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"Herstellen eines Stifthalters" - Eine Festigungsstunde elementarer Grundfertigkeiten der Holzbearbeitung in Klasse 4

Unterrichtsentwurf 2012 34 Seiten

Werken, Textiles Werken

Leseprobe

Inhalt

1 Sachanalyse
1.1 Inhalt
1.2 Didaktik
1.3 Didaktische Reduktion

2 Einordnung der Stunde im Unterrichtsvorhaben

3 Lernbedingungen

4 Didaktisch- methodischer Kommentar

5.Ziele der Stunde

6.Verlaufsplanung

7.Quellenverzeichnis
7.1 Literaturquellen
7.2 Abbildungsverzeichnis

8.Anlagen

1 Sachanalyse

1.1 Inhalt

Der grundlegende Werkstoff für die Unterrichtsstunde ist Holz. Dabei handelt es sich um ei­nen emeuerbaren, natürlichen Rohstoff, welcher sowohl in der Vergangenheit, als auch in der Gegenwart von großer Bedeutung ist. Erschlossen wird Holz durch die Forstwirtschaft, der Abbau erfolgt direkt in den Wäldern, welche neben dem Rohstoff Holz wichtige Funktionen, zum Beispiel als Wasserspeicher, Staubfilter und Sauerstofferzeuger erfüllen (vgl. Wissens­speicher Werkstoffbearbeitung, S. 139 ff.). Unterschieden wird Holz nach seinen Eigenschaf­ten. Dabei kann man zwischen Hart- und Weichholz unterscheiden, welches sich bezeichnen­derweise unter anderem durch seine Festigkeit auszeichnet. Die Härte des Hartholzes lässt sich durch sein langsameres Wachstum erklären, welches ebenso die höhere Dichte rechtfer­tigt. Typische Hartholzlieferanten sind Eiche, Buche und Esche, welche teilweise Reifezeiten von über 200 Jahren erreichen. Im Gegensatz dazu wachsen Weichhölzer wie Kiefer, Linde und Pappel wesentlich schneller. Nach etwa 80 bis 140 Jahren sind die Bäume „reif“ für den Abbau und die Verwendung in der Industrie. Sie zeichnen sich aus durch einfachere indus­trielle Bearbeitungsmöglichkeiten. Zwischen Hart- und Weichholz kann man mithilfe eines Reißzwecken-Tests leicht unterscheiden. Neben dieser Unterscheidung lassen sich Bäume zusätzlich in Laub- und Nadelbäume kategorisieren.

Bei der Bearbeitung von Holz ist zu beachten, dass es „arbeitet“. Darunter bezeichnet man die durch die Luftfeuchtigkeit bedingten Veränderungen des Holzes. Grundlegend lassen sich dabei das Quellen (bei dem durch die Aufnahme von Wasser die Abmessungen des Holzes vergrößert) und Schwinden (bei dem Wasser abgegeben wird und sich die Abmessungen ver­kleinern) unterscheiden. Hohe Luftfeuchtigkeit führt zum Quellen, niedrige Luftfeuchtigkeit hingegen zum Schwinden des Holzes. Dies ist jedoch in beiden Fällen abhängig von der Fa­serrichtung des Holzes. So ist es durchaus möglich, dass das Holz nicht nur seine Abmessun­gen, sondern auch seine Form verändert, was allgemein als „Werfen“ bezeichnet wird.

