FNR

Material für die verschiedenen Uhren (Sonnenuhr, Wasseruhr, Sanduhr)

Zyklus: 3-4

Dauer:

Die Dauer ist abhängig davon, ob die einzelnen Schülergruppen alle vorgeschlagenen Zeitmesser bauen wollen, oder ob jede Gruppe eine Uhr baut und vorstellt. Es ist wichtig, den SchülerInnen genug Zeit zu geben, die Uhren auszuprobieren, zu verändern und zu benutzen.

Bauen der einfachen Sonnenuhr: Vorbereitung:  10 Minuten, Einstellung: 1 Schultag

Bauen und Ausprobieren einer Wasseruhr:          mindestens 2 Schulstunden

Bauen und Ausprobieren einer Sanduhr:              mindestens 2 Schulstunden

Einfache Sonnenuhr

  • Ein Stock oder ein gerader Ast (15 – 40 cm)
  • Kleine, flache Steine (etwa 2 cm breit)
  • Ein wasserfester Stift

Bemerkung: Diese Uhr kann nur draußen und bei sonnigem Wetter „eingestellt“ werden.

Wasseruhr

  • Zwei leere 1,5 l-Plastikflaschen   
  • Ein Gefäß mit Wasser
  • Eine Schere oder ein Cutter
  • Ein Nagel
  • Ein Hammer
  • Ein Stück dicke Pappe (um beim Einschlagen des Nagels die Arbeitsfläche nicht zu beschädigen)
  • Ein wasserfester Stift
  • (Eine Stoppuhr)

Bemerkung: Die Wasseruhr wird leichter ablesbar, wenn etwas Lebensmittelfarbe ins Wasser hinzugefügt wird.

Sanduhr

  • zwei leere und saubere 500 ml-Plastikflaschen mit Schraubverschluss
  • Alleskleber oder Klebepistole
  • Ein dicker Nagel*
  • Ein Hammer*
  • Ein Stück dicke Pappe (um beim Einschlagen des Nagels die Arbeitsfläche nicht zu beschädigen)
  • Feiner, trockener Sand (am besten Vogelsand oder Bastelsand)
  • Ein Sieb
  • Ein wasserfester Stift
  • (Eine Stoppuhr)

*Unter Aufsicht kann auch ein Akkubohrer benutzt werden, mit dem man dickere Löcher bohren kann.

Das aufgelistete Material reicht für ein einzelnes Experiment. Je nach Vorgehensweise (SchülerInnenanzahl, Einzel- oder Gruppenarbeit, o.ä.) musst du die angegebenen Mengen anpassen.

Sorg am besten dafür, einige zusätzliche Plastikflaschen auf Vorrat zu haben, falls die SchülerInnen Änderungen vornehmen wollen.

Die einzelnen Messgeräte zu bauen ist nicht sehr schwierig, Vorsicht wird aber geboten im Umgang mit Cutter und Heißklebepistole und beim Nägel einschlagen.

In den Quellen (s.u.) verlinken wir auf einige Seiten, die praktische Vorlagen besonders für Sonnenuhren haben.

Du hast weiter praktische Tipps? Dann kontaktiere uns hier.

Ablauf

Um Dich mit dem Ablauf und dem Material vertraut zu machen, ist es wichtig, dass Du das Experiment vor dem Unterricht einmal durchführst.

Möchtest Du die SchülerInnen das Experiment dokumentieren lassen? Am Ende dieses Artikels (über der Infobox) findest Du ein Forschertagebuch (zwei A4-Seiten), welches deine SchülerInnen hierfür nutzen können.

