Werkstatthandbuch

So nutzt du diese Website

Jede Projektseite dieser Website ist so angelegt, dass das Projekt mit echten Materialien gleich beim ersten Mal funktioniert: geprüfte Maße, Teile mit Vorlage, konkrete Bauteile, überprüfbare Schritte und Sicherheitshinweise. Dieses Handbuch enthält das, was alle Projekte gemeinsam haben: was man einmal wissen sollte, statt es auf jeder Projektseite zu wiederholen.

Du musst es nicht komplett lesen, bevor du anfängst. Lies diesen Abschnitt, den über die Rolle der Erwachsenen und den zur Sicherheit (insgesamt etwa 25 Minuten). Den Rest schlägst du nach, wenn du ihn brauchst: die Kartontechniken beim ersten Fahrzeug, den Elektrikteil beim ersten Stromkreis, den Gruppenteil, wenn du in einer Klasse arbeitest.

Was du auf jeder Projektseite findest

Im Katalog kannst du nach Kategorie, Alter, Schwierigkeit und danach filtern, ob du etwas kaufen musst. Wenn du ein Projekt öffnest, siehst du diese Abschnitte, immer in derselben Reihenfolge:

Druckbare Vorlagen im Maßstab 1:1

Viele Projekte haben Teile mit Vorlage. Die Schaltfläche „Vorlagen in Originalgröße drucken (A4)“ erzeugt eine Seite pro A4-Blatt, auf der die Teile in ihrer exakten Größe gezeichnet sind. Damit sie richtig herauskommen:

1. Wähle im Druckdialog Skalierung 100 % oder „tatsächliche Größe“. Deaktiviere „An Seite anpassen“ oder „An Druckbereich anpassen“: Das ist die häufigste Ursache für Teile, die nicht zusammenpassen (es verkleinert um 3 % bis 6 %).
2. Miss mit einem Lineal die rote 50-mm-Linie in der Kopfzeile, die auf jedem Blatt erscheint: Sie muss genau 50 mm lang sein. Misst sie 48 mm, drucke erneut und prüfe die Skalierung.
3. Ein Schwarz-Weiß-Druck reicht. Durchgezogene Linien sind Schnittlinien, gestrichelte sind Falzlinien, Kreise mit Kreuz sind Löcher.

Wie du die Vorlage auf den Karton überträgst, steht unter Techniken mit Karton. Wenn du keinen Drucker hast: Jedes Teil hat auf der Projektseite seine Maße in mm, und du kannst es mit dem Lineal aufzeichnen.

Der Werkstattmodus

Die Schaltfläche „Werkstattmodus (Schritt für Schritt in groß)“ zeigt einen Schritt pro Bildschirm in großer Schrift, damit du das Tablet oder den Laptop beim Bauen auf dem Arbeitstisch liegen lassen kannst. Weiter geht es mit „Weiter“ oder den Pfeiltasten. Schritte, die ein Erwachsener ausführen muss, sind markiert. Empfehlungen:

• Lass das Kind auf „Weiter“ tippen: So bestimmt es sein eigenes Tempo und geht erst weiter, wenn die Prüfung des Schritts erfüllt ist.
• Lies den Schritt laut vor (oder lass das Kind lesen, wenn es schon flüssig liest), bevor ihr irgendetwas anfasst.
• Schütze den Bildschirm: Ein durchsichtiger Gefrierbeutel oder eine Hülle hält Kleber- und Farbspritzer ab.

Schritte, Materialien und fertige Projekte abhaken

Die Material- und Vorbereitungslisten lassen sich mit einem Klick abhaken. Was du abhakst, wird im Browser dieses Geräts gespeichert (nicht in einem Konto): Wenn du den Computer wechselst oder die Browserdaten löschst, ist es weg. Die Schaltfläche „Als erledigt markieren“ jedes Projekts speist den Zähler im Katalog und die Urkunde. Auch die Listen in diesem Handbuch lassen sich abhaken.

Drucken

„Projektseite drucken“ erzeugt eine Papierfassung ohne Schaltflächen und Menüs, je nach Projekt etwa 4–8 Blätter. Für eine Einheit in der Klasse reicht es meist, die Schritt-für-Schritt-Anleitung und die Vorlagen zu drucken; die Wissenschaft für Erwachsene liest du besser vorher am Bildschirm. Auch dieses Handbuch lässt sich komplett drucken (etwa 50 Blätter): Drucke besser nur die Abschnitte, die du brauchst.

So wählst du das erste Projekt

Das erste Projekt hat nur eine Aufgabe: Es soll funktionieren, und das Kind soll spüren, dass es selbst es gebaut hat. Wähle unter seinem Niveau, nicht darüber. Nutze zwei Kriterien: das Alter (Feinmotorik und Lesen) und die Geduld (wie lange es konzentriert bleibt, ohne ein Ergebnis zu sehen).

Vorgeschlagene Lernwege

Erster Monat. Zu Hause sind 2 Einheiten pro Woche meist realistischer. Hier ein erster Monat mit 8 Einheiten, der allmählich schwieriger wird und jedes Mal eine neue Technik einführt:

1. Schaumvulkan: Mengen abmessen, chemische Reaktion.
2. Luftballon-Auto: erste Achsen mit Strohhalm und Schaschlikspieß.
3. Hebel-Katapult: Hebel und fairer Test durch Messen von Weiten.
4. Röhren-Taschenlampe mit Schalter: erster Stromkreis.
5. Baggerarm mit Spritzen: Spritzen, Gelenke mit Musterbeutelklammern.
6. Ampel mit drei Lichtern: Polarität, Widerstände.
7. Gummimotor-Auto: Räder, Reibung, Verbesserung des Prototyps.
8. Solarauto mit Riemenantrieb: vereint alles Bisherige.

Nach Interessen.

Realistische Dauer

Die Zeiten auf den Projektseiten sind keine Katalogangaben: Sie gelten für echtes Bauen mit einem Kind im angegebenen Alter. Zum Planen rechne zusammen:

• Vorbereitung durch Erwachsene: 10–30 min (drucken, Materialien zusammensuchen, vorschneiden, Bauteile testen). Erledige sie wenn möglich am Vortag.
• Bauen: die Zeit auf der Projektseite. Multipliziere sie mit 1,5 bei Kindern von 5–7 Jahren oder wenn ihr zum ersten Mal etwas Ähnliches macht.
• Trocknen: Bastelkleber 30–60 min (besser über Nacht), Heißkleber 2–5 min, Temperafarbe 20–30 min.
• Testen und Verbessern: 10–20 min. Kürze das nicht: Hier lernt man am meisten.
• Aufräumen: 10 min, gemeinsam mit den Kindern.

Dauert das Projekt länger als 90 Minuten, teile es auf zwei Einheiten auf: an einem Tag die Struktur bauen (und trocknen lassen), an einem anderen den Elektrikteil oder die Dekoration.

Die Rolle der Erwachsenen

Der häufigste Fehler hat nichts mit Sicherheit oder Technik zu tun: Der Erwachsene baut am Ende das Projekt, während das Kind zuschaut. Das passiert ungewollt, weil Erwachsene es schneller und besser können und weil sie wollen, dass es gelingt. Das Ergebnis ist ein hübsches Objekt, das das Kind nicht als sein eigenes empfindet und bei dem es nichts gelernt hat. Deine Aufgabe ist eine andere: vorbereiten, auf die Sicherheit achten, das übernehmen, was das Kind noch nicht sicher allein kann, und vor allem Fragen stellen.

Begleiten, ohne es für sie zu machen

• Hände auf den Rücken. Wenn das Kind schneidet, klebt oder verbindet, halte deine Hände vom Tisch fern. Wenn du etwas zeigen musst, mach es an einem separaten Stück Karton (einem „Übungsteil“), nicht an seinem Teil.
• Übernimm nur das, was auf der Projektseite als Aufgabe für Erwachsene markiert ist (Cuttermesser, Heißkleber, Bohren, Feuer, Backofen), und kündige es an: „Diesen Schnitt mache ich, weil das Cuttermesser gefährlich ist; du hältst das Lineal und sagst mir, wenn es verrutscht.“
• Bereite so vor, dass das Kind es selbst machen kann. Ein schwieriges Teil vorschneiden, mit Bleistift markieren, wo ein Loch hinkommt, oder die Kabel schon abisolieren ist kein „Schummeln“: Es bringt die Aufgabe auf seine Höhe.
• Akzeptiere ein unvollkommenes Ergebnis. Ein schiefer Schnitt, der funktioniert, ist ein guter Schnitt. Verhindert der Fehler, dass es funktioniert, macht daraus ein Problem, das ihr gemeinsam löst (siehe unten), statt es still selbst zu korrigieren.
• Setz dich neben das Kind, nicht gegenüber. Von der Seite siehst du das Teil aus demselben Blickwinkel und gibst die Anweisungen nicht „spiegelverkehrt“.

Was du sagen solltest und was nicht

Offene und geschlossene Fragen

Eine geschlossene Frage beantwortet man mit Ja, Nein oder einem Wort; sie dient dazu, schnell etwas zu überprüfen („Hast du das lange Beinchen an Rot angeschlossen?“). Eine offene Frage zwingt zum Nachdenken und hat keine eindeutige Antwort; durch sie lernt man. Stell vor allem offene Fragen und lass danach mindestens 5 Sekunden Stille: Die unangenehme Stille ist der Moment, in dem das Kind nachdenkt.

Mit Frust und „Ich krieg das nicht hin“ umgehen

Jedes Projekt hat mindestens einen Moment, in dem etwas nicht klappt. Das ist normal und nützlich, solange es nicht zum Aufgeben führt. Dieser Ablauf funktioniert in den meisten Fällen:

1. Halte inne und benenne das Gefühl. „Ich sehe, dass du wütend bist, weil die LED nicht leuchtet. Das ist normal, mich ärgert das auch.“ Spiel es nicht herunter („ist doch nicht schlimm“) und beeil dich nicht, es zu reparieren.
2. Körperliche Pause von 1–2 Minuten. Das Kind soll das Teil hinlegen, Wasser trinken, aufstehen. Bei Kindern von 5–7 Jahren ist diese Pause unverzichtbar.
3. Verkleinere das Problem. „Es funktioniert nicht“ ist zu groß. „Wir prüfen nur eine Sache: Ist die Batterie in Ordnung?“ Ein kleines Problem lässt sich lösen.
4. Lass das Kind den nächsten Schritt wählen, zwischen zwei konkreten Möglichkeiten: „Testen wir die Batterie mit einer anderen LED oder prüfen wir zuerst die Klemmen?“ Wählen gibt ihm die Kontrolle zurück.
5. Wenn es in 10 Minuten nicht vorangeht, biete mehr Hilfe an: Du machst einen Teil vor seinen Augen und erklärst dabei laut, und es macht den nächsten.
6. Wenn es immer noch nicht klappt, legt es beiseite: „Wir hören hier auf und schauen es uns morgen mit frischen Augen an.“ Notiert im Heft, was ihr ausprobiert habt. Am nächsten Tag sieht man das Problem in 80 % der Fälle innerhalb von 2 Minuten.

Sätze, die helfen: „Du kriegst es noch nicht hin“ (statt „Du kriegst es nicht hin“), „Was hast du herausgefunden, das nicht funktioniert?“, „Ingenieurinnen und Ingenieure probieren viele Male, bevor etwas funktioniert.“

Der Fehler als Information

Wenn etwas nicht klappt, liefert dir das Projekt Informationen. Geh wie ein Detektiv vor: Ein Auto, das nach links zieht, verrät, dass ein Rad stärker schleift als das andere; eine LED, die nicht leuchtet, verrät, dass der Stromkreis irgendwo offen oder verpolt ist. Bitte das Kind, genau zu beschreiben, was passiert („es fährt nicht“ reicht nicht; „die Hinterräder drehen sich, aber die vorderen nicht“ schon), und notiert im Heft, was ihr ändert und welches Ergebnis das bringt. Ändert immer nur eine Sache auf einmal: Wenn du drei gleichzeitig änderst und es funktioniert, weißt du nicht, woran es lag.

Den Prozess loben, nicht das Talent

„Du bist so schlau“ oder „Du hast Künstlerhände“ vermitteln, dass das Ergebnis von etwas abhängt, das man hat oder nicht hat; bei einem Misserfolg schließt das Kind, dass es dieses Etwas nicht hat. Lobe, was vom Kind abhängt: die Strategie („Du hast zweimal gemessen, bevor du geschnitten hast“), die Anstrengung („Du hast vier Arten ausprobiert, den Motor zu befestigen“), die Verbesserung („Die zweite Version fliegt doppelt so weit“) oder die Frage („Was für eine gute Frage, darauf bin ich gar nicht gekommen“). Sei konkret und übertreib nicht: Kinder merken, wenn ein Lob automatisch kommt.

Wann du eingreifen solltest

Greif sofort und ohne Diskussion ein, wenn ein Sicherheitsrisiko besteht: falscher Umgang mit dem Cuttermesser, die Hand vor der Klinge, die Heißklebepistole zeigt auf die Haut, eine Batterie wird heiß, kleine Teile in der Nähe des Mundes eines Kindes unter 3 Jahren, eine Chemikalie in Augennähe. Für alles andere nutze diese Stufen, von wenig zu viel:

1. Abwarten und beobachten (1–2 Minuten): Viele Probleme lösen sich von selbst.
2. Offene Frage: „Was passiert gerade?“
3. Hinweis: „Schau dir die Prüfung von Schritt 5 an.“
4. Konkreterer Hinweis: „Achte darauf, wo das lange Beinchen hinkommt.“
5. Vorführen an einem Übungsteil.
6. Gemeinsam machen: Deine Hände führen seine, oder du machst die Hälfte.
7. Selbst machen, dabei laut erklären, aber nur, wenn der Schritt seine körperlichen Fähigkeiten übersteigt oder es seit mehr als 15 Minuten feststeckt.