Da Bäume industriell verwendet werden und somit sowohl in der Möbelindustrie, im Bauge­werbe, als auch zur Herstellung von Papier oder anderen chemischen Produkten genutzt wer­den, gibt es unterschiedliche Arten des Zuschnitts. So kann der gesamte Baumstamm indivi­duell genutzt werden, indem verschiedenartige Bretter herausgesägt werden. Neben der Schwarte gibt es daher Seiten- und Mittelbretter und das dazugehörige Kernbrett, welche sich allesamt unterschiedlich verändern beim Kontakt mit hoher Luftfeuchtigkeit. Hinsichtlich des Zuschnitts lassen sich ebenfalls eine Vielzahl von Möglichkeiten unterscheiden. Grundlage aller Arten ist jedoch das Vollholz, welches „aus Rohholz (unbearbeitetes Naturholz) durch Längsschnitte bzw. Querschnitte gewonnen wird.“1 Daraus ergeben sich je nach Bearbeitung Rundhölzer (welche lediglich durch einen Querschnitt durch das Vollholz entstehen), Schnitt­hölzer (welche durch Längs- und Querschnitte mindestens 2 parallele Flächen aufweisen) und entsprechend kleinere Zuschnitte wie Rahmen-, Kanthölzer, Bretter, Latten und Leisten.2 Die Kombination von dünnen Vollholzblättern („Furnieren“, ca. 0,5 - 1,0mm stark) bezeichnet man als Sperrholz. Dabei ist zu beachten, dass eine ungerade Anzahl von Furnierplatten je­weils im 90° versetzt zusammengeklebt wird. Die Faserrichtung ist dadurch sowohl an der Grund-, als auch an der Deckplatte gleich. Dadurch erhöht sich einerseits die Stabilität des Materials, andererseits wird das „Arbeiten“ des Holzes, also das Quellen, Schwinden oder Werfen, unterbunden. Weitere Verarbeitungsmöglichkeiten von Vollholz finden sich in Form von Tischler-, Span- und Hartfaserplatten.

Um sicher und korrekt mit Holz arbeiten zu können und gute Arbeitsergebnisse zu erreichen, sind verschiedene Arbeitsschritte notwendig. Zunächst muss der Werkstoff bzw. das Werk­stück geprüft und ggf. gemessen werden. Hierbei kann neben Stabilität und Maßen ebenso eine optische Prüfung stattfinden. Dabei sind die richtigen Prüfzeuge auszuwählen und fach­gerecht anzuwenden. Die Maße können so, je nach Größe des zu messenden Objekts, mithilfe eines Gliedermaßstabs, welcher auch für große Abmessungen genutzt werden kann oder eines Stahlmaßstabs, welche lediglich kleine Abmessungen möglich macht, bestimmt werden. Bei beiden Arbeitsmitteln besteht eine Maßgenauigkeit von 1mm. Aufgrund des Anschlags eignen sich Rollbandmaße sehr gut für die Abmessung von großen Längen, bei einer Maßgenauigkeit von ebenfalls 1mm. Rechte Winkel lassen sich mithilfe von Anschlagwinkeln überprüfen. Bei der optischen Überprüfung kann bei Holz z.B. die Astigkeit, also das Vorhandensein von Äs­ten im Holz, festgestellt werden. Diese Äste könnten beim Bearbeiten mit der Säge zu Prob­lemen führen. Ebenso sollte die Überprüfung sachgerecht ausgeführt werden, d.h. der Maß­stab bzw. der Anschlagwinkel muss korrekt angelegt und abgelesen werden.

Nach der Prüfung erfolgt das Anreißen. Dabei „werden die Maße und die Größe des Werkstü­ckes aus der Skizze auf den Werkstoff übertragen. Dazu benötigt man mindestens eine Be-zugskante.“3 Als Arbeitsmittel ist der Bleistift essenziell. Je nach Art des Anriss wird zusätz­lich ein Flachwinkel, Stahlmaßstab und/oder eine Schablone benötigt. Zur Korrektur kann ein Radiergummi genutzt werden. Beim Anreißen an einer Bezugskante ist es wichtig, dass die Arbeitsmittel wie Flachwinkel oder Maßstab richtig angelegt werden.4 Dabei ist es wichtig, dass der Bleistift direkt am Lineal oder Winkel anliegt, um genau zu arbeiten. Ist der Anriss ungenau und die Anrisslinie zu dick, so sollte ein härterer und korrekt gespitzter Bleistift zum Einsatz kommen. Beim Anreißen auf Papier kann dies auf der linken Papierseite geschehen, um den Anriss zu verdecken. Auf Holz oder festeren Werkstoffen kann der Anriss im Nach­hinein wegradiert werden, wenn trotz Bearbeitung noch Anrisslinien sichtbar sind. Nach dem Festlegen eines Bezugswinkels kann angerissen werden. Dabei ist auch die sparsame Nutzung des entsprechenden Werkstoffs zu achten, um so wenig wie möglich Materialverlust zu er­zeugen. Das mehrfache Ansetzen beim Zeichnen eines Anriss sollte vermieden werden, um Unterbrechungen und doppelte Anrisslinien zu vermeiden.