Einstieg

Als Einstieg bieten sich ein Gespräch und einige kurze Spiele rund um das Thema Einschätzen von Zeitspannen an. Was ist Zeit? Wieso wird die Zeit gemessen? Was würde passieren, wenn wir keine Uhren oder sonstige Zeitangaben hätten? Zeit kann unterschiedlich empfunden werden: Manchmal vergeht die Zeit wie im Flug, manchmal hat man das Gefühl, dass sie nur im Schneckentempo voran geht. Bitte die SchülerInnen, Beispiele zu geben. Schlag ein Spiel vor, mit dem sie überprüfen können, wie gut sie die Zeit einschätzen können. Präsentiere ihnen zum Beispiel eine Computeranimation oder einen kurzen Musikclip und bitte sie danach, aufzuschreiben, wie lange dieser Vorgang ihrer Meinung nach dauerte. Oder bitte sie, aufzustehen und sich nach genau einer Minute hinzusetzen, ohne ihnen eine Uhr oder ein sonstiges Zeitmessgerät zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Möglichkeit ist es, den SchülerInnen verschiedene Vorgänge mündlich vorzustellen (z. B. 10mal Seilspringen, einmal um die Schule laufen, 15mal den Vornamen an die Tafel schreiben, 30mal mit den Füßen stampfen o.Ä.) und sie zu fragen, abzuschätzen, wie lange sie für das Ausführen dieser einzelner Tätigkeit wohl brauchen werden. Diese Vermutungen können dann sofort mit einer Stoppuhr überprüft werden. Vergleicht und besprecht eure Ergebnisse.

Schritt 1: Stellt eine Frage und formuliert Hypothesen

Die Zeit oder eine Dauer kann man bestimmen mit einer Uhr, das ist klar. Aber wie wurde die Zeit wohl gemessen, als es noch keine Uhren wie heute gab?

Frage die SchülerInnen, wie die Urmenschen, oder die alten Ägypter oder Griechen die Zeit wohl gemessen haben. Und im Mittelalter? Womit wurde früher die Zeit gemessen?

Lasse sie Hypothesen (Behauptungen, Vermutungen) aufstellen und halte diese an der Tafel fest.

Die richtige Antwort zu finden ist hier nebensächlich. Es geht vielmehr darum Ideen zu entwickeln und herauszufinden, was die SchülerInnen bereits wissen.

Schritt 2: Führt die Experimente durch

Unsere Vorfahren benutzen unterschiedliche Methoden, um die Zeit zu messen. Um herauszufinden, wie früher Zeitspannen gemessen wurden oder wie die Zeit bestimmt wurde, werden die Schüler nun einige Zeitmessgeräte in Gruppen bauen. Wahrscheinlich haben die SchülerInnen einige dieser Beispiele als Hypothesen genannt.

Du kannst entscheiden, ob alle Gruppen sämtliche Zeitmesser bauen sollen (z. B. eingebettet in eine Themenwoche), oder ob jede Gruppe eine Anleitung aussuchen kann bzw. zugeteilt bekommt. Allerdings muss für das Bauen und „Einstellen“ der Sonnenuhr bedacht werden, dass eine längere Zeitspanne und sonniges Wetter nötig sind.

Gehe folgende Schritte gemeinsam mit den SchülerInnen durch, aber lasse sie das Experiment selber durchführen:

Eine einfache Sonnenuhr bauen (Schattenstab)

Diese Uhr könnt ihr nur bei Sonnenschein bauen.

  1. Schreibt die Zahlen ... 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ... auf die Steine. Sucht euch eine Stelle aus, wo die Sonne den ganzen Tag hin scheint, wo also kein Schatten ist.
  2. Steckt den Stock senkrecht in die Wiese oder in die Erde. Beobachtet den Schatten und legt zu jeder vollen Stunde den passenden Stein mit der Uhrzeit genau auf den Schatten, den der Stock wirft.

Eine Wasseruhr bauen

  1. Schneidet von einer Flasche den oberen, von der anderen Flasche den unteren Teil ab. Die blauen Linien auf dem Foto zeigen euch, wo ihr abschneiden könnt. Behaltet von jeder Flasche jeweils den großen Teil.
  2. Schlagt mit dem Hammer und dem Nagel ein kleines Loch in die Mitte eines Schraubverschlusses. Schraubt den Verschluss wieder auf die bodenlose Flasche (Flasche 2).
  3. Stellt Flasche 1 auf eine ebene Oberfläche, z. B. auf den Tisch. Stülpt Flasche 2 mit dem Verschluss nach unten in die erste Flasche. Gießt Wasser in Flasche 2 und markiert schnell den Wasserstand auf Flasche 2 mit einem waagerechten Strich. Außerdem müsst ihr zeitgleich beginnen die Zeit zu stoppen. Das Wasser tropft nun in den unteren Behälter (Flasche 1). Alle 30 Sekunden könnt ihr nun den Wasserstand auf dem unteren Behälter (Flasche 1) markieren.

