Lesekisten in einer Oberschul-Flüchtlingsklasse

Erste Doppelstunde “Der Gewichtheber”
Zweite Doppelstunde “Die Lochsirene”
Dritte Doppelstunde “Der Profilprüfstand”

1. Doppelstunde mit der Physik-Lesekiste “Der Gewichtheber” am 20.01.2016

Dem Verfasser erschien die Kombination von Sprach- und Physikförderung geradezu prädestiniert für einen Einsatz in den von Fluktuation und unterschiedlichem Bildungsstand geprägten Flüchtlingsklassen. Er setzte sich mit seiner früheren Oberschule, der Gabriele-von Bülow-Oberschule in Berlin-Tegel, in Verbindung.

Diese Flüchtlingsklasse  umfasste im Januar 2016 zwölf Migrations- und Flüchtlingskindern im Alter von 14 bis 16 Jahren aus zwölf verschiedenen Nationen; die Herkunftsländer waren u.a.: Italien, Polen, Ukraine, Bosnien, Serbien, Syrien und Kenia. Klassenlehrerin Hildegard Gierlichs-Markus erhielt von ihm Lesetext und Aufstellung der Materialien der ausgewählten Lesekiste und hat im Vorfeld mit den Jugendlichen etliche Vokabeln eingeübt.
Für die Lesekistenstunde hatte sie sechs Gruppen mit je zwei Schülern eingeteilt und dafür gesorgt, dass möglichst in jeder 2er-Gruppe ein Schüler mit einigen Deutsch- oder Englisch-Kenntnissen saß, so dass sich die Schüler gegenseitig helfen konnten.

Versuch der Physik-Lesekiste „Der Gewichtsheber“

Aus den zwölf Lesekisten wurden drei Lesekisten mit physikalisch anspruchsvollerem Inhalt in die engere Wahl gezogen: „Der Profilprüfstand (7)“, „Der Gewichtsheber (8)“ und „Die Lochsirene (11)“.

Der Verfasser entschied sich für den einfach herzustellenden Gewichtsheber (8).

Schaubild Gewichtheber ZentrifugalkraftBei diesem Versuch werden zwei Löcher in einen Plastikbecher gebrannt. Durch die Löcher wird ein Bindfaden gezogen und zu einem Henkel verknotet. An den Henkel wird anschließend ein etwa 55 cm langer Bindfaden geknotet, durch ein Röhrchen gezogen und an seinem Ende mit einem Sektkorken verknotet.
In den Becher werden Steine gegeben. Der Korken wird nun in Drehung versetzt. Die dadurch entstehende Zentrifugalkraft des Korkens zieht den Becher nach oben.

Ablauf der Stunde

Nach einer Vorstellungsrunde des Verfassers und der Schüler wurde das Materialblatt mit den Versuchsmaterialien an die Wand projiziert, die Gegenstände im Dialog mit den Schülern benannt und die Bezeichnungen in die Folie eingetragen. Anschließend wurden die Versuchsmaterialien an die Gruppen verteilt.

Zeitaufwand für Vorstellung der Personen und der Versuchsmaterialien: 20 Minuten.

Anschließend arbeiteten die Schüler_innen in 2er-Gruppen den Lesetext durch und führten Schritt für Schritt die in der Versuchsanweisung beschriebenen Arbeiten durch. Die handwerklichen Arbeiten bewältigten alle Gruppen problemlos.
Danach wurden die Schüler_innen aufgefordert, in den Becher größere Kieselsteine (Ø ca. 2-3 cm) einzufüllen und das Gewicht des Bechers mit dem Gewicht des Korkens zu vergleichen (der Becher hat ein wesentlich größeres Gewicht). Anschließend begann die spannende Phase des Experimentierens. Nachdem der Verfasser ansatzweise demonstriert hatte, wie das Röhrchen zu bewegen sei, um den Korken auf eine Kreisbahn zu bringen, haben alle Gruppen ihre Korken kreisen lassen und dadurch ihren Becher mit den Steinen hochheben können. Das bereitete den Jugendlichen viel Vergnügen, zumal ein Wettbewerb entbrannte, wer die meisten Steine heben könne.

