Veröffentlicht am 23. Oktober 2023, NRW, Essen
Leider gibt es kaum bis keine Materialien für den inklusiven Technikunterricht. Der inklusive Technikunterricht soll alle Schüler:innen mitnehmen und dabei der Vielfalt an Fähigkeiten und Bedürfnissen entsprechen. Die Auswahl und Entwicklung geeigneter Materialien spielt eine zentrale Rolle, um eine möglichst barrierefreie und inklusive Lernumgebung zu schaffen. Dieser Abschnitt hebt die Bedeutung von geeigneten Materialien für den inklusiven Technikunterricht hervor und betont die Notwendigkeit, eine Vielfalt an praxisnahen Bildungsressourcen bereitzustellen. Durch die didaktische und methodische Aufarbeitung sollen die individuellen Fähigkeiten, Fertigkeiten und Bedürfnisse alle Schüler:innen berücksichtigt und gefördert werden.
Dazu werden im Folgenden Beispiele für Materialien und Ansätze zur Differenzierung vorgestellt, um den inklusiven Bildungsansatz zu stärken und Schüler:innen die Möglichkeit zu geben, ihr technisches Verständnis sowie Kompetenzen zu entwickeln und zu entfalten.
Zahnräder und Getriebe – Inklusive Unterrichtseinheit für den Technikunterricht
Veröffentlicht am: 23. Oktober 2023 | Fach: Technik | Schulform: Gesamtschule | Jahrgangsstufe: 6-8 | Zeitumfang: 4-6 Unterrichtsstunden
Diese Unterrichtseinheit zum Thema „Zahnräder und Getriebe“ wurde speziell für den inklusiven Technikunterricht entwickelt und ist an den Kernlehrplan Technik für Gesamtschulen in NRW angepasst. Sie bietet differenzierte Materialien und Methoden, um allen Schüler:innen einen Zugang zu technischen Inhalten zu ermöglichen.
1. Bezug zum Kernlehrplan Technik NRW
Die Einheit adressiert insbesondere die folgenden Kompetenzerwartungen aus dem Kernlehrplan Technik für die Gesamtschule:
Prozessbezogene Kompetenzen:
- Erkenntnisgewinnung: Technische Phänomene beobachten und beschreiben (UF1), Experimente unter Anleitung durchführen und auswerten (E2).
- Kommunikation: Fachbegriffe anwenden, Arbeitsergebnisse protokollieren und präsentieren (K1, K2).
- Bewertung: Die Funktionstüchtigkeit eines technischen Systems beurteilen (B3).
Inhaltsbezogene Kompetenzen (Schwerpunkt: Technische Systeme):
- Die Schülerinnen und Schüler (SuS) beschreiben Aufbau und Wirkweise von einfachen Maschinen und technischen Systemen.
- Sie analysieren und konstruieren einfache Antriebssysteme (u.a. Zahnradgetriebe).
2. Übergeordnete Zielsetzung der Einheit (Kompetenzen)
Die SuS können…
- … die grundlegende Funktionsweise und die Bauteile eines Zahnradgetriebes erklären.
- … den Einfluss der Zahnradgröße auf Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung vorhersagen und experimentell überprüfen.
- … technische Prinzipien (Übersetzung, Drehmoment) an Alltagsbeispielen erkennen und beschreiben.
- … in kooperativen Lernsettings arbeiten und ihre Erkenntnisse adressatengerecht dokumentieren und präsentieren.
3. Didaktisch-methodische Hinweise zur Inklusion und Differenzierung
Die Einheit basiert auf dem Universal Design for Learning (UDL)-Prinzip und bietet multiple Zugänge, Darstellungsweisen und Handlungsmöglichkeiten.
- Vielfältige Materialien: Einsatz von haptischen Modellen (Holzzahnräder, Knete), digitalen Simulationen und vereinfachten Textmaterialien.
- Differenzierte Aufgabenstellungen: Vom rein beschreibenden Beobachten bis zur hypothesengeleiteten Experimentierung.
- Kooperative Lernformen: Arbeit in Tandems/Gruppen mit klar verteilten Rollen (z.B. „Bauleiter“, „Protokollant“, „Präsentator“).
