Das Thema Schwimmen ist für Kinder sehr spannend. Um ein Verständnis für Schwimmen entwickeln zu können, ist eine ausführliche Auseinandersetzung im Sachunterricht nötig. Das Verständnis für Auftrieb kann in unzählichen Experimenten erforscht und verstanden werden. Daraus leiten sich spannende Werkstücke für den Werkunterricht ab.
Beginnend beim Rindenschiff an einem kleinen Bach, über Flöße bis hin zu Booten mit Rumpf und Antrieb ist vieles möglich. Ein offener Unterricht der viele Lösungen zulässt und viele Anregungen bietet ist hier unabdinglich.
Geschichte des Schiffsbaus
Der Anfang des Schiffsbaus wird mittlerweile eher bei Flößen als bei Einbäumen gesehen. Beide Formen sind aber wesentliche Errungenschaft in der Menschwerdung. Die ältesten Fundstücke des Einbaums reichen bis in die Zeit rund 6500 v.Chr. zurück. Bei der Besiedelung von Australien geht man allerdings davon aus, dass die damaligen Kulturen durchaus bereits Floße verwendet haben.
Erste Segel werden mit ca. 5000 v.Chr. datiert. Die ältesten Schiffe gehen auf die Ägypter zurück. Die Versuche von Thor Heyerdahl mit seinen Schiffen aus Papyrus (Ra und Ra2) den Atlantik zu überqueren zeigten die hohe Tauglichkeit der alten Technik. Während bei Ra noch konstruktive Mängel einen Abbruch der Reise verursachten, gelang mit Ra 2 die Überquerung des Atlantiks.
Die Ägypter fertigten auch Schiffe aus Zedernholz, dass sie dazu aus dem Gebiet des Libanons importierten. Auch Funde aus China weisen auf frühen Schiffsbau hin. Bei den alten Kulturen wurde der Schiffsbau zunehmend wichtiger, einerseits um besser Handel betreiben zu können, aber auch um militärische Macht zu festigen. Auch bei den Römern waren Schiffe wesentlich für die Ausweitung des Reiches. Auch auf Seen wurde Bootsbau immer wichtiger und so entwickelten sich immer mehr unterschiedliche Boots- und Schifftypen. Eine klare Abgrenzung zwischen den beiden Bezeichnungen gibt es allerdings nicht.
Die Entdeckung Amerikas und viele andere Erfolge der Menschheit wären ohne ausgreifte Schiffe nicht möglich gewesen. Heute sind Schiffe nachwievor wichtig für den globalen Handel (siehe Ever Given im Suezkanal), den Tourismus aber auch militärisch sind Schiffe unabdingbar.
Diese Kurzfassung der Entwicklung der Schifffahrt eignet sich ebenfalls für den Sachunterricht im Sinne der zentralen fachlichen Konzepte - Zeit, Entwicklung, Dauer und Wandel.
Das Thema Schwimmen ist hervorragend für größere und länger dauernde MINT Projekte hervorragend geeignet.
Einfache Boote - vom Einbaum zum Zweibaum
Das Thema Einbaum ist grundsätzlich ein sehr einfaches und kann im Rahmen eines Lehrausganges an einen Bach oder Teich sehr gut umgesetzt werden.
Der Einbaum muss nicht allzugroß sein und bedarf keiner weiteren Bearbeitung. Mit einfachen Figuren aus Pfeifenputzer und Muttern kann die Gefahr des Kippens sehr gut veranschaulicht werden. Es gilt nun mit den Kindern eine Lösung zu finden. Die Lösung des aushöhlens ist nur bedingt umsetzbar. Am ehesten kann durch ausbohren des runden Holzstückes (am besten geeignet runder Ast mit ca. 4 - 5 cm Durchmesser) die Absenkung des Schwerpunktes darstellen.
Durch anbringen eines Auslegers kann der Zweibaum ebenfalls stabilisiert werden. Kinder erfahren auf diesem Weg wie Menschen Probleme schon vor langer Zeit gelöst haben und so zur Entwicklung beigetragen haben
Floß
Das Floß ist ein spannendes Werkstück. Kindern ist das Floß oft bekannt. Beim Herstellen eines Floßes neigen Kinder dazu, viele Äste instabil miteinander zu verbinden. Dies ist einerseits sehr aufwendig und das Ergebnis oft unbefriedigend. Zwei Punkte sind bei der Herstellung von Flößen zu beachten. Einerseits sollen nur wenige ( 4 - 5 Äste mit einem Durchmesser von etwa 4 - 7 cm) Äste verwendet werden, die abschließend mit zwei Querhölzern stabilisiert werden und andererseits müssen richtige Knoten verwendet werden (textile Techniken). Einen Vorschlag für die Verbindung finden Sie auf der Seite Jurtenland. Der Zimmermannsschlag und die Knoten des Dreibundes eignen sich sehr gut und sind leicht zu erlernen.
Eine Möglichkeit der Differenzierung bietet das Anbringen eines Segels. Haben die Kinder im Technik- und Designunterricht bereits gelernt einen Stab abzuspannen, können sie dieses Wissen nutzen (im Sinne des spiralcurricularen Aufbaus) um einen Segelmast am Floß zu fixieren.
