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Einsatz im Unterricht der Sekundarstufe: Das Bechertelefon

  • Zwei Männer mit Bechertelefon. (Quelle: SWR/WDR – Screenshot aus der Sendung) Das Prinzip des selbstgebauten Telefons: Zwei Becher sind durch eine Schnur im Becherboden verbunden
  • Mann spricht in ein Bechertelefon. (Quelle: SWR/WDR – Screenshot aus der Sendung) Nachricht marsch: 136 Meter weit muss das Bechertelefon reichen

Bezug zu den Bildungsplänen

Telefonieren ist für uns eine Selbstverständlichkeit und so fragt man sich gar nicht mehr, wie es funktioniert, dass andere uns dabei hören. Der Film „Das Bechertelefon“ zeigt sehr anschaulich, wie man auf einfache Weise mit zwei Pappbechern und einer sehr langen Schnur einem Gesprächspartner, der sieben Stockwerke entfernt ist, etwas mitteilen kann, ohne dafür elektronische Hilfsmittel zu nutzen. So kann das Team die Stockwerke mit einer 136 Meter langen Schnur überwinden, um erzeugten Schall von einem Becher zum anderen zu übertragen. Damit der Versuch gelingt, werden dabei – durch die gemachten Erfahrungen und Beobachtungen – die Bedingungen geklärt, die für eine erfolgreiche Mission erforderlich sind.

Die Sendung „Das Bechertelefon“ knüpft damit an das Vorgehen bei Freihandversuchen an, wie es sich für den Akustikunterricht in der Schule anbietet. „Schall und seine Ausbreitung“ werden an der Realschule meist im NWA-Unterricht der 7. Klasse unterrichtet. Damit orientiert sich das Filmmaterial am Bildungsplan, der hierbei vorsieht, dass Schüler Phänomene mittels Freihandversuchen und Modellvorstellungen praktisch und theoretisch erfassen. Mithilfe der Sendung können Schüler eigene Erfahrungen überprüfen und Ergebnisse sichern.

Einsatz im Unterricht

Der Film wird in der zweiten Hälfte einer NWA-Doppelstunde im Rahmen der Einführung in die Einheit „Akustik“ zum Einsatz gebracht. In der ersten Hälfte der NWA-Doppelstunde werden erste Schallausbreitungsphänomene mittels Freihandversuchen erprobt und erarbeitet und das künftige Unterrichtsthema wird benannt. Hierzu wird an die Tafel die unvollständige Überschrift „Erste Versuche zum Thema _______________________“ angeschrieben, die später von den Schülern ergänzt werden soll. Sie werden also zu Entdeckern, die erste Phänomene zum Schall und seiner Erzeugung erforschen sollen. Die Auswahl an Versuchen zielt auf Analogien zum Versuch „Das Bechertelefon“ ab, um den Schülern durch mehrfach ähnliche Beobachtungen Gesetzmäßigkeiten begreifbar zu machen.

- So werden Versuche durchgeführt, die deutlich die Schwingung sichtbar machen, die ein Ton erzeugt. Klassisch bieten sich dazu Versuche mit einer Stimmgabel an. Diese wird in Schwingung versetzt, um dann sowohl in einen Wasserbehälter und auf eine angerußte Glasscheibe gehalten zu werden. Ebenso werden Spieluhren zur Verfügung gestellt, um zu erproben, wann man sie am besten hören kann. (Arbeitsblatt 1).

  • Mikrofon wird in einen Becher gehalten. (Quelle: SWR/WDR – Screenshot aus der Sendung) Probe 1: Empfängt das Mikrofon die Schallwellen?
  • Frau mit Sonnenbrille an Bechertelefon. (Quelle: SWR/WDR – Screenshot aus der Sendung) Probe 2: Kommt die Nachricht an?

- Nach dieser Phase werden die Versuche und die Beobachtungen im Plenum präsentiert und besprochen und die Überschrift an der Tafel wird durch die Worte „Schall / Akustik“ ergänzt. Der Einstieg in die zweite Hälfte der Doppelstunde erfolgt durch das Erzählen einer kleinen Geschichte, die die Verwendung eines Bechertelefons begründet. Die Stundenfrage „Wie funktioniert ein Bechertelefon?“ wird an der Tafel notiert.

- In einem weiteren Schritt werden die Schüler dann selbst Bechertelefone herstellen, um diese zu erproben und Bedingungen zur optimalen Funktionalität zu erarbeiten und festzuhalten. (Arbeitsblatt 2a)

- Daran schließt sich nun der Film „Das Bechertelefon“ an. Die Schüler verfolgen die Versuchsdurchführung im Film und können ihre eigenen Erfahrungen überprüfen und gegebenenfalls ergänzen (Arbeitsblatt 2a).

  • Arbeitsblatt 2a: Baut ein Bechertelefon

- Eine Zusammenfassung zur Stundenfrage „Wie funktioniert ein Bechertelefon?“ erfolgt mit Arbeitsblatt 2b. Die Lerngruppe vergleicht den Film mit den eigenen Versuchen und entwickelt Gesetzmäßigkeiten zur Schallausbreitung.

  • Arbeitsblatt 2b: Wie funktioniert ein Bechertelefon?

- In einem weiteren Versuch erfahren die Schüler, welche Rolle Luft bei der Schallausbreitung spielt. Im Anschluss wird mit ihnen erarbeitet, welche Schallquellen es gibt und welche Arten von Schallträgern diese übermitteln können (Arbeitsblatt 3).

  • Arbeitsblatt 3: Schallquellen und Schallträger

Methodische Erläuterungen, Hinweise für den Lehrer

Erfahrungsgemäß bereitet es den Schülern viel Freude und weckt ihr Interesse, wenn sie bei diesen Themen Gelegenheit haben, in Freihandversuchen eigene Erfahrungen zu sammeln. Der Film sichert hierbei Grundkenntnisse und liefert Anlass, Schall und seine Ausbreitung näher zu betrachten. Er ist damit ein geeigneter Einstieg in die Einheit Akustik. Es empfiehlt sich in den Versuchsphasen die Arbeit in Kleingruppen (allenfalls zu dritt), damit die Schüler nahe am Phänomen sind und selbst auf Entdeckungsreise gehen können.

Für die erste Stunde ist folgendes Material bereitzuhalten:
Arbeitsblatt 1:
- Stimmgabel, Behälter mit Wasser
- Stimmgabel mit Metallspitze, Glasplatte, die mittels Kerzenruß schwarz
gefärbt wurde. Dies geht recht einfach mit einer Kerze, über die man eine Glasplatte hält, so dass die Scheibe sich nach und nach dunkel einfärbt. Doch Achtung! Die Glasplatte bitte zwischenzeitlich immer etwas abkühlen lassen!
- Spieluhr, Schwamm, Tischplatte

Für die zweite Hälfte der Doppelstunde (Filmstunde) wird folgendes Material benötigt:
Arbeitsblatt 2 a: Je 2 Papp-/Joghurtbecher, 2 Streichhölzer und 10 Meter Schnur
Arbeitsblatt 3: Je 2 Tamburine, Stativ, Klöppel, Tischtennisball, Schnur

Ausblick auf kommende Stunden:

Mit weiterem Freihandversuchsmaterial werden die Schüler ermutigt, nun selbst Versuche zu erarbeiten, die laute von leisen Tönen sowie hohe von tiefen Tönen unterscheiden. So könnten Amplitude und Frequenz zunächst daran erkannt werden, ehe man sich um eine wissenschaftlichere Betrachtung bemüht.