Aufgabenverteilung nach Alter

Die Altersangaben sind Richtwerte: Ein 7-jähriges Kind mit Erfahrung kann wie ein 9-jähriges arbeiten und umgekehrt. Achte mehr auf die Feinmotorik (Schneidet es an einer Linie entlang? Kann es eine Musterbeutelklammer öffnen und schließen?) als auf das Alter.

Sicherheit im Detail

Die Projekte dieser Website sind sicher, wenn man sich an die Projektseiten hält, aber sie verwenden schneidende Werkzeuge, Hitze, Batterien, Magnete und Produkte aus der Küche. Fast alle Unfälle in Kinderwerkstätten haben vier Ursachen: Schnitte mit dem Cuttermesser, leichte Verbrennungen mit Heißkleber, Batterien oder Magnete, die im Mund eines kleinen Kindes landen, und Produkte, die in die Augen spritzen. Dieser Abschnitt erklärt jedes Risiko, wie man ihm vorbeugt und was zu tun ist, wenn etwas passiert. Jede Projektseite ergänzt außerdem ihre eigenen Hinweise.

Risikotabelle

Augenschutz

Halte in der Werkstatt eine Schutzbrille pro Person bereit, auch für den Erwachsenen. Sie muss auch die Seiten abdecken (Vollsichtbrille), die Kennzeichnung EN 166 tragen und ein verstellbares Gummiband haben; es gibt sie in Kindergröße für 3–6 €. Eine normale Brille schützt nicht vor seitlichen Spritzern. Pflicht ist sie bei:

• Allem, was spritzt oder sprudelt: Vulkan, Rakete aus Essig und Natron, Limo-Mentos-Fontäne, Elefantenzahnpasta.
• Allem, was weggeschleudert wird: Hebel-Katapult, Druckluft-Raketenwerfer, gespannte Gummibänder.
• Draht oder Kabel mit der Zange abknipsen (die Stückchen fliegen weg).
• Bohren.

Erste-Hilfe-Kasten der Werkstatt

• Sterile Mullkompressen (10 Stück) und Papierpflaster auf der Rolle
• Pflaster in verschiedenen Größen
• Kochsalzlösung in Einzeldosen (zum Spülen von Augen und Wunden)
• Antiseptikum (Chlorhexidin)
• Nitrilhandschuhe (latexfrei)
• Pinzette (für Splitter von Schaschlikspießen)
• Sofort-Kältekompresse (bei Stößen)
• Schere mit runder Spitze für den Erste-Hilfe-Kasten
• Zettel mit Telefonnummern: 112 und Giftnotruf 91 562 04 20
• In der Klasse: Allergieliste der Gruppe

Bei Verbrennungen ist der beste „Erste-Hilfe-Kasten“ der Kaltwasserhahn: Sorge dafür, dass einer nur wenige Schritte entfernt ist.

Werkstattregeln (zum gemeinsamen Lesen mit den Kindern)

Lies sie in der ersten Einheit laut vor, lass sie die Kinder mit eigenen Worten erklären und häng sie gut sichtbar auf. Bei Kindern von 5–7 Jahren beschränke dich auf die ersten fünf.

• Werkzeuge mit dem Symbol der roten Hand (Cuttermesser, Heißkleber, Bohrmaschine) benutzt ein Erwachsener, oder sie werden nur mit einem Erwachsenen daneben benutzt.
• Nichts aus der Werkstatt kommt in den Mund: keine Teile, keine Batterien, keine Magnete, keine Mischungen, auch wenn sie aus der Küche sind.
• Brille auf, wenn etwas sprudelt, spritzt oder wegfliegt.
• Scheren werden geschlossen und mit dem Griff zum anderen weitergegeben.
• Wenn etwas heiß wird, komisch riecht oder kaputtgeht: loslassen, Bescheid sagen, Abstand halten.
• Nur Batterien. Die Steckdose wird nie angefasst.
• Bevor ich die Batterie einlege, fahre ich den Stromkreis mit dem Finger ab.
• Am Ende kommt alles an seinen Platz zurück; Kleinteile in ihre Dose.
• Ich wasche mir nach dem Umgang mit Chemikalien die Hände, auch wenn sie aus der Küche sind.
• Raketen und Katapulte teste ich nur auf die Zielscheibe gerichtet, nie auf eine Person.

Den Platz und die Materialkiste vorbereiten

Eine gute Werkstatt zu Hause braucht kein eigenes Zimmer: Ein Tisch, eine große Kiste und ein Platz, an dem die Projekte trocknen können, genügen. Den Unterschied macht, dass alles vorbereitet ist, bevor du dich mit dem Kind hinsetzt. Jede Minute, in der du die Schere suchst, ist eine Minute, in der das Kind das Interesse verliert.

Der Arbeitsbereich

• Tisch in der richtigen Höhe: Im Sitzen sollten die Ellbogen des Kindes etwas über der Tischplatte sein. Ist der Tisch hoch, ein festes Kissen auf den Stuhl; baumeln die Füße, eine Kiste unter die Füße. Zum Schneiden mit dem Lineal besser im Stehen.
• Schütze die Oberfläche: eine Wachstischdecke, ein großes Stück Karton (das man austauscht, wenn es kaputt ist) oder eine A3-Schneidematte. Für Chemie ein Backblech mit Rand: Alles, was verschüttet wird, bleibt darin.
• Licht: Tageslicht oder eine Lampe, die keinen Schatten auf die arbeitende Hand wirft (links bei Rechtshändern, rechts bei Linkshändern).
• Steckdose für die Heißklebepistole an einem Ende des Tisches, das Kabel nicht quer über Laufwege. Wenn du ein Verlängerungskabel benutzt, kleb es mit Klebeband am Boden fest.
• Trockenbereich: ein Regalbrett, die Oberseite eines Schranks oder ein offener Karton, in dem die Projekte über Nacht stehen können, ohne dass jemand sie anfasst. Beschrifte sie mit Namen und Datum.
• Wasser in der Nähe: eine Schüssel oder die Spüle, um Pinsel und Hände zu waschen und Verbrennungen zu kühlen.
• Müllbeutel und Recyclingkiste von Anfang an griffbereit, nicht erst am Ende.

So organisierst du die Materialkiste

Die Website schlägt eine Werkstattkiste mit allem Nötigen vor. Ideen, die funktionieren:

• Eine große Kunststoffkiste mit Deckel (etwa 40 × 30 × 20 cm) für Werkzeuge und Bauteile und eine aus Karton für Recyclingmaterial.
• Kleine Bauteile in einem Sortimentskasten mit Fächern (wie für Schrauben oder Angelzubehör): ein Fach pro LED-Typ, eins pro Widerstandswert (mit dem Wert beschriftet: Die Farbringe sind sehr schwer zu lesen), Klemmen, Musterbeutelklammern, Magnete, Motoren.
• Karton nach Größe sortiert und flach gemacht, aufrecht in einer Kiste wie Ordner. Entsorge feuchten, zerknitterten oder fettigen Karton.
• Saubere, trockene Rollen und Flaschen in einem eigenen Beutel. Milch- oder Saftflaschen gut ausspülen, sonst riechen sie nach einer Woche.
• Ein Tablett pro Kind (der Deckel eines Schuhkartons reicht), damit sich seine Teile nicht mit denen anderer vermischen.
• Eine Dose für wiederverwendbare Teile: Motoren, LEDs, Batteriehalter und Räder aus zerlegten Projekten. Fast alle Bauteile lassen sich zehnmal wiederverwenden.

Recyclingmaterialien und wofür sie gut sind

Empfohlene Werkzeuge

Das Grundset an Bauteilen

Die Bauteile für jedes Projekt einzeln zu kaufen ist teuer und langsam. Dieses Set, einmal gekauft, deckt den elektronischen und mechanischen Teil fast aller Projekte ab. Die Preise sind Richtwerte (Online- und Elektronikläden, 2026). Die ausführliche Liste mit Links findest du in der Einkaufsliste.

Gesamtkosten etwa: rund 80–125 € inklusive der Grundwerkzeuge (ohne Multimeter und Bohrmaschine). Nur die Bauteile etwa 70–95 €. Für eine Klasse mit 25 Kindern multipliziere die Mengen an LEDs, Klemmen, Batteriehaltern und Spritzen mit 3 oder 4, nicht mit 25: Man arbeitet in Teams, und die Bauteile werden wiederverwendet.

Techniken mit Karton

Karton ist das Hauptmaterial in der Hälfte der Projekte und die Ursache für die Hälfte der Fehlschläge: Fahrgestelle, die sich verbiegen, Räder, die eiern, Verbindungen, die sich lösen. Fast alles lässt sich mit einem halben Dutzend Techniken lösen, die man an einem Nachmittag lernt. Wenn du Fahrzeuge, Maschinen oder Roboter bauen willst, ist dieser Abschnitt der wichtigste des Handbuchs.

Kartonarten und wann man welche verwendet

Die Laufrichtung der Welle

Wellpappe hat zwei glatte Deckschichten und dazwischen eine Zickzack-Lage (die Welle), die parallele Kanäle bildet. Schau dir die Kante eines beliebigen Kartons an: Du siehst die Kanäle als kleine Tunnel. Durch diese Welle verhält sich der Karton je nach Richtung ganz unterschiedlich:

• Er lässt sich leicht knicken entlang einer Linie parallel zu den Kanälen (die Welle wirkt wie ein Scharnier).
• Er ist sehr steif, wenn du ihn entlang einer Linie quer zu den Kanälen knicken willst (du müsstest alle Tunnel zerdrücken).

Praktische Folge: Bei einem langen Teil, das sich nicht durchbiegen darf (ein Fahrgestell, der Arm eines Katapults, der Ausleger eines Krans), müssen die Kanäle der Länge nach verlaufen. Bei einem Teil, das gefaltet werden soll (die Wände einer Schachtel), muss die Falzlinie parallel zu den Kanälen liegen. Die Vorlagen der Website haben einen Pfeil „Welle“, der zeigt, wie man sie auflegt.

Messen und anzeichnen

• Miss in Millimetern, nicht in Zentimetern mit Dezimalstellen: „85 mm“ liest sich besser als „8,5 cm“. Die Projektseiten verwenden immer mm.
• Zeichne mit einem gut gespitzten HB-Bleistift an, mit einem Punkt oder einem kleinen „V“ statt eines dicken Strichs. Verbinde die Punkte mit dem Lineal.
• Für einen rechten Winkel lege ein Geodreieck (oder die Kante eines Blatts Papier, das 90°-Ecken hat) an eine gerade Kante des Kartons. Verlass dich nicht auf die Kanten einer Schachtel: Sie sind oft eingedrückt oder schief. Schneide zuerst eine gerade Kante und miss alles von ihr aus.
• Wenn mehrere gleiche Teile nötig sind (vier Räder, zwei Seitenteile), mach eins und benutze es als Schablone, um die anderen anzuzeichnen.
• Zweimal messen, einmal schneiden. Bei Kindern von 7–10 Jahren prüft das Kind das Maß, bevor der Erwachsene schneidet.

Gerade schneiden

Mit der Schere lassen sich dünner Karton und einwellige Wellpappe bei kleinen und runden Teilen gut schneiden. Schneide mit dem Teil der Klinge, der dem Drehpunkt am nächsten ist (dort ist am meisten Kraft), und dreh den Karton, nicht die Schere. Um Wellpappe gerade zu schneiden, liefert das Cuttermesser ein viel besseres Ergebnis:

1. Leg den Karton auf die Schneidematte und das Metalllineal auf die Linie, und zwar so, dass das Lineal auf dem Teil liegt, das du behalten willst (rutscht das Cuttermesser ab, beschädigt es den Rest, nicht das Teil).
2. Halte das Lineal mit der offenen Hand, die Finger weg von der Kante und in der Mitte des Lineals aufgelegt.
3. Erster Schnitt sanft, ohne Druck, nur um die obere Deckschicht zu durchtrennen und die Rille vorzugeben.
4. Zweiter Schnitt in derselben Rille, etwas fester: Er durchtrennt die Welle.
5. Dritter Schnitt durch die untere Deckschicht. Drei sanfte Schnitte ergeben einen sauberen, senkrechten Schnitt; ein kräftiger Schnitt zerdrückt die Welle und die Klinge läuft weg.
6. Halte das Cuttermesser flach (etwa 30–45° zum Tisch) und die Klinge senkrecht zum Karton, nicht seitlich geneigt.

Kreise

• Zum Anzeichnen: Zirkel oder ein runder Gegenstand in passender Größe (30-mm-Deckel, Glas, Klebebandrolle, CD mit 120 mm). Die Vorlage der Website markiert immer den Mittelpunkt.
• Zum Schneiden mit der Schere: Schneide zuerst ein Quadrat drumherum aus, dann die Ecken ab (Achteck) und runde danach mit kleinen Schnitten ab. Dreh den Karton, nicht die Hand.
• Zum Schneiden mit dem Cuttermesser: viele kurze, tangentiale Schnitte, dabei den Karton drehen. Versuch keine durchgehende Kurve.
• Zum Schleifen: Schleifpapier mit 120er-Körnung auf einem Holzklotz gleicht unregelmäßige Ränder aus.
• Für das Loch in der Mitte: Vorstecher in den markierten Mittelpunkt, die Scheibe liegt dabei auf Knete. Bei Bedarf durch Drehen eines Bleistifts vergrößern.