Beim Erproben der Flöße ist es wichtig, eine Schnur mit einigen Metern Länge anzubringen, um das Floß wieder aus dem Bach / Teich / See zurückzuholen. Glauben Sie mir, Sie wären nicht die erste Lehrperson die bis zur Hüfte im Wasser steht und das Boot eines Kindes "rettet".
Boot aus XPS Platten
Klassische Boote können aus XPS Platten hergestellt werden. TIPP: Verwenden Sie nie Styropor, außer Sie haben ein hervorragendes Verhältnis zum Reinigungspersonal der Schule. Während Styropor (EPS) aus kleinen Kugeln, die zusammengepresst sind besteht, besteht XPS aus homogenen Hartschaum und verursacht weniger Schmutz.
XPS Platten sind im Baumarkt oder auf Baustellen (Abfallstücke) erhältlich. Eine Dicke von mindestens 4 cm macht die Herstellung eines Rumpfes möglich.
Wesentlich beim Herstellen eines Bootes ist die Auseinandersetzung mit der Rumpfform.
Um die richtige, bzw. optimale Rumpfform zu finden, können Kinder im Sandkasten oder einer Schütte, gefüllt mit feinem Sand verschiedene Formen ausprobieren und die Auswirkungen beobachten
Im Bild links zu sehen, vier vorbereitet Rumpfformen im Sandbett. Diese Formen können den Kindern als Anschaungsmaterial zur Verfügung gestellt werden, oder auch in Kleingruppen erarbeitet werden. Dabei ist es allerdings wichtig, dass die Kinder sich trauen neue Wege zu entdecken und im Fall des Falles Unterstützung bekommen. Diese kann verbal durch die Lehrperson kommen, aber auch in Form von Joker - Briefen (die benötigte Information ist auf einem Zettel kindgerecht beschrieben und in ein verschlossenes Kuvert verpackt).
Beide Wege sind passend, da es einzig und alleine um ein Verständnis der richtigen Rumpfform geht. Um genormte Bedingungen zu schaffen können die Platten z.B. mit einer gefüllten 750 g Leimflasche oder einer 1 Liter Flasche mit Wasser gefüllt, erprobt werden, dadurch wird vermieden das unterschiedliche Kräfte aufgebracht werden.
Die Ausgangsform ist ein rechteckiges Stück XPS. Dies schwimmt und ist grundsätzlich geeignet eine Last über das Wasser zu transportieren. Es kann auch mit unterschiedlichen Antriebsformen (Gummimotor, Schwerkraftantrieb, Segel, Motor mit Luftschraube, Motor mit Antriebswelle - und ev. Stevenrohr) versehen werden. Ganz im Sinne der Technischen Forschung geht es jetzt allerdings darum, herauszufinden, wie wir unser Boot schneller machen können ohne den Antrieb zu verändern.
Die erste Verbesserung ist es, die Platte vorne mit einem "Spitz" zu versehen. Dadurch kann es den Sand und später das Wasser im vergleich mit der Ausgangsplatte zur Seite leiten, es bildet sich allerdings immer noch ein "Haufen" der das Vorankommen erschwert. Es ist bereits eine Lösung aber noch nicht die optimale.
Im nächsten Schritt kann die Form abgerundet werden, dadurch wird der Sand wieder besser zur Seite geführt und das Boot schneller. Dennoch bildet sich erneut ein "Haufen" der das Boot bremst.
Durch zusätzliches Abschrägen der Seite und der Spitze wird ein Rumpf geformt der die besten Eigenschaften bietet. Das Boot "pflügt" so durch das Wasser und kann Sand / Wasser sehr gut ableiten. Diese Form ist die im Bootsbau gängige Form. Es gibt natürlich ausnahmen, die Plätte oder die Zille haben aufgrund der Anforderungen an das Boot andere Rumpfformen. Dies kann man mit Kindern allerdings gut besprechen. Die Thematik von spziellen Booten kann je nach Ort der Schule spannend sein. Plätten im Ausseer Land, Zillen im Feuerwehrwesen, ... Lehrausgänge sind hier auf jeden Fall empfehlenswert. In Österreich verfügen die meisten Feuerwehrbereiche eigene Zillen die im Frühjahr eingewassert werden und somit ein gutes Ziel eines Lehrausganges bieten.
Antriebe für Boote
In der Primarstufe kann man das Boot mit mehreren einfachen Mitteln antreiben.
Segel
Gummimotor (im Sinne von Schaufelantrieb)
Motor mit Luftschraube (Motor mit Luftschraube wird auf dem Boot fixiert)
"Schwerkraftantrieb" (ein mit Wasser gefüllter Becher wird auf dem Boot platziert und über einen mit Heißklebe fixierten Strohhalm fließt das Wasser ab)
Fachvokabular
Im Sinne von Sprachsensiblem Unterricht ist es wichtig, Begrifflichkeiten vorab mit Kindern gut zu klären und abzusichern. Begriffe wie Rumpf, Segel, Ruder, Bug, Heck, Backbord, Steuerbord, ... sollen verständlich sein. Ein Plakat in der Klasse, ein Werkwörterbuch, Arbeitsblätter, Suchsel, ... viele Möglichkeiten lassen eine individuelle Lösung für die jeweilige Klasse finden.