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Einsatz im Unterricht der Sekundarstufe: Schallparade

  • Mann im schwarzen Anzug hält zwei Becken aus Metall in den Händen. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Erster Versuch mit der Schallquelle Becken
  • Frau steht auf einer Straße und singt. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Zweiter Versuch: Wie weit kommt die Stimme der Opernsängerin?
  • Ein Mann mit Zylinder zwischen zwei Pressluftfanfaren auf Stativen. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Dritter Versuch: Die Pressluftfanfare soll 1,7 Kilometer weit zu hören sein
  • Viele Menschen stehen in einer Reihe auf einer Straße ; jeder hält eine Flagge nach unten gesenkt. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Das Experiment: Die Teilnehmer stehen in einer Reihe und warten auf das Signal
  • Eine Reihe dunkel gekleideter Menschen hebt rote Flaggen hoch. (Quelle: SWR - Screenshot aus der Sendung) Der Ton ist angekommen – die Teilnehmer heben ihre Flaggen

Bezug zum Bildungsplan

Schall ist ein Phänomen, das uns tagtäglich im Leben begleitet und dennoch so wenig Beachtung von uns erhält. Es ist für uns eigentlich selbstverständlich, dass wir uns unterhalten und Musik hören. Niemand denkt groß darüber nach. Umso wichtiger ist es, die Aufmerksamkeit der Schüler/innen auf dieses Naturphänomen zu lenken und einmal genauer hinzuhören!
Im Bildungsplan der Grundschule (Baden-Württemberg) heißt es: „Die Schülerinnen und Schüler können über Naturphänomene staunen“ (S. 102). Das können sie allemal, wenn sie sich mit der Schallausbreitung, der Schallwahrnehmung und vor allem der Schallgeschwindigkeit beschäftigen! Sie erwerben hierbei „tragfähige Grundlagen des Wissens“ (S. 97), vor allem auch dann wenn sie „einfache Experimente (…) durchführen, beobachten und dokumentieren“ (S. 102).
Auch ältere Schüler/innen sollen, laut dem Bildungsplan der RS (BW), „mit Schall und seiner Ausbreitung praktisch und theoretisch umgehen“ (S. 101).
Der Film „Achtung! Experiment - Schallparade“ bietet zusammen mit den Arbeitsblättern eine anschauliche Möglichkeit das Naturphänomen „Schall“ genauer zu betrachten.

Die Sendung und die Arbeitsblätter können sowohl in der Grundschule als auch in der Sek. I. eingesetzt werden. In der Grundschule muss die Lehrkraft bei den Rechenaufgaben auf den Arbeitsblättern 3-5 je nach Wissenstand der Klasse Hilfe leisten beziehungsweise die Tabelle auf Arbeitsblatt 5 bereits ausgefüllt austeilen. Bei dieser Aufgabe sortieren die Grundschüler die errechneten Ergebnisse dann nach der Zahlengröße, um herauszufinden, wer der Schnellste der aufgeführten „Wettkampfteilnehmer“ ist.

Unterricht

Für die Unterrichtssequenz mit dem Film und den Arbeitsblättern sollten mindestens zwei Stunden eingeplant werden.

Einstiegsphase

Die Sequenz kann mit dem Spiel „Stille Post“ eingeleitet werden. Die Lehrkraft flüstert einem Schüler/einer Schülerin einen Satz ins Ohr, dieser flüstert ihn an seinen Nachbarn weiter, reihum, bis der letze Schüler/die letzte Schülerin den Satz am Ende laut vorsagt. Das Ergebnis wird mit dem Ausgangssatz verglichen: Wurde der Satz verändert? Fehlen Wörter? usw. Meist kommt am Ende ein anderer Satz heraus als der zu Beginn geflüsterte, was häufig zu großem Gelächter führt. Nach ein bis zwei Durchgängen folgt die Überleitung zum Thema Schall.
Zunächst gibt die Lehrkraft Denkanstöße wie beispielsweise „Was brauchen wir, damit wir dieses Spiel überhaupt spielen können?“, „Was müssen wir beim Weitersagen beachten?“, usw. Die Schüler/innen äußern dann ihre Vermutungen hierzu, das Stichwort „Schall“ soll sie weiter in Richtung des Stundenthemas führen.

