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Unterricht: Otto von Guericke und der Luftdruck

Die Sendung „Otto von Guericke und der Luftdruck“ zeigt die Forschungsarbeit und die damit verbundenen Ergebnisse von Otto von Guerickes (1602-1686) auf. Otto von Guericke hat als Erster einen Zusammenhang zwischen dem Luftdruck und der Wetterlage hergestellt.
Die Sendung ist hauptsächlich im Fach Physik/Naturwissenschaft und Technik einzusetzen, denkbar ist aber auch ein Einsatz in Erkunde. Sie eignet sich zur Vertiefung und Ergänzung des verpflichtenden Themengebiets Druck. Es werden konkrete Zusammenhänge, Anwendungen und Fakten aufgezeigt, weniger werden mathematische Formeln und Rechnungen vorgestellt.
Die Sendung trägt damit zum Erwerb vieler wichtiger – in den Bildungsplänen geforderter - Kompetenzen bei. Nur die drei wichtigsten sollen hier beispielhaft aufgeführt werden:

  • (Quelle: SWR & Co.)

    Der Vakuum-Versuch mit dem Holzfass missglückt

  • (Quelle: SWR & Co.)

    Quecksilber zur Bestimmung des Luftdrucks ermöglicht es, die Höhe eines Berges zu messen

  • Forschung ist nicht immer geradlinig, sie mündet oft in „Sackgassen“: Eine für unser Leben wichtige Entdeckung – die Entdeckung des Luftdrucks und die damit verbundene Änderung der Wetterlage – wird mit allen Irrwegen, Härten, Schwierigkeiten und Fehlversuchen dargestellt (Holzfass ist zum Evakuieren ungeeignet, spezielle Entwicklung einer Pumpe, um die Gefäße leer zu pumpen, Dichtungen und Klappen der Pumpen müssen übereinstimmend funktionieren, schwierige politische Zeit etc.).
  • Teamarbeit ist wichtig und sinnvoll, um Ideen weiterzuentwickeln: So hat nicht nur Guericke an der Erforschung des (Luft-)Drucks gearbeitet, es hat ein reger wissenschaftlicher Gedankenaustausch mit anderen Wissenschaftlern stattgefunden, wie zum Beispiel mit Evangelista Torricelli (1608-1647: Erfindung des Quecksilber-Barometers) und Blaise Pascal (1623-1662: Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe über dem Meeresspiegel).
  • Otto von Guericke kann ein Vorbild für Schülerinnen und Schüler sein: Über die physikalischen Zusammenhänge hinaus wird Otto von Guericke auch als Person (Diplomat und Naturwissenschaftler) vorstellt. Es wird gezeigt, dass Arbeit Aussicht auf Erfolg hat und zum Ziel führen kann.
  • (Quelle: SWR & Co.)

    Vakuum-Experiment: Mithilfe eines Kolbens wird Luft aus dem Behälter gepumpt

  • (Quelle: SWR & Co.)

    Mittels Luftdruck- und Temperaturmessungen erstellt Otto von Guericke erste Wettervorhersagen

Im Folgenden gibt es vier Arbeitsblätter:

Arbeitsblatt 1 ist eine enge Anbindung zur Sendung. Die Fragen beziehen sich im ersten Teil auf das Verständnis des Films. Im zweiten Teil werden grundlegende, für die Physik wichtige Zusammenhänge dargestellt, die eine Verbindung zur Lebenswelt der Schüler aufzeigen sollen. Dieses Arbeitsblatt ist als allgemein verständlich einzustufen.

Auf Arbeitsblatt 2 werden unterschiedliche Freihandexperimente dargestellt, die im Unterricht oder als Hausaufgabe von den Schülern aller Schularten erledigt werden können. Mit diesen Experimenten soll den Schülerinnen und Schülern der Druck bewusst gemacht werden, der durch die Luft erzeugt wird und auf uns lastet. Dieses Arbeitsblatt eignet sich auch als Einführung in das Thema „Luftdruck“. Die Durchführung des vierten Experiments erfordert zur Beobachtung einen Zeitraum von mehreren Tagen.

Arbeitsblatt 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Luftdruck und der daraus resultierenden Wetterlage auf. Dieses Arbeitsblatt kann gut fächerübergreifend mit Erkunde bearbeitet werden. Der Schwierigkeitsgrad ist als anspruchvoll. Dieses Arbeitsblatt dient als Ergänzung zum Physikunterricht, es kann für besonders schnelle und interessierte Schüler eingesetzt werden. (Weitere Ideen zu Projekten und Fragestellungen können dem Buch: „Dieter Walch, Wetterkunde, ECON Ratgeber, 3-612-20205-7“ entnommen werden.)

Mit Arbeitsblatt 4 wird die Abhängigkeit des Luftdrucks über dem Meeresspiegel in Excel programmiert. Dieses Arbeitsblatt kann als Ergänzung zum Unterricht den besonders schnellen und interessierten Schülern angeboten werden. Es kann aber auch mit der gesamten Klasse behandelt werden. Zur Beantwortung der nachfolgenden Fragen ist ein Nachschlagewerk (Physiklexikon oder Internet) erforderlich.

Unterrichtsmaterial zur Sendung "Otto von Guericke und der Luftdruck"

Dokumentendownload

  • Arbeitsblatt "Fragen zum Film"
  • Arbeitsblatt "Experimente zum Luftdruck"
  • Arbeitsblatt "Information: Luftdruck und Wetterlage"
  • Arbeitsblatt "Berechnung des Luftdrucks"

Dokumentendownload

  • Lösungen zur Sendung "Otto von Guericke und der Luftdruck"

Sequenzierung der Sendung

Kapitel Inhalt
00:07 Themeneinstieg
01:09 Guerickes Weg zur wissenschaftlichen Karriere
04:04 Der Weg zum Vakuum
07:22 Die Entdeckung des Luftdrucks
09:22 Die Messung des Luftdrucks und erste Anwendungen
11:25 Wettervorhersage und weitere Anwendungen

Weitere Informationen zur Sendung