. Auch hier findet sich ein erweitertes Angebot auf DO-IT-WERKSTATT.CH.
Alle Unterlagen der Teile A und B sind auch auf der DVD zu finden.
C. Unterrichtshilfen zu Eigenverantwortlichem Lernen für Lernende
Alle hier eingeordneten Unterrichtshilfen sind direkt einsetzbar im Unterricht. Es empfiehlt sich, die
Unterlagen zu laminieren oder zu kopieren. Aus urheberrechtlichen Gründen sind diese Unterlagen nicht auf
der DVD, können also nicht nachgedruckt werden. Die Animationsblätter (C.01) zu den Aufbaureihen (B.04)
zeigen mögliche Lösungen und regen zu Eigenentwicklungen an. Experimentierkarten (C.03),
Technologiekarten ( C.02) und die Bedienungsanleitungen (C.04) aller im Lehrmittel verwendeten Hilfsgeräte
fördern eigenverantwortliches Lernen.

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.03 Gebrauchsanweisung
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Kommentar zu den Experimenten Wie die Forscher sollen auch die Lernenden experimentieren und daraus
Erkenntnisse entwickeln. Mit Hilfe der Experimentierwerkstatt lassen sich Grundlagen erarbeiten. Je nach
Umsetzungsabsichten und Stufe ist es sinnvoll, gezielt Experimente auszuwählen oder auch alle 12
vorgeschlagenen Experimente durchzuführen. Erste Hilfe bietet das Infoblatt zur Fehlerbeseitigung. Einzelne
Experimente wurden weiterentwickelt und die Abbildungen im Lehrmittel entsprechen nicht mehr dem
Experimentiermaterial im Lernkoffer. Auf dem Infoblatt Fehlerbeseitigung wird jeweils darauf hingewiesen.
Mit den Experimenten 01 bis 04 lassen sich grundlegende Kenntnisse für alle Aufgaben entwickeln. Die
Experimente 05 bis 08 erweitern die Kenntnisse für einzelne Aufgaben mit höherem Schwierigkeitsgrad. Die
Experimente 09 bis 12 bieten physikalische Grundlagen zur Wissenserweiterung und sind für die Umsetzungen
nicht zwingend. Die Lehrmittel Karussell, Riesenrad, phänomenal und Rohstoffe – Energie bringen
stufenspezifisch naturwissenschaftliche Ergänzungen. Sie bestehen je aus drei Bänden: Themenhefte (TH),
Klassenmaterial (KM) sowie Hinweise für Lehrerinnen und Lehrer (HLL).
Kommentar zu den Schwachstromaufgaben
Glühlämpchen lassen sich bei allen vorgeschlagenen Aufgaben ersetzen durch Leuchtdioden oder
Leuchtdiodenlämpchen mit Schraubgewinde (Bezug siehe Bezugsquellen). Um maximale Lichtausbeute zu
erreichen, eignen sich superhelle weisse Leuchtdioden. Informationen finden sich auf der Experimentierkarte
07 (anschliessen) und der Technologiekarte Schwachstrom 04 (Widerstand berechnen).

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.05 Technik und Problemlösen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Technik und Problemlösen
«Technische Gegenstände sind Ergebnis von Problemlösungs- und Entscheidungsakten, sie
werden hergestellt und verwendet, um damit ganz spezifische Bedürfnisse zu befriedigen.
Diesem Charakteristikum muss Unterricht entsprechen ... er kann dies nur, wenn die
Schülerinnen und Schüler Gelegenheit erhalten, selbst technische Probleme
wahrzunehmen, vorhandene Konstruktionen zu verstehen und zu bewerten, darüber hinaus
aber auch eigene Lösungen zu suchen, sie tatsächlich auszuführen, zu überprüfen und zu
bewerten.» (Schlagenhauf, 2002)
In der Abgrenzung zum Basteln 1 ist der Gestaltungsprozess ein Tätigsein, Erproben,
Erkunden, Untersuchen, Experimentieren, Herstellen im materialen Kontakt mit den
Dingen. Experimentieren (vom lateinischen Wort experiri = in Gefahr geraten) beinhaltet
eben auch das Misslingen vorgefasster Ideen. Dieser Aspekt kann dazu führen, dass
Experimentieren im Unterricht vernachlässigt wird. Damit ist die emotionale Seite des
Problemlösens angesprochen. Komponenten wie Durchsetzungsvermögen, Selbstvertrauen,
Selbstwert, Durchhaltewillen, Motivations- und Begeisterungsfähigkeit sind entscheidend,
zusammengefasst: «Die Emotion ist der Motor» (Werkweiser 2, S. 28). Die Lösung des
Problems, das Aha-Erlebnis kommt nicht von alleine, sondern ist das Resultat intensiver
Auseinandersetzung. Beim Problemlösen gibt es folgende Möglichkeiten: Versuch/Irrtum,
Warten auf Inspiration, Methodisches Problemlösen. Die ersten beiden Möglichkeiten
haben Tradition, können aber viel Zeit beanspruchen und führen nicht immer zum Ziel.
Methodisches Problemlösen wird im Lehrmittel Werkweiser 2 (Stuber et al, 2001, S.18) zur
didaktischen Umsetzung mit zugeordneten Methoden vorgeschlagen. Die Unterteilung in
acht Phasen der Problemlösung gibt der Lehrperson resp. dem Lernenden Struktur und
Hilfestellung zur Lösung des Problems.
Es geht nicht darum, Problemlösungen zu vermitteln, sondern Problemlösen zu
ermöglichen und zu begleiten.
1 Im negativen Sinn ist der Begriff Basteln in der Literatur durch Eigenschaften wie dilettantisches Hantieren, dem
Arbeiten mit Schablonen, der Beschäftigung um der Beschäftigung willen, wenig Selbstverantwortung resp. Abhängigkeit
usw. charakterisiert. Das Machen steht im Vordergrund, das Prinzip der Problemorientierung fehlt. Die Problematik liegt
darin, dass der Manualismus im Technischen Gestalten weit verbreitet ist.

18 Phänomenales Gestalten
Aha-Erlebnisse motivieren
zum Weiterforschen
Kinder erleben technische und konstruktive Probleme oft als spannende
Herausforderung. Werden sie richtig angeleitet und in den entscheidenden
Momenten zum selbstständigen Weiterforschen animiert, erwerben sie zur
Problemlösung im konkreten Einzelfall allgemein gültige Strategien. Wie das
im Unterricht aussehen kann, schildert Thomas Stuber in seiner Reportage.
LEDs sind inn und trendy: Sogar die Poststellen verkaufen
LED-Produkte (LED = Leuchtdiode) wie Schlüsselanhän-
ger, Taschenlampen, Lese- und Nachttischlampen, Stand-
leuchten etc.
Die Lehrerin, Frau Offenbach, sieht das neue Angebot
der Post und findet, ein solch aktuelles Thema müsste
sich doch im Technischen Gestalten umsetzen lassen. Sie
meldet sich spontan für einen Workshop mit dem Titel
«Experimente mit Elektrizität und LEDs» an. Sie erlebt
dort, wie Probleme dank entdeckenden Lernformen
durch Schülerinnen und Schüler selber gelöst werden
können, wenn eine entsprechende Begleitung erfolgt.
Sie beschliesst, eine Experimentierreihe zur Herstellung
einer Diodentaschenlampe zusammenzustellen und mit
Die Frage bleibt: Wie lernen Kinder krea-
tiv zu handeln, um damit «Probleme» zu
lösen? Erfolg im Problem-Lösen kommt
nicht von alleine, sondern ist das Resul-
tat intensiver Auseinandersetzung wie
bereits bei Edison, der mit über 2 000
Materialien experimentierte, bis er die
Lösung seines Glühfadenproblems fand.
Aufgabe der Lehrpersonen ist es, Pro-
blemlösen zu initiieren und zu begleiten.
Das Nacherfinden von Phänomenen so-
wie entdeckende Lernformen zur Unter-
suchung, Erprobung, Analyse und zum
Experimentieren sind Voraussetzung um
bei den Lernenden Aha-Erlebnisse zu er-
möglichen.
dem Thema Elektrizität direkt nach den Sommerferien zu
beginnen. Sie findet ein neues Lehrmittel zum Thema und
kauft Material ein. Ein perfektes Muster fehlt ihr zwar,
aber sie weiss dank den Experimenten, wie der Unterricht
mit den Kindern ablaufen könnte.
Als Einstieg schildert Frau Offenbach das Problem,
welches die Forscher zu Beginn der Elektrizitätsversuche
hatten. Es gab damals keine Stromquelle, bis Alessandro
Volta 1800 die erste brauchbare Batterie erfand. Als er-
stes lässt sie die Schülerinnen und Schüler diesen Ver-
such nacherfinden. Die Begeisterung ist gross, die Diode
leuchtet mit Hilfe von Elektroden, die Essig ausgesetzt
sind (vergleiche Bild «Eine Batterie bauen»). Als nächstes
dürfen die Schülerinnen und Schüler Glühlämpchen zum
Aha-Erlebnisse als Resultat intensiver Auseinandersetzung
profi-L 3/07 © schulverlag blmv AG
Der Vorgang des Problemlösens verläuft
meist in Phasen ab: Durch die zielge-
richtete Analyse der Situation wird das
Problem definiert, schrittweise umge-
formt und zunehmend präzisiert, bis die
brauchbare Lösung vorliegt. Dewey, ein
amerikanischer Erziehungswissenschaft-
ler, sah bereits Ende 19.Jh. die Lehrperson
nicht in der Rolle des Wissensvermittlers,
sondern des Lernbegleiters. Lernt das
Kind, wie man Probleme löst, so kann
es diese Erkenntnisse im täglichen Leben
und in andern Schulbereichen anwenden.
Das Vertrauen in die eigenen Fähigkeiten
während des Prozesses führt zu einem
steigendem Selbstwertgefühl, und da-
mit zur Förderung der Selbstkompetenz,
einem zentralen Bildungsanliegen unserer
Schule. Beim Vorzeigen-Nachmachen be-
schränkt sich die Eigentätigkeit auf das
Nachbauen eines bereits vor gedachten
Produkts. Das Lernen beschränkt sich auf
handwerkliche Fertigkeiten. Dies kann
aber nicht mehr genügen, da technische
und gesellschaftliche Entwicklungen zu
neuen Inhalten, komplexeren Strukturen
und Vernetzungen führen, die mit hand-
werklichem Unterricht allein nicht zu
bewältigen sind. Und genau diese Kom-
petenzen werden unter anderem über in-
telligente Problemstellungen und kreative
Lösungsprozesse gefördert.
Dozent für Technisches
Gestalten an der PH-
Bern, Institut IVP NMS,
Autor «Werkweiser 2»
und Co-Autor «Phäno-
menales Gestalten»:
Schwachstrom und
Magnetismus

