Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS¼cke mit...7.2 Die Schülerinnen und Schüler entwickeln...

Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS

Gymnasium Fach Kunst Jahrgangsstufe 7

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Maccaroni-Bruumlcke mit Tomatendosen Wettbewerb das Fingerspitzengefuumlhl fuumlr Statik im Test

Jahrgangsstufe

7

Fach

Kunst

Zeitrahmen

6 Doppelstunden

Benoumltigtes Material Werkzeug

1 Pg Maccaroni und 1 Spule Bindedraht pro Schuumller 10 Tomatendosen a 400g (Gewichte fuumlr die ganze Klasse) Kombizangen Tesafilm Verschiedene Eisengewichte aus der Physiksammlung

Kompetenzerwartungen

72 Die Schuumllerinnen und Schuumller entwickeln einfache funktionale (oder fantastische Apparate bzw) Ob-jekte und bauen diese Sie bearbeiten dabei die von ihnen ausgewaumlhlten Materialien sowohl entde-ckend wie zielgerichtet also technisch und inhaltlich angemessen und materialgerecht

72 Sie stellen den Mitschuumllern anhand ihrer Ergebnisse das Verhaumlltnis von Form Funktion Material und Technik im Hinblick auf die Gesamtwirkung vor

Aufgabe bdquoIn Urzeiten mussten Menschen und Tiere an sogenannten Furten durch das eventu ell stark stroumlmende oder eiskalte Wasser waten um ans andere Ufer eines breiten Flusses zu gelangen - Heute gibt es Bruumlckenkonstruktionen uumlber Meerengen die 2 Laumlnder ja sogar zwei Kontinente miteinander verbinden - Ob wir selber mit gefun denen Houmllzern vorgefertigten Latten oder Bambusstangen eine Bruumlcke bauen koumlnn ten wenn wir trockenen Fuszliges zB auf die andere Seite des Lechs kommen wollen Das sollten wir natuumlrlich lieber erst einmal in einem Modell ausprobieren Vorher schauen wir uns aber genau an mit welchem Material und mit welcher Tech nik die Leute fruumlher ihre Bruumlcken gebaut habenldquo



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1HIISTORISCHER RUumlCKBLICK BRUumlCKENBAU

Der Lech zwischen Inselbad und Landratsamt Landsberg hier soll eine Fuszliggaumlngerbruumlcke entstehen

Die Schuumllerinnen und Schuumller erkennen die Notwendigkeit zum Bau von Bruumlcken und lernen anhand des Lehrervortrags unterschiedliche Konstruktionsweisen aus fruumlheren Jahrhunder-ten (Bronzezeit bis heute) kennen

A S T E I N B R Uuml C K E N Sie lernen die Begriffe acuteDruckacuteund acuteZugacute anhand verschiedener Bauweisen kennen

Ableitung der Druck-Kraumlfte

Ur- und Fruumlhgeschichte (Abb1) Roumlmische Antike (Abb2)

acuteTarr Steps in England (Bronzezeit) Alcaacutentara-Bruumlcke in Spanien (100 nChr) Steinplatten lose auf Steinpfeiler gelegt aus Granit ohne Moumlrtel geb 188m Fluss Tajo

Die Schuumllerinnen und Schuumller vergleichen die unterschiedlichen Notwendigkeiten zum Bau einer Bruumlcke an verschiedenen historischen Oumlrtlichkeiten und diskutieren Ideen fuumlr die Kon-struktion einer neuen Bruumlcke an einem ihnen bekannten Ort - zB in Landsberg am Lech Mittelalter (12Jhd) (Abb3) Mittelalter (14Jhd) (Abb4)

acuteSteinerne Bruumlckeacute in Regensburg (Mitte 12Jhd) acutePonte Vecchioacute in Florenz (1345 fertig gestellt) 16-bogig 336 m Ausgangspunkt des 2 Kreuz- mit Geschaumlften bebaute Segmentbogenbruumlcke zugs auf dem Weg nach nach Jerusalem (1147)



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Renaissance (16Jhd) (Abb5) Barock (1718Jhd) (Abb6)

acutePont Neufacute in Paris (1607) acuteKarl-Theodor-Bruumlckeacute in Heidelberg (1788) aumllteste Seine-Bruumlcke 238 m Laumlnge Neckartaumller Sandstein 200m Laumlnge Neckar

B H O L Z B R Uuml C K E N Fruumlhes Mittelalter (Abb7) (Abb8) Spaumltes Mittelalter (Abb9)

