Arbeitsauftrag 2

Hilfsmittel:

4 gleiche Eimer, Sand, Kies, Holz, Steine, Kraftmesser

Arbeitsvorgang:

Damit eine Frage von einer Schülerin oder einem Schüler untersucht werden kann, ist es angemessen, sie für eine bestimmte Situation zu formulieren, da wir die Schülerinnen und Schüler auffordern, das vorgeschlagene Verfahren nicht anzuwenden, sondern ein geeignetes Verfahren, ein Instrument zur Messung des Kraftaufwands, vorzuschlagen. Als anregende Situation empfehlen wir, 4 kleinere Eimer mit unterschiedlichen Materialien (z. B. Sand, Steine, Kies, Holz) zuzubereiten. Es genügen kleinere Plastikeimer (z. B. Joghurtbecher) zu verwenden. 

Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, herauszufinden, welcher Eimer der schwerste ist, oder die Eimer in einer Reihenfolge zu stellen, abhängig davon, wie schwer sie sind, was bedeutet, dass sie nach dem Aufwand sortiert werden, den sie für das Heben des Eimers auf dem Stuhl aufwenden müssen. Die Schülerinnen und Schüler können die Eimer zuerst probieren und Ordnung schaffen, je nachdem, wie sie Unterschiede wahrnehmen. Diese Schätzungen in Form von Annahmen sind in Arbeitsauftrag 2 in den Arbeitsblättern eingetragen.

Gewichtsunterschiede einzelner Eimer sollten nicht sehr groß sein, sodass die subjektive Reihenfolge der Schülerinnen und Schüler nicht einfach ist, damit sie ein Werkzeug brauchen, um die Unterschiede herauszufinden, anhand derer wir die genaue Reihenfolge bestimmen können, oder die Unterschiede in der Kraft herausfinden, die wir für das Heben einzelner Eimer aufwenden. Die Lehrerin oder der Lehrer führt die Schülerinnen und Schüler dazu, direkt den Vorgang oder das Gerät herauszufinden, mit dem sie sicher sagen können, welcher Eimer schwerer zu heben ist, und diese Unterschiede auch messen. Sie werden ihre Vorschläge in die Tabelle schreiben und die Werkzeuge erwähnen, die sie für die Umsetzung benötigen. Nach Abschluss der Annahmen leitet die Lehrerin oder der Lehrer die Schülerinnen und Schüler an, ihre Vorschläge zu präsentieren. Basierend auf der Diskussion können die Schülerinnen und Schüler ihre Vorschläge bearbeiten und dann ihre Funktionalität überprüfen. Sie bewerten, ob es möglich war, die Unterschiede zwischen den Anstrengungen zum Heben einzelner Eimer zu identifizieren.

Nach Abschluss der Verifizierung schlägt die Lehrerin oder der Lehrer den Schülerinnen und Schülern vor zu untersuchen, wie es möglich ist, den Gewichtsunterschied der Eimer unter Verwendung des Kraftmessers zu bestimmen. Sie erinnern sich daran, wie der Kraftmesser funktioniert, und die Ergebnisse, die durch ihre eigenen Verfahren erhalten werden, werden durch Vergleichen des Gewichts der Eimer auf dem Kraftmesser überprüft. Da der Kraftmesser, die Eimergröße und die Menge der verglichenen Ladung verwendet werden, um die vorgeschlagenen Gewichtsmessverfahren zu verifizieren, ist es notwendig, die von den Schülern zu verwendenden Kraftmesser anzupassen, um das Gewicht der Eimer zu vergleichen. Nach dem Aufhängen der Eimer mit unterschiedlichen Gewichten müssen die Schülerinnen und Schüler die Unterschiede auf den Kraftmessern betrachten.