Die eigene Diodentaschenlampe aus Acrylglas und einer superhel-
len Leuchtdiode wird getestet. Es klappt noch nicht optimal: Ein
Wackelkontakt verdirbt die Freude, aber dank den Erkenntnissen bei
der Eigenentwicklung ist die Reparatur kein Problem. Der Stolz auf
das eigene Produkt ist da: Ich kann’s!
Das Mädchen baut wie Alessandro Volta 1800 eine Batterie nach. Die in Serie geschalteten Elektroden aus je einem Zink- und Kupferstreifen werden einer verdünnten Säure (Essig)
ausgesetzt. Es findet eine chemische Reaktion statt, die so viel elektrische Energie erzeugt, dass damit eine Leuchtdiode zum Leuchten gebracht werden kann. Das Stromerzeugungser-
lebnis motiviert dazu, mehr zum Thema Batterien erfahren zu wollen.
Leuchten bringen, zuerst nur mithilfe einer Batterie, dann
erhalten sie zusätzlich Prüfkabel und eine Fassung. Diese
Erprobungen ermöglichen es den Lernenden, handelnd
zu erfahren, was denn einen Stromkreis ausmacht. Im
anschliessenden Experiment Langstreckenleiter kommt
es zur Anwendung der Erkenntnisse: Wettbewerbsartig
soll eine möglichst lange Leitung zwischen Batterie und
Glühlämpchen gelegt werden. In Partnerteams suchen
die Schülerinnen und Schüler leitendes Material, um es in
den immer grösser werdenden Stromkreis einzubauen.
Kontakt-Probleme und andere Fehlerquellen sind immer
wieder zu lösen. Aha-Erlebnisse häufen sich, immer wie-
der ist zu hören: «Es geht! Es leuchtet!». Jedes Team ist
stolz über das Erreichte, auch wenn’s nicht für den «Sieg»
reicht.
An einem nächsten Nachmittag geht die Experimentier-
reihe in eine zweite Runde: Zuerst analysieren die Kinder
bestehende und selbstgemachte Schalter, versuchen sie
nachzubauen und integrieren sie in einen Stromkreis. Al-
len ist nun klar: Aha, der Stromkreis lässt sich mit einem
Schalter unterbrechen und in der «Blackbox» des gekauf-
ten Schalters muss es entsprechend aussehen. Die schnel-
leren Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich bereits
mit den Problemen Kurzschluss und Dimmer. Sie berich-
ten in der Auswertungsrunde vom Warmwerden der
Batterie durch den Kurzschluss und sind erstaunt, dass
eine Bleistiftmine, eingebaut im Stromkreis, sich ähnlich
verwenden lässt wie ein Dimmer. Die Lehrerin ergänzt:
«Bei den Leuchtdioden funktionierts ähnlich wie beim
Dimmer: Wir müssen einen Widerstand in den Stromkreis
einbauen, sonst erhält die Diode zuviel Spannung und
geht kaputt.» Weil die Kinder noch nicht berechnen kön-
nen, welcher Widerstand genau vorgeschaltet werden
muss, stellt sie diesen zur Verfügung und lässt Diode und
Widerstand in einen Stromkreis einbauen. Nur etwa die
Hälfte der Dioden leuchtet … Frau Offenbach ergänzt,
dass das längere Bein, der Pluspol, bei Leuchtdioden
immer am Pluspol der Batterie angeschlossen werden
muss.
In den sechs nachfolgenden Lektionen entwickeln die
Kinder das Gehäuse ihrer persönlichen Taschenlampe.
Untersuchungen und Erprobungen zum Material, hier
vorwiegend Kunststoff, helfen, Kenntnisse und Möglich-
keiten zu erarbeiten, und ein Prototyp aus dem billigeren
Polystyrol hilft schliesslich bei der individuellen Umset-
zung mit dem edleren Acrylglas. Stolz werden die indi-
viduellen Taschenleuchten im Keller getestet: Es sind die
drei Buchstaben LED in der Dunkelheit zu finden.
Thomas Stuber
profi-L 3/07 © schulverlag blmv AG
19

WERKSPUREN 2/2006 54 UNTERRICHT
BUCHPROJEKT – EINBLICK IN EINE NEUERSCHEINUNG
VERBINDUNGEN MIT MAGNETEN
Phänomenales Gestalten
Die unsichtbare Kraft magnetischer Körper, die Eisenstücke anziehen oder
abstossen, fasziniert die Menschheit seit langem. Phänomenales Gestalten mit
Schwachstrom und Magnetismus – so heisst der erste Band in der Reihe
Phänomenales Gestalten von Christoph Brandenberger und Thomas Stuber –
versucht, dem Phänomen auf die Spur zu kommen und gibt vielerlei Anregungen
für den Unterricht im Technischen Gestalten. Unterteilt in die Kapitel Grundlagen
zu den Phänomenen, Unterricht und Medien ist der praxisorientierte Band mit
vielen Kopiervorlagen und Unterrichtshilfen direkt einsetzbar ab der 3. Primarklasse.
Die Sammlung für Umsetzungen im Technischen Gestalten ist auch
einsetzbar parallel zu den Natur-Technik-Lehrmitteln Karussell, Riesenrad und
Phänomenal. Im Zentrum steht die Aktivierung der Lernenden mit sogenannten
do-it-Aufgaben sowie den umfangreicheren do-it-Maxi-Aufgaben. Alle
Unterrichtsvorhaben sind gespickt mit Experimenten, Ideen zum Forschen und
Weiterentwicklungen.
Die Autoren beschäftigen sich seit Jahren mit diesem Spezialgebiet und unterrichten
an der Volkschule und in der Aus- und Weiterbildung von Lehrpersonen.
Alle Aufgaben sind auf verschiedenen Stufen erprobt. Dank des förderorientierten
und binnendifferenzierten Grundkonzepts eignet sich die Reihe für
verschiedene Stufen.
Das Werk erscheint demnächst im Schulverlag blmv und swch.ch.
Magnete lassen sich als schnell lösbare
Verbindungen im Technischen Gestalten
einsetzen. Neben Verbindungen zur Befestigung
von Gegenständen oder als
Kistenverschlüsse lassen sich Magnete
auch für selbst entwickelte Schalter für
Alarmanlagen, Schatztruhen oder ähnliches
einsetzen. Dazu eignen sich Neodym-Magnete,
welche eine hohe Kraft
aufweisen, preiswert sind und erst noch
Strom leiten.
Im folgenden wird ein Beispiel aus
dem demnächst erscheinenden Buch
Phänomenales Gestalten mit Schwachstrom
und Magnetismus (siehe Kasten) zum
Thema Verbindungen näher vorgestellt.
MAGNETISCHES BÜROSET
Der Auftrag für Schülerinnen und Schüler
lautet: Gestalte mehrere Objekte für
den Bürotisch, bei welchen Magnetkräfte
eingesetzt werden. Die Objekte sollen
optisch und formal zusammenpassen
und in der Regel auf einer Grundplatte
«zusammengefasst» werden. Je nach
Funktion ist es sinnvoll, die Objekte nicht
fix zu montieren.
In der Experimentierwerkstatt mit
Kopiervorlagen können Erfahrungen im
Umgang mit Magnetkräften erforscht
und geübt werden. Die do-it-Aufgaben
Magnetischer Kartenhalter, Briefwaage
und Elektromagnetischer Lastenträger
sind vorangehende Angebote zur Herstellung
erster Gebrauchsobjekte mit
Magnetkraft.
Thematischer Einstieg: Sammeln
von Objekten, die auf dem Bürotisch
nützlich sind und die teilweise mit Magnetkraft
funktionieren und damit ein
Mini-Museum erstellen. Gespräch über
Styling und Design (siehe Werkweiser 2,
S. 59).
Mögliche Gestaltungsideen: Kleberollenhalter,
Magnetwand, Büroklammernsammler,
Reissnagel- oder Stecknadelbox,
schwebender Kugelschreiber.
THOMAS STUBER
UND CHRISTOPH BRANDENBERGER
(TEXT UND FOTOS)
Entwicklung: Den Schülerinnen und
Schülern ein Budget für Neodym-Magnete
zur Verfügung stellen. Sie wählen
entsprechend aus dem Katalog und gestalten
ihre Ideen damit.
Objekte skizzieren, evtl. Prototypen
aus Wellkarton oder Styropor herstellen.
Nach Skizzier-, Experimentier-, Planungs-
und Modellbauphase sollen die
Ideen in der Klasse präsentiert, ausgetauscht
und anschliessend optimiert
werden.
Mit der Planungshilfe Stückliste erstellen
mit dem benötigten Material, den
erforderlichen Massen und der individuellen
Planung.
Nach der Besprechung mit Lehrperson
Objekte entwickeln und umsetzen
nach der individuellen Arbeitsplanung.
Begutachtung: Die entwickelten
Objekte der Klasse auf einem Tisch
durchmischt präsentieren und gemeinsam
die zusammengehörenden Teile heraussuchen.
Wo ist dies einfach, wo nicht
so klar ersichtlich? Kommentare zu den
einzelnen Produkten.
Magnetische Briefwaage mit Gewichtsanzeige:
Zwei Supermagnete stossen sich ab.
Sobald eine Brief mit mehr als 100 g gewogen
wird, leuchtet die Diode.
UNTERRICHT
Alle do-it-Maxi-Aufgaben beinhalten
eine Kopiervorlage zur Selbst- und
Fremdbeurteilung.
Soweit das Beispiel do-it-Maxi «Magnetisches
Büroset».
Die verwendeten Supermagnete ermöglichen
Verbindungen, die mit herkömmlichen
Ferrit-Magneten wegen der
weitaus geringeren Magnetkraft unmöglich
wären.
Zur Geschichte der Werkstoff-Forschung
im Bereich Magnetismus ein weiterer
Ausschnitt aus dem angekündigten
Buch (gekürzt).
WERKSTOFF-FORSCHUNG
In der praktischen Realisierung von Maschinen,
Apparaten und speziell auch in
Produkten, in denen das Phänomen Magnetismus
ausgenützt wird, bilden
Werkstoffe einen wesentlichen Teil des
Fundaments.
Von den ersten Dauermagneten aus
kohlenstoffhaltigem Stahl um 1900 bis zu
den starken Magneten von heute liegen
hundert Jahre intensiver Forschungs-
Das Büroset aus farbigem MDF und rotem Acrylglas beinhaltet
mehrere funktionale Teile, die mit Magneten wirken: rechts eine
Briefwaage, im Vordergrund den Büroklammerhalter und hinten in
der Mitte einen «fliegenden» Kugelschreiber.
55
WERKSPUREN 2/2006
arbeit in den Materialwissenschaften.
Wesentlich für die verbreitete Anwendung
von Dauermagneten war die Entdeckung
von AlNiCo-Magnetwerkstoffen
anfangs der 1930er-Jahre in Japan.
Diese Magnete haben eine ausgezeichnete
Temperaturstabilität. Ihrer besonderen
Eigenschaften wegen findet man
AlNiCo-Magnete und Weiterentwicklungen
heute noch in Industrie-Anwendungen,
die insbesondere stabile Eigenschaften
in breiten Temperaturbereichen
fordern, so etwa in Messinstrumenten.
Später kamen nach langjähriger
Forschungsarbeit sehr leistungsfähige
Magnete auf der Basis von sogenannten
«seltenen Erden» auf den Markt. Seltene
Erden sind Metalle wie Samarium und
Neodym. In den 70er-Jahren waren es die
Samarium-Kobalt-Magnete und in den
80er-Jahren die heute wichtigeren Neodym-Magnete,
die in der Fachwelt wegen
ihrer Leistungsfähigkeit jeweils eine
kleine Sensation bedeuteten. Für die
Zukunft sind weitere Fortschritte zu erwarten.
Neodym-Magnete
Sehr gut magnetisierbar sind Seltenerdmetalle.
Zu diesen gehört Neodym. Dieses
Material, gemischt mit Eisen und Bor,
ergibt die seit den 1990er-Jahren
erhältlichen Neodym-Magnete, welche
um ein Vielfaches stärker sind als Ferrit-
Magnete.
Zur Herstellung: Die Mischung von
Neodym, Eisen und Bor wird zu einem
Pulver gemahlen, gepresst, gesintert und
mit einer Oberflächenbeschichtung
versehen. Anschliessend wird sie einem
starken elektromagnetischen Feld ausgesetzt.
Die Atomteilchen richten sich aus
und bleiben grösstenteils permanent
ausgerichtet: Der Neodymmagnet ist
funktionstüchtig.