Kragtraumlgerbruumlcke uumlber den Kunar River in Pakistan gallische Auslegerbruumlcke Kragbruumlcke 13Jhd Villard de Honnecourt Renaissance (16 Jhd) (Abb10) (Abb11)

Bogenkonstruktion in Form einer Skizze (ca 1500) Leonardos Bogenkonstruktion nachgebaut (2007) von Leonardo da Vinci in seinem Codex Atlanticus Praktische Voruumlbung Die Schuumllerinnen und Schuumller erklaumlren die statische Funktionsweise der Bogenkonstruktion von Leonardo da Vinci und entwickeln mit Maccaroni-Nudeln und Draht im 5er-Team eine Nachahmung



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17 Jahrhundert (Abb12) 1819 Jahrhundert (Abb13)

Verfallene Bruumlcke in Russland Fuumlrstenlager Bruumlcke Bensheim (Hessen)

20 Jahrhundert (Abb14) (Abb15)

Vihantasalmi Bruumlcke laumlngste Straszligenbruumlcke Holzbruumlcke bei Essing Spannbandbruumlcke mit Haumlngewerk aus Holz168 m 1999 Finnland aus Brettschichtholz 193 m Main-Donau-K

C M E T A L L B R Uuml C K E N C1 BOGENBRUumlCKEN AUS EISEN beginnendes Industriezeitalter (18Jhd) (Abb16)

Druckbelastung acuteThe Iron Bridgeacute uumlber den Severn (1779) auch acuteCoalbrookdale Bridgeacute genannt weltweit erste Bruumlcke aus Gusseisenteilen Spannweite 30m Grenze zwischen England und Wales



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C2 HAumlNGEBRUumlCKEN AUS EISEN (Abb17

Industriezeitalter (19Jhd)

acuteLoschwitzer Bruumlckeacute in Dresden (1893) aus Eisen auch acuteBlaues Wunderacute genannt

Die Schuumller erklaumlren die Belastung der 280 m Fluss Elbe

Bruumlckenelemente auf acuteDruckacute und acuteZugacute C3 BOGENBRUumlCKEN AUS STAHL (Abb18)

acuteForth Bridgeacute Schottland (1890) Eisenbahnbruumlcke uumlber den acuteFirth of Forthacute erste Stahlbruumlcke der Welt 2523 m

C4 PENDELPFEILERBRUumlCKEN AUS EISEN bzw STAHL

mit unten- bzw obenliegendem Fachwerk

(Abb19) (Abb20)

Iinks Eisenfachwerkbruumlcke uumlber den Dale Creek Fachwerk mit obenliegender Schiene USA 19Jhd rechtsacuteCalaba-Bridgeacute Philippinen (2010) die derzeit die laumlngste Mo-dularbruumlcke900 m Fachwerk mit untenliegender Fahrbahn Buumlro acuteWaagner-Biroacute aus Wien



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C5 HAumlNGEBRUumlCKEN AUS STAHL 1Haumllfte des 20 Jhds Die acuteGolden-Gate-Bridgeacute in San Francisco 1937 (Abb21)

inklusive Zufahrtsbruumlcken 2737m lang Hauptstuumltzweite 1280 m bis 1964 die laumlngste Haumlngebruumlcke der Welt Gesamtstuumltzweite 1966 m 227 m hohe Pylone 274 m breite Fahrbahntraumlger in Laumlngsrich-tung aus 76 m hohe Fachwerktraumlgern Durchfahrtshoumlhe im Wasser 67 m Kabel-Durchmesser jeweils 092m Haumlnger in Abstaumlnden von je 15 m 120000 Fahrzeuge pro Tag

(Abb22)

Die acuteGolden-Gate-Bridgeacute in San Francisco 1937 (Abb23) (Abb24) (Abb25



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Der Start in das 21 Jhd Die acuteAkashi-Kaikyo-Bruumlckeacute in Japan 1998 (Abb26)

acuteAkashi-Kaikyo-Bruumlckeacute uumlber der Meerenge zwischen der Insel Honshu und dem Ort Awaji in Japan (1998) Gesamtlaumlnge 3911 m derzeit die laumlngste Stuumltzweite der Welt mit 1991 m Houmlhe der Stahl-Pylonen 2973 m Durchmesser der Tragseile 1123 cm (bestehend aus 36830 Draumlhten mit je 523 mm) Fundamente 61 m tief (Abb27)