Falten: rillen, Talfalte und Bergfalte

Eine ungerillte Falte wird rund und schief. Bevor du faltest, rille die Linie, indem du mit einem leeren Kugelschreiber, der Spitze einer geschlossenen Schere oder dem Rücken der Cutterklinge drückst, immer am Lineal entlang. Bei dünnem Karton reicht ein Durchgang; bei Wellpappe drückst du, bis die Deckschicht leicht eingedrückt ist. Um Wellpappe quer zur Welle zu falten, kann der Erwachsene auf der Außenseite der Falte einen Schnitt mit halber Tiefe machen (nur die obere Deckschicht).

Die Vorlagen verwenden zwei Arten von Falzlinien, wie beim Origami:

Verbindungen

Die richtige Art, zwei Teile zu verbinden, ist genauso wichtig wie sie gut zu schneiden.

Steckschlitze: Die Breite des Schlitzes muss der Kartondicke entsprechen (3–4 mm bei einwelliger Wellpappe; zwei Cutterklingen mit Abstand oder zwei parallele Schnitte und den Streifen herausnehmen). Ist er breiter, wackeln die Teile; ist er schmaler, wird die Welle zerdrückt und reißt. Die Länge beträgt die halbe Höhe des Teils, bei einem von oben und beim anderen von unten.

Verstärkungen

• L-Ecken: Ein 20 × 40 mm großer Kartonstreifen, um 90° gefaltet und innen in eine Ecke geklebt, verdoppelt ihre Stabilität.
• Dreiecke (Winkelstützen): Ein rechtwinkliges Kartondreieck von 30 × 30 mm, in den Winkel zwischen Wand und Grundplatte geklebt, verhindert, dass sich die Wand neigt. Das ist die wirksamste Verstärkung für Türme, Kräne und Brücken (siehe Strukturen).
• Laminieren: Klebe 2 oder 3 Lagen Karton mit gekreuzter Welle aufeinander (eine mit waagerechten Kanälen, die nächste mit senkrechten). Das Ergebnis ist in alle Richtungen steif, wie Sperrholz. Verwende es für Räder, Zahnräder, Hebel und Grundplatten. Klebe die Lagen mit Bastelkleber und lass sie unter einem Gewicht (ein paar Bücher) trocknen, damit sie sich nicht verziehen.
• Kanten: Eine offene Wellpappenkante wird zerdrückt und franst aus. Deck sie mit Malerkrepp ab.
• Rollen: Eine Küchenrolle trägt aufrecht erstaunlich viel Gewicht. Verwende sie als Säule.

Achsen und Räder

Das ist die Technik, an der die meisten Projekte scheitern. Die Regel lautet: Rad und Achse drehen sich zusammen; die Achse dreht sich in einem Lager, das fest am Fahrgestell sitzt. Wenn die Achse (der Schaschlikspieß) direkt durch ein Loch im Karton geht, nutzt sich der Karton ab, das Loch wird größer und die Reibung bremst das Fahrzeug. Die Lösung ist ein Strohhalm.

Spiel (Unterschied zwischen dem Durchmesser der Achse und dem des Lochs):

So zentrierst du einen Deckel. Wenn das Loch nicht in der Mitte ist, „hinkt“ das Rad und das Fahrzeug hüpft. Zuverlässige Methode: Zeichne den Umriss des Deckels auf Papier, schneide den Kreis aus und falte ihn zweimal in der Mitte; die Ecke der Faltung ist der Mittelpunkt. Leg den Kreis in den Deckel und markiere den Mittelpunkt mit dem Vorstecher. Der Erwachsene bohrt mit einem 2,5-mm-Bohrer oder mit einem in der Flamme erhitzten Nagel (mit der Zange gehalten). Die Vorlagen der Website enthalten eine Zentrierhilfe für 30-mm-Deckel.

Prüfungen, bevor es weitergeht:

• Die Schaschlikspieße sind gerade: Roll sie über den Tisch; wenn sie „tanzen“, tausch sie aus.
• Die beiden Strohhalme liegen parallel zueinander und rechtwinklig zur Längsachse des Fahrgestells (nimm das Geodreieck).
• Der Spieß dreht sich frei im Strohhalm: Puste gegen ein Rad, es muss sich von allein mehrmals drehen.
• Die Räder berühren weder das Fahrgestell noch den Strohhalm (Spiel von 2–3 mm).
• Von vorn gesehen stehen die Räder senkrecht und eiern beim Drehen nicht.
• Alle vier Räder berühren gleichzeitig den Boden.

Scharniere

• Klebebandscharnier: Leg die beiden Teile mit 2 mm Abstand aneinander und klebe Malerkrepp oder Gewebeband auf beide Seiten. Schnell und ausreichend für Deckel und Türen.
• Filmscharnier: Bei Wellpappe schneidet der Erwachsene nur die obere Deckschicht und die Welle durch, ohne die untere Deckschicht zu durchtrennen. Die verbleibende Schicht wirkt als Scharnier. Verwende es für Falten, die selten geöffnet und geschlossen werden.
• Achsscharnier: Zwei Strohhalmstücke auf ein Teil und eins auf das andere geklebt, abwechselnd, mit einem Schaschlikspieß hindurch. Sehr haltbar; so ist es bei der Burg mit Zugbrücke gemacht.

Gelenke mit Musterbeutelklammern

Die Musterbeutelklammer (die „Reißzwecke“ mit spreizbaren Beinen) ist die einfachste Art, ein Drehgelenk zu bauen: Arme, Beine, Hebel, die Mechanische Hand mit Sehnen oder der Baggerarm mit Spritzen.

1. Markiere den Drehpunkt auf beiden Teilen, mindestens 10–12 mm vom Rand entfernt.
2. Stich mit dem Vorstecher auf Knete vor und weite das Loch durch Drehen eines Bleistifts auf etwa 4 mm: Das Gelenk muss sich ohne Kraft drehen.
3. Leg die Teile übereinander, steck die Musterbeutelklammer durch und spreize die Beine in entgegengesetzte Richtungen, flach am Karton.
4. Ist es zu locker, leg eine Unterlegscheibe aus dünnem Karton zwischen die Teile. Ist es zu fest, biege die Beine etwas auf.
5. Bei Gelenken, die viel arbeiten, verstärke die Stelle vor dem Durchstechen auf beiden Seiten mit einem runden Stück Malerkrepp.

Riemenscheiben und Zahnräder aus Karton

Riemenscheibe: Klebe drei laminierte Scheiben zusammen: zwei große außen (zum Beispiel 40 mm) und eine kleinere in der Mitte (30 mm). Die Vertiefung zwischen den beiden großen ist die Rille, in der Schnur oder Gummiband laufen, und verhindert, dass sie herausspringen. Mit Deckeln: Klebe zwei Deckel mit den Böden aneinander, Öffnung nach außen; die Verbindung bildet die Rille.

Zahnräder aus der Kartonwelle: der nützlichste Trick für selbst gebaute Zahnräder. Schneide einen 10–15 mm breiten Streifen Wellpappe, bei dem die Kanäle quer zum Streifen verlaufen, befeuchte ihn auf einer Seite leicht und zieh diese glatte Deckschicht ab: Die Welle liegt jetzt frei. Wickle den Streifen mit der Welle nach außen um eine Scheibe aus laminiertem Karton und klebe ihn mit Bastelkleber fest. Die Kanäle dienen als Zähne, alle gleich (etwa 4 mm Teilung bei einwelligem Karton), und greifen in jedes andere genauso gebaute Zahnrad. Das ist die Technik der Kran mit Zahnrad und Ritzel.

Zahnräder nach Vorlage: Schneide das gedruckte Zahnrad aus, aufgeklebt auf zwei laminierte Lagen. Zähne unter 5 mm Breite brechen bei Wellpappe ab: Für kleine Zahnräder nimm 2 mm dicke Graupappe. Setz die Achsen zweier Zahnräder genau so weit auseinander, wie die Projektseite angibt (die Summe der beiden Radien): Sind sie zu nah, blockieren sie; sind sie zu weit auseinander, springen sie über.

So verwendest du die 1:1-Vorlagen

1. Drucke mit 100 % und prüfe, ob die rote Linie in der Kopfzeile 50 mm misst (siehe So nutzt du diese Website).
2. Schneide die Vorlage mit etwa 5 mm Rand um jedes Teil aus.
3. Methode 1, aufkleben: Trag Klebestift auf die Rückseite des Papiers auf (nur an den Ecken und in der Mitte, wenn du es später ablösen willst) und klebe es auf den Karton, dabei den Pfeil für die Wellenrichtung beachten. Schneide Papier und Karton zusammen entlang der durchgezogenen Linie. Das ist die genaueste Methode.
4. Methode 2, durchdrücken: Fixiere die Vorlage mit Malerkrepp und fahre den Umriss mit einem Vorstecher oder einem Kugelschreiber mit Druck nach: Er zeichnet sich auf dem Karton ab. Oder schneide die Vorlage aus und umfahre sie mit dem Bleistift.
5. Methode 3, wiederverwendbare Schablone: Für Teile, die du oft brauchst (in der Klasse), klebe die Vorlage auf 2 mm dicke Graupappe, schneide sie aus und zeichne damit an.
6. Übertrage auch die Markierungen auf den Karton: Löcher (mit dem Vorstecher durch das Papier), Falzlinien (rillen) und die Buchstaben der Teile.

3D-Druck

Die Teile der Projekte lassen sich auch im 3D-Drucker herstellen. Die Dateien sind für einen Anycubic Kobra 3 mit ACE Pro (Druckbett 250 × 250 mm) und PETG vorbereitet, funktionieren aber mit jedem Drucker mit einem Druckbett dieser Größe. Auf jeder Projektseite zeigt der Abschnitt „3D-Drucker“, ob es sich lohnt, das Projekt zu drucken, und welche Teile.

• Empfohlen: Das Projekt wird in PETG besser. Meist aus einem dieser Gründe: Es hat Mechanismen, die sich abnutzen (Zahnräder, Riemenscheiben, Kurbeln, Gelenke), muss Kraft aushalten (Spritzen, Gummibänder, gespannte Fäden), wird nass oder muss genau sein (Löcher, Schlitze, Abstände).
• Einige Teile: Nur einige Teile gewinnen in PETG. Der Rest wird aus Karton oder Papier gemacht, weil er nicht aufs Druckbett passt, leicht sein muss oder Papier ist (Vorlagen, Skalen, Zeichnungen).
• Besser aus Karton: Drucken lohnt sich nicht. Vielleicht muss das Projekt sehr leicht sein (Luftballons, Luft, Wind), schwimmen oder Hitze aushalten, oder es besteht nur aus Papier.

Was du herunterlädst

• Druckplatten (.3mf): Jede Datei ist ein komplettes Druckbett mit den Teilen und ihren Kopien, schon angeordnet und ohne Überlappungen. Öffne sie in Anycubic Slicer Next (oder einem anderen Slicer) und slice sie, ohne die Teile zu verschieben. Lange, schmale Teile, die nur diagonal passen, liegen allein auf ihrer Platte, bereits um 45° gedreht.
• Einzelteile (.stl): um nur das Teil neu zu drucken, das kaputtgegangen oder verloren gegangen ist.
• Skaliere die Modelle nicht im Slicer: Das Spiel der Löcher und die Dicke der Scharniere sind in echten Millimetern berechnet.

Wie der Karton in PETG umgesetzt wurde

Die Oberseite des Drucks ist die Seite, die man auf der Vorlage sieht. Nicht gedruckt werden Papier, durchsichtige oder spiegelnde Kunststoffe, Styropor, Materialien, die kein Karton sind (Strohhalme, Schaschlikspieße, Draht, Gummibänder ...), und Teile, die nicht aufs Druckbett passen: Die macht man so, wie es auf der Projektseite steht.

Starteinstellungen (PETG auf dem Kobra 3)

Beginne mit dem PETG-Profil von Anycubic Slicer Next für den Kobra 3 (0,4-mm-Düse) und prüfe diese Werte:

Die Gramm- und Zeitangaben auf jeder Projektseite sind Schätzungen mit diesen Einstellungen. Der Slicer gibt dir den genauen Wert.

Der ACE Pro: Farben und Trocknen

• Eine Farbe pro Platte. Jedes Teil auf der Platte ist ein Objekt mit Buchstaben und Namen, du kannst ihm also eine Farbe zuweisen. Aber alle Teile wachsen gleichzeitig, Schicht für Schicht: Mit zwei Farben auf derselben Platte würde der Drucker in jeder Schicht das Filament wechseln und viel Kunststoff spülen. Wähle eine Farbe für die ganze Platte und wechsle die Spule im ACE Pro vor der nächsten Platte.
• Farben mit Funktion. Für Projekte mit Licht und Schatten (Spektroskop, Camera obscura, Schattentheater, Planetarium, Zoetrop) nimm schwarzes oder dunkles, blickdichtes PETG: Helle Farben lassen Licht durch den Kunststoff. Für Projekte, die Licht streuen (Smart Home, Lavalampe), weißes oder transluzentes PETG.
• Trocknen. PETG nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf. Wenn es beim Drucken knistert, viele Fäden zieht oder die Scharniere beim ersten Knicken brechen, trockne es im ACE Pro (höchste Temperatur, etwa 4–6 Stunden) und bewahre es mit Trockenmittel auf.