Durch dieses kurze Spiel können die Schüler/innen indirekt gleich mehrere Dinge zum Thema Schall erfahren:
1. Ohne Schall wäre dieses Spiel nicht möglich.
2. Die menschliche Stimme ist eine Schallquelle.
3. Die Lautstärke der Schallquelle ist entscheidend dafür, wie weit der Schall zu hören ist,
4. Die Schallausbreitung ist vergleichbar mit dem Weiterflüstern von Person zu Person, der Schall setzt sich jedoch in der Luft fort.

Sollten nicht alle Feststellungen von den Schüler/innen kommen, gibt die Lehrkraft diese kurze Zusammenfassung, bevor die Schüler/innen mit Hilfe des 1. Arbeitsblattes „Was ist eigentlich Schall“ die Grundlagen der Unterrichtssequenz erarbeiten bzw. wiederholen.

Erarbeitungsphase I

Noch bevor der Film gezeigt wird, sollen die Schüler/innen einen kleinen Selbstversuch zum Thema „Schallausbreitung und Schallgeschwindigkeit“ wagen. Hierzu dient das 2. Arbeitsblatt, auf welchem drei Versuche beschrieben sind, die sich mit nur wenigen Hilfsmitteln von der gesamten Klasse durchführen lassen. Wichtig ist, dass die Beobachtungen am Ende zusammengetragen und besprochen werden, denn was die Schüler/innen bei ihren Selbstversuchen festgestellt haben soll später auch mit dem im Film Gezeigten verglichen werden.

Erarbeitungsphase II

Im Anschluss daran wird der Film gezeigt, zu welchem sich die Schüler/innen Fragen notieren sollen. Diese werden dann nach dem Film im Plenum gemeinsam beantwortet beziehungsweise besprochen. Gefestigt und vertieft kann das durch den Film Gelernte auf dem Arbeitsblatt 3 „Schallgeschwindigkeit in der Luft“ werden. Hier werden die wichtigsten Informationen noch einmal abgefragt und zusammengefasst. Die Schüler/innen können dieses Arbeitsblatt auch in Zweierteams bearbeiten und ihre Ergebnisse in Vierergruppen vergleichen.

An dieser Stelle können noch einmal die vier Punkte zur Sprache kommen, welche durch das Spiel „Stille Post“ erarbeitet beziehungsweise zusammengefasst wurden. Diese können dann von den Schüler/innen um weitere Erkenntnisse ergänzt (und gegebenenfalls in einem Tafelbild festgehalten) werden.

Schlussphase

Damit die Schüler/innen sich bewusst werden, dass nicht nur Luft ein Schallleiter ist, sollen sie sich anhand des 4. Arbeitsblattes mit weiteren Schallleitern beschäftigen. Sie erfahren hierbei, welche Stoffe gute und schlechte Schallleiter sind und lernen unter anderem zu berechnen, wie weit ein Gewitter entfernt ist.

Auch wenn im Film recht anschaulich demonstriert wurde, was 340 Meter/Sekunde bedeuten sind solche Werte für Schüler/innen der Grundschule und Sekundarstufe I oft nur schwer greifbar. Das 5. Arbeitsblatt soll Abhilfe schaffen, indem es zu einem kleinen Wettrennen einlädt. Die Geschwindigkeit des Schalls soll mit der von unterschiedlichen Fahrzeugen und Tieren verglichen werden, um ein Gefühl dafür zu entwickeln, wie schnell der Schall wirklich ist.
Da die Schüler/innen hierbei mit Kommazahlen hantieren müssen, bietet sich der Einsatz eines Taschenrechners an, bei jüngeren Schüler/innen kann die Tabelle auch von der Lehrkraft ausgefüllt und erklärt werden. Zuletzt soll noch erarbeitet werden, was „schneller als der Schall“ bedeutet, wobei hier die Begriffe „Überschallflug“, „Überschallknall“ und „Schallmauer“ im Mittelpunkt stehen. Die Schüler/innen können diese Aufgabe in Kleingruppen lösen und ihren Mitschüler/innen vortragen.

  • Arbeitsblatt 1: Was ist eigentlich Schall?
  • Arbeitsblatt 2: Schallausbreitung und Schallgeschwindigkeit
  • Arbeitsblatt 3: Schallgeschwindigkeit in der Luft
  • Arbeitsblatt 4: Verschiedene Schallleiter
  • Arbeitsblatt 5: Wettrennen - Geschwindigkeitsvergleich
  • Lösungen der Arbeitsblätter