Entwicklung des Konstruktionsspiels / Modellbau

Die heutigen Werkzeuge zur Wissensgewinnung naturwissenschaftlicher Aspekte sind zu kopflastig.
Mein Werkzeug bietet einen kreativen und spielerischen Zugang und ermöglicht ein Lernen auf unterhaltsame Weise.

Bei einem Stadtrundgang in Olten, entdeckte ich diverse Windspiele, welche auf unterschiedliche Weise platziert wurden. Einige sind hängend montiert, andere im Boden oder am Balkongeländer fixiert oder in Blumenkisten eingesteckt. Ich habe beobachtet, dass die Windspiele diverse semantische Eigenschaften haben. So gibt es Tierfiguren, deren Flügel sich bewegen. Technisch Lösungen oder im Gegensatz, Objekte welche aus Naturmaterialen bestehen und im Wind beispielsweise Geräusche erzeugen. Aufgefallen ist mir auch, dass es verwitterte Objekte gab. Mein Spielzeug sollte möglichst wetterfest sein und flexibel montiert werden können. Das Bedürfnis sich vom Wetter unterhalten zu lassen zeigt sich auf manchem Balkon oder Garten.

windspiele_beobachtung

 

Als Ausgangslage für die Weiterentwicklung des Konstruktionsspiels, diente mir das erste Modell welches mit modularen Wechselrahmen gestaltet ist. Dieses galt nun zu optimieren und deren Funktionen zu überprüfen.

Als nächstes entschied ich mich, die Module auf einem Stab aufzureihen. Damit der Stab an unterschiedlichen Orten platziert werden kann, habe ich mir Gedanken über den Sockel gemacht. Eine weitere Möglichkeit bestand darin, den Stab direkt in die Erde oder in einen Blumentopf zu stecken. Ich setzte die Modelle dem Wetter aus und testete diese auf ihren Widerstand. Leider musste ich feststellen, dass keine der Lösungen optimal waren.

sockel_blumentopf sockel_wassersockel_sand

 

Im Anschluss widmete ich mich der Funktion der Montage der Module. Ich suchte nach einer Lösung, welche die Module frei sowie fixiert drehen lässt, so dass beispielsweise die Möglichkeit des Regens, welcher auf die Oberfläche gelangt, als Geräusch oder als Dynamik wahrnehmbar ist. Bei der Fixierung war es mir wichtig, dass die Module zu unterschiedlichen Winkeln stufenlos ausrichtbar waren. Ich entschied mich für ein drehbares Steckmodul, welches ich mit diversen Verschlussmöglichkeiten ausprobierte.

mechanik_skizzen

Bei diesen Überlegungen und Versuchen wurde mir bewusst, dass ich mich vorerst um die Module, welche die Eigenschaft des Materialwechsels beinhaltet, kümmern muss, denn an das drehbare Steckmodul musste vorerst ein passender Anschluss gefunden werden.

wechselrahmen_skizzen

01wechselrahmen_skizzen

Durch skizzieren und dem Einsatz des 3D-Druckers habe ich nach einer optimalen Lösung gesucht. Es sollten möglichst unterschiedliche Materialien einspannbar sein. Das Einspannen sollte einfach und schnell erfolgen und zusätzlich das Material gut festklemmen. Somit baute ich diverse Modelle von Wechselrahmen mit Magnetverschluss, Gummibänder und Metallringe.

modelle_wechselrahmen

01modelle_wechselrahmen

Die Wechselrahmenform sollte mit möglichst wenig Material produziert werden. Dies aus funktionalen und ökologischen Aspekten. Bei der weiteren Entwicklung entschloss ich mich auf den Einsatz eines Metallrings. Dabei suchte ich nach dem optimalen Ringverschluss. Nach erproben der Verschlüsse entschied ich mich für die einfachste Lösung, indem der Ring 5cm doppelt über den Ring läuft. Der Anschluss für das Steckmodul konnte durch eine rechtwinklige Biegung hergestellt werden.

modell_metallring

Der Metallring war die, bis zu diesem Zeitpunkt, beste Lösung. Bei der Herstellung des Rings verwendete ich einen aus dem Baumarkt erhältlichen Draht. Da sich der Ring schnell verbog, liess ich ein paar entsprechende Metallringe aus Federstahldraht bei der Schlosserei des Jugendheims in Aarburg herstellen.
Im Januar erfolgte der erste Test.

Partizipatives Design >

Welche Spannvorrichtung eignet sich besser?

Teilnehmer Erwachsene: zwei Männer, Alter 49, 44 / zwei Frauen, Alter 48, 69

Ausgangslage:
– zwei Rahmen 3D-Druck identisch,
– jeweils neue Papiertaschentücher,
– 1. Version mit Federstahlspannring
– 2. Version mit Gummielastring
– Kurze Erläuterung anhand eines Demomusters

 Beobachtung:
– Die beiden Frauen waren schneller und feinmotorisch geschickter als die Männer.
– Männer langsamer, mit motorischen Schwierigkeiten.

Bemerkungen:
– Tipps zur Handhabung erhalten.
– Alle Probanden stellten sich der Herausforderung und bemühten sich das Material perfekt einzuspannen.

Aspekte für die Weiterentwicklung:
– 
Material konnte nicht fixiert werden und rutschte weg.
– 
Montage auf dem Tisch oder in der Luft.
– Beim Stahlfederring ist die Verletzungsgefahr gross.
– Beide Hände sind in Aktion. (Berücksichtigung Recht- und Linkshändigkeit)
– Handwerkliches Geschick erforderlich.