Nachdem das Motiv angerissen wurde, kann es auf unterschiedliche Art und Weise „ausge­schnitten“ werden. Bei Papier eignet sich die Schere oder ein Papierschneider, Holz wird meist mithilfe von Sägen bearbeitet. Da sich die vorliegende Stunde mit dem Thema Sägen beschäftigt, soll nun lediglich dieser Sachverhalt ausführlicher dargelegt werden.

Das Sägen ist „ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem geringe Werkstoffverluste auftre­ten und saubere Trennflächen entstehen“5 und bezeichnet das Eindringen der Sägezähne in das Holz und führt zur Spanabnahme am Werkstück. Durch die entstehende Schnittfuge wird der Werkstoff getrennt. Dabei kann die Säge auf „Stoß“, „Zug“ oder „Zug und Stoß“ arbeiten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Dies ist abhängig von der Stellung der Sägezähne. Zunächst zeigt die Abbildung jedoch der Grundaufbau eines Sägeblatts.6

Die Säge in der Abbildung arbeitet auf Stoß, d.h. es werden nur Späne abgehoben, wenn vom Körper weg gearbeitet wird. Würde die Schnittrichtung von links nach rechts gehen (bezogen
auf die Abbildung), dann würde die Säge auf Zug arbeiten. Wenn die Sägezähne gleich­schenklig sind, arbeitet die Säge auf Stoß und Zug, d.h. in beide Richtungen werden Späne abgehoben. Dabei werden die Sägeblätter für Holzsägen meist geschränkt, d.h. die Sägezähne werden abwechselnd ausgebogen. Dies hat den Vorteil, dass die Schnittfugenbreite zunimmt und ein Klemmen der Säge somit verhindert wird.7

Je nach Werkstoffart werden unterschiedliche Arbeitsmittel genutzt. Dabei unterscheiden sich die Sägen meist hinsichtlich ihrer Form, die prinzipielle Grundstruktur ist jedoch allen Sägen gemein. Sie bestehen aus einem Sägeblatt, welches mithilfe eines Gestells gehalten wird. Je nach Art der Säge werden zusätzlich Flügelmuttern zur Befestigung des Sägeblattes benötigt (z.B. bei der Laubsäge, siehe Abbildung).

Durch einen Griff wird der sichere Umgang mit der Säge gewährleistet. Im Falle der Flügel­mutter wird das Gestell als Bügel bezeichnet. Die Sägen unterscheiden sich vor allem hin­sichtlich ihres Einsatzgebiets. Die Laubsäge wird meist zum Sägen von Sperrholz und dünnen Brettern verwendet, und eignet sich sehr gut für Rundungen und Schweifschnitte. Dabei ist das Sägeblatt auswechselbar und kann unterschiedlich bestückt werden, z.B. auch mit Spiralsägeblättern, welche das Sägen in jede Richtung ermöglichen.

Feinsägen werden hingegen zum Sägen von Leisten und kleinen Querschnitten verwendet, und können z.B. mithilfe einer Sägelade leicht gerade Schnitte sägen. Dabei wird das Sägeblatt von einem festen Gestell gehalten und kann nicht ausgewechselt werden.

Im Gegensatz dazu eignet sich der Fuchsschwanz auch zum Sägen von dicken Holzteilen, da das Sägeblatt vom Griff gehalten und an der Oberseite somit nicht „gebremst“ wird.

Bei den soeben beschriebenen Sägen handelt es sich um 3 Arten von Holzsägen, welche durch die Menschenhand geführt werden. Es gibt jedoch ebenso auch maschinelle Sägen, wie die Band- oder Kreissäge, welche mechanisch funktionieren. Dabei sind spezielle Sicherheits­hinweise zu beachten, welche jedoch hier keine Erwähnung finden sollen.

Beim Sägen selbst sollte im Abfall gesägt werden. Das bedeutet, dass außerhalb des Anriss gesägt wird. Dies hat den Vorteil, dass bei der Nachbearbeitung, z.B. durch das Schleifen, eventuelle Fehler ausgebessert werden können, ohne das eigentliche Werkstück zu beschädi­gen. Sägt man nicht im Abfall, besteht die Möglichkeit, in das Werkstück zu sägen, und damit zu viele Späne abzuheben. Im Allgemeinen sollte darauf geachtet werden, mit dem Sägeblatt nicht zu nah an den eigenen Körper zu kommen um Verletzungen zu vermeiden. Abgehobene Späne sollten abgeklopft und nicht weggepustet werden, um eine Verletzung der Augen zu verhindern.