- Sprachsensibler Unterricht: Visualisierung von Fachbegriffen, Satzbausteine für die Dokumentation, Einsatz von Audio-Aufnahmen für Protokolle.
Abbildung 1: Zahnräder in verschiedenen Größen – geeignet für inklusiven Unterricht
4. Geplanter Unterrichtsverlauf
Stunde 1: Einführung – Zahnräder im Alltag entdecken
Einstieg: Lehrkraft zeigt Bilder/Videos von Alltagsgegenständen (Fahrrad, Uhr, Küchenmaschine, Aufzug) und stellt die Impulsfrage: „Was treibt diese Dinge eigentlich an? Was haben sie gemeinsam?“
Erarbeitung I: Think-Pair-Share: SuS sammeln erste Ideen. Im Plenum wird der Begriff Zahnrad erarbeitet und an der Tafel visualisiert.
Erarbeitung II: Lerntheke / Gruppenpuzzle mit mitgebrachten Gegenständen (alte Uhren, Spielzeuggetriebe, Fahrradnabe). Die SuS untersuchen, zeichnen und beschreiben die Zahnräder.
Sicherung: Gemeinsam wird ein Cluster mit ersten Fachbegriffen (Zahnrad, Antrieb, Drehung, greifen) und Beispielen erstellt.
Differenzierung: Für sprachlich oder kognitiv stärkere SuS: Zusatzauftrag „Finde ein weiteres, ungewöhnliches Beispiel für Zahnräder.“
Stunde 2 & 3: Experimentierphase – Das Zahnradgetriebe
Sicherheitshinweis: Explizite Einweisung und Beaufsichtigung im Umgang mit den Nägeln und Werkzeugen.
Einstieg: Die Lehrkraft zeigt ein einfaches Zwei-Zahnrad-Modell und stellt die Forschungsfragen:
- „Was passiert mit der Drehrichtung?“
- „Was passiert mit der Geschwindigkeit, wenn ein großes Rad ein kleines Rad antreibt (und umgekehrt)?“
Erarbeitung I: Aufbau des Experiments. Jede Gruppe erhält ein Set mit Holzzahnrädern, Nägeln und einer Kork- oder Styroporplatte als Montagegrundlage.
Erarbeitung II: Die SuS experimentieren in Tandems mit verschiedenen Zahnradkombinationen. Sie testen die Forschungsfragen und dokumentieren ihre Beobachtungen.
Differenzierte Dokumentationshilfen (Wahl):
- Basis: Vorlage mit Bildern der Zahnrad-Kombinationen, die nur angekreuzt oder mit „schnell/langsam“ und Pfeilen für die Richtung beschriftet werden müssen.
- Erweitert: Lückentext-Protokoll mit vorgegebenen Fachbegriffen (z.B. „antreibendes Rad“, „angetriebenes Rad“, „Drehrichtung“, „Drehgeschwindigkeit“).
- Experte: Freies Protokoll mit der Aufforderung, eine erste Regel zu formulieren.
Stunde 4: Vertiefung und Konzeptbildung
Einstieg: Kurze Wiederholung der Experimentierergebnisse anhand der Schülerprotokolle.
Erarbeitung: Die Lehrkraft führt die zentralen Fachbegriffe ein und visualisiert sie am Modell:
- Übersetzung (Verhältnis der Zähnezahlen)
- Drehmoment (Kraft zum Drehen)
- Abtrieb / Antrieb
Anwendung: Die SuS übertragen die Konzepte auf ein neues Beispiel (z.B. ein Bild eines einfachen Getriebes mit drei Zahnrädern). Aufgabe: „Beschreibe Drehrichtung und Geschwindigkeit an Punkt A, B und C.“
Differenzierung: Für schnelle SuS: Konstruktionsauftrag „Baue ein Getriebe, bei sich das letzte Rad sehr schnell dreht.“
Stunde 5 (optional): Projekt – Die Zahnrad-Maschine
Aufgabe: In Gruppen bauen die SuS eine „Zahnrad-Maschine“, die eine bestimmte Aufgabe erfüllt (z.B. „eine Fahne hissen“, „eine kleine Last heben“). Sie müssen mindestens drei Zahnräder verbauen und die Funktionsweise erklären.
