Erste Doppelstunde

Die Lernenden werden abwechslungsreich in die Thematik eingeführt und erstellen danach an Bastelstationen in Gruppenarbeit verschiedene Uhrenmodelle.

Mögliche Themen

In den ersten 45 Minuten der Doppelstunde werden mit der gesamten Lerngruppe folgende Themen behandelt:

  • Was ist Zeit?
  • Welche Eigenschaften hat die Zeit?
  • Gleichzeitigkeit und Geschwindigkeit der Zeit
  • Wie lang ist eine Minute?
  • Zeitsystem - Jahr, Stunde, Minute. Was ist die Weltzeit?
  • Wie misst man Zeit? Was ist eine Uhr?

Die Frage nach der "Gleichzeitigkeit und Geschwindigkeit der Zeit" soll hier natürlich keine relativistischen Aspekte berücksichtigen. Dies bleibt als Option der Abschlussbesprechung am Ende der zweiten Doppelstunde vorbehalten. Die Lernenden sollten sich beim Einstieg in die Thematik vielmehr mit der Frage beschäftigen, was es bedeutet, wenn etwas gleichzeitig geschieht. Und wie kann man feststellen, dass etwas gleichzeitig an verschiedenen Orten passiert? Denkanstöße zur "Geschwindigkeit der Zeit" zielen auf subjektive Erfahrungen der Lernenden: Wann vergeht die Zeit für sie "wie im Fluge" - und wann "will sie nicht vergehen"? Dies führt schnell zur Frage nach der "objektiven Zeitmessung" und zum zentralen Thema dieser Unterrichtseinheit: dem Messinstrument Uhr.

Materialien

Medien

Als Werkzeuge zur Unterstützung der Diskussion und zur Sammlung von Fragen und Antworten können Tafel, Overheadprojektor und der Computer (Beamerpräsentation) zum Einsatz kommen.

Hilfreiche Requisiten

Bei der Einführung des Begriffes der Zeit kommen Globus und Taschenlampe zum Einsatz (Was ist ein Tag und wie entsteht er?). Zur spielerischen Überprüfung des Zeitgefühls der Schülerinnen und Schüler kann eine Stoppuhr verwendet werden (Wer hat das beste Zeitgefühl?).

Literatur

Als Lektüre für Lernende der Unterstufe kann das Buch "Durch Raum und Zeit mit Onkel Albert: Eine Geschichte um Einstein und seine Theorie" von Russell Standard empfohlen werden. Es bietet sich auch als Lektüre an, wenn man unabhängig vom Uhrenbau auf die Themen Relativität und Albert Einstein eingehen möchte. Das Fischer Taschenbuch ist für etwa sechs Euro zu haben (ISBN-13: 978-3596800155).

Uhrenbau

Gruppenarbeit an den Bastelstationen

In der zweiten Stunde bauen die Schülerinnen und Schüler Uhrenmodelle. Die Klasse wird dazu in vier Gruppen geteilt, die an einer der Bastelstationen jeweils eine der verschiedenen Uhrentypen bauen (Abb. 1).

Wasser-, Sand-, Kerzen- und Feueruhr
Abb. 1: Wasser-, Sand-, Kerzen- und Feueruhr, Bild: flowenture


Materialien

Die Bastelstationen sind mit den Ausdrucken der jeweiligen Bauanleitungen (uhrenbau_arbeitsblaetter.pdf) und den dort beschriebenen Materialien auszustatten. Die Lernenden sollen die Uhren nach dem Bau eichen. Ihre Uhr soll in der Lage sein, eine Viertelstunde zu messen (siehe Zweite Doppelstunde).

Download
Download

Herausforderung der Kreativität

Um die Kreativität der Lernenden beim Uhrenbau zu unterstützen, können Zusatzmaterialien auf einem Extra-Tisch angeboten werden. Mit diesen sollen die Gruppen ihre Uhr zum Beispiel mit dem Ziel modifizieren, ihre Genauigkeit zu erhöhen, die Wiederverwendbarkeit des Instruments zu gewährleisten oder die Funktion eines Alarms zu ergänzen. Hilfreiche Zusatzmaterialien sind unter anderem Glöckchen, Stecknadeln, feste Pappe und Klebeband. So könnte zum Beispiel die Skala der Kerzenuhr anstatt auf eine Kerze auf die Pappe gezeichnet werden. Am Ständer befestigt kann diese Skala dann für alle Kerzen gleicher Sorte verwendet werden. So kann man sich den Aufwand ersparen, nach dem Abbrennen einer Kerze die Nachfolgekerze immer wieder neu skalieren zu müssen.

Impulse

Nach einer Anfangs- oder "Aufwärmphase" von etwa zehn Minuten können folgende Fragen als Arbeitsblatt ausgeteilt oder per Tageslichtprojektor oder Beamer projiziert werden:

  • Wie funktioniert die Uhr, was sind ihre Besonderheiten?
  • Wie kann ich die Genauigkeit der Uhr prüfen/messen?
  • Ist es eine "Einweg-Uhr" oder ist sie wiederverwendbar?
  • Ist die Uhr erweiterbar - zum Beispiel durch eine Weckfunktion?

Heimarbeit: Aufbereiten des Uhrenbaus als Kurzpräsentation

Die Gruppen erhalten den Auftrag, den Bau ihrer Uhr aufzubereiten. Sie können die Aufbereitung weitgehend frei gestalten (mündlicher Vortrag, Einsatz von Overhead-Folien, PowerPoint-Präsentation per Beamer, Tafel). Die Ergebnisse sollen den Mitschülerinnen und Mitschülern in einem Zeitraum von fünf bis sieben Minuten zu Beginn der nächsten Doppelstunde präsentiert werden. Die Präsentationen sollen

  • eine grundlegende Erklärung der Funktion der Uhr beinhalten.
  • die Besonderheiten der jeweiligen Uhr herausheben.
  • gegebenenfalls auf Optimierungen und Erweiterungen durch die Ideen der Schülerinnen und Schüler eingehen.
  • Ideen enthalten, wie die Genauigkeit der Uhr überprüft werden könnte.
Autorin
Avatar Autorenteam "Zeit"

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