Scharniere: biegen, ohne zu brechen

1. Warte, bis das Druckbett ganz abgekühlt ist: Das PETG löst sich von selbst oder wenn du die Platte leicht biegst.
2. Knicke jedes Scharnier beim ersten Mal langsam, das Teil dabei an der Tischkante aufgelegt. Eine „Talfalte“ wird zur Oberseite hin geknickt (die Rille schließt sich), eine „Bergfalte“ nach hinten.
3. Knicke es 3- oder 4-mal hin und her, bevor du klebst. Ein gut gedrucktes PETG-Scharnier hält Hunderte von Knickvorgängen aus.
4. Bekommt ein Scharnier beim ersten Knicken einen Riss, ist das Filament feucht oder der Lüfter läuft zu stark (siehe oben).

Montieren: Spiel, Achsen und Kleber

• Achsen: Die 3-mm-Schaschlikspieße passen mit 0,3 mm Spiel und drehen sich ohne zu reiben. Ist einer zu stramm, reibe das Loch mit einem 3,5-mm-Bohrer nach, den du mit den Fingern drehst, ohne Bohrmaschine.
• PETG kleben: Bastelkleber und Klebestift halten nicht. Nimm Sekundenkleber (trägt der Erwachsene auf) oder Heißkleber und schleife die Kontaktfläche vorher mit 120er-Schleifpapier an. Doppelseitiges Schaumklebeband eignet sich auch, um Teile auf Karton zu montieren.
• Grate: entfernt der Erwachsene mit dem Cuttermesser; Kinder können die Kanten mit Schleifpapier nacharbeiten.

Was sich gegenüber Karton ändert

• Gewicht. Bei gleicher Dicke wiegt ein PETG-Teil 3- bis 5-mal so viel wie eins aus Karton (die Projektseite gibt beide Gewichte an). Bei allem, was mit wenig Kraft bewegt wird (Luftballons, Solarmotor, Wind, Vibration), ist das ein Problem. Bei allem, was sich dreht oder Stöße abbekommt, kann es ein Vorteil sein: Eine schwerere Trommel dreht gleichmäßiger, und ein schwererer Dominostein fällt zuverlässiger.
• Wasser: PETG weicht in Wasser nicht auf, schwimmt aber nicht (1,27 g/cm³). Ein Boot braucht einen geschlossenen Rumpf.
• Hitze: PETG beginnt bei etwa 75–80 °C weich zu werden. Keine Teile im Solarofen, mit kochendem Wasser oder im Sommer in einem Auto in der Sonne.
• Haltbarkeit: Ein PETG-Teil kann jahrelang halten. Das lohnt sich für Dinge, die immer wieder benutzt werden (Startrampen, Lehren, Rahmen, Mechanismen).

Sicherheit beim Drucker

• Den Drucker bedient ein Erwachsener. Die Düse erreicht etwa 240 °C und das Druckbett 80 °C: Kinder schauen von außen zu und fassen das Druckbett erst an, wenn es abgekühlt ist.
• Drucke in einem gut belüfteten Raum und nicht im Kinderzimmer.
• Kleine Teile (Unterlegscheiben, Abstandhalter, Spielsteine) können verschluckt werden: Bewahre sie außer Reichweite von Kindern unter 3 Jahren auf.

Elektrizität ohne Angst

Du musst dich nicht mit Elektronik auskennen, um die Elektroprojekte dieser Website zu bauen. Du musst fünf Begriffe verstehen (Stromkreis, Spannung, Strom, Polarität, Kurzschluss) und wissen, wie man einen Fehler systematisch sucht. Alles läuft mit Batterien von 1,5 bis 9 V, die für Menschen nicht gefährlich sind. Die einzige echte Gefahr ist die Steckdose, die nie benutzt wird.

Der Stromkreis: der Vergleich mit Wasser

Stell dir einen Stromkreis wie einen geschlossenen Wasserkreislauf vor: Eine Pumpe drückt Wasser durch ein Rohr, das Wasser treibt ein Wasserrad an und fließt zur Pumpe zurück.

Der Kerngedanke: Strom fließt nur, wenn der Weg geschlossen ist, vom Pluspol (+) der Batterie durch die Bauteile bis zum Minuspol (−). Gibt es irgendwo eine Unterbrechung (ein loses Kabel, eine Klemme, die nicht greift, ein offener Schalter), funktioniert gar nichts. Deshalb heißt es Stromkreis: Es ist ein Kreis.

Batterien: welche du nimmst

Warum wir Batterien in Batteriehalter stecken: Sie lassen sich mit festen Kabeln anschließen, leicht austauschen, und es ist viel schwerer, sie versehentlich kurzzuschließen. Zwei AA-Batterien in einem 2er-Halter sind in Reihe geschaltet: Ihre Spannungen addieren sich (1,5 + 1,5 = 3 V). Das rote Kabel ist +, das schwarze −. Hat der Batteriehalter einen Schalter, schalte ihn beim Aufbauen aus.

Polarität

Manche Bauteile funktionieren gleich, egal wie man sie anschließt (Widerstände, Glühbirnen, Motoren, wobei der Motor die Drehrichtung ändert). Andere funktionieren nur in einer Richtung: LEDs, aktive Summer und Solarmodule. Das nennt man Polarität. Eine Konvention, an die du dich immer halten solltest: Rot = Plus (+), Schwarz = Minus (−). Wenn alle Kabel am + rot sind, sieht man Fehler auf einen Blick.

Die LED

Eine LED (Leuchtdiode) ist eine kleine Lampe, die sehr wenig Strom verbraucht, aber zwei Bedingungen stellt:

1. Sie hat eine Richtung. Das lange Beinchen (Anode) geht zum + der Batterie, das kurze (Kathode) zum −. Wenn die Beinchen gekürzt wurden, schau auf den Rand des Gehäuses: Die abgeflachte Seite gehört zum kurzen Beinchen (−). In einer durchsichtigen LED ist das größere Innenteil meist das −. Steckst du sie falsch herum ein, geht sie nicht kaputt: Sie leuchtet einfach nicht. Dreh sie um.
2. Sie braucht einen Widerstand, der den Strom begrenzt. Eine LED bremst den Strom nicht von selbst: Schließt du sie direkt an eine Batterie mit höherer Spannung an, als sie braucht, fließt so viel Strom, dass sie heiß wird und in Sekunden durchbrennt (oder schwächer wird und viel kürzer hält). Der Widerstand kann vor oder hinter der LED sitzen: Das ist egal.

Welchen Widerstand du nimmst. Die Werte sind für etwa 10–15 mA berechnet, genug, damit die LED hell leuchtet und lange hält. Wenn du den genauen Wert nicht hast, nimm den nächsthöheren: Die LED leuchtet dann etwas schwächer, ganz ohne Gefahr.

Grüne LEDs können 2 V (gelbgrün) oder 3 V (sattgrün) brauchen. Fang mit dem Widerstand aus der roten Spalte an; leuchtet sie nicht oder nur sehr schwach, probier den aus der blauen Spalte.

Für Erwachsene, die Formel: R = (V_Batterie − V_LED) / I. Zum Beispiel eine rote LED (2 V) an einer 9-V-Batterie mit 15 mA: R = (9 − 2) / 0,015 = 467 Ω → 470 Ω. Die Widerstände im Set erkennt man an den Farbringen (4 Ringe): 100 Ω = braun-schwarz-braun; 220 Ω = rot-rot-braun; 470 Ω = gelb-violett-braun; der vierte, goldene Ring ist die Toleranz. Bewahre sie in beschrifteten Fächern auf, dann musst du keine Farben lesen.

Gleichstrommotoren

Die Motoren im Set (Typ 130, 3–6 V) drehen sich, sobald sie Strom bekommen. Drei Dinge solltest du wissen:

• Die Drehrichtung hängt davon ab, wie du sie anschließt. Vertauschst du die beiden Kabel, dreht er andersherum. Es gibt keine „falsche“ Art: Wenn der Ventilator nach hinten bläst oder das Auto rückwärtsfährt, vertausch die Kabel.
• Sie drehen sehr schnell und mit wenig Kraft (etwa 6000–9000 Umdrehungen pro Minute ohne Last). Um ein Fahrzeug anzutreiben, muss man die Drehzahl mit einer Riemenscheibe oder Zahnrädern untersetzen (siehe Mechanismen); direkt an ein Rad angeschlossen, bleibt der Motor stehen.
• Sie brauchen zum Anlaufen ziemlich viel Strom (0,3–1 A). Deshalb läuft ein Motor vom Typ 130 mit einem Mini-Solarmodul (das 100–200 mA liefert) nicht an und funktioniert mit einer 9-V-Batterie schlecht. Für Solarprojekte braucht man einen „Solarmotor“ mit niedrigem Anlaufstrom (RF-300 oder ähnlich), der sich schon mit 25 mA dreht, wie beim Solarauto mit Riemenantrieb. Ein Motor, der brummt, sich aber nicht dreht, verlangt mehr Strom, als er bekommt, oder wird mechanisch gebremst.

Aktiver und passiver Summer

Ein aktiver Summer enthält eine kleine Schaltung, die ihn piepen lässt, sobald er Gleichstrom bekommt: Das ist der, den Projekte wie der Türalarm mit Summer oder der Taster-Telegraf brauchen. Er hat eine Polarität (langes Beinchen oder rotes Kabel an +) und trägt meist einen Aufkleber, der nach dem Löten abgezogen wird; du kannst ihn drauflassen, er dämpft nur den Ton. Ein passiver Summer ist nur ein kleiner Lautsprecher: Mit einer Batterie macht er beim Anschließen nur „klick“. Wenn du kaufst, such nach „aktiver Summer 3–5 V“. Zur Unterscheidung: Schließ ihn an 2 AA-Batterien an; piept er dauerhaft, ist er aktiv.

Selbst gebaute Schalter

Ein Schalter ist nichts anderes als zwei Metallkontakte, die sich berühren oder trennen. Drei Varianten, die in 5 Minuten fertig sind:

• Büroklammer und Musterbeutelklammern: zwei Musterbeutelklammern, im Abstand von etwa 25 mm in einen Karton gesteckt; unter jeder ein Kabel (um die Beine gewickelt). Eine Büroklammer aus Metall (ohne Kunststoff) wird an einer der beiden eingehängt und gedreht, bis sie die andere berührt. Das ist der Schalter der Röhren-Taschenlampe mit Schalter.
• Alufolie: zwei 2 × 2 cm große Quadrate aus Alufolie, mit Klebeband befestigt, unter jedem das abisolierte Ende eines Kabels. Wenn sie sich berühren (zum Beispiel beim Schließen einer Tür oder beim Betreten eines Teppichs), schließt sich der Stromkreis. Das ist die Grundlage der Türalarm mit Summer.
• Taster: ein 2 × 8 cm großer Kartonstreifen, in der Mitte gefaltet, mit Alufolie oder Kupferband auf der Innenseite jeder Hälfte und einem Stückchen Moosgummi oder Karton dazwischen am Ende beim Falz, damit sie von selbst auseinandergehen. Beim Drücken berühren sich die Kontakte; beim Loslassen öffnen sie sich. Ideal für den Taster-Telegraf.

Verbindungen ohne Löten

• Krokodilklemmen: am schnellsten zum Ausprobieren. Sie müssen ins Metall beißen, nicht in die Kunststoffisolierung. Bei billigen Klemmen ist das Kabel innen manchmal schlecht angeschlossen: Wenn ein Stromkreis nicht funktioniert, tausch die Klemme aus.
• Verdrillen und abkleben: Isoliere 15 mm jedes Kabels ab, kreuze die Drähte und verdrille sie 4–5 Umdrehungen miteinander, biege die Verbindung nach hinten und umwickle sie mit Isolierband. Um ein Kabel mit dem Beinchen einer LED zu verbinden, wickle das Kabel 3-mal um das Beinchen.
• Musterbeutelklammern als Anschlussklemmen: Wickle das Kabel um die Beine, bevor du sie spreizt.
• Kupferband: Leiterbahnen, auf Karton oder Papier geklebt. Wenn das Band keinen leitfähigen Kleber hat, schneide es an den Ecken nicht durch, sondern falte es um. An Stoßstellen ein Stück darüberkleben und andrücken.
• Leitfähige Knete: Selbst gemachte Knete mit Salz leitet; die mit Zucker isoliert. Siehe Stromkreise aus leitfähiger Knete.
• Kabel abisolieren: mit der Abisolierzange; hast du keine, ritzt der Erwachsene die Isolierung mit der Schere an, während er das Kabel dreht (ohne fest zu drücken), und zieht sie ab. Die Kupferdrähte müssen glänzen und dürfen nicht angeschnitten sein.

Reihen- und Parallelschaltung

Wenn es zwei Bauteile gibt (zwei LEDs, zwei Motoren), kann man sie auf zwei Arten anschließen:

Der Kurzschluss

Ein Kurzschluss ist ein Weg ohne etwas, das den Strom bremst: ein Kabel (oder Alufolie oder eine Klemme), das + und − der Batterie direkt verbindet. Die ganze Energie der Batterie wird im Kabel und in der Batterie selbst zu Wärme. Bei AA-Batterien spürt man die Wärme nach 5–10 Sekunden, und die Batterie entlädt sich; bei Lithiumbatterien oder mehreren Batterien kann es zu Verbrennungen kommen. Anzeichen: Kabel oder Batteriehalter werden warm, nichts funktioniert, die Batterie ist sehr schnell leer. Vorbeugung: Fahr den Weg des Stromkreises mit dem Finger ab, bevor du die Batterie einlegst („vom + geht ein Kabel ab, läuft durch den Widerstand, durch die LED und zurück zum −“), und prüfe, dass sich keine blanken Kabel berühren.

Fehlersuche bei einem Stromkreis, der nicht funktioniert

Geh in dieser Reihenfolge vor. In den allermeisten Fällen liegt der Fehler in den ersten drei Schritten.