Förderung der sozial-emotionalen Entwicklung: Klare Rollenverteilung, Bewertung der Teamarbeit im Prozess.
Stunde 6: Sicherung und Reflexion
Die Gruppen präsentieren ihre „Zahnrad-Maschinen“ oder ihre Lösungen aus Stunde 4.
Lerntempoduett: SuS tauschen sich über die gelernten Prinzipien aus.
Abschlussreflexion: „Wo begegnen dir Zahnräder jetzt im Alltag? Warum ist dieses Wissen wichtig?“
5. Konkrete Verknüpfung mit sonderpädagogischen Förderschwerpunkten
| Förderschwerpunkt | Konkrete Maßnahmen in dieser Einheit |
|---|---|
| Lernen (LE) |
|
| Sprache (SQ) |
|
| Emotionale und soziale Entwicklung (ESE) |
|
| Geistige Entwicklung (GG) |
|
6. Material- und Medienliste
- Haptisches Material: Verschiedene große Holzzahnräder, Nägel, Hammerschlag-Unterlagen, Kork- oder Styroporplatten.
- Demonstrationsmaterial: Alte (auseinandergebaute) mechanische Uhren, Fahrradnabe, Getriebemodelle.
- Digitale Medien: Tablets für Foto-/Videodokumentation, ggf. einfache Simulationssoftware (z.B. „GearSim“).
- Differenzierte Arbeitsblätter: Bildkarten, Lückentexte, Protokollvorlagen in drei Niveaustufen.
- Hilfsmittel: Whiteboard/Tafel, Visualizer, Wort-Bild-Karten, Satzbausteine als Karteikarten.
Hinweis: Diese Unterrichtseinheit verwandelt den theoretischen Anspruch inklusiver Technikmaterialien in einen konkret umsetzbaren Lehr-Lern-Prozess, der alle Schüler:innen auf ihrem individuellen Niveau abholt und fördert.
Entwickelt auf Basis der Materialien von Dr.-Ing. Mustafa Bilgin, M. Ed. – Angepasst an den Kernlehrplan Technik NRW für Gesamtschulen.
Taktile Hilfsmittel für die Holzbearbeitung
Differenzierte Unterstützung für den inklusiven Technikunterricht
Diese Materialien unterstützen alle Schüler:innen bei der Holzbearbeitung, insbesondere solche mit visuellen Einschränkungen oder Schwierigkeiten beim räumlichen Vorstellungsvermögen. Die taktilen Markierungen und Referenzwerkstücke ermöglichen ein „Begreifen“ im wörtlichen Sinne.
1. Taktiles Lineal mit Markierungen
Ein Lineal mit ertastbaren Markierungen für Zentimeter, Halbzentimeter und Millimeter. Besondere Markierungen bei den wichtigsten Maßen (5cm, 10cm, 15cm) helfen bei der Orientierung.
Herstellungshinweis:
Das Lineal kann aus Holz oder Kunststoff gefertigt werden. Die Markierungen werden mit einer Heißnadel oder einem 3D-Drucker erhaben aufgebracht. Besondere Markierungen (wie der rote Punkt bei 5 cm) können mit unterschiedlichen Formen (Kreis, Dreieck, Quadrat) gestaltet werden.
2. Musterwerkstücke zum Vergleich
Winkel-Vergleich
Verschiedene Winkel (90°, 45°, 30°) als physische Muster. Schüler:innen können ihr Werkstück direkt mit den Mustern vergleichen.
Oberflächen-Qualität
Muster mit verschiedenen Oberflächen (grob geschliffen, fein geschliffen, poliert) zum Ertasten der gewünschten Endqualität.
Verbindungen
Verschiedene Holzverbindungen (Überblattung, Gehrung, Zapfen) als Muster zum Begreifen der Konstruktionsprinzipien.
3. Anwendungstipps für den Unterricht
Diese Hilfsmittel können in verschiedenen Unterrichtssituationen eingesetzt werden:
Einführungsphase
Musterwerkstücke ertasten lassen, um ein Gefühl für die später zu erstellenden Objekte zu entwickeln.
Arbeitsphase
Taktiles Lineal und Papierreferenzen als ständige Hilfsmittel bereitstellen.