Haumlngebruumlcke und Fachwerktraumlger mit obenliegender Fahrbahn



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2 DER WETTBEWERB Maximale Bruumlckenlaumlnge minimaler Materialverbrauch maximale Belastbarkeit Teamwork erst mit jeweils 5 Schuumllern dann 2 - 3 Gruppen a 10 -15 Schuumller oder aber auch mit der ganzen Klasse moumlglich - die Entscheidung wird erst nach der Testphase getroffen bdquoBaut nun mit moumlglichst wenig Maccaroni-Nudeln und duumlnnem Draht eine Bruumlcke die moumlglichst lang ist und spaumlter in der Mitte mit moumlglichst vielen Tomatendosen be lastet werden kann ndash Entwickelt zunaumlchst durch Experimente ein optimales Bausys tem - Achtet darauf wann ein Nudelroumlhrchen auf acuteDruckacute bzw der innenlaufende Draht auf acuteZugacute belastet wird ndash Es darf nur mit diesen beiden Materialien gebaut wer den und die Nudeln duumlrfen nicht gekuumlrzt werdenldquo

Beispiele fuumlr Produkte und Loumlsungen der Schuumllerinnen und Schuumller Modulformen erfinden ndash Materialtest Die Schuumllerinnen und Schuumller setzen ihre Er-kenntnisse aus der Geschichte des Bruumlcken-baus in die Praxis um und entwickeln im Expe-riment mit den Roumlhrchen-Nudeln und dem duumln-nen Draht Module zum Bau einer groszligen Mo-dellbruumlcke - Sie diskutieren anfangs in 5er-Gruppen verschiedene Moumlglichkeiten und er-kennen die Stabilitaumlt eines Dreiecks und die Notwendigkeit ein Quadrat mit 2 diagonal ge-spannten Draumlhten stabilisieren zu muumlssen

acuteDruckacute und acuteZugacute Die Schuumllerinnen und Schuumller begreifen und benennen die unter-schied-lichen Funktionen von Maccaroni und Bin-dedraht in Hinsicht auf acuteDRUCKacute und acuteZUGacute und stellen ihre ersten Bauelemente der Klassengemeinschaft vor Die stabilsten und gleichzeitig material-sparendsten Elemente werden favorisiert

Massenproduktionacute und Montage Anhand dieser ersten Erfahrungen stellen die Gruppen eine moumlglichst groszlige Anzahl an Bau-Modulen her und beginnen diese mit duumlnnem Wickeldraht miteinander zu verbinden Sowohl die Materialeigenschaften als auch die Statik werden getestet



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Die Schuumllerinnen und Schuumller belasten die bereits zusammenmontierten Elemente mit klei-nen Gewichten aus der Physiksammlung um dies auf Bruchfestigkeit hin zu untersuchen Sie erkennen bevor ein sich verformendes Element bricht sollte dieses sofort wieder entlastet werden

Teamwork - Neubildung groumlszligerer Gruppen Die einzelnen Gruppen mit aumlhnlicher gleicher oder auch ganz unterschiedlicher Bauweise stellen ihre Erfahrungen vor und diskutieren ob sie sich zu einer groumlszligeren Einheit vielleicht sogar zur einer ganzen Klassengruppe zusammentun sollten um den Wettbewerb zum Bau einer moumlglichst langen und stabilen Bruumlcke gewinnen zu koumlnnen Die Klassengemeinschaft beurteilt den Sachverhalt und entscheidet sich hier zum Zusam-menschluss zu einer groszligen Gruppe mit allen Teilnehmern Die Schuumllerinnen und Schuumller erkennen ihre unterschiedlichen Geschicklichkeiten und uumlber-nehmen dementsprechend einen Teilbereich der Arbeitskette ndash die Gruppe entscheidet wann gewechselt werden darf oder soll Sie benennen die unterschiedlichen Aufgabenbereiche Einzelproduktion von Dreiecken Verbindung der Elemente mit diagonal verspannten Quadraten Belastungstest Gesamtpla-nung mit Bedarfsermittlung und die Uumlbernahme einer Fotodokumentation



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Montage mit Fingerspitzengefuumlhl Gruppenarbeit in staumlndiger Koordination und Kontrolle

Gesamtmontage Die Gruppen bzw die Klasse entscheidet sich fuumlr den Zeitpunkt und Ort der Gesamtmontage und fuumlhrt den finalen Belastungstest innerhalb des Wettbewerbs mit Tomatendosen durch

Die Haumlngebruumlcke mit 2 Pylonen hat die Laumlnge von 400 cm ndash die Belastung wird gesteigert



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Der Wettbewerb fand im Rahmen einer Fortbildung von acutetransform-architekturacute (AdBK in Muumlnchen) in Zusammenarbeit mit der Architektenkammer Bayern statt ndash diese Klasse erhielt den 1 Preis eine Architekturfuumlhrung in der Alianz-Arena Muumlnchen ndash danach gab es noch ein gutes Picknick im angrenzenden Park