1. Ist er eingeschaltet? Schalter am Batteriehalter auf ON, der selbst gebaute Schalter geschlossen.
2. Sind die Batterien in Ordnung? Nach den +- und −-Symbolen im Batteriehalter eingelegt; neu oder in einem anderen Gerät getestet (oder mit dem Multimeter: jede über 1,3 V).
3. Sind LEDs, Summer und Solarmodule richtig herum? Langes Beinchen zum +. Im Zweifel umdrehen: Es geht nichts kaputt.
4. Ist der Stromkreis geschlossen? Fahr den Weg mit dem Finger vom + bis zum − ab. Such nach Klemmen, die in Kunststoff statt Metall beißen, nicht abisolierten Kabeln, die nur umwickelt sind, Musterbeutelklammern, die das Kabel nicht berühren.
5. Gibt es einen Kurzschluss? Wenn etwas warm wird, abklemmen und nach zwei Kabeln suchen, die sich berühren, oder nach einem Weg, der ein Bauteil überbrückt.
6. Ist ein Bauteil kaputt? Teste jedes Teil einzeln direkt am Batteriehalter (die LED mit ihrem Widerstand). Tausch die Krokodilklemmen gegen andere aus.
7. Ist der Widerstand der richtige? Einer mit 470 Ω an 2 AA-Batterien lässt die LED nur sehr schwach leuchten, bei Tageslicht fast unsichtbar.
8. Teile und herrsche: Bei einem großen Stromkreis bau nur den ersten Teil auf (Batterie + eine LED) und füge nach und nach Teile hinzu, bis es nicht mehr funktioniert. Das zuletzt hinzugefügte Teil ist verdächtig.

Multimeter-Grundlagen (optional, für Erwachsene und Kinder ab 11)

Ein Multimeter für 10–15 € macht aus der Fehlersuche eine Prüfung von 30 Sekunden. Du brauchst nur zwei Funktionen:

• Batterien messen: Stell den Drehschalter auf „V⎓“ (Gleichspannung), Bereich 20 V. Rote Prüfspitze an +, schwarze an −. Eine neue AA-Batterie zeigt 1,5–1,6 V; unter 1,2 V ist sie für Motoren verbraucht. Erscheint eine negative Zahl, hast du die Prüfspitzen vertauscht (nicht schlimm).
• Durchgang (der Piepton): Drehschalter auf das Lautsprecher- oder Diodensymbol. Ohne Batterie im Stromkreis berühre die beiden Enden eines Kabels, einer Klemme oder eines geschlossenen Schalters: Piept es, fließt Strom durch. Ideal, um kaputte Klemmen und schlecht abisolierte Kabel zu finden.

Benutze die Strommessbereiche (A, mA) nicht, wenn du nicht weißt, was du tust: Wenn du den Strom direkt an den Polen einer Batterie misst, erzeugst du einen Kurzschluss und kannst die Sicherung des Multimeters durchbrennen lassen. Und bring es niemals, unter keinen Umständen, mit den Kindern in die Nähe einer Steckdose.

Mechanismen und Physik

Hinter jedem Fahrzeug, jedem Kran und jedem Katapult steckt eine Handvoll physikalischer Prinzipien, die immer wiederkehren. Wenn du sie kennst, kannst du erklären, warum ein Projekt funktioniert, und vor allem, warum es nicht funktioniert. Zu jedem Begriff findest du eine Erklärung für dich, einen Satz, den du einem 6–8-jährigen Kind genau so sagen kannst, und die Projekte der Website, in denen er vorkommt.

Hebel

Für Erwachsene. Ein Hebel ist eine starre Stange, die sich um einen Auflagepunkt (Drehpunkt) dreht. Das Hebelgesetz besagt: Kraft × Abstand zum Drehpunkt = Last × Abstand zum Drehpunkt. Drückst du in dreimal so großem Abstand vom Drehpunkt wie die Last, brauchst du ein Drittel der Kraft, aber dein Ende legt den dreifachen Weg zurück: Der Hebel schenkt keine Energie, er tauscht Kraft gegen Weg. Je nachdem, wo Drehpunkt, Kraft und Last liegen, gibt es drei Arten:

Für das Kind: „Mit einem Hebel kannst du sehr schwere Sachen hochheben, wenn du weit weg von dem Punkt drückst, auf dem er aufliegt. Je weiter weg du drückst, desto weniger Kraft brauchst du.“

Wo es vorkommt: Hebel-Katapult (verschiebe den Drehpunkt und miss die Wurfweite), Burg mit Zugbrücke, Tisch-Flipper (die Flipperhebel), Greifautomat wie auf der Kirmes, Taster-Telegraf (die Taste).

Riemenscheiben und Rollen

Für Erwachsene. Eine feste Rolle (an der Decke oder am Kranausleger befestigt) verringert die Kraft nicht, sie ändert nur ihre Richtung: Du ziehst nach unten, um etwas hochzuheben. Eine lose Rolle (die mit der Last nach oben fährt) verteilt das Gewicht auf zwei Seilabschnitte und halbiert die Kraft, dafür musst du doppelt so viel Seil ziehen. Durch Kombination von Rollen (Flaschenzug) vervielfacht sich die Wirkung. Zwei unterschiedlich große Riemenscheiben, die durch einen Riemen (ein Gummiband) verbunden sind, wirken wie Zahnräder: Das Übersetzungsverhältnis ist das Verhältnis der Durchmesser. Beim Solarauto mit Riemenantrieb treibt die Motorwelle (etwa 3 mm mit ihrer Hülle) eine 20-mm-Riemenscheibe an: etwa 7 Motorumdrehungen pro Radumdrehung und 7-mal so viel Kraft.

Für das Kind: „Eine Rolle ist ein Rad mit einer Rille, in der das Seil läuft. Wenn das Seil auf einer Seite runtergeht, geht es auf der anderen hoch. Mit mehreren Rollen kannst du schwere Sachen mit wenig Kraft hochheben, aber du musst viel Seil ziehen.“

Wo es vorkommt: Seilzugkran mit Kurbelwinde, Solarauto mit Riemenantrieb (Riemen), Burg mit Zugbrücke, Kettenreaktion auf dem Tisch.

Zahnräder und Übersetzungsverhältnis

Für Erwachsene. Zwei ineinandergreifende Zahnräder drehen sich in entgegengesetzte Richtungen. Hat eins 12 Zähne und das andere 24, dann hat das kleine nach einer vollen Umdrehung 12 Zähne des großen weitergeschoben, das sich dabei nur um eine halbe Umdrehung gedreht hat. Das Übersetzungsverhältnis ist 12:24 = 1:2. Treibt das kleine das große an (Untersetzung), dreht sich die Abtriebswelle langsamer, aber mit mehr Drehmoment (Drehkraft); umgekehrt (Übersetzung ins Schnelle) dreht sie schneller mit weniger Kraft. Das ist dasselbe wie das Schalten beim Fahrrad. Damit sich das letzte Zahnrad in dieselbe Richtung dreht wie das erste, setzt man ein Zwischenrad („Losrad“) ein, das das Verhältnis nicht ändert.

Für das Kind: „Die Zähne des einen Rads schieben die Zähne des anderen an. Wenn das große Rad doppelt so viele Zähne hat, muss sich das kleine zweimal drehen, damit sich das große einmal dreht. Das große ist langsamer, hat aber mehr Kraft.“

Wo es vorkommt: Kran mit Zahnrad und Ritzel, Solarauto mit Riemenantrieb, Windmesser aus Bechern (zum Zählen der Umdrehungen).

Räder und Achsen

Für Erwachsene. Ein Rad verringert die Reibung enorm im Vergleich zum Schleifen eines Gegenstands: Statt über den Boden zu rutschen, rollt das Rad, und die Reibung konzentriert sich auf die Achse, die klein ist und sich schmieren oder in ein Lager setzen lässt. Ein großes Rad überwindet Hindernisse besser und kommt pro Umdrehung weiter; ein kleines braucht weniger Kraft zum Drehen. Das Fahrzeug fährt nur geradeaus, wenn beide Achsen parallel und die Räder gleich sind.

Für das Kind: „Eine Kiste mit Rädern zu schieben ist viel leichter, als sie über den Boden zu ziehen. Die Räder drehen sich, und das Stäbchen in der Mitte, die Achse, dreht sich in einem Röhrchen, damit es nicht klemmt.“

Wo es vorkommt: in allen Fahrzeugen: Solarauto mit Riemenantrieb, Gummimotor-Auto, Luftballon-Auto; außerdem bei der Windrad mit vier Flügeln und beim Windmesser aus Bechern. Technik unter Techniken mit Karton.

Reibung

Für Erwachsene. Reibung ist die Kraft, die dem Gleiten zweier Flächen aufeinander entgegenwirkt. Sie hängt von den Materialien ab und davon, wie stark sie aneinandergedrückt werden, kaum von der Kontaktfläche. In den Achsen ist sie der Feind (sie bremst das Fahrzeug und leert die Batterie), bei den Rädern (ohne Reibung am Boden würden sie durchdrehen) und bei den Verbindungen der Verbündete. Deshalb ziehen wir Gummibänder als Reifen über glatte Deckel und setzen Strohhalme als Lager für die Achsen ein. Auch Luft reibt: Der CD-Luftkissenboot gleitet auf einem Luftpolster, das die Reibung mit dem Tisch fast aufhebt.

Für das Kind: „Wenn zwei Dinge aneinander reiben, bremsen sie sich. Deshalb rutschst du mit Socken aus, aber nicht mit Turnschuhen. Wir wollen, dass die Räder am Boden greifen, aber dass sich die Achse dreht, ohne gebremst zu werden.“

Wo es vorkommt: Gummimotor-Auto, CD-Luftkissenboot, Murmel-Labyrinth zum Kippen, Tisch-Flipper.

Hydraulik mit Spritzen

Für Erwachsene. Verbindest du zwei Spritzen mit einem wassergefüllten Schlauch und drückst einen Kolben hinein, kommt der andere heraus. Wasser ist praktisch nicht komprimierbar: Das ganze Volumen, das auf einer Seite hineingeht, kommt sofort auf der anderen heraus. Mit Luft funktioniert das System auch, aber Luft lässt sich zusammendrücken wie eine Feder: Es gibt eine Verzögerung, die Bewegung ist schwammig und verliert Kraft. Deshalb nimmt man Wasser. Sind die Spritzen unterschiedlich groß, ist der Druck in der ganzen Flüssigkeit gleich (Pascalsches Prinzip), aber die Kraft ist proportional zur Kolbenfläche: Drückst du eine 10-ml-Spritze (Kolben etwa 15 mm) gegen eine 20-ml-Spritze (etwa 20 mm), drückt die große mit etwa 1,8-mal so viel Kraft, bewegt sich aber nur etwa 1,8-mal weniger weit. So funktionieren die Bremsen eines Autos und Bagger.

Für das Kind: „Wasser kann man nicht zusammendrücken. Wenn du Wasser durch einen Schlauch drückst, kommt es auf der anderen Seite heraus und schiebt, was dort ist. Luft kann man zusammendrücken, wie ein Kissen, deshalb ruckelt es mit Luft.“

So befüllst du ohne Blasen: Tauch beide Spritzen und den Schlauch in eine Schüssel mit Wasser (etwas Lebensmittelfarbe hilft, die Blasen zu sehen). Füll eine Spritze ganz, lass bei der anderen den Kolben eingedrückt, verbinde beide unter Wasser mit dem Schlauch und nimm alles heraus. Bleiben Blasen, schieb sie in eine Spritze, deren Spitze nach oben zeigt, löse den Schlauch und drück sie heraus.

Wo es vorkommt: Baggerarm mit Spritzen, Hydraulischer Lastenaufzug.

Schwerpunkt

Für Erwachsene. Das ist der Punkt, in dem man sich das ganze Gewicht eines Gegenstands vereint vorstellen kann. Ein Gegenstand bleibt stehen, solange die Senkrechte durch seinen Schwerpunkt innerhalb seiner Standfläche liegt. Je tiefer er liegt und je breiter die Standfläche, desto stabiler. Ein aufgehängter Gegenstand kommt mit dem Schwerpunkt genau unter dem Aufhängepunkt zur Ruhe: Deshalb tragen Spielzeug-Seiltänzer Gewichte an den Enden der Arme, unterhalb des Auflagepunkts.

Für das Kind: „Alle Dinge haben einen Punkt, an dem sie im Gleichgewicht sind. Wenn du das Gewicht nach unten bringst und die Füße auseinanderstellst, fällt es ganz schwer um.“

Wo es vorkommt: Tisch, der zu schweben scheint, Spinne mit sechs Gelenkbeinen, Turm aus Spaghetti und Marshmallows, Papierflieger-Gleiter (die Büroklammer an der Nase verlagert den Schwerpunkt nach vorn und stabilisiert ihn).

Strukturen und Dreiecke

Für Erwachsene. Ein Rechteck aus Stäben, die an den Ecken verbunden sind, verformt sich leicht (es wird zur Raute), weil sich seine Winkel ändern können. Ein Dreieck nicht: Bei drei festen Seiten ist seine Form eindeutig. Deshalb sind Kräne, Strommasten und Brücken voller Dreiecke. Bei Karton macht eine Diagonale oder eine dreieckige Winkelstütze in jeder Ecke aus einer wackeligen Struktur eine steife. Außerdem halten Teile Zug oder Druck besser aus als Biegung: Ein flaches A4-Blatt trägt gar nichts; wie eine Ziehharmonika gefaltet oder zu einer Röhre gerollt, trägt es Bücher.