22 berner schule / école bernoise November / novembre 2008
schwerpunkt gestalten
Einleuchtende Lektionen mit Schwachstrom
Wenn der Burgdorfer Lehrer Thomas Stuber Technisches Gestalten unterrichtet, dann
geht allen Schülern früher oder später ein Licht auf – dann etwa, wenn sie ihre persönliche
Postkarte mit Leuchtdioden zum Leuchten und Blinken bringen.
Was passiert, wenn der Strom fliesst? Das wollen alle herausfinden. Mädchen sind genauso an technischen Zusammenhängen interessiert wie Knaben.
Dies hat Gestaltungslehrer Thomas Stuber festgestellt. Bilder IS
Beim Wort Technik schrecken viele zurück.
Sie denken an komplizierte Formeln,
nackte Rechnereien und brum-
Isabelle Streit
mende Schädel. «Schade», meint Thomas Stuber
dazu. Als Werklehrer und Dozent für Technisches
Gestalten an der PHBern am IVP NMS
ist er der festen Überzeugung, dass dies nicht
so sein muss. «Technikinteresse kann man bei
allen Kindern wecken. Dann nämlich, wenn sie
selber experimentieren und Erfahrungen sammeln
dürfen mit technischen Gegenständen.»
Das Schlimmste sei, wenn bloss doziert werde
und die Experimente zur reinen Demonstration
verkämen. Kinder sollen stattdessen anfassen,
ausprobieren, entwickeln und damit mitverantwortlich
mitdenken.
Technik ist überall
«Wir alle brauchen jeden Tag technische Hilfsmittel»,
sagt Thomas Stuber und hält sein Natel
zum Beweis in die Luft, «trotzdem sind wir
immer weiter davon entfernt, von Technik etwas
zu verstehen.» Dieser Zwiespalt macht sich nicht
nur im Alltag, sondern auch in der Wirtschaft
bemerkbar, beispielsweise in Form von mangelnden
Fachkräften. Er setzt sich darum ein, dass
sein Fach einen Beitrag zur technischen Bildung
leistet und nicht bloss ein Schattendasein führt.
«Wir können die Kinder spielerisch einführen
in die komplexe Welt der Technik und so eine
wichtige Grundlage fürs Technikverständnis
legen», sagt er. Mädchen, so hat er beobachtet,
sind dabei nicht minder begeisterungsfähig. «Sie
sind in der Regel sogar gewissenhafter, hören
besser zu und schneiden in Tests besser ab.»
Die Jungs seien auf der anderen Seite technisch
interessiert, täten am liebsten gleich loslegen
und alles in die Finger nehmen.
Wenn der Eiffelturm leuchtet
Derzeit experimentieren seine Sechstklässler in
Burgdorf mit Schwachstrom und Leuchtdioden.
Diese begleiten uns ja auf Schritt und Tritt, in
Leuchtreklamen, an Velolampen oder in der digitalen
Anzeige des Weckers. Thomas Stuber
lehrt seine Schüler, wie Dioden korrekt an Batterien
angeschlossen werden. Sie handeln auf
Grund von Erkenntnissen aus den Experimenten
und schriftlichen Anweisungen und haben
so die Möglichkeit, Schritt für Schritt Neues
zu entdecken. Als Resultat entstehen Postkarten
mit Lichteffekten. Jedes Kind bringt seine Lieblingspostkarte
mit, entscheidet, welche Punkte
leuchten sollen – etwa die Spitze des Eiffelturms
oder die Augen eines Krokodils – und macht sich
dann ans Werk. Die Karten werden schliesslich
in einem selbst entwickelten Ständer aus Holz
präsentiert. «Ich habe bei dieser Gelegenheit
die Holzkenntnisse der Kinder gefördert», sagt
Thomas Stuber. Dazu gehört: Holz anfassen,
untersuchen und Eigenschaften kennen lernen.
«Während der Lektionen lasse ich auch Theorie
einfliessen», erzählt er. Die Kinder erfahren
zum Beispiel, wer der Erfinder der knallfarbigen
Leuchtdioden war – diese Geschichte ist nämlich
mindestens so interessant und nachhaltig
wie diejenige des berühmten Edison und seiner
Glühbirne (hätten Sie es gewusst? Wenn nein,
werfen Sie einen Blick in die Do-it-Werkstatt >
Technikverständnis).
Aber auch das Thema Umweltschutz wird diskutiert.
Batterien sollen ja korrekt entsorgt werden.
Im Unterricht erleben die Kinder am Experiment
Stromerzeugung auch gleich, warum und wie.
Damit keine Sicherung durchgeht
Wer von Stromkreisen spricht, kommt um das
Thema Kurzschluss nicht herum. Und damit

November / novembre 2008 berner schule / école bernoise 23
genau dies nicht passiert, gibt es Sicherungen.
Nach dem Experiment Sicherung, wo das
Prinzip veranschaulicht wird, macht Thomas
Stuber mit den Kindern einen Abstecher zum
Sicherungskasten. Ein Schüler erzählt dabei,
wie sein Vater im Ferienhaus die alte Schraubsicherung
mit Alufolie notdürftig flickte und
sich der Brandgefahr dabei nicht bewusst war.
«Es braucht auf dieser Stufe noch keine theoretische
Physik», betont Stuber. Er weiss aber
auch aus seinen Weiterbildungskursen für Lehrkräfte,
dass das Experiment eine Brücke ist für
die Theorie. Und er verweist darauf, dass viele
technische Erfindungen schon lange von Menschen
genutzt wurden, bevor die theoretische
Erklärung dafür gefunden war – das Rad etwa
oder der Schiffsrumpf. Apropos Schiff: Nach der
Nach dem Bauen kommt das Ausprobieren.
leuchtenden Postkarte werden die Sechstklässler
versuchen, ein schnelles Schiff zu bauen. Sie machen
mit am «Do-it-Tüftelwettbewerb 08» und
wollen ein Boot aus Sagex, Petflaschen, einer
4,5V-Batterie, einem vorgegebenen Elektromotor
und einer Luftschraube konstruieren. Dieses
soll in einem Wasserbecken möglichst viele
Runden pro Minute schaffen. Ideen sind schon
vorhanden. Derweil seine Schüler am Boot tüfteln,
denkt Thomas Stuber bereits an den nächsten
Wettbewerb, den er zusammen mit seinem
Kollegen Christoph Brandenberger und einem
Team entwickelt. «Es zeichnet sich ab, dass wir
das Thema Schleudermaschine aufgreifen», verrät
er. Aber natürlich nicht, um eine Stadt in
Angst und Schrecken zu versetzen, sondern um
die Hirne der Kinder anzuregen.
Thomas Stuber
Do-it-Tüftelwettbewerb
Die Do-it-Werkstatt ist eine Online-
Ideensammlung des eigenverantwortlichen
Lernens und zur Förderung
des Technikverständnisses. Betrieben
wird sie von Thomas Stuber und
Christoph Brandenberger. Zahlreiche
Beiträge können sich Lehrkräfte gratis
herunterladen. Mitglieder erhalten
zusätzliche Unterrichtsbeispiele.
Bereits zum sechsten Mal lanciert das
Team einen Tüftelwettbewerb.
Der Final der qualifizierten Boote findet
am 22. November ab 11 Uhr in Burgdorf
im Schlossmattschulhaus statt.
Eingabetermin ist der 10. November.
Der nächste Tüftelwettbewerb
wird derzeit vom Team ausgeheckt.
Infos laufend unter:
www.do-it-werkstatt.ch