Wenn ihr die Wasseruhr benutzen wollt, ist es wichtig, den oberen Behälter (Flasche 2) immer genau bis zur Markierung zu füllen.

Links: Flasche 1
Rechts: Flasche 2

Eine Sanduhr bauen

  1. Schraubt die Verschlüsse der Flaschen ab und klebt sie mit der Oberseite zusammen.
  2. Wenn der Kleber getrocknet ist, schlagt ein Loch mit dem Nagel mittig durch beide Verschlüsse. Das Loch sollte nicht zu klein sein (mindestens 2 mm).
  3. Siebt den Sand.
  4. Füllt eine Flasche (nicht vollständig) mit Sand, dazu könnt ihr einen Trichter benutzen.
  5. Verschließt die Flasche mit dem Doppelverschluss und schraubt die zweite Flasche auf die erste.
  6. Dreht die Sanduhr um und kontrolliert, ob der Sand gut durchlaufen kann. Messt die Zeit, die der Sand benötigt, um vollständig durchzulaufen. Wie lange das dauert, hängt von der Größe des Loches in den Verschlüssen ab. Wenn es euch zu lange dauert, vergrößert das Loch.
  7. Ihr könnt eure Sanduhr als Messer einer festgelegten Zeit benutzen (z. B. Eierkocher). Dazu müsst ihr die Sandmenge anpassen. Ihr könnt den unteren oder den oberen Teil auch im Minutentakt graduieren. Graduieren bedeutet, dass ihr Zeitspannen wie beispielsweise Minuten auf der Flasche markiert.

Schritt 3: Beobachtet, was passiert

Die einzelnen Gruppen sollen nun ihre Uhr(en) beobachten und überprüfen.

Lass den SchülerInnen die nötige Zeit, Nachbesserungen zu machen (z. B. beim Markieren). Vielleicht bemerken sie, dass das Loch, aus dem das Wasser oder der Sand abfließen soll, zu klein oder zu groß ist für die Zeitabstände, die sie mit ihrer Uhr messen möchten. Oder dass der Standpunkt der Sonnenuhr nicht gut gewählt wurde.

Die einzelnen Zeitmesser werden anschließend der Klasse vorgestellt und ausprobiert. Lass die SchülerInnen beobachten und berichten, was passiert und lass sie die Ergebnisse diskutieren.

Sonnenuhr:

Der Stab wirft in der Sonne eine Schattenlinie, die im Laufe des Tages wandert, je nachdem wo die Sonne steht. Die Position dieser Schattenlinien wird zu bestimmten Zeiten mit den Steinen festgehalten.

Die SchülerInnen werden auch feststellen, dass die Länge des Schattens im Laufe des Tages nicht immer die gleiche ist. Je höher die Sonne steht, desto kürzer der Schatten.

Wasseruhr:

Die Uhrzeit kann bei einer Wasseruhr nicht abgelesen werden. Man kann sie aber immer

wieder benutzten, um Zeitspannen zu messen.

Es ist wichtig, den oberen Behälter immer genau bis zur Markierung zu füllen, das heißt immer die gleiche Wassermenge zu benutzen.

Um zu verstehen, wieso das wichtig ist, können die SchülerInnen den oberen Behälter noch einmal füllen, allerdings mit nur halb so viel Wasser wie beim ersten Mal. Wenn sie mit der Stoppuhr überprüfen, stellen sie fest, dass die Markierungen nicht mehr im 30-Sekundentakt erreicht werden. Die Ausflussgeschwindigkeit ist also nicht immer die gleiche.

Beim Skalieren der Uhr erkennen die SchülerInnen auch, dass die Abstände zwischen den Markierungen nicht gleichmäßig sind.

Sanduhr:

Auch mit einer Sanduhr kann man die genaue Uhrzeit nicht ablesen, man kann aber kurze Zeitabschnitte messen. Der Vorteil der Sanduhr gegenüber der Wasseruhr ist das gleichmäßige Abfließen des Sandes, unabhängig davon, wie viel Sand sich noch in dem oberen Teil der Uhr befindet.