Für das Kind: „Drück auf ein Quadrat aus Stäbchen: Es verbiegt sich. Jetzt probier es mit einem Dreieck: Es bewegt sich nicht. Dreiecke sind die stabilste Form.“

Wo es vorkommt: Turm aus Spaghetti und Marshmallows, Ziehharmonika-Brücke aus Papier, Seilzugkran mit Kurbelwinde, Kran mit Zahnrad und Ritzel.

Elastische und potenzielle Energie

Für Erwachsene. Energie entsteht nicht, sie wird umgewandelt. Ein gedehntes Gummiband, ein gebogener Plastiklöffel oder ein aufgeblasener Luftballon speichern elastische Energie; ein hochgelegener Gegenstand speichert potenzielle Energie (Lageenergie; umso mehr, je höher und schwerer er ist). Lässt man sie los, wird diese Energie zu Bewegung (kinetische Energie). Bei jeder Umwandlung geht ein Teil durch Reibung als Wärme und Schall verloren, deshalb kommt eine Murmel nie wieder auf die Höhe, von der sie gestartet ist. Autos mit „Schwungradantrieb“ speichern Energie in einem schnell drehenden Schwungrad.

Für das Kind: „Wenn du ein Gummiband dehnst, speicherst du Energie darin. Wenn du es loslässt, kommt die Energie heraus und schießt die Kugel weg. Eine Murmel oben hat auch gespeicherte Energie: Beim Herunterfallen nutzt sie sie zum Rollen.“

Wo es vorkommt: Hebel-Katapult, Gummimotor-Auto, Springender Papierfrosch, Murmel-Labyrinth zum Kippen, Kettenreaktion auf dem Tisch.

Actio und Reactio

Für Erwachsene. Drittes newtonsches Gesetz: Wenn ein Körper einen anderen anschiebt, erhält er einen gleich großen Schub in die Gegenrichtung. Ein Luftballon, der Luft nach hinten ausstößt, wird nach vorn geschoben; eine Rakete „stützt sich“ nicht an der Luft ab, sie stößt die Gase (oder das Wasser) weg, die sie ausstößt. Je mehr Masse sie ausstößt und je schneller, desto größer der Schub: Deshalb fliegt die Flaschenrakete mit etwas Wasser viel weiter als nur mit Luft.

Für das Kind: „Wenn du etwas anschiebst, schiebt dieses Etwas dich an. Der Ballon schiebt die Luft nach hinten, und die Luft schiebt den Ballon nach vorn.“

Wo es vorkommt: Luftballon-Auto, Ballonrakete an der Schnur, Druckluft-Raketenwerfer, Rakete aus Essig und Natron, Pop-Pop-Boot mit Teelicht.

Schiefe Ebene und Schraube

Für Erwachsene. Ein Gewicht eine Rampe hinaufzubringen erfordert weniger Kraft, als es senkrecht hochzuheben, dafür ist der Weg länger. Eine Schraube ist eine schiefe Ebene, die um einen Zylinder gewickelt ist: Beim Drehen steigt das, was im Gewinde liegt, nach und nach nach oben. Die archimedische Schraube fördert Wasser, indem sich eine schräge Wendel dreht.

Für das Kind: „Einen sanften Hang hinaufzugehen ist leichter, als eine Wand hochzuklettern, auch wenn der Weg länger ist.“

Wo es vorkommt: Spiral-Wasserheber, Murmel-Labyrinth zum Kippen, Kettenreaktion auf dem Tisch.

Chemie- und Wissenschaftsexperimente

Ein Experiment ist kein Zaubertrick, den man wiederholt, bis er langweilig wird. Es ist eine Frage, die man durch Ausprobieren beantwortet. Der Unterschied zwischen „einen Vulkan machen“ und „mit einem Vulkan experimentieren“ ist zeitlich klein (10–15 Minuten mehr) und riesig für das, was das Kind lernt. Dieser Abschnitt erklärt, wie man aus jedem Projekt ein echtes Experiment macht.

Die Methode, Schritt für Schritt

1. Frage. Etwas Konkretes, das sich überprüfen lässt. Nicht „Wie funktioniert der Vulkan?“, sondern „Kommt mehr Schaum heraus, wenn ich mehr Essig nehme?“. Die Projektseiten haben Fragen im Abschnitt „Experimentiere“; die besten sind die, die dem Kind selbst einfallen.
2. Hypothese (Vorhersage). Was das Kind glaubt, das passieren wird, und warum, bevor es ausprobiert wird: „Ich glaube, es kommt mehr Schaum, weil mehr Flüssigkeit zum Reagieren da ist.“ Lass es die Vorhersage aufschreiben oder zeichnen. Eine falsche Vorhersage ist kein Fehler: Sie ist das Interessanteste, denn sie bedeutet, dass das Kind etwas gelernt hat, was es vorher nicht wusste.
3. Fairer Test: nur eine Sache ändern. Wenn du den Essig und auch das Natron änderst, weißt du nicht, was von beidem die Wirkung hatte. Es gibt drei Arten von Variablen:
   • Die, die ich ändere (unabhängige Variable): die Essigmenge: 25, 50 und 75 ml.
   • Die, die ich messe (abhängige Variable): die Höhe des Schaums im Glas, in cm.
   • Die, die ich gleich lasse (kontrollierte Variablen): derselbe Löffel Natron, dasselbe Glas, dieselbe Temperatur des Essigs, dieselbe Farbe, dieselbe Art, ihn hineinzugießen.
4. Messen. Mit Zahlen, nicht mit Eindrücken. „Es kam viel“ lässt sich nicht vergleichen; „es ist 6 cm gestiegen“ schon. Nimm Lineal, Maßband, Stoppuhr, Spritze oder Küchenwaage.
5. Dreimal wiederholen. Kein Experiment läuft zweimal gleich ab. Wiederhole jeden Versuch 3-mal und berechne den Mittelwert (zusammenzählen und durch 3 teilen). Wenn einer der drei stark von den anderen beiden abweicht, überlege, was passiert sein könnte (Hat sich das Katapult verschoben?), und wiederhole ihn.
6. Ergebnis. Beantworte die Ausgangsfrage mit den Daten: „Mit mehr Essig kommt bis 50 ml mehr Schaum; mit 75 ml kommt fast gleich viel, weil kein Natron mehr zum Reagieren übrig ist.“ Und vergleiche es mit der Hypothese: Lagst du richtig? Warum nicht?
7. Neue Frage. Jedes Ergebnis wirft eine neue Frage auf: „Und wenn ich bei 75 ml mehr Natron nehme?“

Nach Alter

Das Erfinderheft

Ein Heft (möglichst mit festem Einband, als Schreibunterlage auf dem Tisch), in dem das Kind jedes Projekt festhält. So sieht es seine Fortschritte, es dient als Portfolio und hilft, sich zu erinnern, was funktioniert hat. Eine Seite pro Projekt mit diesen Abschnitten; bei kleinen Kindern schreibt der Erwachsene nach Diktat, und das Kind zeichnet.

Messen: Mengen und Entsprechungen

Die Projektseiten geben Mengen in ml und g an. Wenn du weder Waage noch Messbecher hast, reichen diese Entsprechungen für die Experimente (gestrichene Löffel, mit dem Finger oder einem Messer abgestrichen):

• Eine 20-ml-Spritze ohne Nadel ist das genaueste und billigste Messgerät für Flüssigkeiten in der Werkstatt. Nimm sie für kleine Mengen (Wasserstoffperoxid, Spülmittel, Lebensmittelfarbe).
• Küchenwaage mit 1 g Genauigkeit: für Salz und Zucker bei den Kristallen (Würfelförmige Salzkristalle, Kandiszucker-Kristalle am Faden), wo es auf die Menge ankommt.
• Hefe: Für die Riesenschaum mit Hefe braucht man Trockenhefe zum Backen (ein Päckchen mit 5–11 g, je nach Marke). Backpulver eignet sich nicht: Es ist Natron mit einer Säure.
• Temperatur: „lauwarmes Wasser“ = 35–40 °C (man kann den Finger bequem hineinhalten). „Heißes Leitungswasser“ = 45–55 °C. Für Kristalle braucht man sehr heißes Wasser (der Erwachsene erhitzt es, ohne es kochen zu lassen, und hantiert selbst damit).
• Zeit: die Stoppuhr des Handys. Eine Person gibt das Startzeichen, eine andere stoppt.
• Entfernungen: Schneidermaßband oder Zollstock. Klebe alle 50 cm Malerkrepp auf den Boden, um Würfe und Strecken schnell zu messen.

Produkte aus der Küche: Was sie bewirken

Abfälle und Reinigung

• Essig, Natron, Salz, Zucker, Wasserstoffperoxid 3 %, Seife: mit reichlich Wasser in den Ausguss.
• Öl: nie in den Ausguss. Füll es in eine Flasche und bring es zur Altölsammlung oder zum Wertstoffhof.
• Slime, Kleber, Knete, Recyclingpapier: in den Restmüll, nicht in den Ausguss (sie verstopfen die Rohre). Wisch die Gefäße erst mit Küchenpapier aus und spül sie dann mit Wasser.
• Batterien: in die Batteriesammlung (Supermärkte, Elektronikläden). Nie in den Hausmüll.
• LEDs, Motoren, Solarmodule, kaputte Kabel: Das ist Elektroschrott. Sammle mehrere und bring sie zum Wertstoffhof. Versuch vorher, sie wiederzuverwenden.
• Karton und Papier: in die Papiertonne, möglichst ohne Reste von Heißkleber oder Klebeband.
• Frischer Bastelkleber: geht mit Wasser ab. Getrocknet aus Kleidung: in lauwarmem Wasser einweichen und reiben. Vom Tisch: lässt sich abkratzen.
• Heißkleber auf dem Tisch: ganz abkühlen lassen und mit einem Spachtel oder einer Karte abheben.
• Lebensmittelfarbe an den Händen: Seife und eine Prise Natron, dabei reiben. Nimm Nitrilhandschuhe, wenn es darauf ankommt.
• Temperafarbe: lässt sich auswaschen, solange sie frisch ist. Bei Kleidung kaltes Wasser (heißes fixiert manche Pigmente).

Nutze die letzten 10 Minuten jeder Einheit, um mit den Kindern aufzuräumen: Jedes Kind reinigt sein Tablett, legt die Kleinteile in ihre Dose und bringt die Abfälle an ihren Platz. Das gehört zur Arbeit dazu, es ist keine Strafe.

Eine Einheit planen

Eine gut geplante Einheit hat einen packenden Anfang, eine Bauzeit ohne Unterbrechungen, eine Phase zum Testen und Verbessern und einen Abschluss, in dem über das Gelernte gesprochen wird. Ohne Struktur wird eine Einheit leicht zu 70 Minuten hastigem Bauen, 5 Minuten Testen und null Reflexion: genau das Gegenteil von dem, was wir wollen.

Ablauf einer Einheit von 60–90 Minuten

Die 30-Minuten-Fassung

Für einen Nachmittag unter der Woche oder eine halbe Stunde in der Klassenleitungsstunde. Wähle ein Projekt mit Schwierigkeit 1 oder 2 und einer Zeitangabe von höchstens 30 min, oder teile ein längeres auf.

• Vorher: alles auf dem Tablett vorbereitet, schwierige Teile vorgeschnitten, Vorlagen schon auf den Karton geklebt.
• Minute 0–3: die Challenge oder die Frage.
• Minute 3–20: Bauen.
• Minute 20–27: Test, eine Verbesserung, zweiter Test.
• Minute 27–30: ein Satz pro Kind: „Heute habe ich herausgefunden, dass ...“ Aufräumen.

Projekte, die gut in 30 Minuten passen: Ballonrakete an der Schnur, Scheibe mit zwei Seiten, die verschmelzen, Bunte Milch, die sich bewegt, Rosinen, die auf- und absteigen, Büroklammer, die auf dem Wasser schwimmt, Papierflieger-Gleiter, Streifen mit nur einer Seite, Schaumvulkan.

Um ein langes Projekt auf 30-Minuten-Einheiten aufzuteilen, trenne an den Trockenzeiten: Einheit 1 Struktur und Kleben; Einheit 2 Achsen, Räder oder Stromkreis; Einheit 3 Test, Verbesserung und Dekoration.

Beispiel einer vollständigen Einheit: ballongetriebenes Auto

Projekt: Luftballon-Auto. Gruppe: 4 Kinder von 8–9 Jahren und ein Erwachsener. Dauer: 75 Minuten. Ziel: das Auto bauen, es mindestens 3 Meter fahren lassen und eine Variable testen (wie stark der Luftballon aufgeblasen ist).

Vorbereitung (25 min, am Vortag).

• 4 Exemplare der Vorlagen mit 100 % drucken und die rote 50-mm-Linie in der Kopfzeile jedes Blatts prüfen.
• 4 Tabletts vorbereiten mit: Karton 16 × 9 cm, 4 gleichen Deckeln, 2 Schaschlikspießen, 3 geraden Strohhalmen, 2 Luftballons, 2 Gummibändern, Klebeband, Vorlage.
• Die 16 Deckel mit der Zentrierhilfe durchbohren (Erwachsener, mit 2,5-mm-Bohrer).
• Auf den Flurboden eine Startlinie und bis 6 m alle 50 cm Markierungen kleben.
• Einen 20 cm langen Kartonstreifen zum Messen des Ballondurchmessers, Maßband, Heft und Stifte bereitlegen.
• Ein Testauto bauen und prüfen, ob es funktioniert.
• Nach Latexallergien fragen.

Minute 0–7. Einstieg. Der Erwachsene bläst einen Luftballon auf, lässt ihn los, und er fliegt durchs Zimmer. „Warum hat er sich bewegt? Wohin ist die Luft entwichen, und wohin ist der Ballon geflogen?“ Die Antworten anhören, ohne zu korrigieren. „Heute zähmen wir diesen Ballon: Wir setzen ihn auf ein Auto, damit er geradeaus fährt. Wie viele Meter, glaubt ihr, schafft er?“ Jedes Kind schreibt seinen Tipp ins Heft.