Korrekturphase
Vergleich des eigenen Werkstücks mit den Mustern zur Selbstkontrolle.
Differenzierung
Anspruchsvolle Muster für leistungsstärkere Schüler, einfachere für leistungsschwächere.
Barrierefreier Technikraum
Inklusive Raumgestaltung mit taktilen Markierungen und Orientierungshilfen
Ein barrierefreier Technikraum ermöglicht allen Schüler:innen sicheren und selbstständigen Zugang zu Werkzeugen und Maschinen. Taktile Markierungen, kontrastreiche Farben und durchdachte Raumaufteilung sind Schlüsselelemente für eine inklusive Lernumgebung.
1. Grundprinzipien der barrierefreien Raumgestaltung
Bodenindikatoren
Taktile Leitstreifen und Aufmerksamkeitsfelder aus Noppen- und Rippenplatten helfen sehbehinderten Personen bei der Orientierung im Raum.
Kontrastreiche Gestaltung
Hohe Farbkontraste zwischen Wänden, Böden, Möbeln und Geräten verbessern die visuelle Wahrnehmung für Menschen mit Seheinschränkungen.
Multisensorische Hinweise
Kombination von visuellen, akustischen und taktilen Signalen für Warnungen und Informationen.
2. Raumplan mit taktilen Wegeleitsystem
Beispielhafte Raumaufteilung mit taktilen Bodenmarkierungen und Sicherheitszonen:
Legende:
3. Taktile Markierungen an Maschinen und Werkzeugen
Standbohrmaschine mit taktilen Markierungen
Wichtige Bedienelemente werden mit taktilen Markierungen versehen:
- Ein-/Ausschalter: Rote, erhabene Markierung mit Rändelrad für leichte Erkennbarkeit
- Geschwindigkeitsregler: Taktile Punkte für verschiedene Stufen (1 Punkt = langsam, 3 Punkte = schnell)
- Bohrtiefenbegrenzer: Rillen in 5-mm-Schritten zur taktilen Ablesbarkeit
- Spannhebel: Vergrößerter Griff mit Noppen für besseren Halt
Differenzierte Bewertung im Technikunterricht
Individuelle Leistungsrückmeldung für inklusive Lerngruppen
Eine differenzierte Bewertung berücksichtigt die individuellen Voraussetzungen aller Schüler:innen und misst den Lernerfolg an der persönlichen Entwicklung. Sie gibt konstruktive Rückmeldung für das weitere Lernen.
1. Grundprinzipien differenzierter Bewertung
Kompetenzorientiert
Bewertung von erworbenen Kompetenzen statt reiner Wissensabfrage. Fokus auf das, was Schüler:innen können.
Transparent
Klare, vorher bekannte Bewertungskriterien auf verschiedenen Anspruchsniveaus.
Prozessorientiert
Bewertung des gesamten Arbeitsprozesses, nicht nur des Endergebnisses.
2. Mehrdimensionales Bewertungssystem
Vierstufiges Bewertungssystem mit unterschiedlichen Anspruchsniveaus:
Konkrete Bewertungskriterien am Beispiel „Zahnradgetriebe“
| Kompetenzbereich | Grundniveau | Mittleres Niveau | Erweitertes Niveau |
|---|---|---|---|
| Fachliche Kompetenz | |||
| Getriebe aufbauen | Einfache Zahnradkombination nach Bauplan zusammenfügen | Verschiedene Übersetzungen selbstständig realisieren | Komplexe Getriebe mit spezifischen Eigenschaften konstruieren |
| Funktionsweise erklären | Grundprinzip der Kraftübertragung benennen | Zusammenhang zwischen Zahnradgröße und Drehzahl beschreiben | Berechnungen zu Übersetzungsverhältnissen durchführen |
| Methodische Kompetenz | |||
| Arbeitsprozess dokumentieren | Arbeitsschritte mit Unterstützung festhalten | Eigenständige Dokumentation mit Fotos/Text | Umfassende Prozessdokumentation mit Reflexion |
| Probleme lösen | Einfache Probleme mit Hilfestellung bewältigen | Standardprobleme eigenständig identifizieren und lösen | Komplexe Probleme analysieren und innovative Lösungen entwickeln |