Zeitaufwand fürs Lesen, Bauen und Experimentieren: 25 Minuten.

Lesen lernen mit Physik in Willkommensklassen

Lesekiste Gewichtheber

Auswertung des Experiments

In der 2. Unterrichtsstunde führte der Verfasser im Rahmen der Auswertung den Kraftbegriff ein. Er und ein Schüler zogen sich gegenüberstehend an den Armen. Dabei wurde zum Einen herausgearbeitet, dass Kräfte eine Richtung haben und zum Zweiten, dass die beiden Körper in Ruhe bleiben, wenn Kräftegleichgewicht herrscht. Herrscht jedoch kein Gleichgewicht, so wird der Körper, auf den die größere Kraft wirkt, bewegt.
Eine Skizze vom Versuchsaufbau wurde an die Wand projiziert und von den Schülern abgezeichnet. Im Lehrer-Schüler-Gespräch wurden die wirkenden Kräfte erarbeitet und die Pfeile für die Gewichtskraft und die Zentrifugalkraft eingezeichnet.

Zeitaufwand für die Auswertung und das Abmalen der Skizze: 30 Minuten.

Verfestigen der physikalischen Erkenntnisse durch einen Zusatzversuch

Zum Abschluss wurden zwei halbierte, mit einem Bindfadenhenkel versehene Milchpackungen mit Wasser gefüllt und zur Demonstration der Zentrifugalkraft von den Schüler_innen zum Kreisen gebracht. Nach anfänglichem Zaudern siegte der Spaß am heiklen Agieren mit dem Wasser in einem offenen Behälter.

Zeitaufwand für den Zusatzversuch: 15 Minuten.

Die Doppelstunde von 90 Minuten hat allen Beteiligten sehr viel Spaß gemacht. Die Lesekiste „Der Gewichtheber“ hat sich bei ihrem Einsatz in einer Oberschul-Willkommensklasse bewährt. Der Verfasser wurde gebeten, mit anderen Experimenten möglichst bald wiederzukommen.

Berlin, den 28.2.2016 Dr. rer. nat. Lothar Zühlke (Studiendirektor i.R. NaWi);
Email: Lothar.zuehlke@gmx.de

 

2. Doppelstunde mit der Physik-Lesekiste “Die Lochsirene” am 08.03.2016

Wie bei der vorangegangenen Doppelstunde mit der Physik-Lesekiste „Der Gewichtheber“ hatten die Lehrerinnen der Schule, Frau Gierlichs-Markus und Frau Niendorf, den Lesetext und das Materialblatt schon beim Vorgespräch bekommen und die Texte „vorentlastet“, indem sie mit den Schüler_innen die notwendigen Worte eingeübt hatten.

Es wurden wieder beide Flüchtlingsklassen zusammengelegt. Diesmal waren es 13 Schüler_innen, sieben von ihnen kannte der Verfasser von der letzten Stunde. Um Zeit zu sparen, wurden nicht alle Jugendlichen vorgestellt, sondern es stellte sich nur unser Gast, die Journalistin S. Hoff vom Kulturradio beim rbb, vor; sie arbeitet an einer Reportage über Flüchtlingskinder in Berlin und Brandenburg. Frau Hoff hat den Unterricht mitgeschnitten und auch einige Schüler_innen während und nach dem Unterricht interviewt. Der Beitrag ist am 14. Mai von 17.04 Uhr bis 18.00 Uhr im Kulturradio gesendet worden.

Weil es sich für die Festigung bewährt hatte, wurden wieder alle benötigten Materialien auf dem Lehrertisch ausgelegt. Die Schüler_innen nahmen sich nacheinander einen Gegenstand, hielten ihn hoch, sagten laut den Namen und trugen den Begriff mit dem zugehörigen Artikel in die Overhead-Folie ein; bei Schreibfehlern wurden sie von ihren Mitschüler_innen korrigiert.
Anschließend wurden die Versuchsanweisungen ausgeteilt. Es erhielten immer zwei Schüler_innen einen Lesetext; sie sollten ja als 2er Gruppe eng zusammenarbeiten und sich gegenseitig helfen.