Hinweise zum Unterricht Im Zeichensaal oder im Werkraum sollten moumlglichst viele Haken Naumlgel oder Schrauben zum Abhaumlngen = Lagerung der vorgefertigten Bauelemente zur Verfuumlgung stehen - Es muss da-rauf geachtet werden dass die Maccaronis zB in den Winterferien nicht zu viel Luftfeuchtig-keit aufnehmen koumlnnen da sie sich sonst verformen und alles zusammenbricht Einzelne gebrochene Nudeln koumlnnen notfalls mit einer Tesafilm-Bandage repariert werden

Anregung zum weiteren Lernen hellipauch ohne Wettbewerb um die moumlglichst geringe Anzahl an Maccaronis kann eine groszlige Bruumlcke ein hoher Turm oder eine freie Plastik einzeln oder im Team gebaut werden

Vorruumlbergehendes Abstuumltzen der horizontalen Elemente Reparatur mit Tesafilm am Ausstellungsort



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Konstruktionschaos als Gestaltungsmittel Identifikation mit dem eigenen Projekt

acuteSiegeracute beim uumlbermannshohen Turmbau Bruumlckenbau als acuteKommunikationstrainingacute

Kriterien zur Bewertung einer Gruppenarbeit s Link



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Bruumlckenbau bzw Turmbau mit Papierstreifen und Klebstoff Die Schuumllerinnen und Schuumller erhalten Abbildungen beruumlhmter Bruumlcken und koumlnnen diese vereinfacht nachbauen abwandeln oder auch eine Bruumlcke frei erfinden 1Einfuumlhrung in das Bruumlckenthema wie bei der Maccaronibruumlcke 2 Papierstreifen (250 g) werden am Balkenschneidetisch in 2 cm breite Streifen geschnitten und von den Schuumllerinnen und Schuumllern uumlber einer Kantholzleiste der Laumlnge nach mittig ge-knickt 3 Die Bruumlckenelemente werden aumlhnlich dem Ingenieur-Bauwerk aus Eisen oder Stahl ein-zeln vorbereitet und spaumlter zusammengeklebt



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Anregung zu Projekten im P-Seminar bzw im Profilkurs Architektur DER BAU EINER BAMBUS-BRUumlCKE im Rahmen der acuteBiennale Urbanaacute (Venedig 2016) In einem Workshop der LAG acuteArchitektur und Schuleacute (Landesarbeitsgemeinschaft Bayern eV) ist es uns mit Schuumllern der 11 Jgst am Lido die Venezia im Auftrag eines alternativen Bauern gelungen einen 4 Meter breiten Brackwasser-Kanal mit einer Bambusbruumlcke zu uumlberspannen - Diese Bruumlcke nutzt der Besitzer des landwirtschaftlichen Betriebes auch heute noch um seine Huumlhner taumlglich wegsparend fuumlttern zu koumlnnen

Das Experimentier-Modell aus Schaschlikstaumlbchen mit Gummiringen montiert als Planungsgrundlage

Ablaumlngen der vor Ort geschnittenen Bambusstangen Montage mit Edelstahl-Kabelbindern

Transport der fertigen Konstruktion zum Einsatzort Platzierung der Bambusbruumlcke uumlber dem Kanal



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Mutprobe beim ersten Uumlberqueren der Bruumlcke (hellipleichtes Knacksen)

Die Bambusbruumlcke eine dauerhafte Erleichterung fuumlr den Landwirt auf dem Weg zum Huumlhnerstall



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Quellen- und Literaturangaben

