Unterrichtsbaustein
Experiment: Untersuchung des Luftdrucks innerhalb eines Müllbeutels
- Arne Sorgenfrei
- Ole Koch
- Behörde für Schule und Berufsbildung Hamburg
19. Dezember 2018
Einstieg
Ziele
- Ziel ist die Abhängigkeit des (Luft-) Drucks von Gewichtskraft und Fläche experimentell herauszufinden. Dazu bauen die Schülerinnen und Schüler ein Experiment selbstständig auf und führen dieses durch. Die Schülerinnen und Schüler nehmen Messwerte digital mithilfe einer App auf und werten diese analog aus.
Fachkompetenzen
- Fachwissen (Phänomene erklären, Ergebnisse verallgemeinern)
- Experimentieren (Versuch funktionsfähig aufbauen, durchführen, auswerten)
Kompetenzen in der Digitalen Welt
- 1. Suchen, Verarbeiten & Aufbewahren
- 5. Problemlösen & Handeln
- 1.2 Auswerten und Bewerten
- 1.3 Speichern und Abrufen
- 5.2 Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen
Medienausstattung
- 1 Smartphone und 1 weiteres internetfähiges Gerät pro Kleingruppe
Details
Informationen zum Unterrichtsgegenstand
In einem Experiment mit Alltagsmaterialien wird mithilfe der App Phyphox innerhalb eines Müllbeutels der Luftdruck gemessen. Durch Auflegen von Massestücken wird der Druck innerhalb des Müllbeutels verändert. Anhand der aufgenommenen Messwerte sollen Rückschlüsse auf den Zusammenhang von Gewichtskraft und Druck erfolgen. In einem zweiten Versuch wird bei gleicher Masse die Auflagefläche variiert und Werte für den Druck aufgenommen. Es sollen Rückschlüsse auf den Einfluss der Größe der Fläche, auf die die Gewichtskraft wirkt, auf den Druck erfolgen. Als Ergebnis soll letztlich stehen, dass der Druck über die Gewichtskraft pro Fläche berechnet werden kann.
Beschreibung des Unterrichtsbausteins
Die Schülerinnen und Schüler werden durch ein Impulsbild oder ein Impulsvideo zum Nachdenken über das Thema Druck angeregt. Hier können Bilder oder Filme von Tauchern oder Flugzeugen dienen. Ggf. eignen sich z.B. auch Filmausschnitte aus dem Film "Das Boot". Auch kann in einem fächerübergreifenden Unterricht der Blutdruck als Anlass für ein Gespräch zum Thema Druck dienen. Die Schülerinnen und Schüler erfahren anschließend durch eine offene und experimentell angelegte Aufgabe die Zusammenhänge von Druck, Gewichtskraft und Fläche. Die Aufgabenstellungen enthalten QR-Codes, die zu Hilfestellungen und Kontrollmöglichkeiten führen. Die zur Verfügung stehenden Hilfestellungen und Kontrollmöglichkeiten dienen dem offenen und selbstständigen Lernsetting. Ein abschließendes Erklärvideo zum Druck dient der Ergebnissicherung.
Bildungsplanbezug
Die physikalische Größe Druck findet an vielen Stellen Anwendung, wie z.B. beim Blutdruck. Inbesondere der Kraftbegriff kann über das Thema Druck vertieft werden.
Möglichkeiten der Differenzierung / Individualisierung
Eine Differenzierung erfolgt über Hilfestellungen und Kontrollmöglichkeiten per QR-Codes in den beiden Aufgabenstellungen. Eine Kontrolle der Ergebnisse sowie eine Vertiefung des Wissens ist über ein Erklärvideo gewährleistet.
Hinweise & Links
Hinweise
Das Smartphone innerhalb des Müllbeutels sollte unbedingt per Fernzugriff gesteuert werden. Eine Anleitung ist u.a. auf dem Arbeitsblatt verlinkt. Anders ist das Ablesen der Werte kaum möglich.
Weiterführende Literatur und Links