Schritt 4: Erklärt das Ergebnis

Einfache Sonnenuhr (Schattenstab)

Lange wurde die Zeit nach der Position der Sonne berechnet. Das Beobachten der Bewegungen eines Schattens im Laufe des Tages erlaubten schon in der Vorzeit erste zeitliche Orientierungspunkte. Eine Sonnenuhr zeigt die Tageszeit mit Hilfe eines Schattens an, der durch das Licht der Sonne auf ein Ziffernblatt geworfen wird.

„Im Osten geht die Sonne auf, im Süden ist ihr Mittagslauf, im Westen wird sie untergehen, im Norden ist sie nie zu sehn.“ Dieser Merksatz, den sicherlich einige SchülerInnen schon kennen, erklärt auch das Prinzip der einfachen Sonnenuhr. Morgens, wenn die Sonne im Osten steht, wirft sie den Schatten Richtung Westen. Gegen Mittag, wenn die Sonne südlich im Himmel steht, wirft sie den Schatten nach Norden u.s.w.. Im Laufe des Tages wandert der Schatten von Westen nach Norden und weiter nach Osten.

Der Schattenstab ist keine genaue Zeitangabe und ist auch nicht ganzjährig zu benutzen. Bei dieser einfachen Sonnenuhr geht es vorrangig darum, dass die SchülerInnen das Schattenprinzip erkennen. Die Zeitangabe ist nur gültig für einige Tage, da die Krümmung der Erdachse bei dieser Sonnenuhr nicht berücksichtigt wird.

Wenn du mit deinen SchülerInnen genauere Sonnenuhren herstellen willst, findest du hier einige Bastelanleitungen. Für den Bau dieser Uhren wird der Breitengrad eures Wohnorts berücksichtigt. Dieser bestimmt den Winkel, den der Stab zum Ziffernblatt hat, beziehungsweise den Winkel des Ziffernblatts zur Erde. In Luxemburg liegt der Breitengrad zwischen 49 und 50 Grad.

Wasseruhr

Wasseruhren wurden schon vor Jahrtausenden in zahlreichen Kulturen genutzt. Die alten Ägypter, aber auch die Chinesen und Griechen, bauten und benutzten   Wasseruhren.

Im antiken Griechenland kam die erste Wasseruhr zum Einsatz. Diese Wasseruhr bestand aus einem graduierten und mit Wasser gefüllten Behälter mit einem Loch am Boden, ausdem Wasser entweichen konnte. Wie bei unserem Beispiel war auch hier die Graduierung nicht gleichmäßig, da die Geschwindigkeit des Abfließens von der Wassermenge im Behälter abhängig ist.

Die Schüler erkennen beim Ausprobieren der Wasseruhr wahrscheinlich, dass sich der untere Teil der Wasseruhr anfangs schneller füllt als gegen Ende, wenn sich nur noch wenig Wasser in der oberen Flasche befindet.  Je voller der obere Behälter ist, desto schneller fließt das Wasser ab.

Unter der Rubrik „Erweitertes Experiment“ findest du ein Experiment, das den Wasserdruck veranschaulicht.

Sanduhr

Die Sanduhr wurde vermutlich im 14. Jahrhundert erfunden. Der Vorteil des Sandes ist das regelmäßige Abfließen. Natürlich kann eine selbst gebastelte Sanduhr etwas ungenau sein.

 

Anmerkung: Du musst als LehrerIn nicht alle Antworten und Erklärungen bereits kennen. Es geht in dieser Rubrik „Ideen für den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule“ vielmehr darum, den SchülerInnen die wissenschaftliche Methode (Frage – Hypothese – Experiment – Beobachtung/Fazit) näher zu bringen, damit sie lernen diese selbstständig anzuwenden. Ihr könnt die Antwort(en)/Erklärung(en) in einem weiteren Schritt gemeinsam in Büchern, im Internet oder durch Experten-Befragung erarbeiten.