Problemlösen im Technischen Gestalten mit dem
neuen Lehrmittel Phänomenales Gestalten Seite 1
Phänomenales Gestalten :
Schwachstrom Magnetismus
schulverlag bern, Herausgeber swch.
ch ISBN --,
Richtet sich an Lehrpersonen, die
förderorientiert und diff erenziert
Technisches Gestalten unterrichten.
Eine Einführung mit Grundlagen
zur historischen und praktischen
Erforschung der Phänomene wird
ergänzt durch Experimentierkarten
als Kopiervorlage.
Do-it-Aufgaben ermöglichen
die thematische Erarbeitung
der Grundvoraussetzungen. Sie
lassen sich auch zur Erarbeitung
der Grundtechnologien
im Bereich der Holz- und
Kunststoff bearbeitung einsetzen.
grössere Gestaltungsaufgaben,
so genannte Do-it-Maxi, leiten zur
individuellen Kompetenzerweiterung
und zur gestalterisch vertieften
Auseinandersetzen mit den
Phänomenen an. Die Aufgaben lassen
sich für die gewünschte Zielstufen
vereinfachen oder erschweren und
stammen teilweise aus dem Internet-
Projekt www.do-it-werkstatt.ch.
Auf dieser Homepage fi nden Sie
ergänzende Angebote.
kreativität und problemlösen im technischen
gestalten
Kreativität und Problemlösen sind im Technischen Gestalten Schlagwörter
— mindestens seit der Einführung des Lehrplans im Kanton
Bern, also vor fast Jahren. Damals wurde im Werken nicht textil
und textil, so hiessen die Fächer damals, ein neuer Schwerpunkt, das
Problemlösen, gesetzt. Seither wird von Lehrpersonen versucht, diese
neue Ausrichtung umzusetzen: Das Schwergewicht wurde vom Handwerk
zum Problemlösen verlagert, zumindest im Lehrplan.
Gesellschaft und Politiker brauchen diese Schlagwörter, und meinen
dabei nicht immer dasselbe. Häufi g hört man, dass man im Technischen
Gestalten kreativ sein könne und damit ist oft gemeint, dass
die Lernenden originelle, «schöne» bzw. bunte Gegenstände herstellen
oder etwas pointierter ausgedrückt nachbasteln. Ein bedeutender
Teil der Unterrichtszeit wird für missverstandene Kreativitätsförderung
eingesetzt.
Kreativitätsförderung muss im Zusammenhang mit Technischem
Gestalten unter dem Blickwinkel des Lernprozesses entwickelt werden.
Die wichtigste Lernform, die Werkaufgabe, stellt einen eigentlichen
Problemlöseprozess dar. Wenn Schülerinnen und Schüler diesen
durchlaufen, stehen sie immer wieder vor einem Problem, das nur mittels
Kreativität lösbar ist. Eine problemorientierte Werkaufgabe bedeutet
ständiges Suchen, Erproben und Entwickeln. Es braucht also
kreative Handlungen zur Lösung von Problemen, man spricht vom kreativen
Prozess, der Problemlösen impliziert.
Die Frage bleibt: Wie lernen Kinder kreativ zu handeln, um damit «Probleme»
zu lösen? Erfolg im Problemlösen kommt nicht von alleine,
sondern ist meist das Resultat intensiver Auseinandersetzung. Aufgabe
der Lehrpersonen ist es, methodisches Problemlösen zu initiieren
und zu begleiten.
Der Vorgang des Problemlösens verläuft meist in Phasen ab: Durch
die zielgerichtete Analyse der Situation wird das Problem defi niert,
schrittweise umgeformt und zunehmend präzisiert, bis die brauchbare
Lösung vorliegt. Dewey, ein amerikanischer Erziehungswissenschaftler,
sah bereits Ende . Jhdt.(!) die Lehrperson nicht in der Rolle
des Wissensvermittlers, sondern als Mitarbeiter, in der heutigen
Fachsprache als Lernbegleiter. Auf der Grundlage seiner Theorie wurden
Hilfestellungen im Problemlöseprozess entwickelt, Grundlage im
Unterricht zur modernen Lernbegleitung.

Problemlösen im Technischen Gestalten mit dem
neuen Lehrmittel Phänomenales Gestalten Seite 2
Entdeckung des Elektromagnetismus
im Jahre , aus: Phänomenales
Gestalten: Schwachstrom und
Magnetismus.
Beispiel Elektromagnet (ab .Klasse) .Klasse)
Als Einstieg eignet sich das
Magnetismus Magnetismus Museum. Als
Motivation und Technikbezug lässt
sich das Bild Bild eines Elektromagneten
der Hochschule für Technik
thematisieren (S. ). ).
Forschen ist Thema in der
Experimentierwerkstatt:
Beispielsweise Experimentierkarten
«Oersteds Versuch» und
«Elektromagnet» (pdf S. S. — —
Download).
Üben und Anwenden lassen sich
die Erfahrungen mit der do-it-
Aufgabe Lastenträger. In der
Forscheridee und im Weiterführenden
sind sind Zusatzaufträge formuliert,
beispielsweise ein Tüftelwettbewerb,
vergleiche www.do-it-werkstatt.
ch/Tueftelwettbewerb. Das
Problemlösen Problemlösen im begrenzten
Rahmen ist dort ebenso Thema
wie die innere Diff erenzierung: Je
nach Voraussetzungen setzt die
Lehrperson Schwerpunkte. Bei
der weiterführenden do-it-Maxi
Kran liegt dann der Schwerpunkt
beim beim m Problemlösen, ebenso wie im
Tüftelwettbewerb.
Das Kapitel Unterrichtshilfen dient
der der Vorbereitung: Quellenkarten,
Materialbezug, Materialbezug, Technologiekarten
Technologiekarten
und Hilfestellungen für den
Problemlöseprozess.
Leseproben und Bildmaterial sind zu
fi nden unter www.do-it-werkstatt.
ch/PhaenomenalesGestalten.
problemlösen im neuen lehrmittel
Im Gestaltungsunterricht sind Probleme noch gut erkennbar und zu be-
«greifen». Das handlungsorientierte, unmittelbare Lernen ist durchs
Fach gegeben und erweitert die Möglichkeiten des «Unterrichts am
Pult». Lernt das Kind, wie man Probleme löst, so kann es diese Erkenntnisse
im täglichen Leben und in anderen Schulbereichen anwenden.
Die Aktivität wird in drei Bereiche unterteilt:
Forschen, Erfahren, Erleben in der Experimentierwerkstatt
Eigenverantwortliches Lernen und Üben als Schwerpunkte in den
Do-it-Aufgaben
Problemlösen und Anwenden in den Do-it-Maxi-Aufgaben.
Diese Struktur entspricht dem aktuellen Fachverständis und damit
dem methodischen Problemlösen. Als Hilfestellung sind im neuen
Lehrmittel Fachdidaktikkarten integriert, die sich zur Unterrichtsvorbereitung
oder zur Refl exion einsetzen lassen, Downloadmöglichkeit
exemplarischer Beispiele siehe Randspalte.
zielsetzungen und do-it
Phänomenales Gestalten will u.A. forschendes und problemlöseorientiertes
Verhalten durch Experimentieren und Entwickeln fördern;
das Lehrmittel baut auf dem Werkweiser auf, dem etablierten Handbuch
im Fachbereich Technisches Gestalten, und setzt Schwerpunkte
im Bereich Technik.
Do-it-Aufgaben sind Kurzaufgaben aus der Erlebniswelt der Kinder
und unterstützen den Entwicklungsstand. Sie können der Vorbereitung
zur Bewältigung komplexerer Aufgaben (hier Do-it-Maxi) dienen,
indem in kleinen Schritten die Voraussetzungen, also Fertigkeiten,
Kenntnisse, Selbst- und Problemlösekompetenz, erarbeitet
werden. Do-it-Aufgaben werden mit einem Forschungs- resp. Problemlöseauftrag
erweitert. Dieser sorgt für innere Diff erenzierung
und wird mit einem bis fünf Forschersternen vom Schwierigkeitsgrad
her klassifi ziert.
Mit dem Lösen der Do-it-Aufgaben fällen die Lernenden eigene Entscheidungen,
suchen Lösungen im gegebenen Rahmen und entwickeln
Erweiterungen. Das Problemlöseverhalten kann so in einen
defi nierten Rahmen geübt werden, ebenso kann die Lehrperson Erfahrungen
sammeln in der «Problemlösebegleitung».
problemlösen und do-it-maxi
Im Phänomenalen Gestalten wird der Begriff Do-it-Aufgabe erweitert
zur Do-it-Maxi.
Do-it-Maxi bauen thematisch und technologisch auf den Do-it-Aufgaben
auf. Der Schwerpunkt verlagert sich zum Problemlösen. Zum
Konzept gehört auch die Bedeutung von anregenden Bildern zur Förderung
der Kreativität: Kinder und Jugendliche, die Bilder als zunehmend
wichtiges Informationsmedium kennen und brauchen, können
so ihren Kreativitätshorizont erweitern und somit eigene Problemlösungen
umsetzen.

SCHULEkonkret 1/2007
Technisches/textiles Gestalten
Mittel-/Oberstufe
Thomas Stuber
Phänomenales Gestalten: Einblick in eine Neuerscheinung
Phänomene bieten spannende Momente: ein Blitz am Gewitterhimmel, ein riesiger elektromagnetischer
Kran als Schrottteiler, eine Magnetschwebebahn in China – erstaunliche und «Fragen aufwerfende»
Momente aus dem Alltag. Phänomenales Gestalten: Schwachstrom und Magnetismus – so heisst der
erste Band von Christoph Brandenberger und Thomas Stuber – versucht den Phänomenen auf die Spur
zu kommen und bringt Bewegung in den Gestaltungsunterricht. Le
Zielsetzungen
Phänomenales Gestalten will
den Lehrpersonen eine grosse Auswahl von Gestaltungsaufgaben und
eine praxisorientierte Unterrichtshilfe für Umsetzungen im Technischen
Gestalten bieten;
forschendes und problemlöseorientiertes Verhalten durch Experimentieren
und Entwickeln fördern;
einen Beitrag zur Förderung des Technikverständnisses und zu vernetztem,
fächerverbindendem und lehrplanorientiertem Handeln und Denken leisten;
im Gestaltungsunterricht Umsetzungsmöglichkeiten zu Themen in den
Bereichen Natur und Technik zeigen.
Kabelferngesteuerte Boote von 9.-Klässlern:
Motoren lassen sich unabhängig ein-, aus-
und rückwärts schalten (Polwendeschalter)
Ein Titel, der zum Wortspiel einlädt, sich einerseits auf
Inhalte des Buchs bezieht und andererseits anspielt auf
die Faszination von gestalterisch technischen Umsetzungen.
Die Do-it-Aufgabensammlung ist auch einsetzbar
parallel zu den Natur-Technik- Lehrmitteln Karussel,
Riesenrad und Phänomenal.
Was steckt dahinter? Ist es möglich, auch als Nichtwissenschaftler
zu forschen und eigene Erkenntnisse
zu erarbeiten? Können zielgerichtete Experimente das
Verstehen fördern? Lassen sich Prinzipien vereinfachen
und zum besseren Verständnis eine Umsetzung
im Technischen Gestalten planen und entwickeln? Die
Phänomene eignen sich aussergewöhnlich gut, um selber
den Weg einer Forscherin oder eines Forschers einzuschlagen,
zu experimentieren und daraus Neues zu
entwickeln. Das neue Lehrmittel vermittelt komplizierte,
schwierig zu vermittelnde technische Sachverhalte auf
Schulniveau und verbindet Bewährtes mit Neuem. Die
Aufgabenstellungen sind spannend, vielfältig und stufengerecht.
Viele überraschende Ideen wecken auch bei
Erwachsenen die Spiel- und Experimentierlust.
Im Buch forschen, experimentieren und entwickeln die
Lernenden die Phänomene im Rahmen ihrer Möglichkeiten.
Dieses Buch soll einen Beitrag zur Förderung des
Technikverständnisses leisten.
Inhalt
Elektrizität und indirekt auch Magnetismus dominieren
das tägliche Leben, und trotzdem sind sie für die meisten
Menschen ein Buch mit sieben Siegeln.
Mit je einem Kapitel Grundlagen sowie praxis- und unterrichtsbezogener
Experimente aus der Erfahrungswelt
der Kinder und Jugendlichen, nähern sich die Lernenden
den Erscheinungsformen der Phänomene. Der Schwerpunkt
liegt bei der Umsetzung im Technischen Gestalten.
Der naturwissenschaftliche Bezug lässt sich ergänzend
und begleitend im Sachunterricht erweitern.
Die Phänomene werden in der gleichen Struktur präsentiert:
Mit je sechs Do-it-Aufgaben werden unter anderem
thematische und technologische Voraussetzungen, auch
in den Werkstoffen Holz und Kunststoff, entwickelt. Bei
den anschliessenden Do-it-Maxi-Gestaltungsaufgaben
stehen Kreativität und das Problemlösen im Zentrum.
41 Phänomenales Gestalten / Themenheft bewegt

