Arbeitsauftrag 6

und Werkzeuge (z. B. Saftschachtel, Scheren, Spiegel, Knete, Klebeband, Spiegel usw.)

Arbeitsvorgang:

Die sechste Aufgabe konzentriert sich darauf, zu erforschen, wie das Licht vom Spiegel reflektiert wird. Die Schülerinnen und Schüler finden unter anderem heraus, dass Licht über einen Raum direkt scheint und von Objekten abgelenkt werden kann, die mehr Licht reflektieren als absorbieren. In Arbeitsauftrag 6a führt die Lehrerin/der Lehrer die Schülerinnen und Schüler an, gemäß der Zeichnung vier Punkte auf die beiden gegenüberliegenden Wände des Raumes zu zeichnen. Wenn der Raum breit ist und die Lichtquelle (Taschenlampe) die andere Wand nicht erreicht, ist es am besten, die andere Wand beispielsweise durch eine vertikale Leinwand oder Platte zu ersetzen. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, die Taschenlampe auf Punkt 1 zu richten und zu versuchen, das Licht auf den Spiegel zu richten, so dass die Taschenlampe an den Punkten 2, 3 und 4 allmählich aufleuchtet. Vor allem denken die Schülerinnen und Schüler hypothetisch und treffen Annahmen. Sie versuchen, in das Bild einzuzeichnen, wie viele Spiegel sie benötigen und wo und wie sie platziert werden. Sie versuchen dann, ihr Denken über diese Situation mit der praktischen Umsetzung der Situation zu bestätigen.

Wie das Licht tatsächlich umgeleitet werden könnte, zeichnen die Schülerinnen und Schüler in die nebenstehende Spalte. Auf der Grundlage eines Vergleichs der Annahme mit dem Ergebnis der Beobachtung ziehen sie eine Schlussfolgerung, die eine Beschreibung enthält, wie sich das Licht im Raum verhält. Die Antworten der Schüler können unterschiedlich sein, vorausgesetzt, dass die Schlussfolgerung auf der von ihnen gemachten Beobachtung beruht und mit den Ergebnissen übereinstimmt. Anschließend bespricht der Lehrer mit den Schülern, ob es möglich ist, eine Ecke ohne Spiegel zu finden und führt sie zu einer weiteren Forschungsaufgabe.

In Arbeitsauftrag 6b konzentrieren sich die Schülerinnen und Schüler darauf, wie das Periskop funktioniert. Zuerst diskutiert die Lehrerin/Lehrer mit seinen Kindern über ihr Periskop-Wissen – wo es verwendet wird, wie es funktioniert und ob es jemals benutzt wurde. Dann richtet sie/er ihre Aufmerksamkeit auf das Bild, in dem ein einfaches Periskop schematisch dargestellt ist. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, nachzudenken, wie das Bild (im Prinzip das Licht, das der Träger des Bildes ist) des Subjekts in das Auge eines Menschen gelangt, wenn er das Periskop benutzt, wie sie es auf dem Bild sehen. Im Periskop Schema versuchen sie zu zeigen, wo das Licht sich bewegt und wie es von den Spiegeln im Periskop reflektiert wird. Das Ziel der Aufgabe ist es, den Schülerinnen und Schülern das Funktionsprinzip des Periskops zu zeigen, so dass sie erkennen werden, wie das Periskop konstruiert werden muss.

