Thermometer selbst bauen

Technikunterricht 2.0

Bauen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern ein Thermometer im Unterricht und wecken Sie so die Begeisterung für naturwissenschaftliche Studiengänge und technische Berufe. Hier finden Sie die Projektbeschreibung!

Eim Bastelset von Lego
Mit umfangreichen Bastelsets können Schülerinnen und Schüler ihre eigenen Technikprojekte im Unterricht umsetzen. Foto: Lego

Die Lehrpläne der deutschen Bundesländer verlangen von den Lehrkräften eindeutig einen gezielten und ausgewogenen Einsatz verschiedener techniktypischer Unterrichtsverfahren im Technikunterricht. Dazu zählen Methoden wie Konstruktionsaufgaben, Fertigungsaufgaben, technische Experimente, Analysen, Reparatur- und Wartungsaufträge. Im Kerncurriculum für die Oberschule des Landes Niedersachsens für Technik gibt es vier Handlungsbereiche:

  1. Arbeiten und Produzieren (Technik und Technisches Handeln)
  2. Energie und Technik (Technische Systeme des Energieumsatzes)
  3. Information und Kommunikation (Technische Systeme des Informationsumsatzes)
  4. Natur und Technik

Mit Lernsystemem praxisnahe Projekte durchführen

Alle diese Handlungsbereiche können Sie mit einem Lernsystem wie dem Lego Mindstorm Education EV3 umsetzen, denn hier finden Sie Sensoren und Aktoren, die eine vielfältige Nutzungsweise bieten.

Der Aufbau und die Programmierung erfolgt am PC. Durch die Arbeit mit dem Lernsystem erfahren die Schülerinnen und Schüler mehr über Probleme in der Regelungstechnik. Sie erlernen die eigenständige Dokumentation von technischen Abläufen, finden Problemlösungen, üben die Abläufe ein und präsentieren sie schlussendlich.

Zum Programmieren eignen sich zum Beispiel die folgenden Modelle:

  • Alarmanlagen
  • Schranken
  • Mobile Fahrzeuge
  • Bewegungsmelder 

Praxisbeispiel: Wir bauen ein Fernthermometer

1. Schritt: Versuchsdurchführung
In unserer Versuchsdurchführung umwickelten die Schüler das Thermometer des EV3 mit Kupferdraht, so dass sie eine Art „Fühler“ hatten. Sie stellten nun eine Kerze im bestimmten Abstand in die Nähe des Drahtes.

2. Schritt: Datenerfassung
Die Aufgabe lautete nun: „Wie ist die Wärmeentwicklung im Abstand zum Draht? Lege eine Tabelle an und übertrage die Werte. Fasse Deine Beobachtungen zusammen“. Es gibt zwei Möglichkeiten um die Datenaufzeichnung durchzuführen:

  • „On-Brick-Programmierung“: Die Daten kann man auf dem Display des EV3 einsehen und speichern. Im Falle von autonomen Robotern ohne Verbindung zum PC können die Daten im EV3 gespeichert und später dann auf den PC via „Memory-Browser-Funktion“ übertragen werden.
  • Datenprotokollierung mit der Software: Man kann Daten in Form von Graphen, also die Werte von Sensoren durch das Verbinden des EV3 zum PC über USB-Kabel, Bluetooth oder Wi-Fi messen.

Der Lego Mindstorms Education EV3 Intelligent Brick hat eine Port View-Funktion, mit der Werte von Sensoren gemessen werden können. Diese Funktion der Datenprotokollierung lässt sich auf viele Bereiche der Technik übertragen, so auch auf das Thema „Erneuerbare Energien“. Hier kann an einfachen Modellen, auch wenn diese nicht aus Lego sind, mit Hilfe eines Motors und dem EV3 Stein die gewonnene Energie aufgezeichnet werden oder direkt abgegeben werden an eine Lampe oder einen weiteren Motor.

Projekt-Fazit

Ein praxisorientierter Unterricht, der den Schülerinnen und Schülern eigenes Beobachten und Experimentieren ermöglicht und sie dazu anhält, sich ihr Wissen eigenständig zu erarbeiten, kann das Interesse und den Spaß an technischen Berufen fördern. Der Umgang mit Technik und modernen Technologien sollte so früh wie möglich zu einem selbstverständlichen Erfahrungsbereich von Schülerinnen und Schülern gemacht werden.