Der technische Prozess
Etwas bauen geht in Schritten: Du schaust dir das Problem an, entwirfst eine Lösung, stellst sie her, testest sie und verbesserst sie. Danach fängst du manchmal neu an.
Du kannst hier direkt anfangen: kein Vorwissen nötig.
Warum
Warum klappt es fast nie auf Anhieb, etwas selbst zu bauen?
Du willst einen Halter für dein Handy, damit du beim Kochen das Rezept lesen kannst. Du fängst sofort an zu schneiden und zu kleben. Eine halbe Stunde später steht etwas auf dem Tisch, aber das Handy rutscht herunter, sobald du auf den Bildschirm tippst.
Menschen, die beruflich Dinge entwerfen, vom Fahrradständer bis zur neuen Straßenbahn, arbeiten deshalb in festen Schritten. Sie schreiben zuerst auf, was das Ding können muss, probieren es aus und verbessern es. Diese Schritte zusammen heißen der technische Prozess.
Sieh es
Wähle ein Beispiel: einen Handyhalter, ein Vogelfutterhaus oder eine Papierbrücke. Klicke auf Vorheriger Schritt oder Nächster Schritt, oder auf einen Schritt im Kreis, und lies, was du in diesem Schritt tust.
1. Problem. Dein Handy kippt um, wenn du am Tisch ein Video schaust. Du willst einen Halter, der es schräg aufrecht hält.
Beschreibung des Bildes
Ein Kreis mit fünf Schritten: Problem, Entwerfen, Herstellen, Testen und Verbessern. Ein Pfeil führt von Verbessern zurück zu Entwerfen. Für das gewählte Beispiel steht bei jedem Schritt, was du dort tust. Bei der Papierbrücke: Das Spielzeugauto kommt nicht über die Lücke, Anforderungen aufschreiben und skizzieren, das Blatt falten und kleben, Münzen darauflegen und die schwache Stelle verstärken.
Versteh es
Alles beginnt mit einem Problem oder einem Bedürfnis. Beschreib es in ein oder zwei Sätzen: Wer hat das Problem, was läuft gerade schief, und was muss eine Lösung tun? Je klarer du das aufschreibst, desto leichter werden die nächsten Schritte.
Beim Entwerfen machst du zuerst eine Anforderungsliste. Eine Anforderung muss die Lösung auf jeden Fall erfüllen, zum Beispiel: Das Handy fällt nicht um, wenn du auf den Bildschirm tippst. Ein Wunsch ist ein schönes Extra, aber nicht nötig, zum Beispiel: Die Halterung hat deine Lieblingsfarbe. Danach skizzierst du ein paar verschiedene Ideen, wählst die Idee, die die Anforderungen am besten erfüllt, und machst eine Werkzeichnung mit Maßen, Materialien und Arbeitsschritten.
Beim Herstellen setzt du deinen Plan um. Du zeichnest an, schneidest, faltest und verbindest die Teile in der Reihenfolge, die du dir überlegt hast. Du arbeitest sauber und sicher, mit dem richtigen Werkzeug.
Beim Testen prüfst du jede Anforderung. Du probierst etwas aus oder misst, und du notierst das Ergebnis: erfüllt oder nicht erfüllt. Ein Test gehört immer zu einer Anforderung. Ob das Ding schön aussieht, ist höchstens ein Wunsch.
Beim Verbessern findest du heraus, warum eine Anforderung nicht erfüllt wurde. Du änderst deinen Entwurf und gehst zurück zum Entwerfen, Herstellen und Testen. So drehst du manchmal ein paar Runden, bis alle Anforderungen erfüllt sind. Das ist kein Misserfolg, genau so funktioniert der technische Prozess.
Problem, Entwerfen, Herstellen, Testen, Verbessern. Eine Anforderung muss, ein Wunsch darf. Du testest jede Anforderung, und was nicht klappt, verbesserst du, indem du neu entwirfst.
Gelöstes Beispiel
Die Anforderung an deine Papierbrücke lautet: Sie trägt zehn Münzen. Du legst Münzen darauf, und bei sieben hängt sie durch. In welchem Schritt bist du, und was tust du jetzt?
Du legst Münzen auf die Brücke, um zu prüfen, ob sie die Anforderung erfüllt. Das ist der Schritt Testen.
Sieben ist weniger als zehn, also ist die Anforderung nicht erfüllt.
Du gehst zum Verbessern: Du suchst die schwache Stelle, zum Beispiel das flache Blatt, das sich durchbiegt, und entwirfst etwas Stabileres, etwa ein Blatt, das zu einem U gefaltet ist.
Danach baust du die neue Brücke und testest sie wieder mit Münzen.
- Antwort
Du warst im Schritt Testen. Die Anforderung ist nicht erfüllt, also verbesserst du den Entwurf und testest erneut.