Oft werfen das Experiment und die Beobachtung (Schritt 2 & 3) neue Fragen auf. Nimm Dir die Zeit auf diese Fragen einzugehen und Schritt 2 und 3 mit Hinblick auf die neugewonnenen Erkenntnisse und mit anderen Variablen zu wiederholen.

 

Infobox

Hintergrundwissen

Das Konzept Zeit bezieht sich auf fortlaufende oder fortbestehende Ereignisse oder Zustände. Zeitmessgeräte bzw. Zeitmesser werden als Uhren bezeichnet. Uhren können Zeitpunkte oder Zeitspannen anzeigen. Im Alltag werden Uhren meist dazu verwendet, den aktuellen Zeitpunkt anzuzeigen. Aber auch Geräte, die Zeitspannen messen, werden als Uhr bezeichnet, beispielsweise Stoppuhren. Unsere heutigen Uhren gehen von gleichlangen Einheiten aus. Tage haben 24 Stunden, eine Stunde besteht aus 60 Minuten und eine Minute aus 60 Sekunden. Sehr alte Methoden der Zeitmessung wie beispielsweise mithilfe einer Sonnenuhr basieren nicht auf gleichlangen Einheiten. Sie richten sich nach dem Tagesverlauf und werden von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang bestimmt. Der unterschiedliche Sonnenstand im Tagesverlauf, in den Jahreszeiten und an geographisch unterschiedlichen Orten hat einen Einfluss auf diese meist fest im Außengelände montierten Zeitmesser. Jahreszeitenabhängige Unterschiede von bis zu 15 Minuten pro Stunde sind bei einer Sonnenuhr möglich. Ohne Vergleich mit einem präzisen Zeitmesser ist es für den Menschen jedoch sehr schwierig, diesen Unterschied wahrzunehmen.

Die gleichlangen Zeiteinheiten Tag, Stunde und Sekunde entsprechen nicht den natürlichen Abläufen. Ein Jahr mit 365 Tagen (mit jeweils 24 Stunden) hat nicht dieselbe Länge wie die Jahre in sogenannten Mond- oder Sonnenkalendern. Mondjahre werden ausschließlich am Lauf des Mondes bemessen. Ein Mondmonat ist die Zeitspanne für einen Umlauf des Mondes um die Erde. Ein Mondjahr umfasst 12 Mondmonate mit insgesamt 354 Tagen, wobei die einzelnen Mondmonate unterschiedlich lang sein können. Ein Sonnenkalender richtet sich nach dem Lauf der Sonne. Er umfasst die Zeitspanne zwischen zwei gleichen Zeitpunkten im Ablauf der Jahreszeiten, beispielsweise der Frühlings- oder Herbst-Tagundnachtgleiche. Bei der Frühlings- und der Herbst-Tagundnachtgleiche sind Tag und Nacht etwa gleich lang. Der Abstand zwischen beispielsweise zwei Frühling-Tagundnachtgleichen wird tropisches Jahr genannt. Ein tropisches Jahr ist 365 Tage und etwa 6 Stunden lang und damit etwas länger als unser kalendarisches 365-Tage-Jahr. Um diesen Überhang auszugleichen, ist in jedem Schaltjahr der Februar einen Tag länger, 29 Tage statt 28 Tage.

Zeitpunktmessung mit Sonnenuhren/Schattenuhren

Eines der ersten Messinstrumente für Zeit, das wahrscheinlich schon sehr früh genutzt wurde, ist der sogenannte Gnomon, für den es Belege aber erst aus der Antike (ca. 800 v. Chr. bis 600 n. Chr.) gibt. Mit einem Gnomon kann der Tag strukturiert werden, es handelt sich um einen einfachen Stock, der in den Boden gesteckt wird. Abgelesen wird der Punkt, den die Spitze des Stabs als Schatten wirft. Beispielsweise kann so die Mittagsstunde abgelesen werden.