| Personale Kompetenz | |||
| Selbstständigkeit | Arbeitet mit enger Begleitung | Arbeitet mit gelegentlichen Rückfragen | Plant und realisiert Arbeit komplett eigenständig |
| Durchhaltevermögen | Bleibt mit Motivation bei der Aufgabe | Überwindet kleinere Schwierigkeiten | Zeigt Ausdauer auch bei komplexen Herausforderungen |
3. Differenzierte Feedback-Methoden
Verschiedene Wege der Rückmeldung für unterschiedliche Bedürfnisse:
Audio-Feedback
Sprachaufnahmen mit persönlicher Rückmeldung für jede:n Schüler:in
Video-Feedback
Kurze Videoaufnahmen mit Demonstrationen und Erklärungen
Schriftliches Feedback
Detaillierte schriftliche Rückmeldung mit nächsten Lernschritten
Lerngespräche
Individuelle oder Kleingruppen-Gespräche zur Reflexion
Selbsteinschätzung
Schüler:innen bewerten ihre eigene Arbeit mit vorgegebenen Kriterien
Peer-Feedback
Gegebenes und erhaltenes Feedback in der Gruppe
4. Konkrete Differenzierungsbeispiele
Angepasste Bewertung für verschiedene Lernvoraussetzungen:
- Kleine, überschaubare Teilschritte
- Konkrete, anschauliche Bewertungskriterien
- Stärkere Gewichtung von Anstrengung und Prozess
- Häufige, ermutigende Zwischenrückmeldungen
- Bewertungsschwerpunkte auf fachpraktische Leistungen
- Visuelle Bewertungshilfen und Piktogramme
- Einfache, klare Formulierungen in Rückmeldungen
- Mündliche statt schriftlicher Reflexion
- Klare, vorhersehbare Bewertungssituationen
- Stärkenorientierte Rückmeldung
- Bewertung von Teamfähigkeit und Kooperation
- Individuelle Zielvereinbarungen
5. Praktische Bewertungstools
Kompetenzraster
Visuelle Übersicht über Lernfortschritte
Lernzielscheiben
Selbsteinschätzung zu erreichten Kompetenzen
Checklisten
Einfache Erfassung von Basis-Kompetenzen
Lerntagebuch
Dokumentation des individuellen Lernwegs
Portfolio
Sammlung von Leistungsnachweisen
Digitale Tools
Apps für inklusive Leistungsdokumentation
6. Checkliste für faire Bewertung
Bewertungsmaßstäbe sind vorher bekannt und verständlich
Lernfortschritt wird im Vergleich zur eigenen Ausgangslage bewertet
Verschiedene Kompetenzbereiche werden berücksichtigt
Rückmeldung zeigt nächste Lernschritte auf
Selbsteinschätzung und Reflexion sind Teil des Prozesses
Bewertung ist nachvollziehbar dokumentiert
Fahrradschlauch flicken
Praktische Unterrichtseinheit für die Fahrradwerkstatt – Inklusiv und differenziert
Diese Unterrichtseinheit vermittelt praktische Alltagskompetenzen rund um die Fahrradreparatur. Die Schüler:innen lernen, einen platten Fahrradreifen selbstständig zu flicken – eine Fähigkeit, die sie ein Leben lang begleiten wird.
1. Bezug zum Kernlehrplan Technik NRW
Technische Systeme
Analyse und Instandhaltung eines alltäglichen technischen Systems (Fahrrad)
Arbeitsprozesse
Planung und Durchführung von Instandsetzungsarbeiten nach Anleitung
Werkzeugkompetenz
Sachgerechter Umgang mit Werkzeugen und Materialien
2. Unterrichtsverlauf (90 Minuten)
Lehrkraft kommt mit einem Fahrrad mit plattem Reifen in den Raum. Problemstellung: „Wie kommen wir wieder mobil?“ Brainstorming zu Lösungsmöglichkeiten.
Gemeinsame Demonstration: Rad ausbauen, Schlauch entnehmen, Loch finden mit Wanne und Wasser. Schüler:innen arbeiten in Tandems an vorbereiteten Reifen.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Flicken des Schlauches. Unterschiedliche Flicken-Typen werden ausprobiert. Lehrkraft unterstützt an Stationen.