Minute 7–10. Regeln. „Heute gibt es Luftballons: Wenn einer platzt, gebt ihr mir alle Stücke. Niemand nimmt ein Stück Ballon in den Mund. Das Auto wird im Flur losgelassen, nie auf jemanden gerichtet.“

Minute 10–13. Plan. Gemeinsam die Zeichnung auf der Projektseite anschauen und finden: Fahrgestell, Lager, Achsen, Räder, Düse. „Wozu, glaubt ihr, ist der Strohhalm unter dem Fahrgestell da?“

Minute 13–43. Bauen. Jedes Kind baut sein Auto nach den Schritten 1 bis 8 im Werkstattmodus (ein Bildschirm für alle oder die gedruckte Projektseite). Geplante Eingriffe des Erwachsenen:

• Schritt 3: prüfen, ob die Strohhalme parallel sind (das ist der häufigste Fehler). Fragen: „Woher weißt du, dass sie parallel sind?“
• Schritt 5: Den Tropfen Heißkleber auf die Deckel setzt der Erwachsene. Das Spiel von 2 mm prüfen.
• Schritt 6: beim Festhalten des Luftballons helfen, während das Kind das Gummiband herumwickelt.
• Minute 28: „Noch 15 Minuten Bauzeit.“ Minute 38: „Noch 5 Minuten.“
• Wer früher fertig ist: gegen die Räder pusten und zählen, wie viele Umdrehungen sie von allein machen. Sind es weniger als 2, suchen, was schleift.

Minute 43–63. Testen und verbessern. Im Flur. Erster Test jedes Autos mit dem 20-cm-Ballon (der Erwachsene bläst auf oder beaufsichtigt bei Kindern unter 8). Messen und notieren. Fragen: „Ist es geradeaus gefahren? Was könntest du ändern?“ Jedes Kind nimmt eine Anpassung vor (die Düse geraderichten, ein schleifendes Rad freimachen) und wiederholt. Danach das Experiment: Jedes Kind testet sein Auto mit dem Ballon auf 10, 15 und 20 cm Durchmesser, jeweils einmal (die Älteren je dreimal). Alles wird in eine gemeinsame Tabelle auf einem großen Papier eingetragen.

Minute 63–70. Abschluss. Die gemeinsame Tabelle anschauen: „Was passiert, wenn der Ballon stärker aufgeblasen ist? War das bei allen Autos so? Welches Auto ist am weitesten gefahren, und was ist an ihm anders?“ Die Kinderfassung von „Die Wissenschaft dahinter“ vorlesen. Jedes Kind ergänzt in seinem Heft: „Mein Auto ist ___ m weit gefahren. Am besten hat ___ funktioniert. Nächstes Mal würde ich ___ ändern.“ Mit dem Tipp vom Anfang vergleichen.

Minute 70–75. Aufräumen. Geplatzte Luftballons in den Müll (gezählt), Autos mit Namen ins Regal, Tabletts sauber.

Wenn Zeit übrig bleibt oder es eine weitere Einheit gibt: Challenge „Das Auto, das Ladung am weitesten transportiert“ (1-Cent-Münzen aufkleben: Wie viele kann es tragen und dabei 2 m fahren?) oder eine dickere Düse ausprobieren.

Der Ingenieurskreislauf

Ingenieurinnen und Ingenieure treffen es nicht beim ersten Mal: Sie folgen einem Kreislauf, der sich wiederholt. Ihn ausdrücklich zu vermitteln hilft Kindern zu verstehen, dass Scheitern und Neumachen zur Arbeit gehören und keine Niederlage sind. Du kannst die Grafik ausdrucken und in der Werkstatt aufhängen.

Die Projektseiten decken vor allem die Phasen Planen und Umsetzen ab (weil sie das fertige Design liefern). Um den ganzen Kreislauf zu üben, nutze die „Erfinder-Challenges“ auf jeder Projektseite: Sie stellen ein Problem ohne vorgegebene Lösung (ein Auto, das ein Ei transportiert, ohne dass es zerbricht, ein Kran, der 200 g hebt) und überlassen die Phasen Fragen, Ausdenken und Verbessern dem Kind.

Gruppen und Klassen

Ein Projekt mit einem Kind am Küchentisch und mit 25 Kindern in einer Klasse sind zwei verschiedene Dinge. In der Gruppe ist die Herausforderung nicht technisch, sondern organisatorisch: dass alle Material haben, dass niemand untätig wartet, dass der Erwachsene die gefährlichen Aufgaben übernehmen kann, ohne den Rest aus den Augen zu verlieren, und dass der Lärm nicht überhandnimmt. Jede Projektseite hat einen Abschnitt „In der Gruppe oder in der Klasse“ mit konkreten Hinweisen; hier steht das Allgemeine.

Betreuungsschlüssel

In einer Klasse mit nur einer Lehrkraft wähle Projekte aus der ersten Zeile oder bereite vorab alles vor, was Werkzeuge für Erwachsene erfordert, und richte eine Heißklebestation ein, an der die Teams nacheinander drankommen. Bitte für Einheiten mit höherem Risiko um ein oder zwei Freiwillige (Eltern, ältere Schülerinnen und Schüler): Ein zusätzlicher Erwachsener verändert die Einheit komplett.

Teams und Rollen

Für Bauprojekte Teams zu 3 (ideal) oder 4 (höchstens). Ab 5 schaut immer jemand nur zu. Bei schnellen, billigen Projekten (Thaumatrop, Papierflieger) besser einzeln. Verteile konkrete Rollen und tausche sie in jeder Einheit, damit alle jede Rolle einmal übernehmen:

Laminierte Rollenkarten oder farbige Klammern an der Kleidung machen sichtbar, wer was macht. Denk daran, dass alle bauen: Die Rolle bringt nur eine zusätzliche Verantwortung.

Stationen

Wenn es Werkzeuge gibt, die nicht auf allen Tischen liegen können, teile die Klasse in Stationen ein:

• Heißklebestation: ein Tisch an einer Steckdose mit 1–2 Pistolen, Keramikunterlage, einem Glas kaltem Wasser in der Nähe und einem festen Erwachsenen. Die Teams tragen sich in eine Liste an der Tafel ein und kommen dran, wenn sie an der Reihe sind.
• Schneidestation: Schneidematte, Metalllineal, Cuttermesser; nur der Erwachsene (oder Kinder ab 11 unter Aufsicht).
• Teststation: die Autobahn, die Zielscheibe des Katapults, die Wasserschüssel. Mit einem gemeinsamen Protokollblatt.
• Station für gemeinsames Material: Klebeband, Kleber, Filzstifte, Ersatzteile.

Bei kurzen Projekten zu Chemie oder Licht gibt es eine weitere Möglichkeit, den Stationswechsel: 4–5 verschiedene Experimente an 4–5 Tischen, 12–15 Minuten an jedem, mit der gedruckten Projektseite auf dem Tisch. Das klappt sehr gut bei optischen Täuschungen und bei Experimenten mit Luft und Wasser.

Material für 25 vorbereiten

• Ein Tablett pro Team mit allem Nötigen abgezählt, dazu 10 % Reserve auf dem Lehrertisch (Luftballons, Strohhalme, Deckel, LEDs: Irgendwas geht immer kaputt).
• Schneide vor, was aufhält. Wenn ein Team 20 Minuten braucht, um die 8 Kartonteile zu schneiden, schneide sie vorher selbst (oder in einer vorgeschalteten Einheit als „Teilefabrik“). Die Unterrichtszeit ist zum Bauen, Testen und Nachdenken da.
• Teste einen kompletten Prototyp vor der Einheit, mit denselben Materialien, die die Kinder haben werden.
• Drucke die Vorlagen auf Papier mit 120–160 g/m², wenn du sie als Schablone verwenden willst.
• Bitte die Familien um Recyclingmaterial, 2–3 Wochen im Voraus und mit einer konkreten Liste: „4 gleiche Deckel mit 30 mm, 2 Klopapierrollen, 1 Müslischachtel“. Prüfe, ob alles sauber ankommt.
• Elektrische Bauteile: ein beschrifteter Umschlag oder Zippbeutel pro Team. Am Ende wird geprüft, ob alles zurückkommt (vor allem Magnete und Knopfzellen).

Beispiel für das Luftballon-Auto, 25 Kinder in 8 Teams zu 3 (ein Auto pro Team und eins zum Vorführen): 9 Kartonrechtecke von 16 × 9 cm, 36 Deckel (+4), 18 Schaschlikspieße (+4), 27 Strohhalme (+5), 18 Luftballons (+10), 18 Gummibänder, 9 gedruckte Vorlagen, 1 Rolle Klebeband für je 2 Teams.

Zeit und Lärm

• Sichtbarer Timer (auf der digitalen Tafel oder eine große Sanduhr). Kündige die Halbzeit und die letzten 5 Minuten an.
• Vereinbartes Ruhezeichen (Hand heben, rhythmisches Klatschen, das Licht kurz ausschalten), zu Beginn eingeübt. Versuch nicht, gegen den Lärm anzureden.
• Akzeptabler Lärm: Eine Werkstatt ist laut. Maßstab ist nicht Stille, sondern dass man sein Teammitglied ohne Schreien versteht.
• Anweisungen, bevor das Material verteilt wird: Mit dem Tablett vor der Nase hört niemand zu. Erklär erst, und dann holt der Materialchef das Tablett.
• Geplante laute Momente: Tests mit Luftballons, Raketen und Summern im Flur oder auf dem Schulhof, nacheinander.

Wer früher und wer später fertig ist

Wer früher fertig ist (das gibt es immer):

• Zuerst der vollständige Test mit Messung: Viele sind „fertig“, ohne getestet zu haben.
• Eine Challenge von der Projektseite („Erfinder-Challenges“) oder ein Experiment aus dem Abschnitt „Experimentiere“.
• „Technische Assistenz“ sein: einem anderen Team helfen, indem man Fragen stellt, ohne sein Projekt anzufassen.
• Dokumentieren: das Projekt mit seinen Teilen ins Heft zeichnen, die Anleitung für ein jüngeres Kind aufschreiben.
• Dekorieren, wenn alles andere erledigt ist.

Wer langsamer ist:

• Halte vorgeschnittene Ersatzteile bereit, die du ausgeben kannst, wenn das Schneiden sie aufhält.
• Setze Prioritäten: Sie sollen das Projekt testen können, auch wenn sie es nicht dekorieren.
• Erlaube, in einer anderen Einheit oder zu Hause fertig zu werden: Bewahre das Projekt mit Namen auf.
• Prüfe, ob das Problem an der Motorik, am Verständnis des Schritts oder an der Organisation im Team liegt; jedes wird anders gelöst.

Inklusion

Bezug zum Lehrplan

Die Projekte passen zu den Grundkenntnissen der spanischen Grundschule (LOMLOE, Königliches Dekret 157/2022) und im Vorschulbereich (5 Jahre) zum Bereich Entdeckung und Erkundung der Umwelt. Einige Entsprechungen:

Für die Planung nach Lernsituationen eignet sich eine Challenge über 3–4 Einheiten: Einheit 1 das Problem und das Grundprojekt der Projektseite; Einheit 2 mit einer Variable experimentieren und Daten erfassen; Einheit 3 umgestalten, um eine Challenge zu erfüllen; Einheit 4 Präsentation und Bewertung mit dem Bewertungsraster.

Bewerten ohne Noten

Zu Hause muss nichts bewertet werden. Aber in der Klasse, oder wenn du sehen willst, wie sich ein Kind über die Monate entwickelt, lohnt es sich, mit klaren Kriterien zu beobachten. Ziel ist nicht, dem Auto eine Note zu geben, sondern zu sehen, was das Kind kann: Anleitungen folgen, Probleme lösen, erklären, zusammenarbeiten und verbessern. Ein Projekt, das nicht funktioniert, kann mit hervorragendem Lernen einhergehen, und ein perfektes mit dürftigem (wenn der Erwachsene es gebaut hat).

Bewertungsraster mit vier Stufen

Verwende es beim Beobachten während der Einheit und beim Abschluss. Du musst nicht bei jedem Projekt alle fünf Kriterien bewerten: Wähle zwei pro Einheit. Die Namen der Stufen sind so gewählt, dass man sie mit den Kindern teilen kann.

Portfolio

Das Portfolio ist die Sammlung von Belegen für die Arbeit des Kindes über die Zeit. Es zeigt den Fortschritt besser als jede Note. Es kann das Erfinderheft selbst sein oder eine Mappe. Was man zu jedem Projekt aufnimmt:

• Ein Foto des fertigen Projekts und, wenn möglich, eins vom ersten Prototyp und eins von der verbesserten Version
• Ein kurzes Video (10–20 s) des funktionierenden Projekts, in dem das Kind erklärt, was es macht
• Die Heftseite: Frage, Vorhersage, Datentabelle und Ergebnis
• Eine Zeichnung mit beschrifteten Teilen
• Ein Satz: „Am schwierigsten war ... und ich habe es gelöst, indem ...“
• Die Selbsteinschätzung oder die Beobachtung des Erwachsenen im Bewertungsraster

Alle 6–8 Projekte schau dir das Portfolio zusammen mit dem Kind an: „Schau dein erstes Auto an und das letzte. Was kannst du jetzt, was du vorher nicht konntest?“ Das ist einer der wertvollsten Momente in der Werkstatt.