Die ersten Sonnenuhren, als Weiterentwicklung des einfachen Gnomons, wurden von den Ägyptern vermutlich bereits im 13. Jahrhundert v. Chr. verwendet. Anstatt eines Schattenpunktes wird der gesamte Schatten, den ein Stab wirft, zum Ablesen der Zeit verwendet. Dieser sogenannte Polstab ist nach den Polen ausgerichtet, steht also parallel zur Erdachse. Von dem Punkt ausgehend, wo der Stab feststeckt, werden Linien abgezeichnet, an ihnen kann die Zeit abgelesen werden. Auf beiden Seiten der Mittagslinie sind Schattenlinien notiert, die als Vorläufer unseres heutigen Ziffernblatts angesehen werden. Der sogenannte lichte Tag (die Zeit, in der es hell ist) wurde in 12 gleiche Stunden unterteilt. Sonnenuhren wurden auf offenen Plätzen oder auf Gebäuden befestigt, damit sich alle daran orientieren konnten. Ab dem 7. Jh. benutzte das Christentum Sonnenuhren, die an Abteien oder Kirchen befestigt waren. Angezeigt wurden häufig nicht die Stunden, sondern die verschiedenen Gebete.

Tag und Nacht wurden zunächst als unterschiedliche Zeitabschnitte angesehen, deren Dauer jahreszeitenabhängig und somit variabel in der Länge war. Eine Einteilung in jeweils 12 Abschnitte wurde ca. 800 v. Chr. üblich. Erst mit der Entwicklung von mechanischen Uhren im 14. Jahrhundert wurde eine 24-Stunden-Einteilung mit gleichlangen Einheiten eingeführt. Da die ersten mechanischen Uhren aber noch nicht sehr präzise waren und sich täglich verstellten, wurden sie in der Mittagsstunde weiter an einem Gnomon oder einer Sonnenuhr ausgerichtet. Aus praktischen Gründen blieb es weiterhin bei der 2x12-Stunden-Einteilung, da die ersten öffentlichen Uhren schlagende Uhren waren und nicht viel mehr als 12 Schläge sinnvoll gezählt werden können. Die Einteilung verschob sich allerdings in Richtung Mittagszeit und Mitternacht, der Tag- und Nachtrhythmus wurde aufgegeben.

Die ersten mechanischen Uhren funktionierten beispielsweise über ein Gewicht, das an einer Kette oder Kordel hing und Zahnräder bewegte. Anfangs läuteten die Uhren nur zur vollen Stunde und es gab noch kein Ziffernblatt. Dieses kam erst im 15. Jahrhundert auf, allerdings anfangs nur mit einem Zeiger, der die vollen Stunden angab.

Der Holländer Christiaan Huygens fertigte im Jahr 1657 die erste Pendeluhr an, er orientierte sich dabei an Arbeiten von Galileo Galilei. Diese Uhr war wesentlich genauer als die Modelle davor und die Verschiebung betrug nur einige Minuten täglich. Von diesem Zeitpunkt an wurden auch Uhrwerke mit Stunden und Minutenzeigern benutzt.

Zeitspannenmessung mit Wasser- und Sanduhren

Während der Gnomon und Sonnenuhren einen Zeitpunkt angeben, gab es auch früh schon Messinstrumente, die eine bestimmte Dauer abmessen konnten. Im antiken Griechenland kam beispielsweise die erste Wasseruhr zum Einsatz, die so genannte „Klepsydra“.  Ursprünglich verwendet, um Redezeiten zu begrenzen, lief Wasser durch ein Loch aus einem oberen Behälter in einen unteren Behälter. Wasseruhren kamen auch bei den Alten Ägyptern, Chinesen und Griechen zum Einsatz. Sie eignen sich gut für die Messung einer konstanten Zeitspanne, weniger um aufeinander folgende Zeitpunkte zu messen, da im Verlauf des Vorgangs immer weniger Wasser durch den sinkenden Wasserdruck in den unteren Behälter läuft. Das haben auch die SchülerInnen im Experiment beobachtet.

Sanduhren wurden vermutlich im 14. Jahrhundert erfunden. Sie werden auch Stundenglas genannt, da sie häufig für die Dauer einer Stunde verwendet wurden. Eine Sanduhr besteht aus zwei trichterförmigen Gläsern, die an der schmalen Stelle miteinander verbunden sind. Durch das Verbindungsstück rieselt gleichmäßig feiner Sand. Es enstehen keine maßgeblich unterschiedlichen Druckverhältnisse beim Ablauf des Sandes wie bei den Wasseruhren. Bei den Stundengläsern war der Sand nach dem Ablauf einer Stunde vollständig durchgerieselt. Sie konnten dann umgedreht werden. Heute werden Sanduhren wegen ihrer Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Wärme in Saunen verwendet.