Bruumlcke-Wikipedia httpsdewikipediaorgwikiBruumlcke Golden Gate Bridge httpsdewikipediaorgwikiGolden_Gate_Bridge Waagner-Biro wwwwaagner-birocomde LAG Architektur wwwarchitektur-und-schuleorg Abbildungen 1hellip Fotograf Stefan Kuumlhn httpsdewikipediaorgwikiTarr_Steps_01jpg 2hellip Dantler httsdewikipdiaorgwikiBrC3BCcke_von_AlcC3A1ntarame-diaFileBridge_AlcantaraLPG 3hellipdewikipediaorgwikiSteinerne_BrC3BCckemediaFileRegensburg_-_Stei-nerne_Bruecke_ohne_DomJPG 4hellip Fotograf Wikiuser Richardfabi httpsdewikipediaorgwikiPonte_Vecchiome-diafilePontevecchioviewjpg Fotograf Wikiuser Richardfabi 5hellip httpsfrwikipediaorgwikifichierPont_Neuf_Parisjpg Fotograf 6hellip httpsdemwikipediaorgwikiLeonardo-Br 7hellip Fotograf Armin Kuumlbelbeck CC-BY-SA Wikimedia Commons 8helliphttpsdedreamstimecomlizenzfreies-stockbild-alte-holzbrAtildefrac14cke-image33113656 9hellip Fotograf_ Armin Kuumlbelbeck 10hellip httpsdewikipediaorgwikiLeonardo-BRC3BCCKE-media-FileD0D180D0BED187D0BDD18BD0D9 11hellip httpsndtpontonfileswordpresscom200901leonardo_brueckejpg 12hellip Gemeinfrei httpscommonswikimediaorgwindexphpcurid=905820 13hellip Fotograf Armin Kuumlbelbeck httpsdemwikipediaorgwikiDateiFuerstenla-ger_Bruecke_01jpg 14hellip httpwwwwoodarchitecturefideprojectsbruecke-uber-den-vihantasalmi 15hellip Fotograf Ziester httpwwwpayerdetropenarchitekturtroparch0488htm 16hellip httpwwwnevillenewnhamcoukShropshireShrewsbury20Ludlow20and20Iron-bridgeslihtm 17hellip Gemeinfrei httpsdemmwikipediaorgwikiBrC3BCckemediaDa-tei3ADale_Creek_Iron_Viaduct_1869jpg 18hellip Copyright avenitanet httpswwwavenitaneteisenbahn-125-jahre-alte-forth-bridge-auf-5-polymer-banknote 19hellip Gemeinfrei httpsdemmwikipediaorgwikiBrC3BCckemediaDa-tei3ADale_Creek_Iron_Viaduct_1869jpg 20hellip Copyright Waagner-Bio httpwwwwaagner-birocomendivisionsbridge-construc-tionreferencecalaba-bridge 21hellip httpmurphymeadowcom26golden-gate-bridge-drawing-215jpg 22hellip Copyright Deutsche Google Earth Community httpsuploadwikimediaorgwikipe-diacommonsthumb44aolden_gate_bridge_bei_NachtJPG800px-gold-engate_bridge_bei_NachtJPG 23hellip httpsfactsforkidsnetwp-contentupload201405golden-gate-bridge-facts-for-kidsjpg 24hellip httpmsfgatecombayareaarticle17-things-you-didn-t-know-about-the-Golden-Gate-6878210php 25hellip httpssfcurbkedcom201662212005970photo-pixelsjpg 26hellip Fotograf Tysto httpsdemwikipediaorgwikiAkashi-KaikyC58D-B33BCckemedia7datei3AAkashi-BridgeJPG 27hellip httpfootageframepoolcomdesearchakashi-kaikyo-brC3BCcke



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1HIISTORISCHER RUumlCKBLICK BRUumlCKENBAU

Der Lech zwischen Inselbad und Landratsamt Landsberg hier soll eine Fuszliggaumlngerbruumlcke entstehen

Die Schuumllerinnen und Schuumller erkennen die Notwendigkeit zum Bau von Bruumlcken und lernen anhand des Lehrervortrags unterschiedliche Konstruktionsweisen aus fruumlheren Jahrhunder-ten (Bronzezeit bis heute) kennen

A S T E I N B R Uuml C K E N Sie lernen die Begriffe acuteDruckacuteund acuteZugacute anhand verschiedener Bauweisen kennen

Ableitung der Druck-Kraumlfte

Ur- und Fruumlhgeschichte (Abb1) Roumlmische Antike (Abb2)

acuteTarr Steps in England (Bronzezeit) Alcaacutentara-Bruumlcke in Spanien (100 nChr) Steinplatten lose auf Steinpfeiler gelegt aus Granit ohne Moumlrtel geb 188m Fluss Tajo

Die Schuumllerinnen und Schuumller vergleichen die unterschiedlichen Notwendigkeiten zum Bau einer Bruumlcke an verschiedenen historischen Oumlrtlichkeiten und diskutieren Ideen fuumlr die Kon-struktion einer neuen Bruumlcke an einem ihnen bekannten Ort - zB in Landsberg am Lech Mittelalter (12Jhd) (Abb3) Mittelalter (14Jhd) (Abb4)

acuteSteinerne Bruumlckeacute in Regensburg (Mitte 12Jhd) acutePonte Vecchioacute in Florenz (1345 fertig gestellt) 16-bogig 336 m Ausgangspunkt des 2 Kreuz- mit Geschaumlften bebaute Segmentbogenbruumlcke zugs auf dem Weg nach nach Jerusalem (1147)



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