Vorschaubild Gesetze am zweiseitigen Hebel
Unterrichtsbaustein

Gesetze am zweiseitigen Hebel

Die Schülerinnen und Schüler erforschen den zweiseitigen Hebel. Dabei werden Versuchsergebnisse mithilfe von Annotations-Apps dokumentiert.

Arne Sorgenfrei
Ole Koch
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12. September 2018
12.09.2018

Einstieg

Ziele

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die „Kraftersparnis“ am zweiseitigen Hebel mit Bezug zum Hebelgesetz. Sie dokumentieren und analysieren Versuchsergebnisse mithilfe digitaler Medien.

Fachkompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die „Kraftersparnis“ beim zweiseitigen Hebel mit Bezug zum Hebelgesetz und dokumentieren und analysieren Versuchsergebnisse mithilfe digitaler Medien.

Kompetenzen in der digitalen Welt
  • Entwickeln und Produzieren
  • Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen
  • Digitale Werkzeuge und Medien zum Lernen, Arbeiten und Problemlösen nutzen
Medienausstattung

Es wird ein Gerät pro Kleingruppe benötigt. Die App läuft plattformübergreifend.

Details

Informationen zum Unterrichtsgegenstand

Die Schülerinnen und Schüler suchen entweder eine Wippe auf einem Spielplatz auf oder bauen mithilfe von Alltagsmaterialien eine modellhaft nach. Anhand der Wippe wird das Hebelgesetz (zweiseitig) problemorientiert entdeckt. Versuchsergebnisse werden digital dokumentiert und ausgewertet. Lernvideos tragen zur Ergebnissicherung bei.

Beschreibung des Unterrichtsbausteins

Fotos vom Experimentalaufbau werden digital bereichert. Die Schülerinnen und Schüler stellen weiterführende Überlegungen an ihrem eigenen Experiment an und übertragen Gelerntes auf dieses. Dadurch ist mit einer besonderen Identifikation mit dem Ergebnis und einem hohen Lernzuwachs zu rechnen. Die Schülerinnen und Schüler lernen so außerdem digitale Werkzeuge kennen. Die Wissensaneignung geschieht individuell mit einem Lernvideo und Animationen. Auch diese digitalen Werkzeuge lernen die Schülerinnen und Schüler kennen.
Die Lernenden sollten über Vorwissen zum Thema „Kraft“ verfügen. Vertiefendes Wissen ist über die "goldene Regel der Mechanik" möglich. Beim Schauen eines Erklärvideos sollte aktiv die Pause-Taste genutzt werden, um sich Notizen zu machen. Am Ende lohnt es aus den Notizen eine eigene Zusammenfassung schreiben zu lassen.

Bildungsplanbezug

Bewegung und Kraft
(Bildungsplan NW 5-11, S. 51f.)

Möglichkeiten der Differenzierung / Individualisierung

Das Erklärvideo sollte nicht zu früh eingesetzt werden, um eigene Überlegungen und Anstrengungen nicht vorzeitig abzubrechen. Es kann Sinn machen, den Link separat / individuell auszuhändigen. Das Erklärvideo sollte idealerweise allein geschaut werden, sodass die Inhalte im individuellen Tempo unter Nutzung der Pause-Taste gelernt werden können.
Man kann die Anzahl an Personen bzw. Gegenständen auf der Wippe vorgeben, offen lassen oder variieren. Die goldene Regel der Mechanik kann vertiefend thematisiert werden. Die Auswertung kann auch per Skizze oder anhand eines Ausdrucks vorgenommen werden. Die vertiefenden Aufgaben können zur Differenzierung für schnelle Schülerinnen und Schüler eingesetzt werden.
Die Spiele und Übungsaufgaben am Ende des Arbeitsblattes bieten sich zur Differenzierung “nach oben“ an. Anstelle der digitalen Beschriftung der Bilder können diese ausgedruckt und mit farbigen Stiften bearbeitet werden. Anstelle der Fotos können auch klassisch (maßstabsgetreue) Zeichnungen angefertigt werden. Statt der Animation kann auch physikalisches Experimentiermaterial zum Hebel verwendet werden. Statt des Lernvideos kann auch ein Schulbuch verwendet werden.

Hinweise & Links

Hinweise

Man beachte, dass in der Sek I die Veröffentlichung des Gewichts für Schülerinnen und Schüler unangenehm sein kann. Wenn die Schülerinnen und Schüler sich auf der Wippe fotografieren lassen, sollte vorher geklärt werden, ob dies mit dem Recht am eigenen Bild vereinbar ist. Inhaltlich muss ggf. noch thematisiert werden, dass Massen einen Schwerpunkt haben und man diesen als Messpunkt für den Abstand zum Drehpunkt verwendet. Die Schülerinnen und Schüler werden sich bei der Beschriftung des Bildes fragen, an welcher Stelle die Last und an welcher die Kraft ist. An dieser Stelle braucht es Unterstützung durch die Lehrkraft.
Die Apps zur Annotation von Bildern und zum Scannen von QR-Codes sollten vor dem Arbeitsauftrag installiert worden sein. (Ab iOS 11 sind diese Funktionen bereits seitens des Betriebssystems vorhanden. Bei Android ggf. auch.)

Weiterführende Literatur und Links