Fazit:
Gummielastring war einfacher, aber noch nicht optimal. Eine neue einfachere Lösung muss gefunden werden.

Im Anschluss an das Testing schloss ich das Material Metall aus und versuchte es mit einem zusätzlichen 3D gedruckten Rahmen. Das PLA hat eine federnde Eigenschaft, die sich sehr gut einsetzen lässt. Der Anschluss für das Steckmodul wird durch ein Karbonstäbchen am äusseren Ring befestigt. Der innere Ring wird vom äusseren Ring festgeklemmt. Beim zweiten Testing war der Erfolg sichtbar.

02modelle_wechselrahmen

wechselrahmentest

Video > Wechselrahmentest

Parallel zum Wechselrahmen entwickelte ich das Steckmodul. Entscheidungen von der Anzahl Steckanschlüsse sowie die Funktion der Befestigung mussten getroffen werden. Der Metallring des Wechselrahmens bot das Befestigen mittels Magneten an. Das Gewicht des Moduls konnte durch den Einsatz von Gummiringen jedoch vermindert werden und funktionierte auch mit der Karbonstablösung des neuen Wechselrahmens. Die passende Grösse und das optimale Material für die Ringe musste gefunden werden. Die Wechselrahmen sollten fest verklemmt werden und ein stufenloses Rotieren ermöglichen. Die Möglichkeit der freien Rotation der Wechselrahmen schloss ich aus. Ich entschied mich für zwölf Steckanschlüsse und zwölf Wechselrahmen von 10 cm Druchmesser.

entw_dreher

modell_dreher

montagetest

Video > Montagetest

Während der Arbeiten entschied ich mich für die Montage am Fenster und nicht wie vorgesehen mittels eines Stabs mit Verankerung. Die Montage am Fenster kann anhand von Saugnäpfen erfolgen. Die Objekte können am Fenster inszeniert und besser beobachtet werden. Konstruktionen sind nun auch frei rotierend möglich. Ich untersuchte diverse Saufnäpfe und Montagemöglichkeiten für die drehbaren Steckmodule und dessen Wechselrahmen. Da sich die Saugnäpfe durch das Gewicht stark nach unten bogen, gestaltete ich eine passende Halterung. Zudem eignete sich ein Karbonstab für die Befestigung der Module am Besten. Die Module werden durch Silikonteile fixiert.

modell2skizze_saugnapf_montagemodell_saugnapf

 

Während der Gestaltung der Module, habe ich mich zusätzlich mit Materialien, die sich für die Bespannung und für den Einsatz naturwissenschaftlicher Beobachtungen eignen, analysiert. Dünne und elastische Materialien eigneten sich am Besten. Ich fand viele passende Materialien aus der näheren Umgebung. Materialien wie Taschentücher, Haushaltpapier, Haushaltfolien können schnell beschafft werden. Für Beobachtungen naturwissenschaftlicher Aspekte wie Wind, Feuchtigkeit und Licht sind diese sehr gut einsetzbar.

materialtest_feucht

Materialien zum Thema Feuchtigkeit

materialtest_licht

Materialien zum Thema Licht

Materialien zum Thema Wind

Materialtest

Materialtest

Video > Materialtest

 

Die Rahmen werden mit dem Material bespannt und zugeschnitten. Die Schere kann am Spannrahmen entlang während des Schneidens geführt werden. Der Versuch eine Schneidekante am Spannrahmen zu integrieren scheiterte.

material_zuschneiden

Nachdem alle Module zusammenpassten, montierte ich diese am Fenster und setzte diese der Witterung aus. Die Module hielten den Winterstürmen stand. Ich testete zudem die Module unter Einwirkung eines Haarföhns. So konnten unterschiedliche Windstärken getestet werden.

testwind

Video > Test Wind und Wetter

02Materialtest 01Materialtest

 

Weiteres Vorgehen

1.
Für ein Spieleset sind sechs Steckmodule mit zwölf Wechselrahmen vorgesehen.
Dieses Spieleset wird nun in einem weiteren Schritt nach diversen Szenarios getestet. Dabei werden die gestalterisch und spielerischen Inszenierungen und mögliche Lerninhalte ermittelt.

Bei meiner weiteren Recherche habe ich an einem Lego-Robotik Workshop teilgenommen. Dieser fand in den Räumlichkeiten des Schulverlags Plus statt. Während des Workshops, stiess ich auf das Buch mit dem Titel „Systemdenken fördern“, welches mir weitere Inputs geben kann.

> schulverlag.ch

Literatur:
Bollmann-Zuberbühler, Brigitte. (2010). Systemdenken fördern : Systemtraining und Unterrichtsreihen zum vernetzten Denken : 1.-9. Schuljahr. Bern: Schulverlag plus.

2.
– Das Konstruktionsspiel wird mit Probanden (diverse Altersstufen) getestet.

3.
– Beurteilungen durch die PH und dem Technorama

4.
– Verpackung des Konstruktionsspiels

5.
– Produktpräsentation und Kommunikation via Internet

 

Das Konstruktionsspiel nenne ich„FLAIR“.

Flair bedeutet gemäss Duden:
– einen Menschen oder eine Sache umgebende, als positiv, angenehm empfundene persönliche Note;
– Atmosphäre; Fluidum
– (besonders schweizerisch, sonst selten) feiner Instinkt, Gespür

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