Fragen zum Abschluss

Wähle zwei oder drei pro Einheit, nicht alle. Die Antworten verraten mehr als jede Prüfung:

• Was macht dein Projekt? Erklär es jemandem, der es nicht gesehen hat.
• Welcher Teil war am schwierigsten? Wie hast du ihn gelöst?
• Was ist passiert, womit du nicht gerechnet hast?
• Warum, glaubst du, funktioniert es? Und wenn wir dieses Teil wegnehmen?
• Was hast du nach dem ersten Test geändert? Ist es besser geworden?
• Wenn du es noch einmal machen würdest, was würdest du anders machen?
• Wo hast du im echten Leben etwas gesehen, das genauso funktioniert?
• Welche Frage hast du noch? Was würdest du nächstes Mal gern ausprobieren?
• Wer aus deinem Team hat dir geholfen, und wie?

So feiert ihr

• Ausstellung oder „Erfindermesse“. Am Ende eines Trimesters oder einer Projektreihe stellt jedes Kind oder Team Familien oder einer anderen Klasse ein Projekt vor: 2 Minuten, um zu erklären, was es macht, wie es funktioniert und was verbessert wurde. Neben jedem Projekt eine Karte mit Namen, Nummer der Projektseite und einem erklärenden Satz, den das Kind geschrieben hat. Die Besucher können Fragen auf Haftnotizen hinterlassen.
• Live-Vorführungen: Autorennen, Katapultwettbewerb auf eine Zielscheibe, Belastungstest für Brücken. Mit Messung und gut sichtbarer Ergebnistabelle, und mit Preisen auch für die beste Verbesserung und die beste Erklärung, nicht nur für das beste Ergebnis.
• Urkunde. Die Website erstellt eine Urkunde mit dem Namen des Kindes und der Zahl der als erledigt markierten Projekte. Überreiche sie in einem besonderen Moment (nach dem ersten Monat oder nach 10, 25, 50 Projekten), mit einem konkreten Satz über etwas, das das Kind gelernt hat.
• Erfinderwand: Fotos jedes Projekts an einer Wand oder Pinnwand, mit Datum. Zu sehen, wie die Wand wächst, motiviert wirklich.
• Anderen etwas beibringen: Das Kind zeigt einem Geschwisterkind, einem Freund oder einem jüngeren Kind, wie man das Projekt baut. Das ist der endgültige Beweis, dass es es verstanden hat.

Vermeide Preise für „das Schönste“ oder „das Beste“ ohne Kriterien: Sie entmutigen die meisten. Wenn es Preise gibt, dann nach verschiedenen Kriterien (größte Weite, beste Verbesserung, beste Erklärung, Team mit der besten Zusammenarbeit), damit verschiedene Kinder glänzen können.

Allgemeine Probleme und Lösungen

Jede Projektseite hat ihre eigene Tabelle „Wenn etwas nicht klappt“. Diese hier sammelt die Probleme, die bei vielen Projekten wiederkehren. Wende vor allem die allgemeine Regel an: Beschreib genau, was passiert, ändere nur eine Sache und teste erneut.

Glossar

Begriffe, die in diesem Handbuch und auf den Projektseiten vorkommen, einfach erklärt. Viele stehen auch im Abschnitt „Neue Wörter“ jedes Projekts, mit einer Definition zum Vorlesen für das Kind.

Achse

Stab, um den sich ein Rad, ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe dreht. In den Projekten ein 3-mm-Schaschlikspieß.

Actio und Reactio

Drittes newtonsches Gesetz: Wenn ein Körper einen anderen anschiebt, erhält er einen gleich großen Schub in die Gegenrichtung. Erklärt Raketen und das Ballonauto.

Ampere (A)

Einheit der elektrischen Stromstärke. In den Projekten verwendet man Milliampere (mA): 1 A = 1000 mA. Eine LED verbraucht etwa 10–20 mA, ein kleiner Motor 150–500 mA.

Anode

Pluspol einer LED oder Diode: das lange Beinchen. Es geht zum + der Batterie.

Base (Chemie)

Gegenstück zur Säure, zum Beispiel Natron oder Seife. Färbt den Rotkohl-Indikator grün oder blau.

Batterie

Bauteil, das aus einer chemischen Reaktion Strom erzeugt. Sie hat einen Pluspol (+) und einen Minuspol (−).

Batteriehalter

Halterung, die die Batterien festhält und Anschlusskabel hat. Die Batterien darin sind meist in Reihe geschaltet.

Bergfalte

Falte, die ein Dach oder einen Grat bildet. In den Vorlagen eine Strich-Punkt-Linie.

Chemische Reaktion

Vorgang, bei dem sich Stoffe in andere Stoffe umwandeln, oft mit Gas, Wärme oder Farbwechsel.

Dichte

Wie viel Masse in einem Volumen steckt. Was eine geringere Dichte hat, schwimmt auf dem Dichteren: Öl auf Wasser, Wasser auf Honig.

Drehpunkt

Auflagepunkt, um den sich ein Hebel dreht.

Druck

Kraft, die auf eine Fläche verteilt ist. In einer eingeschlossenen Flüssigkeit wird er in alle Richtungen gleich weitergegeben.

Düse

Röhrchen, aus dem ein Luft- oder Wasserstrahl austritt, um ein Fahrzeug anzutreiben, wie der Strohhalm beim Ballonauto.

Elastische Energie

Energie, die in einem verformten Gegenstand gespeichert ist, der in seine Form zurückwill: gedehntes Gummiband, Feder, aufgeblasener Luftballon.

Elektrische Spannung

Kraft, mit der die Batterie den Strom antreibt. Wird in Volt (V) gemessen.

Elektrischer Strom

Menge an Elektrizität, die pro Sekunde durch einen Stromkreis fließt. Wird in Ampere gemessen.

Elektromagnet

Magnet, der nur wirkt, solange Strom durch einen aufgewickelten Draht (Spule) fließt, meist um einen Eisennagel.

Fairer Test

Experiment, bei dem nur eine Sache geändert wird und alles andere gleich bleibt.

Geodreieck

Werkzeug zum Zeichnen und Prüfen rechter Winkel. Eine dreieckige Verstärkung in einer Ecke heißt Winkelstütze.

Gleichstrommotor (DC)

Motor, der sich dreht, wenn er Strom aus einer Batterie bekommt. Vertauscht man seine Kabel, dreht er andersherum.

Hebel

Starre Stange, die sich um einen Auflagepunkt dreht und mit der man Kraft gegen Weg tauschen kann.

Hydraulik

Nutzung einer eingeschlossenen Flüssigkeit, um Kraft und Bewegung zu übertragen, wie beim Arm mit Spritzen.

Hypothese

Begründete Vorhersage darüber, was bei einem Experiment passieren wird; sie wird vor dem Ausprobieren aufgeschrieben.

Indikator

Stoff, der je nach Säuregrad seine Farbe ändert, wie Rotkohlsaft.

Isolator

Material, das keinen Strom durchlässt (Kunststoff, Papier, trockenes Holz, Gummi) oder Wärme schlecht leitet.

Kathode

Minuspol einer LED: das kurze Beinchen, auf der abgeflachten Seite des Gehäuses. Es geht zum − der Batterie.

Kinetische Energie

Energie, die ein Gegenstand hat, weil er sich bewegt (Bewegungsenergie). Je schneller und schwerer, desto mehr hat er.

Klebelasche

Streifen, der am Rand eines Teils stehen bleibt, um ihn umzufalten und auf ein anderes Teil zu kleben.

Kristallisation

Bildung geordneter, fester Kristalle, wenn eine Lösung abkühlt oder das Wasser verdunstet.

Kurzschluss

Direkte Verbindung zwischen + und − einer Batterie, ohne etwas, das den Strom bremst. Macht Kabel und Batterie heiß und entlädt sie.

Lager

Festes Teil, in dem sich eine Achse mit wenig Reibung dreht. In den Projekten ein Strohhalm, der ans Fahrgestell geklebt ist.

Laminieren

Mehrere Lagen Karton mit gekreuzter Welle aufeinanderkleben, um ein steiferes Teil zu erhalten.

LED

Leuchtdiode. Kleine Lampe mit sehr geringem Verbrauch, die nur in einer Richtung funktioniert und einen Widerstand braucht.

Leiter

Material, das Strom durchlässt: Metalle (Kupfer, Aluminium, Stahl), Salzwasser, Graphit, Knete mit Salz.

Lichtbrechung

Richtungsänderung des Lichts beim Übergang von einem Stoff in einen anderen, etwa von Luft in Wasser. Erklärt die Tropfenlupe und den Regenbogen.

Lösung

Gleichmäßige Mischung eines Stoffs (gelöster Stoff, z. B. Salz) in einem anderen (Lösungsmittel, z. B. Wasser). Gesättigt: Sie nimmt keinen gelösten Stoff mehr auf.

Magnet

Gegenstand, der Eisen anzieht und zwei Pole hat (Nord und Süd). Gleiche Pole stoßen sich ab, ungleiche ziehen sich an.

Mittelwert

Ergebnis, wenn man mehrere Messwerte addiert und durch ihre Anzahl teilt. Damit fasst man 3 Wiederholungen eines Versuchs zusammen.

Multimeter

Messgerät für Spannung, Strom, Widerstand und Durchgang eines Stromkreises.

Musterbeutelklammer

Metallteil mit Kopf und zwei spreizbaren Beinen. Dient für Drehgelenke und als Anschlussklemme in Stromkreisen.

Oberflächenspannung

Kraft, durch die sich die Wasseroberfläche wie eine elastische Haut verhält. Sie lässt eine Büroklammer schwimmen; Seife zerstört sie.

Offener Stromkreis

Stromkreis mit einer Unterbrechung an irgendeiner Stelle (loses Kabel, offener Schalter): Es fließt kein Strom.

Parallelschaltung

Art, Bauteile so anzuschließen, dass jedes seinen eigenen Weg zwischen + und − hat. Fällt eins aus, laufen die anderen weiter.

Polarität

Richtung, in der ein Bauteil angeschlossen werden muss: welcher Anschluss an + und welcher an − kommt.

Potenzielle Energie

Energie, die gespeichert ist, weil etwas hoch oben liegt (Lageenergie). Beim Fallen wird sie zu Bewegung.

Prototyp

Erste Version einer Erfindung, gebaut, um sie zu testen und zu verbessern.

Reibung

Kraft, die dem Gleiten zweier Flächen aufeinander entgegenwirkt. Sie bremst die Achsen, sorgt aber dafür, dass die Räder greifen.

Reihenschaltung

Art, Bauteile hintereinander auf einem einzigen Weg anzuschließen. Die Spannungen addieren sich; fällt eins aus, fällt alles aus.

Riemen

Gummiband oder Schnur, die zwei Riemenscheiben verbindet und die Drehung von einer auf die andere überträgt.

Riemenscheibe (Rolle)

Rad mit einer Rille, in der eine Schnur oder ein Riemen läuft. Ändert die Richtung der Kraft oder verringert sie.

Säure

Stoff, der wie Essig oder Zitrone sauer schmeckt, mit Natron unter Gasbildung reagiert und den Rotkohl-Indikator rosa färbt.

Schalter

Vorrichtung, die einen Stromkreis nach Belieben öffnet oder schließt.

Scharnier

Verbindung, mit der sich zwei Teile gegeneinander drehen können wie eine Tür. Bei Karton: aus Klebeband, als Filmscharnier oder mit Achse.

Schlitz

Schmaler Einschnitt in einem Teil, in den ein anderes gesteckt wird. Seine Breite muss der Kartondicke entsprechen.

Schwerpunkt

Punkt, in dem man sich das ganze Gewicht eines Gegenstands vereint denken kann. Je tiefer er liegt, desto stabiler.

Solarmodul

Bauteil, das Licht in Strom umwandelt. Es hat eine Polarität: rotes Kabel +, schwarzes −.

Spiel

Freiraum zwischen zwei Teilen, damit sich eins gegenüber dem anderen bewegen kann, ohne zu reiben.

Stromkreis

Geschlossener Weg, auf dem der Strom vom + der Batterie durch die Bauteile bis zum − fließt.

Summer (Buzzer)

Elektronischer Piepser. Der aktive piept, sobald man ihn an eine Batterie anschließt; der passive braucht ein schwingendes Signal.

Talfalte

Falte, die ein V zu dir hin bildet. In den Vorlagen eine gestrichelte Linie.

Trägheit

Neigung eines Gegenstands, so zu bleiben, wie er ist: in Ruhe, wenn er ruht, in Bewegung, wenn er sich bewegt.

Übersetzungsverhältnis

Wie viele Umdrehungen ein Rad (Zahnrad oder Riemenscheibe) bei einer Umdrehung des anderen macht. Man berechnet es, indem man Zähnezahlen oder Durchmesser teilt.

Variable

Alles, was sich in einem Experiment ändern kann: die, die ich ändere, die, die ich messe, und die, die ich gleich lasse.

Volt (V)

Einheit der elektrischen Spannung. Eine AA-Batterie liefert 1,5 V, zwei in Reihe 3 V.

Vorlage 1:1

Zeichnung eines Teils in Originalgröße, um es auf den Karton zu übertragen. Wird mit 100 % gedruckt.

Welle (des Kartons)

Zickzack-Lage zwischen den beiden Deckschichten der Wellpappe. Sie bildet Kanäle, die bestimmen, in welche Richtung sich der Karton knicken lässt.

Widerstand

Bauteil, das den Strom bremst. Schützt die LEDs. Wird in Ohm (Ω) gemessen.

Zahnrad

Rad mit Zähnen, das die Drehung auf ein anderes überträgt, in das es greift. Zwei ineinandergreifende Zahnräder drehen sich gegenläufig.