Funktionstest
Ventilatoren mit Schutz
Nagellacktrockner, eine Erfindung der
6.-Klässlerin Jasmin
Das Kapitel Unterrichtshilfen besteht aus Medien und
Kopiervorlagen zur Förderung der Selbstständigkeit der
Lernenden: Mit den sogenanten Technologiekarten ist es
für Schülerinnen und Schüler möglich, beispielsweise die
Kunstofftechnologie selbständig zu erlernen.
Just do it!
Die Idee der Do-it-Aufgaben stammt von den Autoren.
Bereits im Lehrmittel Werkweiser 2 definiert und begründet
Thomas Stuber die neue Lernform.
Phänomenales Gestalten baut auf dem Werkweiser auf,
dem etablierten Handbuch im Fachbereich Technisches
Gestalten, und setzt Schwerpunkte im Technischen. Die
Idee der Do-it-Aufgaben wird weiterentwickelt.
Einerseits wurde der Do-it-Aufgabe ein Tüftel- respektive
Forschungsauftrag hinzugefügt. Dieser sorgt für
innere Differenzierung und wird mit einem bis fünf Forschersternen
vom Schwierigkeitsgrad her klassifiziert.
Andererseits wurde das Layout mit einer klaren Trennung
zwischen dem Auftrag für die Lernenden und den
Hinweisen für die Lehrpersonen optimiert.
Do-it-Aufgaben sind Kurzaufgaben aus der Erlebniswelt
der Kinder und unterstützen den Entwicklungsstand. Sie
können der Vorbereitung zur Bewältigung komplexerer
Aufgaben (hier Do-it-Maxi) dienen, indem in kleinen
Schritten die Voraussetzungen, also Fertigkeiten, Kenntnisse,
Selbst- und Problemlösekompetenz, erarbeitet
werden. Schülerinnen und Schüler wählen ein Angebot
aus und lösen die Aufgabe selbstständig. Die Lehrperson
stellt die Kurzaufgabe vor, gibt einen thematischen oder
technologischen Input und begleitet entsprechend den
individuellen Lernvoraussetzungen. Nach dem aktuellen
Fachverständnis sollen Problemstellungen mit zunehmendem
Alter zunehmend selbstständig gelöst werden.
Mit dem Lösen der Do-it-Aufgaben fällen die Lernenden
eigene Entscheidungen, suchen Lösungen im gegebenen
Rahmen und entwickeln Erweiterungen.
Weiterentwicklung zu Do-it-Maxi
Im Phänomenalen Gestalten wird der Begriff Do-it-Aufgabe
erweitert zu Do-it-Maxi. Warum?
Do-it-Maxi haben einen konkreten Bezug zu den vorangehenden
Do-it-Aufgaben, das heisst, Do-it-Maxi bauen
thematisch und technologisch auf den Do-it-Aufgaben
auf. Der Schwerpunkt verlagert sich von der Experimen-
SCHULEkonkret 1/2007 42 Phänomenales Gestalten / Themenheft bewegt

tier- und Übungs- zur Anwendungsphase und damit zum
Problemlösen. Zum Konzept gehört auch die Bedeutung
von anregenden Bildern zur Förderung der Kreativität:
Kinder und Jugendliche, die Bilder als zunehmend wichtiges
Informationsmedium kennen und brauchen, können
so ihren Kreativitätshorizont erweitern und somit
eigene Problemlösungen umsetzen. Deshalb arbeiten
die Autoren mit vielen Bildern.
Fachverständnis und Bildungsansatz
Im Gestaltungsunterricht sind Probleme noch gut erkennbar
und zu be-«greifen». Das handlungsorientierte,
unmittelbare Lernen ist durchs Fach gegeben und erweitert
die Möglichkeiten des «Unterrichts am Pult».
Lernt das Kind, wie man Probleme löst, so kann es diese
Erkenntnisse im täglichen Leben und in anderen Schulbereichen
anwenden.
In den Unterrichtskapiteln wird die Schülerinnen- und
Schüleraktivität in drei Bereiche unterteilt:
• Forschen, Erfahren, Erleben in der Experimentierwerkstatt
• Eigenverantwortliches Lernen und Üben als Schwerpunkte
in den Do-it-Aufgaben
• Problemlösen und Anwenden in den Do-it-Maxi-Aufgaben.
Diese Struktur entspricht dem aktuellen Fachverständis
und damit dem methodischen Problemlösen!
In folgenden wird eine Do-it-Aufgabe zum Thema Bewegung
aus dem neuen Buch beschrieben. Wenige
Beispiele zur weiterführenden Bewegungsaufgabe Doit-Maxi
Luftschraubenboot sind hier nur mit Fotos gezeigt.
Grundsätzlich gilt: Das erarbeiten der thematischen Voraussetzungen
erfolgt bei allen Aufgaben in der Experimentierwerkstatt
Schwachstrom oder Magnetismus,
Technologiekarten aus dem Kapitel Unterrichtshilfen
unterstützen die Umsetzung auch in der benötigten
Kunststoffbearbeitung.
Do-it-Aufgabe Tischventlator
Der Auftrag für Schülerinnen und Schüler lautet:
Entwickle für deinen Bürotisch einen Ventilator. Eine
Flachbatterie liefert die Energie und ein Motor treibt
den Propeller an. Für die Halterung entwirfst du zuerst
Ausblick: Ventilatoren als ideale Vorbereitung
für die Do-it-Maxi Luftschraubenboote
Ausgeklügelte Steuerung mit Steuerrad
und gekreuztem Riemen (Umkehr der
Drehrichtung)
Experimentierkarte 09 (Elektromotor):
Demonstration Elektromotorprinzip
SCHULEkonkret 1/2007 43 Phänomenales Gestalten / Themenheft bewegt

eine Abwicklung aus Halbkarton. Überprüfe sie und säge
sie aus. Bearbeite die Kanten, bohre die benötigten
Löcher und biege mit dem Biegegerät. Montiere Motor
und Stromkreis.
Lernziele
• Für den Ständer des Ventilators eine Abwicklung entwickeln
und Erfahrungen sammeln im Umgang mit
Elektromotoren.
• Problemstellung erfassen, die benötigten Experimente
durchführen und durch Tüfteln optimieren.
Entwicklung
• Abwicklung: Eigene Tischformen entwickeln oder
Grundelement nachbauen. Die Breite des Befestigungsbügels
des Motors bestimmt die Breite des
Kunststoffarms, die Grösse des Propellers die Länge.
Zuerst Modelle aus Halbkarton entwerfen und testen.
Falls das Schlussprodukt aus Acrylglas gestaltet wird,
kann je nach Voraussetzungen vorher ein Prototyp
aus dem billigeren und einfacher zu bearbeitenden
Polystyrol hergestellt werden.
• Kunststoffform aussägen, Löcher für Schalter, Kabelführung
und Zugentlastung für Schaltdraht anzeichnen
und bohren. Anschliessend schleifen, evtl. polieren,
biegen.
• Elektromotor befestigen, Stromkreis mit Schalter nach
dem Schaltplan verbinden. Tipp: Falls der Windhauch
nur hinter dem Propeller spürbar ist, die Drähte an
Plus- und Minuspol der Batterie vertauschen.
• Schaltdraht an Laschen des Motors anlöten.
Idee zum Forschen
Einen Fingerschutz konstruieren: So kann niemand mit
den Fingern in den drehenden Propeller hineingreifen.
Die Abwicklung lässt sich so weiterentwickeln, dass der
Schutz gleich integriert ist. Eine geschlossene Fläche
verhindert aber den Luftstrom, da helfen nur Löcher.
Weiterführendes
Mit einem gekauften oder selber hergestellten Dimmer
kann der Ventilator stufenlos eingestellt werden. Die
Do-it-Maxi Luftschraubenboot (Fotos) führt das Thema
weiter und gelingt dank der vorbereitenden Aufgabe.
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom – Magnetismus
schulverlag bern, Herausgeber swch.ch
ISBN 3-292-00418, 2006
Richtet sich an Lehrpersonen, die förderorientiert und
differenziert Technisches Gestalten unterrichten. Eine
Einführung mit Grundlagen zur historischen und praktischen
Erforschung der Phänomene wird ergänzt durch
24 Experimentierkarten als Kopiervorlage. 12 Do-it-Aufgaben
ermöglichen die thematische Erarbeitung der
Grundvoraussetzungen. Sie lassen sich auch zur Erarbeitung
der Grundtechnologien im Bereich der Holz- und
Kunststoffbearbeitung einsetzen. 6 grössere Gestaltungsaufgaben,
so genannte Do-it-Maxi, leiten zur individuellen
Kompetenzerweiterung und zum gestalterisch
vertieften Auseinandersetzen mit den Phänomenen an.
Das Kapitel Medien besteht aus Technologiekarten und
Kopiervorlagen zur Förderung der Selbständigkeit von
Schülerinnen und Schülern.
Alle Aufgaben sind auf verschiedenen Stufen erprobt.
Dank des förderorientierten und binnendifferenzierten
Grundkonzepts eignet sich die Reihe für verschiedene
Stufen. Die Aufgaben lassen sich für die gewünschte Zielstufen
vereinfachen oder erschweren und stammen teilweise
aus dem Internet-Projekt www.do-it-werkstatt.ch.
Unter dieser Homepage finden sie ergänzende Angebote.
Die Autoren erteilen auf Wunsch auch ausserkantonale
Kurse, siehe beispielsweise swch-Kursangebot in Aarau!
Minutentest: Das Schiff fährt im Kreis.
Welches Schiff stellt die Bestzeit auf?
SCHULEkonkret 1/2007 44 Phänomenales Gestalten / Themenheft bewegt