Die Schülerinnen und Schüler äußern auch ihr eigenes Verständnis für die Funktionsweise des Periskops, indem sie die Teilaufgabe lösen, in der sie die Objekte hinter der Wand identifizieren, die vom Beobachter mit Hilfe des so gelegten Periskops wahrgenommen werden (sie zeichnen einige der folgenden Objekte: Blume, Baum und seine Teile, Kirsche auf dem Baum, Spinnennetz und Spinne, Ameisen und Schmetterling). Die Beschreibung der ausgewählten Objekte wird unter dem Bild von den Schülerinnen und Schülern erläutert. Nach einer individuellen (oder Gruppen-) Lösung der Aufgabe diskutiert die Lehrkraft ihre Lösungen mit den Schülerinnen und Schülern und schafft so eine Forschungsfrage für weitere Untersuchungen. Die Lehrerin/Der Lehrer bittet die Schülerinnen und Schüler zu versuchen, ein Periskop aus verfügbaren Materialien zu erstellen und zu sehen, ob nur einige Objekte oder alles, was sich hinter der Wand befindet, sichtbar ist.

In Arbeitsauftrag 6c widmen sich die Schülerinnen und Schüler ihrem eigenen Periskop. Die Schülerinnen und Schüler werden nicht nur herausfinden, wie es gebaut werden sollte, um über die Wand, das Wasser oder die Ecke zu sehen, sondern auch, ob es möglich ist, im Periskop den Menschen (oder sein Auge) zu sehen, der uns beobachtet, wenn wir das Periskop von der anderen Seite betrachten (siehe Abbildung zur Aufgabe 6c). Wir ermöglichen den Schülerinnen und Schülern genug Platz, um ihr eigenes Periskop zu entwerfen, oder wir bitten sie, über das Design zu Hause nachzudenken. Wenn die Lehrerin/der Lehrer den Schülerinnen und Schülern helfen möchte, ein Periskop zu erstellen, können einige geeignete Materialien, wie Saftkisten, Scheren, Spiegel und Knete bereitgestellt werden. Die Aktivität entwickelt mehr das wissenschaftliche Denken der Schülerinnen und Schüler, wenn sie über die verschiedenen Geräte nachdenken müssen und welche verschiedenen Werkzeuge sie benötigen werden. Es muss nicht nur über die grundlegenden Baumaterialien (Spiegel, eine geeignete Schachtel), sondern auch über Werkzeuge für die Behandlung dieser Materialien (Scheren usw.) und über Befestigungsmittel (z. B. Knete, Klebeband usw.) nachgedacht werden.

Die Schülerinnen und Schüler werden ein Periskop erstellen. Sie modifizieren es, bis es funktioniert. Dann überprüfen sie mit dem erstellten Periskop, was sie sehen können, wenn sie es über die Wand heben (zum Beispiel, ob Objekte direkt unter der Wand sichtbar sind). Dann beobachten sie auch, ob sie von der gegenüberliegenden Seite des Beobachters ausgesehen werden. Die Ergebnisse dieser Beobachtung werden von der Lehrerin/vom Lehrer verwendet, um zu erklären, dass Licht von den Objekten, die wir als nächstes sehen, im Periskop reflektiert wird. Wenn das Objekt nicht vor dem Periskop steht, sehen wir es nicht, weil das von diesem Objekt reflektierte Licht nicht in das Periskop gelangt. Der Grund, warum das Auge des Beobachters im Periskop gesehen werden kann, wenn wir ihn von der anderen Seite betrachten, können die Schülerinnen und Schüler versuchen, zu erklären. Sie tragen ein, was sie aus der Untersuchung gelernt haben, was für die Konstruktion des Periskops relevant ist (wenn es funktioniert und wenn es nicht funktioniert). Zum Beispiel die Tatsache, dass Spiegel im Periskop parallel ausgerichtet sein müssen usw.

Das Ergebnis der Periskop-Untersuchung wird von den Schülerinnen und Schülern in Arbeitsauftrag 6d angewendet, wo sie sich darauf konzentrieren, zu erkennen, ob wenn jemand jemanden mit einem Spiegel beobachtet, zum Beispiel um eine Ecke, der Beobachtende den Beobachter im Spiegel auch sieht. Die Schülerinnen und Schüler schlagen einen Weg vor, dies herauszufinden. Das vorgeschlagene Verfahren wird durchgeführt, und auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse schließen sie mit der Antwort auf die Frage ab.