Mach es
Wähl eine Stufe. Du bekommst jedes Mal eine neue Aufgabe, die sofort kontrolliert wird.
Bau es
Ein Handyhalter aus Karton, Schritt für Schritt40 Minuten
Was du brauchst
- fester Karton, zum Beispiel von einer Schachtel
- eine Schere
- ein Lineal und ein Bleistift
- Klebeband oder ein Klebestift
- ein Blatt Papier für deine Anforderungen und Skizzen
- ein Buch in Handygröße zum Testen
So geht's
- Schreib das Problem in einem Satz auf, zum Beispiel: Ich will, dass mein Handy schräg steht, wenn ich einem Rezept folge.
- Schreib mindestens drei Anforderungen auf, etwa: Das Handy steht schräg, es fällt nicht um, wenn du auf den Bildschirm tippst, das Ladekabel passt hinein. Schreib ein oder zwei Wünsche dazu.
- Skizziere drei verschiedene Ideen und wähl die Idee, die deine Anforderungen am besten erfüllt.
- Zeichne die Teile mit Lineal und Bleistift auf den Karton und schneide sie aus.
- Falte und klebe den Halter zusammen.
- Teste jede Anforderung und schreib ja oder nein daneben.
- Verbessere, was ein Nein bekommen hat, und teste dann erneut.
Sicher: Schneide von deinem Körper weg und halte deine Finger von der Schere fern. Karton, der für eine Schere zu dick ist, schneidet ein Erwachsener für dich. Stell ein echtes Handy erst hinein, wenn der Halter mit dem Buch sicher steht.
Teste es
Stell das Buch in den Halter und tippe zehnmal kräftig auf die Vorderseite. Der Halter darf nicht umfallen oder flach zusammensacken, und das Kabel muss hineinpassen. Jede Anforderung mit Ja ist erfüllt; bei einem Nein weißt du, was du verbessern musst.
Stolperfallen
Falsch: Ich fange sofort an zu schneiden und zu kleben, dann bin ich schneller fertig.
Ohne Anforderungen und Skizzen weißt du nicht, was du erreichen musst. Du verschwendest Material und musst oft ganz von vorn anfangen.
Richtig: Schreib zuerst deine Anforderungen auf und mach ein paar Skizzen. Wähl dann die beste Idee und fang erst danach an zu bauen.
Falsch: Testen heißt schauen, ob es schön aussieht.
Ein Test gehört zu einer Anforderung. Du probierst etwas aus oder misst, und du notierst, was passiert.
Richtig: Teste jede Anforderung einzeln, zum Beispiel: Wie viele Münzen trägt die Brücke, und fällt das Handy um, wenn du auf den Bildschirm tippst?
Falsch: Ein Wunsch ist genauso wichtig wie eine Anforderung.
Ein Entwurf, der alle Wünsche erfüllt, aber eine Anforderung nicht, funktioniert nicht gut. Ein Entwurf, der alle Anforderungen erfüllt, aber einen Wunsch verfehlt, funktioniert.
Richtig: Sorg zuerst dafür, dass jede Anforderung erfüllt ist. Erst danach schaust du, welche Wünsche noch dazukommen können.
Falsch: Wenn mein Test misslingt, ist meine Arbeit misslungen.
Ein Test, der zeigt, was besser geht, tut genau das, wofür er da ist. Dafür testest du.
Richtig: Notier, was schiefging, verbessere den Entwurf und teste erneut.
Im Alltag
- Wer ein Haus bauen lässt, macht mit der Architektin zuerst eine Liste mit Anforderungen und Wünschen, etwa die Zahl der Schlafzimmer oder einen Garten nach Süden. Erst danach werden die Pläne gezeichnet.
- Ein Fahrradmechaniker, der deine Bremsen einstellt, testet danach auf der Straße, ob das Rad gut bremst. Bremst es nicht gut genug, stellt er neu ein.
- Eine Bäckerin, die ein neues Brot verkaufen will, backt zuerst Probebrote, probiert sie und passt das Rezept an, bis es stimmt.
Geschichte
Die Brüder Wright, zwei Fahrradmechaniker aus den Vereinigten Staaten, wollten ein Flugzeug bauen. Sie bauten selbst einen kleinen Windkanal und testeten darin viele verschiedene Flügelformen. Mit dem, was sie lernten, verbesserten sie ihren Entwurf immer wieder. 1903 flogen sie zum ersten Mal mit ihrem eigenen Motorflugzeug.
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Zu LusAm Tisch
Welches Ding bei euch zu Hause würdest du neu entwerfen, und welche drei Anforderungen würdest du aufschreiben?
Eine Frage zum gemeinsamen Gespräch, für Eltern und Kinder. Es gibt keine falsche Antwort.