Versuchsdurchführung

Jede Gruppe erhielt ein Versuchsset, bestehend aus:

  • Schere, Pappviereck, Schablone, Styroporklötzchen, Lochzange, zwei Unterlegscheiben, Stopfnadel und Dorn/Lochstecher. Maßbänder, Alleskleber und Wollknäuel waren nur zweifach vorhanden und mussten gegenseitig ausgeliehen werden.

Versuch Lochsirene in Willkommensklasse

Lesekiste Lochsirene

Während die Jugendlichen den Text lasen, entsprechend der Vorlage die Pappscheiben ausschnitten und Löcher stanzten, gingen die beiden Lehrerinnen und der Verfasser umher und kontrollierten den Arbeitsfortschritt. Nach ca. 45 Minuten hatten alle sechs Gruppen ihre Lochsirene fertig gestellt. Der einzeln arbeitende Schüler, Mujtaba aus Afghanistan, war als erster fertig und durfte den anderen demonstrieren, wie man die Lochscheibe „zum Singen“ bringt. Allen Gruppen gelang es nach kurzer Zeit erfolgreich, die Scheibe in schnelle Rotation zu versetzen und ein pfeifendes Geräusch zu erzeugen. Manche Schüler_innen führten den Versuch zu zweit durch.

Harmonische Zweieraktion mit Lochsirene

Danach wurden alle Arbeitsmaterialien wieder in der Lesekiste verstaut. Die selbst gebastelten Lochsirenen durften die Schüler_innen behalten.

Theoretischer Teil: Auswertung

Zunächst musste geklärt werden, wie das singende Geräusch bei der sich schnell drehenden Scheibe entsteht. Um die Phänomene der Luftschwingung und der Schallausbreitung verstehen zu können, wurde  im Lehrer-Schüler-Gespräch herausgearbeitet, dass die Luft aus Teilchen (Molekülen) besteht. Die Schüler_innen kannten bereits die Gase Sauerstoff und Stickstoff als Bestandteile der Luft. Es wurde ihnen nun erklärt, dass bei der schnell drehenden Scheibe Luftteilchen durch die Löcher strömen: durch die schnelle Drehung der Scheibe würde der Luststrom immer wieder unterbrochen, was zu Luftschwingungen (Druckunterschieden) führe, die wir als Pfeifen wahrnehmen. Im Gespräch wurden als Beispiele für Luftschwingungen Pfeifen, Flöten und Orgelpfeifen genannt und vom Lehrer vorgeführt. Um die Schwingung auch spüren zu können, wurde eine Stimmgabel auf einer Schallkiste angeschlagen und die Schüler_innen konnten durch Berührung der Zinken die Schwingungen fühlen. Als typische Musikinstrumente für Saitenschwingungen wurden Gitarren, Geigen und Klaviere genannt.

Im Fortgang der Stunde war zu klären: Wie gelangen die von einer Schallquelle ausgehenden Schwingungen (Töne) an unser Ohr? Um dies zu demonstrieren, wurden alle Schüler_innen gebeten, sich in einer Reihe aufzustellen und bei den Händen zu halten. Der Lehrer simulierte eine Schallquelle (einen Schwingungsimpuls), in dem er den ersten Schüler anstieß, der den Impuls an den nächsten Schüler weiter gab, der dann an seinen Nachbarn und so fort. Durch Hin- und Her-Schwingen wurde die Schallausbreitung nachgestellt.

Im Lehrer-Schüler-Gespräch wurden die wesentlichen Lerninhalte erarbeitet, die Erkenntnisse von einer Overhead-Folie an die Wand projiziert und damit gesichert. Um ausreichend Lernstoff erarbeiten zu können, erhielten die Schüler_innen diesmal Kopien der Folien (das Mitschreiben geht bei einigen noch recht langsam und hält sehr auf).

Zum Ende der Stunde wurden die Aspekte „wie schnell breitet sich der Schall aus?“ und „was passiert, wenn der Schall das Ohr erreicht?“ erarbeitet. Dabei wurde an die Beobachtung eines Gewitters erinnert, bei dem man die Sekunden zwischen der Wahrnehmung des Blitzes und des Donners zählen kann. Liegen zwischen Blitz und Donner drei Sekunden, ist das Gewitter ca. 1000 m entfernt. Die hypothetische Frage, ob sich zwei Astronauten außerhalb der Raumkapsel unterhalten können, konnten die Schüler zutreffend verneinen. Es war allen klar geworden: Im Vakuum ist keine Schallausbreitung möglich; es gibt keine Luftteilchen, die die Schwingung transportieren können!