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 1/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
Ilu-Fassung E 10
22.0138
CHF 0.82
Stegfassung E10
22.0133
CHF 0.26
Drucktaster rund
22.0161
CHF 0.77
Druckschalter mit
Glockenmutter
22.0158
CHF 0.73
Mikro-Schiebeschalter
22.0148
CHF 0.49
Umschalter (2x Um)
22.0456
CHF 3.90
Glühlämpchen transparent
E10
3.5V/0.2A
22.0100
CHF 0.23
Illufassung E 10
200064
CHF 0.64
Stegfassung E10
200097
CHF 0.295
Drucktaster
213011 CHF 0.39
Druckschalter mit Mutter
212016
CHF 0.79
Mikro-Schiebeschalter
212072
CHF 0.37
Umschalter (2x Um)
201691
CHF 1.49
Lämpchen klar E10
3.5V/0.2A
202019
CHF 0.22
6V/01A
Ilu-Fassung
07.19.075
CHF 1.25
Brückenfassung E10
07.19.071
CHF 0.45
Mini-Einbau-Taster
Schliesser
07.19.084
CHF 0.795
Einbaubrückenschalter
07.50.140
CHF 1.40
Glühlämpchen E10
E 10/3,5 V0.2A
50 Stk im Karton
07.19.052
CHF 0.31
Ilu-Fassung E10
19.075.0
Euro 0.36
Brückenfassung E10
19.071.0
Euro 0.15
Mini-Einbau-Taster, Schliesser
19.084.0
Euro 0,25
Mini-Einbau-Taster, Öffner
19.124.0
Euro 0.30
Druckschalter
ein/aus
19.080.0
Euro 0.40
Mikroschalter mit Hebel
1x um, 1A /1.6V
19.426.0
Euro 0.40
1x um, 2A /125 V
19.264.0
Euro 0.49
Lämpchen E 10
3.5 V0.2 A klar
19.052.0
Euro 0.13
ab 10Stk Euro 0.11
Achtung: Preisstand August
2011
Die Liste befindet sich auch
unter www.do-itwerkstatt.ch/Unterrichtshilfe
n —>Lernkoffer

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 2/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
6V/0.1A
22.0104
ChF 0.59
Leuchtdioden Weiss, 18000
mcd ø 5 mm
22.0330
CHF 5.10
Miniatur-Summer
3 – 9 V, eckig
22.0166
CHF 3.40
Schaltdraht 1 x 0.5 mm 10 m
22.0131/200
CHF 1.70
Schaltlitze, 1 x 0.14 mm2,
10 m
22.0120/200
CHF 1.40
Schneidedraht Styropor
0.4mm 5m
50.0206
CHF 8.30
Schneidedraht 0.1mm 5m
202064
CHF 0.33
Leuchdioden superhell ø5 mm
205374
CHF 0.95
Leuchtdiodenlämpchen weiss
(auch in blau, rot, gelb und grün
erhältlich) für E10 Fassung
203464
CHF 1.50
Minisummer Rechteckig
215108
CHF 2.35
Minisummer rechteckig
2.2-4V
215077
CHF2.80
Schaltdraht 0.9x0.5mm 10m
201372 (schwarz)
CHF 1.95
Schaltlitze
0,14 qmm
100 m weiss
245464
CHF 11.50
Nur Blinkdioden, grüne, rote
und gelbe LED erhältlich
Minisummer
3-4.5V
07.19.002
CHF 4.70
ab100Stk Euro 0.09
6V/0.05A
19.406.0 Euro 0.20
LED-Lämpchen rot (auch blau,
gelb und farblos erhältlich)
4.5V
19.336.1
Euro 0.28
Minisummer
3 V (2-4V)
19.002.0
Euro 1.45
6 V (4-9V)
19.402.0
Euro 1.45
- Schaltdraht 1.0x0.5mm 10m
19.042.5 (schwarz)
Euro 0.70
Litze isoliert
10m/Farbe
07.19.043/1-5
CHF 1.90
Schneidedraht Styropor
0.4mm 3m
07.616
CHF 5.60
Litze
10-m-Ring
rot/grün/gelb/blau/schwarz
19.043./1-5
Euro 0.55
-> www.ledstore.ch
LED weiss 18000 mcd ø 5
mm
CHF 1.10
LED-Lämpchen passen in
die E10 Fassung und eignen
sich als Ersatz der
Glühlämpchen!

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 3/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
50.0209
CHF 4.90
Kupferlackdraht
100 g-Spule, 0.35 mm ø,
112m
22.0193
CHF 9.25
Batterie-Clip 9.0 V
20.0276
CHF 0.50
Flachbetterie Camelion
4.5 V, auslaufsicher
20.0255
CHF 1.95
Polystyrol-Plattenzuschnitte
21x30 cm weiss
2mm dick
50.0120
CHF 3.00
Polystyrol-Plattenzuschnitte
21x30 cm weiss
3mm dick
50.0126
CHF 4.70
Polystyrol-Plattenzuschnitte
25x50 cm weiss
2mm dick
50.0121
CHF 4.95
Kuperlackdraht
100 m
0.3mm
247034
CHF 5.70
Kupferlackdraht 50 m 0,5mm
247056
CHF 5.70
Batterieclip 9V
207058
CHF 0.35
Flachbatterie 4.5V
204019
CHF 1.50
Polystyrol weiss
21x30 cm
2mm dick
888547
CHF 2.30
Polystyrol weiss
21x30 cm
3mm dick
888042
CHF 2.95
Polystyrol weiss
25x50 cm
2mm dick
888558
CHF 2.50
Kupferlackdraht
0.3mm /100m
07.19.017
CHF 10.20
Batterieclip 9.0 V
07.19.024
CHF 0.48
Polystyrolplatten
45x33 cm 2mm dick
03.744
CHF 3.80
Kupferlackdraht
0.3mm / 100m
19.017.0
Euro 3.20
Batterieclip 9 V
19.024.0
Euro 0.14
Flachbatterie
4.5 V
19.029.0
Euro 0.65
Platten 200x300x2mm
Polystyrol weiss
10.021.0
Euro 1.20
Cellwar AG,
Kunststoffprodukte,
Dammweg 43, 3053
Münchenbuchsee Tel. 031
919 22 22 info@cellwar.
com http://www.cellwar.com
Ganze Platten (2mx1m,
müssen abgeholt werden).

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 4/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
Polystyrol-Platten
Gelb 21x30 cm
2 mm dick
50.0154
CHF 3.25
Polystyrol-Platten
Schwarz 21x30 cm
2 mm dick
50.0122
CHF 3.25
Plexiglasplatten
A4
3 mm Dicke
50.0008
CHF 6.25
4 mm Dicke
50.0012
CHF 8.70
250 x 500 mm
3 mm Dicke
50.0006
CHF 11.90
4 mm Dicke
50.0010
CHF 15.80
Plexiglas-Platten z.B.
Farbig transparent
750 x 500 Dicke 3 mm
50.0592 + Farbcode
CHF 49.00
Polystyrol gelb
21x30 cm
2mm dick
889542
CHF 2.65
Acrylglas gelb
150x210 mm
3mm dick
878010
CHF 3.15
Plexiglasplatten
A4
3 mm Dicke
07.35.043
CHF 5.40
5mm Dicke
07.35.91
CHF 8.40
A3
3mm Dicke
07.35.044
CHF 10.80
5mm Dicke
07.35.045
CHF 17.00
Plexiglasplatten
in gedeckten Farben sortiert
rot, grün, blau, gelb, weiss
5 Platten in Packung
A4 3mm Dicke
Platten 200x300x2mm
PVC-klar
10.023.0
Euro 1.40
Acrylglasplatten
400x300x3mm
10.031.0
Euro 4.35
Acrylglasplatten
400x300x4mm
10.015.0
Euro 5.90
Acrylglasplatten farbig
Plexiglas
400x300x3mm
10.029.1/2/3/4/6/7
Euro 6.85 / Platte
-> OPO Oeschger
Plexiglasplatten
glasklar
600x500 mm
2mm dick
31.821.02
CHF 26.50
3mm dick
31.821.03
CHF 26.50
4mm dick
31.821.04
CHF 32.50
-> www.kunstoplex.ch
hat alle Farben und
Dicken, auch 10mm
dicke Platten
Kunstoplex
OPO Oeschger
Plexiglasplatten
beidseitig glänzend

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 5/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
Plexiglas-Abschnitte farbig
Reststücke 1 kg, 3 mm dick
50.0057
CHF 8.35
Plexiglas-Rohre
Transparent z.B.
Ø 20/16
245 mm lang
50.0064
CHF 3.80
1000 mm lang
50.0069
CHF 14.40
Plexiglas-Leuchtstäbe farbig
z.B. Rot, 1000 mm lang
ø 4 mm
50.0550 CHF 3.30
ø 6 mm
50.0554 CHF 6.40
07.35.052
CHF 6.20 / Platte
Plexiglas-Schulpackung
20 Platten A3
4mm Dicke
07.35.048
CHF 4.275 / Platte
Plexiglas-Rohre
glasklar, glatt
ø 20/16mm
30cm lang
07.35.096
CHF 3.10
Acrylglasplatten
transparent farbig
Plexiglas
400x300x3mm
orange/rot/grün/blau
10.28.1/2/4/7
Euro 6.85 / Platte
600x500 mm
3mm dick
31.823.01
weiss
CHF 27.50
gelb/braun/rot/blau/
grün/schwarz
600x500 mm
3mm dick
31.823.02bis07
je CHF 30.00
Semadeni Ostermundigen
OPO Oeschger
Plexiglas Rundrohre
farblos
ø20/16mm
100 cm lang
31.827.03
CHF 10.50
Kunstoplex
OPO Oeschger
Acrylstäbe
Farbig fluoreszierend
blau/rot grün, orange-gelb
31.830.01/02/03/04
ø 4mm CHF 3.60
Plexiglas Rundstäbe
farblos
ø 6mm
100 cm lang
31.828.06
CHF 4.40
ø 8mm
Rundstäbe