Schlauch wieder einbauen und auf Dichtheit prüfen. Reflexion des Arbeitsprozesses. Erfolgserlebnis: Der Reifen hält Luft!
Dokumentiere den Flickvorgang in deinem Portfolio oder erkläre einem Familienmitglied, wie man einen Fahrradschlauch flickt.
3. Materialien und Werkzeuge
Für eine Gruppe von 4 Schüler:innen:
Fahrrad mit plattem Reifen
oder separate Felgen mit Schläuchen
Montageheber
3 Stück pro Gruppe
Wasserwanne
zum Locherkennen
Flickzeug
verschiedene Arten
Reifenheber
Kunststoff und Metall
Pumpe mit Manometer
verschiedene Ventiltypen
4. Schritt-für-Schritt-Anleitung
Rad ausbauen
Fahrrad umdrehen oder aufhängen. Schnellspanner öffnen oder Muttern lösen. Vorsichtig Rad aus der Gabel bzw. Strebe nehmen.
Reifen abheben
Luft vollständig ablassen. Mit Montagehebern unter die Reifenwulst fahren und Reifen von der Felge hebeln. Vorsicht: nicht den Schlauch beschädigen!
Schlauch entnehmen
Schlauch komplett aus dem Reifen ziehen. Ventil aus der Felge lösen.
Loch finden
Schlauch leicht aufpumpen. Stück für Stück durch Wasser ziehen. Wo Blasen aufsteigen, ist das Loch!
Stelle vorbereiten
Bereich um das Loch gründlich anrauen. Mit Benzin oder speziellem Reiniger entfetten.
Flicken aufkleben
Kleber auftragen, antrocknen lassen. Flicken fest aufdrücken und andrücken.
Wieder einbauen
Schlauch leicht aufpumpen. Ventil durch Felge führen. Schlauch in Reifen legen. Reifen auf Felge ziehen.
Aufpumpen und prüfen
Reifen auf den richtigen Druck aufpumpen. Nochmals in Wasser auf Dichtheit prüfen.
5. Differenzierung und Inklusion
- Einfache Bild-für-Bild-Anleitung
- Griffhilfen für Werkzeuge
- Vorgerauete Flickenstellen
- Extra große Montageheber
- Bildkarten mit Fachbegriffen
- Sprachliche Satzbausteine
- Handlungsorientierte Beschreibung
- Multimediale Anleitungen
- Vergrößerte Werkzeuggriffe
- Zweiseitige Montageheber
- Arbeitsplatz mit Armauflagen
- Step-by-step in Kleinstschritten
- Taktile Markierungen an Werkzeugen
- Kontrastreiche Arbeitsunterlagen
- Akustische Signale bei Erfolg
- Farbige Markierungen an Ventilen
6. Sicherheitshinweise
Beim Hantieren mit Reifenhebern und beim Aufpumpen Schutzbrille tragen
Bei der Reinigung mit Benzin oder Kleber Einweghandschuhe verwenden
Reifenheber immer vom Körper weg führen
Beim Aufpumpen Manometer verwenden – nicht über den Maximaldruck
Bei Verwendung von Klebern und Reinigern für gute Belüftung sorgen
7. Leistungsbewertung
| Kompetenzbereich | Basisniveau | Erweitertes Niveau |
|---|---|---|
| Fachkompetenz | Kann mit Unterstützung Schlauch wechseln | Kann selbstständig Schlauch flicken und einbauen |
| Methodenkompetenz | Folgt angeleiteter Schritt-für-Schritt-Anleitung | Plant Arbeitsprozess selbstständig und systematisch |
| Werkzeugkompetenz | Verwendet Werkzeuge mit Hilfestellung sachgerecht | Wählt Werkzeuge situationsangemessen aus |
| Problemlösekompetenz | Erkennt einfache Probleme mit Hinweisen | Analysiert und behebt komplexere Störungen |
8. Erweiterungsmöglichkeiten
Ventilarten
Vergleich von Auto, Sclaverand und Dunlop
Reifenarten
Drahtreifen, Faltreifen, Tubeless
Pannenschutz
Flüssigdichtung, Pannenschutz-Bänder
Werkstatt einrichten
Planung einer Fahrradwerkstatt