Am Ende dieser Doppelstunde waren sich die Schüler_innen einig, dass auch die Lesekiste „Lochsirene“ wieder eine spannende Einheit für sie gewesen ist, bei der sie ihren deutschen Wortschatz erweitern konnten und physikalische Erkenntnisse gewonnen haben.
Im April oder Mai ist eine dritte „Lesekistenstunde“ geplant.

Overheadfolie SchallschwingungOverhead-Folie Schallgeschwindigkeit

Overhead-Folien zur Schallentstehung und Schallausbreitung

 

Berlin, den 19.3.2016 Dr. rer. nat. Lothar Zühlke (Studiendirektor i.R. NaWi);
Email: Lothar.zuehlke@gmx.de

 

3. Doppelstunde mit der Physik-Lesekiste “Der Profilprüfstand“ am 14.11.2016

Wie bei den vorangegangenen Doppelstunden mit den Physik-Lesekisten „Der Gewichtheber“ und „Die Lochsirene“ hatten die Lehrerinnen der Schule, Frau Gierlichs-Markus und Frau Niendorf, den Lesetext (7 Lesetext Sekundarstufe) und das Materialblatt schon vorab bekommen und die Texte „vorentlastet“, indem sie mit den Schüler_innen die notwendigen Worte eingeübt hatten.

Es wurden wieder beide Flüchtlingsklassen zusammengelegt. Da alle Schüler_innen erst seit September an der Bülow-Schule sind und ihre Deutschkenntnisse z.T. gering sind, wurden aus beiden Klassen die 12 mit den besten Sprachkenntnissen ausgewählt. Die anderen 12 wurden von Frau Gierlichs-Markus in einem anderen Raum unterrichtet. Die Schüler_innen stammen überwiegend aus dem arabischen Raum (Afghanistan, Syrien) Um Zeit zu sparen, wurden nicht alle Jugendlichen vorgestellt, sondern es stellte sich nur der Verfasser als ehemaliger Physik- und Chemielehrer der Schule vor. Da die Schüler_innen ab 13.30 Uhr Sportunterricht bekommen sollten, hatten wir für die „Bastelstunde“ und den anschließenden Physik-Unterricht 120 Minuten Zeit.

Um das Interesse der Schüler-innen zu steigern, hatte ich mir einen besonderen Einstieg ausgewählt. In der einen Hand hielt ich ein ca. 20 cm großes Spielzeugflugzeug aus Aluminium und in der anderen Hand einen mit Wasserstoff gefüllten Luftballon. Als ich die Hände öffnete, stieg der Luftballon an die Decke des Raumes und das Flugzeug blieb auf dem Handteller liegen. Es wurde im Gespräch heraus gearbeitet, dass im Ballon ein Gas ist, das „leichter“ als Luft ist und das Aluminium „schwerer“ als Luft ist und deshalb eigentlich gar nicht fliegen können dürfte. Dieser „Konflikt“ machte die Schüler-innen neugierig!

Weil es sich für die Festigung bewährt hatte, wurden wieder alle benötigten Materialien auf dem Lehrertisch ausgelegt. Die Schüler_innen nahmen sich nacheinander einen Gegenstand, hielten ihn hoch, sagten laut den Namen und trugen den Begriff mit dem zugehörigen Artikel in die Overhead-Folie ein; bei Schreibfehlern wurden sie von ihren Mitschüler_innen korrigiert.
Anschließend wurden die Versuchsanweisungen ausgeteilt. Es erhielten immer zwei Schüler_innen zunächst einen Lesetext; sie sollten ja als 2er Gruppe eng zusammenarbeiten und sich gegenseitig helfen. Die drei Doppelbögen wurden ihnen entsprechend dem Unterrichtsfortgang nacheinander ausgeteilt. Da den Schüler-innen das Schreiben besonders auch wegen der unterschiedlichen Schriftzeichen schwer fällt, erhalten sie auch die Lernergebnisse zur Mitnahme gedruckt.