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 6/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
Weissblech
150x300 mm
0.28mm dick
50.0363
CHF 3.80
Schweissdraht
1mm ø, ca 90 g
30.0280
CHF 1.50
Schweissdraht
2mm ø, ca 121 g
30.0281
CHF 2.40
Schweissdraht
3mm ø, ca 276g
30.0282
CHF 2.90
Schweissdraht
4mm ø, ca 488 g
30.0283
CHF 4.90
Weissblech
150x300 mm
0.3 mm dick
824062
CHF 1.95
Schweissdraht
4x500mm
827713
10 Stk = CHF 3.95
Schweissdraht
2x500mm
826718
10 Stk = CHF 2.20
Schweissdraht
3x500mm
827218
10 Stk = CHF 2.95
Weissblech
weich verzinkt
Dicke 0.18mm
373x318mm
09.011.1
Euro 1.79
farblos
100 cm lang
31.828.08
CHF 7.30
ø 10mm
Rundstäbe
farblos
100 cm lang
31.828.10
CHF 11.50 usw.
OPO Oeschger
Weissblech
verzinntes Eisenblech
412x614 mm
0.22 mm dick
31.606.02
CHF 8.50
OPO Oeschger
Schweissraht GI
verkupfert, in Stäben von
100cm
Packung 5 kg
31.66501
1.5mm
CHF 9.60
31.66502
2.mm
CHF 8.80
31.66503
2.5mm
CHF 7.70
31.66504
3mm
CHF 7.60

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.04 Bezugsquellen
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Bezugsquellen Phänomenales Gestalten: Schwachstrom – Magnetismus; Artikel- und Preisvergleiche Stand 2011 © do-it-werkstatt.ch Seite 7/7
Createc Opitec Ingold Traudl Riess Andere Bezugsquellen
Stabmagnet
Roh,beidseitig magnetisiert
0.15 kg Hubkraft
5x15mm
30.0555
CHF 1.65
Scheibenmagnet
0.7 kg Hubkraft
25x5mm
30.0553
CHF 1.10
Blockmagnet aus Ferrit
20x10x5 mm
30.0556
CHF 2.00
Magnete Neodym 10 Stk
Stabform
8x10mm
203682
CHF 8.50
Magnete Ferrit
20 Stk
Stabform
9x9x40mm
204633
CHF 23.90
Permanentmagnet
sehr stark
ø 14mm,
5mm dick
07.094.8
CHF 0,39
Stabmagnet
sehr stark
ø 6x35mm
19.175.0
Euro 0.62
Permanentmagnete
ø 9.4x4.2mm
19.404.0
Euro 0.18
Permanentmagnet sehr stark
ø 14x5mm
19.008.0
Euro 0.2
31.66505
3.5 mm
CHF 7.60
Supermagnete.ch hat das
grösste und billigste
Angebot

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.03 Fehlerbeseitigung
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Infoblatt Fehlerbeseitigung Experimentierwerkstatt Schwachstrom
Kennzeichen echter Experimente ist es, dass diese «funktionieren» oder eben bei kleinen Fehlern
nicht funktionieren. Das Infoblatt mit Hinweisen zu Fehlerquellen und zur Fehlerbeseitigung soll
den Erfolg garantieren und die Lehrperson auf mögliche Fehler und wichtige Infos aufmerksam
machen. Die Fehlerquellen sind nicht abschliessend aufgeführt!
Das Experimentiermaterial im Lernkoffer enthält nur das Material für den Hauptauftrag, nicht aber
für die Idee zum Forschen. Für die Experimente 01-08 sind 6 Kistchen im Lernkoffer vorhanden
(Partnerarbeit bei 12, Gruppenarbeit bei mehr Lernenden).
Die Experimentierkarten sind Grundlage zielorientierter Experimente und kindsgerechter
Forschertätigkeit. Wie die Forscher sollen auch die Lernenden experimentieren und daraus
Erkenntnisse entwickeln. Mit Hilfe der Experimentierwerkstatt lassen sich Grundlagen für die do-it-
Aufgaben und die do-it-Maxi erarbeiten, die durch Auswertungen und Ergänzungen der Lehrperson
gefestigt werden. Je nach Umsetzungsabsichten und Stufe ist es sinnvoll, gezielt Experimente
auszuwählen, oder auch alle 12 vorgeschlagenen Experimente durchzuführen.
Die Experimente sind auf allen Stufen einsetzbar, die Übersicht dient als Entscheidungshilfe. Mit
den Experimenten 01 bis 04 lassen sich grundlegende Kenntnisse für alle Aufgaben entwickeln.
Experimente 05 bis 08 erweiterten die Kenntnisse für einzelne Aufgaben mit höherem
Schwierigkeitsgrad. Experiment 09 bis 12 bieten physikalische Grundlagen zur Wissenserweiterung
und sind für die gestalterischen Umsetzungen nicht zwingend.
Experimentierkarte Hinweise / Fehlerquellen Hinweise / Fehlerbeseitigung
01 Stromkreis
Zuerst ohne Fassung und
Kontaktprobleme, leere Batterie oder defektes
Prüfkabel, also nur mit Batterie Glühlämpchen können Fehlerquellen bei allen
und Glühlämpchen,
experimentieren.
Experimenten sein.
02 Leiter / Nichtleiter
O3 Schalter
04 Kurzschluss
05 Serieschaltung
5 leitende und 5 nichtleitende
Materialien (Bleistiftmine ist
Halbleiter!).
In den 6 Experimentierkistchen
sind 3x2 gleiche, selbstgebaute
Schalter vorhanden. Ein
Polwendeschalter ist beim
Experimentiermaterial nicht
vorhanden.
Kurzschlüsse können auch im
Schwachstrombereich zu einem
Brand führen. Vorsicht bei der
Lagerung von Batterien!
Alternative Aufgabenstellung
zum Lehrmittel:
Baue zwei Lämpchen in einen
Stromkreis ein, sodass beim
Ausdrehen des einen Lämpchens
das andere erlischt.
Beim Langstreckenleiter hinweisen auf
Unterschied Stark-/ Schwachstrom, «Kabelrollen»
verbieten und einschränken auf ein «gleiches»
Material (z.B. nur eine Feile etc.) Kontaktprobleme
sind z.T. auf Oberflächenschutz (Beisp. Radiator)
zurückzuführen. Kurzschlüsse sind neben
Kontaktproblemen die häufigsten Fehlerquellen.
Der Selbstbau eignet sich nur in bestimmten
Fällen. Verschiedenste Schalter sind im
Fachhandel billig zu kaufen und sind nicht
fehleranfällig. Für Elektromagnete eignen sich nur
Tastschalter, die beim Loslassen automatisch den
Stromkreis unterbrechen.
Bei der Batterie stellt man bei einem Kurzschluss
nach kurzer Zeit fest, dass sie heiss wird. Dadurch
wird die Batterie entladen und zerstört.
Achtung: Prüfkabel können beim Übergang
Litze/Klemme durchbrennen!
In der Serieschaltung brennen die Lämpchen
weniger hell. Wenn ein Lämpchen defekt ist ,
unterbricht es den Stromkreis . Bei der
Lichterkette wird häufig ein spannungsabhängiger
Widerstand eingebaut, der bei Ausfall eines
Glühlämpchens den Strom leitet.

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.03 Fehlerbeseitigung
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
06 Parallelschaltung
07 Leuchtdiode
08 Dimmer
09 Stromerzeugung
10 Wärmewirkung
11 Glühbirne
12 Sicherung
Alternative Aufgabenstellung:
Baue zwei Lämpchen in einen
Stromkreis ein, sodass beim
Ausdrehen des einen Lämpchen
das andere noch brennt.
Leuchtdioden nie ohne
Widerstand anschliessen, diese
können «explodieren»! Längeres
Bein immer an Pluspol der
Batterie anschliessen.
Bleistiftminen sind im Handel
erhältlich als Ersatzminen für
Druckbleistifte. Es lässt sich auch
ein Bleistift in Wasser einweichen
und nachher in der Mitte spalten.
Nur «unverbrauchter» Essig (sehr
gut geht Tafelessig, Prix Garantie)
brauchen und nach der Demo
Elektroden und Gläser
unverzüglich reinigen.
«Verbrauchte» Elektroden
funktionieren nicht mehr: Die
Oxidschicht auf den Elektroden
von Zeit zu Zeit mit Stahlwatte
abreiben.
Feuerfeste Platte unter erhitztem
Draht legen. Zuerst Prüfkabel an
den Draht anschliessen, erst dann
Strom einschalten
(Verbrennungsgefahr).
Der Versuch funktioniert nur mit
einem Trafo: Eindrücklich die
Hitze, die entsteht. Den Trafo
langsam aufdrehen, bei 5V
beginnt der Draht zu glühen, nie
mehr als 6V einstellen.
Die Kabel sind bewusst «defekt»
gebaut worden. Den Versuch so
aufbauen, dass der Kurzschluss
nach der Sicherung erfolgt.
Bei ungleichen elektrischen Bauteilen muss die
Parallelschaltung angewendet werden, weil sonst
einer der beiden Teile nicht genügend Spannung
erhält und nicht richtig funktioniert. Wenn
beispielsweise Leuchtdioden zusätzlich zu einem
anderen Verbraucher als Messanzeigen eingesetzt
werden, sind diese zwingend parallel zu schalten.
Zur Berechnung des Widerstands lässt sich die
Technologiekarte C.02 einsetzen. Mehr
Informationen sind auf Technikfacts Leuchtdiode
(B05) zu finden.
Grafit hat einen hohen Widerstand, deshalb
brennt das Lämpchen nur schwach, wenn der
Strom durch die ganze Mine fliessen muss. Sind
die beiden Krokodilklemmen näher beieinander,
ist die Strecke kürzer, der Widerstand demnach
kleiner und das Lämpchen brennt heller.
In einem Stromkreis fliesst nur Strom, wenn an
einem Ende Elektronenüberschuss und am
anderen Elektronenmangel besteht. In einer
Batterie liegen die Elektroden, z.B. Kupfer- und
Zinkstreifen, in einer Säure. Freie Ladungsträger
(Ionen) bewegen sich vom Zink zum Kupfer durch
die Flüssigkeit und über den Draht vom Kupfer
zum Zink zurück. Die LED muss mit dem längern
Bein am Pluspol (rotes Prüfkabel an
Kupferstreifen) angeschlossen sein.
Styropor muss selbst besorgt werden. Im
Gegensatz zum Kurzschluss, der mit dem
Prüfkabel durchgeführt wird, weist in diesem
Versuch der Konstantandraht einen hohen
Widerstand auf und wandelt die elektrische
Energie in Wärme um. Die 4,5-V-Flachbatterie
wird also weniger erhitzt als beim Kurzschluss.
Das Glühlämpchen ist für Spannungen bis 6V
gebaut, bei höherer Spannung geht der Glühdraht
kaputt. Auch hier: bitte nur kurz demonstrieren,
da die Hitze enorm ist und der Kunststoff
schmelzen kann.
Achtung: Prüfkabel können beim Übergang
Litze/Klemme durchbrennen!
Im Sicherungselement eignet sich nur ganz
dünner Litzenfaden. Am besten mit dem Trafo
demonstrieren, eine unverbrauchte Batterie geht
aber auch.

