Fachrechnen und Kommunikationskompetenz

Auf den ersten Blick hat manche Lehrkraft zu Beginn der Behandlung von Problemen der Mechanik den Eindruck, dass die Berufsschüler ein gerütteltes Maß an Vorwissen aus dem vorangegangenen Physikunterricht mitbringen. Bei näherem Hinsehen muss danach jedoch häufig festgestellt werden, dass lediglich Worthülsen in vielen Schülerköpfen herum geistern. Begriffe wie Kraft und Druck sowie Arbeit und Leistung oder Drehmoment und Arbeit bzw. Kreisradius und Kreisumfang werden synonym gebraucht. Im Hinblick auf die zugehörigen Einheiten scheint die Ahnungslosigkeit noch größer zu sein.

Das Lösen von technischen Mathematikaufgaben nimmt nach wie vor sowohl in Lehrbüchern als auch im Berufsschulunterricht einen beachtenswerten Raum ein. Die Ausgangsgrößen werden i.d.R. mit Zahlenwert und Einheit, gelegentlich sogar mit Formelzeichen vorgegeben, die gültige Formel wird im Tabellenbuch nachgeschlagen. Beim Lösen stehen Lösungsweg und Rechenvorgang im Vordergrund. Dies geschieht, obwohl dem Lösen von eingekleideten Aufgaben anhand von Beispielen des täglichen Lebens bereits im Mathe-Unterricht des Sek. I-Bereichs viel Zeit gewidmet wird.

Ein derart norm- und formgerechtes Tafelbild habe ich während meines langjährigen Paukerdaseins nicht hinbekommen. Allerdings hat die Aufgabenstellung in meinen Augen einen wesentlichen Makel: Die Anzahl der gegebenen Daten kann nicht größer sein. Bei dieser Anlage haben die Schüler lediglich die zugehörige Formel zu suchen, die Zahlen einzusetzen, den Rechenvorgang durchzuführen, und das Ergebnis zu präsentieren.

Auf den Punkt gebracht lautet der Auftrag der Berufsschule demnach, die fachbezogene Kommunikationskompetenz der angehenden Kfz-Mechatroniker zu fördern. Dies kann in der ersten Stufe nur mit der intensiven Behandlung der Definitionen sowie der Eigenschaften und Wirkungen der physikalischen/ technischen Größen und deren Verknüpfungen miteinander erreicht werden. Hierauf aufbauend, können in der zweiten Stufe die Ziele >Dokumentation der Arbeit, Kundenberatung bzw. Kommunikation mit Kunden< trainiert werden.

Das nachstehende Arbeitsblatt ist im vorstehenden Sinne von mir konstruiert worden. Es kann zur Übung, zur Festigung des Gelernten sowie zur Lernerfolgskontrolle eingesetzt werden und ist jeder Zeit im Umfang und in der Form veränderbar.

Ist umso größer, je länger der Weg ist, auf dem der Widerstand überwunden wird

Wird in der Einheit kWh angegeben

Entsteht beim Komprimieren von Gasen

Wird eine Schraubenfeder zusammen gedrückt, dann wird verrichtet

Treibt den Kolben eines Verbrennungsmotors abwärts

Wird in der Einheit 1/min angegeben

Schließt die Ventile an Verbrennungsmotoren

Wird in Nm angegeben

Erzeugt eine gleich große Gegenkraft

Wird in N/cm² angegeben

Das Drehmoment eines Motors ist abhängig von

Kann mit W : s berechnet werden

Ist die Wirkung einer Kraft an einem Kurbelradius

Bewirkt das Fallen eines nicht unterstützten Körpers

Ruft an einem Körper eine Verformung hervor

Wird eine Last gehoben, dann wird verrichtet

Ist die Wirkung einer Kraft auf eine Fläche

Ist die Wirkung einer Kraft längs eines Weges

Ist die Wirkung einer Kraft an einem Hebel

Ist der senkrechte Abstand der Wirkungslinie der Kraft vom Drehpunkt

Ist verrichtete Arbeit, bezogen auf einen Zeitabschnitt

Ist gespeicherte Arbeit

Kann auf ihrer Wirkungslinie beliebig verschoben werden

Kann mit F ^. v_m berechnet werden

Kann für einen Motor berechnet werden mit W_eff : t

Durch das Anwenden eines Hebels kann nicht gespart werden

Wirkt wenn eine Kraft, die an einen Hebel angreift

Wird in der Einheit kW angegeben

Ist abhängig von ihrer Größe, ihrer Richtung und ihrem Angriffspunkt

Können grafisch addiert und zerlegt werden

Wird in bar angegeben

Wird formelmäßig durch F ^. s dargestellt

Kann mit p ^.A berechnet werden

Kann für einen Motor berechnet werden mit 9550^. P_eff : n

Kann mit F : A berechnet werden

Hängt von M und n ab

Wird in hPa angegeben

Hat die gleiche Einheit wie die Arbeit

AUFGABE: Ergänzen Sie die nachstehenden Halbsätze!

Je kürzer die zurück gelegte Strecke, desto …

Je größer die wirksame Kraft, desto …

Je länger der Kurbelradius, desto …

Je kleiner die wirksame Fläche, desto

Je länger die Dauer der Krafteinwirkung, desto …

Bereich: Kraft - Druck - Arbeit – Drehmoment - Leistung H.-D. Zeuschner,06.05

Eine wichtige Aufgabe der Berufsschule ist es, den Schülern fachbezogene Kommunikationskompetenz zu vermitteln. Das wiederum bedingt, dass die Fachbegriffe „sitzen“ und nicht nur als Worthülsen in den Schülerköpfen existieren.