Basteln der Apparatur und Versuchsdurchführung

Jede Gruppe erhielt ein Versuchsset, bestehend aus:

  • Profilvorlagen, Rolle Tesafilm, 1 Stecknadel, 2 Styroporklötzchen mit jeweils 2 Löchern, 2 Metallstangen (Stricknadeln),
    1 Lochzange und eine Nagelschere.
  • Der Ventilator wurde erst nach Fertigstellung der Versuchsanordnung ausgeteilt, um den Spieltrieb nicht zu fördern.

Da die Deutschkenntnisse der Jugendlichen noch nicht so gut waren, wurde ihnen die Apparatur und ein fertiges Flügelprofil vorab gezeigt, so hatten sie eine Vorstellung von dem, was sie bauen sollten. Die Schüler_innen bastelten nun entsprechend der Anleitung den Profilprüfstand. Bevor sie den Ventilator bekamen, sollten sie über die Kniffkante eines Doppelblatts einer Zeitung blasen und erkennen, dass sich das obere Blatt im Luftstrom hebt.

Alle Gruppen hatten die Löcher in den Flügelprofilen groß genug gestanzt, so dass sich die Profile beim Anblasen mit dem Ventilator an den Doppelstangen nach oben bewegten, wenn die gewölbte Fläche des Profils oben ist. Nach dem Umdrehen des Profils (flache Seite oben), blieben die Profile beim Anblasen unten.

Da nun ca. 60 Minuten intensiv gearbeitet worden war, wurde vor der Auswertung eine 20-minütige Pause gemacht.

Auswertung und Zusammenfassung

Nach der Pause wurde zu Beginn der Auswertung die Frage gestellt: „Warum steigt das Papierprofil nach oben, wenn die gewölbte Fläche oben ist?“ Zur eigenen Erkenntnisgewinnung wurde den Schüler_innen ein Film über ein Segelflugzeug und eine Animation der Luftströmung über eine Tragfläche aus dem Internet vorgeführt (Bernoulli-Prinzip SWR warum fliegen 4//3).

Schematische Darstellung Tragflaechenprofil mit Luftstroemung

Die Schüler erkannten, dass die Luftfronten auf der Flügeloberseite schneller strömten. Im Lehrer/Schüler-Gespräch wurde mit Hilfe einer Folie das Bernoulli-Prinzip verdeutlicht und als Ergebnis formuliert, dass infolge der schneller strömenden Luft auf der Oberseite des Profils ein Unterdruck entsteht und der Papierflügel nach oben gesaugt wird.

Um den Lernerfolg abzusichern und begreifbarer zu machen, wurden Beispiele aus der Praxis erörtert: Warum schlägt eine offene Tür bei Zugluft zu, warum wird der Duschvorhang beim Duschen nach innen gezogen und warum soll man auf dem Bahnsteig bei durchfahrenden Zügen von der Bahnsteigkante zurück treten?

Da noch ausreichend Zeit vorhanden war, wurde im L./S.-Gespräch geklärt, welche Arten von Flugzeugen existieren (Segelflugzeug, Propeller- und Düsenflugzeuge). Mit einem Flugzeug geflogen waren von den 12 Schülern bisher nur zwei.

Als Nachbereitung sollten die Schüler-innen den Fragebogen zu ihrem Alter, Heimatland und Schlüsselbegriffen der Unterrichtsstunde und einer Skizze der Versuchsanordnung ausfüllen (je nach Zeit auch als Hausaufgabe). Bisher hatten auch nur zwei Schüler-innen in ihrer Heimat Physikunterricht erlebt. Trotz geringer Vorkenntnisse in diesem Fach hat es ihnen viel Spaß gemacht und sie wollten gerne weitere Lesekisten-Stunden erleben.

Berlin, den 14.11.2016 Dr. rer. nat. Lothar Zühlke (Studiendirektor i.R. NaWi);
Email: lothar.zuehlke@gmx.de

Zurück zur Projektseite Zauberhafte Physik mit Lesekisten