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.03 Fehlerbeseitigung
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
Infoblatt Fehlerbeseitigung Experimentierwerkstatt Magnetismus
Kennzeichen echter Experimente ist es, dass diese «funktionieren» oder eben bei kleinen Fehlern
nicht funktionieren. Das Infoblatt mit allgemeinen Hinweisen und Hinweisen zur Fehlerbeseitigung
soll den Erfolg garantieren und die Lehrperson auf wichtige Infos und mögliche Fehler aufmerksam
machen. Die Fehlerquellen sind nicht abschliessend aufgeführt!
Das Experimentiermaterial im Lernkoffer enthält nur das Material für den Hauptauftrag, nicht aber
für die Idee zum Forschen. Für die Experimente 01-08 sind 6 Kistchen im Lernkoffer vorhanden
(Partnerarbeit bei 12, Gruppenarbeit bei mehr Lernenden).
Die Experimentierkarten sind Grundlage zielorientierter Experimente und kindsgerechter
Forschertätigkeit. Wie die Forscher sollen auch die Lernenden experimentieren und daraus
Erkenntnisse entwickeln. Mit Hilfe der Experimentierwerkstatt lassen sich Grundlagen für die Do-it-
Aufgaben und die Do-it-Maxi erarbeiten, die durch Auswertungen und Ergänzungen der Lehrperson
gefestigt werden. Je nach Umsetzungsabsichten und Stufe ist es sinnvoll, gezielt Experimente
auszuwählen, oder auch alle 12 vorgeschlagenen Experimente durchzuführen.
Die Experimente sind auf allen Stufen einsetzbar, Mit den Experimenten 01 bis 04 lassen sich
grundlegende Kenntnisse für alle Aufgaben entwickeln. Experimente 05 bis 08 bieten physikalische
Grundlagen zur Wissenserweiterung und sind für die gestalterischen Umsetzungen nicht zwingend.
Experiment 09 bis 12 erweiterten die Kenntnisse für einzelne Aufgaben mit höherem
Schwierigkeitsgrad.
Experimentierkarte Hinweise / Fehlerquellen Hinweise / Fehlerbeseitigung
01 Was ist magnetisch?
02 Magnetstärke
O3 Spiele mit Magnet-
felder
04 Nord- und Südpol
05 Nagelmagnet
Magnete wirken nur bei folgenden
Materialien: Eisen, Nickel und
Kobalt.
Die Magnetkraft wirkt durch
verschiedene Materialien, wird
aber unterschiedlich abgeschirmt.
Aneinanderreihen von Magneten
erhöht die Magnetkraft,
verdoppelt sich aber nicht.
Die Magnetfeldlinien werden mit
Eisenpulver sichtbar gemacht.
Zum Einsammeln eignet sich der
Eisenpulver-Staubsauger
(Plastiksack mit Magnet)
Permanentmagnete sind je nach
Verwendungszweck
unterschiedlich gepolt. Bei
Scheibenmagneten kann die
Polung auf den Flächen, aber auch
an der Rundung sein.
Wichtig ist, dass mit dem
Magneten nur in einer Richtung
über den Nagel gefahren wird.
Stahlnägel lassen sich besser
magnetisieren.
Sobald ein Material von einem Magneten
angezogen wird, muss eines der aufgeführten
Materialien im untersuchten Material
vorhanden sein.
Starke Magnete (resp. die Magnetkraft) werden
beim Versand durch Stahlbleche abgeschirmt,
so dass keine Schäden an elektromagnetischen
Apparaten entstehen (vgl. Technologiekarte 01
Magnete und Sicherheit). Die Anzahl
Kartonquadrate zwischen zwei Magneten zeigt
die Magnetkraft.
Es gilt zu bedenken, dass die Magnetfelder
nicht nur in der Fläche wirken, wie es die Bilder
vortäuschen. Das Magnetfeld ist rings um den
Magneten vorhanden.
Wichtig: Magnete unter Papier gut befestigen.
Man spricht von einem Nord- und einem Südpol
der Magnete. Nach der Teilung eines Magneten
sind bei jedem Teil immer noch zwei Pole
vorhanden.
Als Beweis lässt sich ein magnetisierter Nagel
(Experimenkarte 05) zersägen und testen.
Permanentmagnete verlieren durch
Erschütterung und Erhitzung ihre Magnetkraft.
Neodymmagnete büssen bereits bei 80 °C einen
Teil ihrer Kraft ein.

Lernkoffer
Phänomenales Gestalten:
Schwachstrom und Magnetismus
A.03 Fehlerbeseitigung
Thomas Stuber
© DO-IT-WERKSTATT.CH
06 Kompass
07 Oersteds Versuch
08 Elektromagnet
09 Elektromotor I
10 Elektromotor II
11 Elektromotor III
12 Faradays
Stromgenerator
Wichtig ist auch hier, dass mit
dem Magneten nur in einer
Richtung über die Nadel gefahren
wird. Magnete in der näheren
Umgebung beeinflussen das
Magnetfeld der Erde.
Deutlicher zeigen sich die Magnetfeldlinien
um das Prüfkabel beim
Einsatz eines Trafos mit mehr
Leistung als die 4.5V-Flachbatterie.
Das Experiment eignet
sich als Demo-Experiment. Papier
muss direkt auf Kabel liegen,
zusätzlich Papier leicht schütteln.
Mehr Infos findet man auf
Technikfacts Elektrizität (B05)
Statt ein 150cm langes Stück
Schaltdraht (nicht im
Experimentiermaterial) lässt sich
auch nur ein Prüfkabel um den
Nagel wickeln. Mehr
Informationen sind auf
Technikfacts Elektromagnetismus
(B05) zu finden.
Für dieses Experiment eignet sich
eine 1.5V Monozelle mit
genügender Kapazität (weitere
Hinweise siehe B.04,
ZusatzPaeGes auf der DVD).
Beim Modell im Lernkoffer
handelt es sich neu um einen
Bausatz (vgl. Bezugsquellen), der
weniger fehleranfällig ist. Spule in
zweitoberstes Loch einführen und
Magnet auf der Batterie nicht
vergessen.
Der Magnet unter der
Kunststoffhalterung ersetzt die
Magnete im Blechgehäuse des
Motors.
Faradays Stromgenerator ist eine
Weiterentwicklung von DO-IT-
WERKSTATT und entspricht der
abgebildeten Variante im Buch
nicht mehr.
Eine Kompassnadel stellt sich in Nord-Süd-
Richtung, da sie sich an Kraftlinien ausrichtet,
die in Richtung des irdischen Magnetfelds
verlaufen. Durch Stromleitungen im Werkraum
können unterschiedliche Magnetfelder
entstehen, die die Kompassnadel beeinfussen!
Achtung: Mit dem Verbinden der Pole erzeugt
man einen Kurzschluss. Deshalb: Nur kurz
demonstrieren, vgl. Experimentierkarte 04
Schwachstrom. Prüfkabel können beim
Übergang Litze/Klemme durchbrennen! Es ist
auch möglich, dass der rote Ingold-Trafo
kurzzeitig aussteigt, weil er einen
«Wärmeüberlast-Schutz» besitzt. Später
funktioniert der Trafo wieder.
Ein Elektromagnet mit wenigen Windungen
entspricht in etwa einem Kurzschluss. Die
Stromquelle wird nach kurzer Zeit in
Dauerbetrieb überhitzt und geht kaputt.
Beim Experimentieren darauf achten, dass der
Elektromagnet jeweils nur einige Sekunden
angeschlossen und getestet wird.
Achtung: Prüfkabel können beim Übergang
Litze/Klemme durchbrennen!
Auch hier handelt es sich um einen Kurzschluss.
Wenn die Schraube nicht ins rotieren kommt,
ist vermutlich die Batterie bereits entladen.
Wenn nichts rotiert: Batterie wechseln, Kontakt
der Lochblechstreifen etwas herausziehen resp.
Kontakt verbessern oder von Hand etwas
andrehen. Mit einem zusätzlichen
Neodymmagneten (vgl. Skizze) lässt sich der
Rotor leichter in Schwung bringen.
Achtung: Auch hier wird in etwa ein Kurzschluss
produziert, also nur kurz experimentieren und
Rotor sofort von der Batterie entfernen!
Statt einer (übersetzten) Handbohrmaschine ist
im Lernkoffer eine Dynamotaschenlampe
(Bausatz, vgl. Bezugsquellen A.04) vorhanden.
In der Fassung ist eine «Leuchtdioden-
Glühlampe» eingedreht, deshalb leuchtet die
Taschenlampe nur bei der einen Drehrichtung
(LED leiten den Strom nur in einer Richtung).
Die Bewegung erfolgt recht schnell und
regelmässig, der Rhythmus muss zuerst
gefunden werden. Die LEDs sind antiparallel
angeschlossen, trotzdem können beim Bewegen
beide LEDs etwas leuchten. Der Fluss nimmt zu
und ab, je nach Verhältnis Spule / Magnetlänge.
Durch schnelles Bewegen entsteht ein
Blinklicht.