Erweitertes Experiment

Wasserdruck

Um zu verdeutlichen, wieso es wichtig ist, immer die gleiche Wassermenge in die Wasseruhr zu füllen, kannst Du folgendes Zusatzexperiment mit Deinen SchülerInnenn machen: Stecht zwei Löcher auf unterschiedlicher Höhe in eine Plastikflasche. Bedeckt die Löcher mit euren Fingern und füllt die Flasche mit Wasser. Öffnet die Löcher gleichzeitig und vergleicht die beiden Wasserstrahlen.

Andere Zeitmesser

Natürlich können die SchülerInnen auch andere Uhren bauen, die Zeitspannen messen. Z. B. Kerzenuhren: Ihr braucht mindestens zwei identische Kerzen (am besten dünn und hoch) und viel Zeit. Zündet eine Kerze an und markiert in gleichen Abständen (z. B. alle 30 Minuten) auf einer zweiten, nicht brennenden Kerze die aktuelle Größe der ersten. Nun kann die zweite Kerze als Zeitmesser benutzt werden. Kerzenuhren sind seit dem 9. Jahrhundert bekannt. Sogenannte Stundenkerzen wurden früher in Klöstern verwendet.

In den Quellen (s.u.) findest Du Anregungen zum Bau unterschiedlicher Sonnenuhren.

Hier findest Du allerlei interessante Informationen zur Zeitmessung:

Panewippchen 4/2003 

http://ps.mnhn.lu/PDF/panewippchen/PW42003.pdf

 

Zum Konzept dieser Rubrik: Wissenschaftliche Methode vermitteln

Die Rubrik „Ideen für naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule“ wurde in Kooperation mit dem Script (Service de Coordination de la Recherche et de l’innovation pédagogiques et technologiques) ausgearbeitet und wendet sich hauptsächlich an LehrerInnen der Grundschule. Das Ziel der Rubrik ist es, Dich als LehrerIn mit kurzen Beiträgen dabei zu unterstützen, naturwissenschaftliche Methoden zu vermitteln. Hierzu ist es nicht nötig, dass Du bereits alles über das jeweilige Naturwissenschafts-Thema weißt. Sondern vielmehr, dass Du ein Umfeld schaffst, in dem die SchülerInnen experimentieren und beobachten können. Ein Umfeld, in dem die SchülerInnen lernen Fragen und Hypothesen zu formulieren, Ideen zu entwickeln und durch Beobachtung Antworten zu finden.

Wir strukturieren unsere Beiträge daher auch immer nach demselben Schema (Frage, Hypothese, Experiment, Beobachtung/Fazit)*, wobei das Experiment entweder selbständig in der Klasse durchgeführt wird oder durch Abspielen eines Videos vorgezeigt wird. Dieses Schema kann eigentlich für alle wissenschaftlichen Themen angewendet werden.

Mit dem Hintergrundwissen liefern wir weiterführende Erklärungen, damit sich interessierte LehrerInnen informieren können und aufkommende Fragen beantworten können. Außerdem besteht so die Möglichkeit, dass die SchülerInnen selbständig auf science.lu die Erklärung recherchieren.

Wir hoffen, dass unsere Beiträge hilfreich sind und von Dir in der Schule genutzt werden können. Wir freuen uns über Feedback und Anregungen und sind gerne bereit, unsere Beiträge stetig zu optimieren. Hier  kannst Du uns kontaktieren.

*In der Praxis läuft der wissenschaftliche Prozess nicht immer so linear ab. Der Einfachheit halber gehen wir in dieser Rubrik jedoch immer linear vor.

Ausflugsziele in Luxemburg und Umgebung zu diesem Thema

In der Gemeinde Kiischpelt in der Nähe von Enscheringen befindet sich der einzige Punkt in Luxemburg, an dem sich ein Längen- und Breitengrad kreuzen. An dem Schnittpunkt befindet sich neben einem Sonnenkreis auch eine Sonnenuhr, die z. B. im Rahmen einer Wanderung besichtigt werden kann.