Ist der Kraftaufwand oder das Arbeitstempo beim Sägen zu hoch, so kann der Werkstoff aus­brechen und unsauber werden. Dies trifft ebenso zu, wenn die falsche Säge, bzw. das falsche Sägeblatt ausgewählt wurde. Durch feinere Sägeblätter und sorgsameres, langsames Arbeiten kann dies vermieden werden.

Lassen sich diese Fehler nicht durch erneutes Sägen nachbessern, kann unter anderem mithilfe von anderen spanenden Verfahren nachgearbeitet werden. Bei gröberen Arbeiten werden Fei­len verwendet, bei feineren Nacharbeiten Schleifpapiere.

Die Feilen unterscheiden sich hinsichtlich ihres Hiebes (Einfach- oder Zweifachhieb) und ihrer Form. Dabei wird nach der Form des Querschnitts unter anderem differenziert nach Flach-, Dreikant-, Vierkant-, Kabinett­, Rund- und Messerfeile.8 Schleifpapier besteht hingegen aus Papier und aufgeleimten Schleifkörnern. Durch die Bezeichnung des Schleifpapiers kann man erkennen, wie grob/fein es ist. Je höher die Zahl, desto mehr Schleifkörner befinden sich darauf und desto feiner ist das Schleifpapier. Dabei wird sich an der Maßeinheit Mesh orientiert.

Beim Schleifen von Holz ist darauf zu achten, dass immer in Faserrichtung geschliffen wird, Das Kleben der Werkstücke stellt eine Form des Fügens dar, welche sich durch das „Vereini­gen von zwei oder mehreren Werkstücken [...] mit formlosem Stoff“9 auszeichnet. Dabei handelt es sich um das Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung mittels Klebstoff. Durch die „Adhäsion zwischen Klebstoff und Klebfläche und durch Kohäsion des ausgehärteten Klebers“10 wird eine unlösbare Verbindung erreicht. Um den Arbeitsablauf in der Unterrichts­stunde nicht zu stören, wurden in den Sperrholzringen bereits Durchgangsbohrungen angefer­tigt, die das leichtere Einspannen der Sägeblätter ermöglichen. Dazu wurde eine Ständer­bohrmaschine benutzt.

In der Arbeitsablaufplanung ist eine logische Reihenfolge zu beachten. Dabei können die Arbeitsschritte nicht variabel ausgeführt werden, sondern sind festgelegt. Zunächst muss das Material geprüft und eventuell vermessen werden. Nach diesem Arbeitsschritt erfolgt das An­reißen. Je nachdem, ob Maße oder eine spezielle Form angerissen werden soll, werden ent­sprechende Arbeitsmittel wie Schablone oder Stahlmaßstab eingesetzt. Aus ökonomischen Gründen ist drauf zu achten, dass platzsparend angerissen wird und nur wenig Abfall entsteht. Wurde sauber und eindeutig angerissen, kann das Motiv ausgesägt werden. Dabei ist neben der richtigen Arbeitshaltung ebenfalls zu beachten, dass im Abfall gesägt wird. Dies ist not­wendig, um im folgenden Arbeitsschritt eventuelle Fehler beim Sägen ausbessern zu können. Dies geschieht bei groben Ausbesserungen mithilfe von Raspeln oder Feilen (je nach Härte des Werkstoffs). Um das Werkstück fein zu glätten, wird Schleifpapier mit einer möglichst hohen Körnung verwendet. Abschließend kann das Werkstück nach Bedarf noch gestaltet werden. Spezifische Fertigungsunterlagen stehen, außer einer Schablone in Form eines Sterns, nicht zur Verfügung, da keine Maße angerissen werden müssen.