Zwei Einwohner aus Kobenbour haben 1926 im Marscherwald eine Sonnenuhr in einen Felsvorsprung gemeißelt. Diese Sonnenuhr könnt ihr z.B. im Rahmen einer Wanderung besichtigen.

Hier findest Du weitere Links zu Wissenschaftskommunikatoren und Workshop-Anbietern.

Bietet Deine Institution auch pädagogische Aktivitäten in diesem Bereich an und möchtest Du auf science.lu verlinkt werden? Dann nimm bitte hier Kontakt mit uns auf.

SciTeach Center: Experimentiermaterial & forschend-entdeckendes Lernen

Im SciTeach Center können sich LehrerInnen Info-, Experimentier- und Expositionsmaterial ausleihen und mit dem schülerzentrierten „forschend- entdeckenden“ Lernen vertraut machen.

Während unsere Rubrik darauf abzielt, den SchülerInnen die naturwissenschaftliche Methode anhand einer Anleitung näher zu bringen, geht es beim Konzept vom schülerzentrierten forschend-entdeckenden Lernen darum, den SchülerInnen selbst mehr Gestaltungsmöglichkeiten zu geben. Du gibst als LehrerIn nur ein paar Materialien oder Fragen vor. Die SchülerInnen entscheiden dann selbst, für was sie sich interessieren oder was sie ausprobieren wollen. Als LehrerIn begleitest und unterstützt Du sie dabei.

Im SciTeach Center soll das Kompetenzlernen im naturwissenschaftlichen Unterricht gefördert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, bietet das SciTeach Center LehrerInnen die Möglichkeit,  gemeinsam mit anderen LehrerInnen und dem wissenschaftlichen Personal des SciTeach Centers neue Ideen und Aktivitäten für ihren naturwissenschaftlichen Unterricht zu entwickeln. Durch diese Zusammenarbeit soll auch das Vertrauen in den eigenen Unterricht gestärkt und mögliche Ängste gegenüber freiem Experimentieren abgebaut werden. Betreut werden die Veranstaltungen von wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen der Universität Luxemburg sowie von zwei Lehrerinnen.

Autoren: Marianne Schummer und Olivier Rodesch (script), Michèle Weber (FNR), scienceRelations (Insa Gülzow)
Konzept: Jean-Paul Bertemes (FNR), Michelle Schaltz (FNR); Joseph Rodesch (FNR), Yves Lahur (script)

 

Die Ausarbeitung dieser Rubrik wurde von science.lu in Kooperation mit dem Script (Service de Coordination de la Recherche et de l´Innovation pédagogiques et technologiques) durchgeführt.

Infobox

Quellen und nützliche Links

Sonnenuhren aus Pappe :

  1. https://www.geo.de/geolino/basteln/8123-rtkl-diy-sonnenuhr-zum-selberbauen

Eine genaue Bastelanleitung zum Bau einer Sonnenuhr. Es ist von Vorteil, wenn die Schüler bereits mit dem Zeichnen von Winkeln vertraut sind. Das Land Luxemburg befindet sich übrigens zwischen dem 49. Und dem 50. Breitengrad. Diese Standortinformation wird benötigt beim Basteln. 

  1. https://www.planetarium.berlin/bildung/bildungsmaterialien

              Video: https://www.youtube.com/watch?v=nFKFr-XHD0M

Eine Anleitung zum Herausschneiden mit passendem Erklärungsvideo.

  1. https://www.deleze.name/marcel/physique/cadrans-solaires/papier/index.html

Eine Bastelanleitung auf französisch. Durch das Eingeben der genauen Position wird ein dem Standort angepasstes Ziffernblatt automatisch erzeugt.

Sonnenuhren aus anderen Materialien :

  1. Naturpark Öewersauer: Zwei Ideen zum Bau einer Sonnenuhr, eine einfache und eine genauere Variante: https://issuu.com/naturpark.lu/docs/pnhs_sonnenuhrdiy?fbclid=IwAR1HLgS895ECwFURRlAx6mN0PEcoC0OG3iRvm38Ncc0z02Hr0RI_1OpYXkI

 

 

 

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