Aus ökonomischer und ökologischer Sicht muss auf den sparsamen Umgang mit den Ar­beitsmitteln geachtet werden. Besonders beim Anreißen von Motiven auf dem Sperrholz kann platzsparend gearbeitet werden. Schleifpapier muss nicht in übergroßen Stücken zur Verfü­gung gestellt werden, da meist nicht auf allen Stellen des Papiers gearbeitet werden kann. Auch im Umgang mit Acrylfarbe muss darauf geachtet werden, keine Farbe zu verschwenden und sparsam mit den Ressourcen umzugehen. Dies gilt auf für den Einsatz des Klebers zum Zusammenfügen der beiden Werkstücke. Im Allgemeinen sollte nur das Material verwendet werden, welches wirklich benötigt wird. Holzabfälle können gesammelt und ggf. weiterver­wendet werden. Überschüssige Farbe kann, sofern sie nicht verschmutzt wurde, wieder in die entsprechenden Behältnisse gefüllt und erneut verwendet werden.

1.2 Didaktik

Das Thema Holzbearbeitung ist im Lehrplan für das Fach Werken in der Grundschule von großer Bedeutung. Dort wird gefordert, dass der Schüler dazu befähigt wird, „sich in elemen­tarer Form aktiv mit der Technik, ihrer Entstehung und ihrer Nutzung auseinander zu set­zen.“11

Um dies zu gewährleisten, begründet sich der Werkunterricht auf 3 Kernelementen: Der Begriff „Technischer Sachverstand“ umfasst ein allgemeines technisches Orientie­rungswissen, ein grundlegendes praktisch- technisches Können und grundlegende technische Einsichten. „Soziotechnische Einsicht“ umfasst vor allem die Fähigkeit, Zusammenhänge zwischen Technikentwicklung und Entwicklung des Menschen sowie seiner Lebensumstände zu erkennen. „Wertebewusstsein und Verantwortungsfähigkeit“ in Bezug auf die Herstel­lung und Nutzung von Technik zielt vor allem auf einen verantwortungsvollen Umgang mit den Ressourcen (Nachhaltigkeit) bei der Herstellung von Technik, den Erhalt der natürlichen Umwelt sowie das Wohl des Menschen bei der Nutzung von Technik.12

Das Thema „Herstellen eines Stifthalters aus Holz“ lässt sich in den Lernbereich „Fertigen von Spiel- und Gebrauchsgegenständen aus verschiedenen Werkstoffen“ einordnen und erfüllt die vom Lehrplan geforderten Kompetenzen in hohem Maße. Im Bereich der Lernkompeten­zen wird der Erwerb von Methoden-, Selbst- und Sozialkompetenz gefordert. In Bezug auf die Methodenkompetenz sollen „technische Denk- und Arbeitsweisen angewendet werden beim Planen von Werkaufgaben, Ausführen von Werkaufgaben und beim Präsentieren, Beurteilen und Bewerten von Werkergebnissen“13 Der Aneignungsgegenstand „Holz“ und die damit verbundene Holzbearbeitung werden den Forderungen demnach durchaus gerecht, da alle dieser Punkte im Unterrichtsverlauf beachtet werden. In der vorliegenden Stunde liegt das Augenmerk jedoch eher auf der Bearbeitung des Werkstücks, als auf der Erkundung des Werkmaterials, da dies bereits in vorangegangenen Stunden thematisiert wurde.

Hinsichtlich der Entwicklung von Selbst- und Sozialkompetenz werden unter anderem die folgenden, im Lehrplan geforderten Punkte anvisiert.

[...]


1 Wissensspeicher Werkstoffbearbeitung, S. 143

2 ebenda

3 Vgl. Wissensspeicher Werkstoffbearbeitung, S.144/145

4 Eine sehr gute Veranschaulichung findet sich auf S. 33 des Wissensspeicher Werkstoffbearbeitung

5 Wissensspeicher Technik, S. 78

6 Vgl. Dinges / Worm, S.3

7 Vgl. Abbildung oben, Wissensspeicher Werkstoffbearbeitung, S. 151

8 Dinges/Worm, S.13

9 Wissensspeicher Technik, S. 87

10 Ebenda, S. 93

11 Vgl. Lehrplan Werken (2010), S. 3

12 Vgl. Thüringer Lehrplan für das Fach Werken (2010), S. 5

13 Thüringer Lehrplan für das Fach Werken (2010), S. 6

Details

Seiten
34
Jahr
2012
ISBN (eBook)
9783656366089
ISBN (Buch)
9783656366560
Dateigröße
658 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v204676
Institution / Hochschule
Staatliches Studienseminar für Lehrerausbildung Gera
Note
1,7
Schlagworte
herstellen stifthalters eine festigungsstunde grundfertigkeiten holzbearbeitung klasse

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