Auf Reisen mit Koppelnavigation

Ablauf der Lektion

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   Schritt 1: Begriffe

   Koppelnavigation – eine Methode, um die Position eines Schiffs anhand seiner vorherigen Position und der zurückgelegten Strecke zu schätzen

   Vektor – eine Größe, etwa die Geschwindigkeit, mit einem Betrag und einer Richtung, dargestellt durch einen Pfeil

   Geschwindigkeit – die zurückgelegte Strecke geteilt durch die Reisezeit

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   Schritt 2: Einführung

   Beginne das Klassengespräch mit der Frage: „Wann könnte es nötig sein, die zurückgelegte Strecke zu berechnen?“

   Die Schüler*innen können Beispiele vom Laufen, Autofahren oder Spazierengehen besprechen, bei denen sie wissen möchten, wie weit sie gekommen sind.

   Wiederhole die Formel für die Strecke und ihre Variablen oder führe sie ein. Die Variablen sind Geschwindigkeit und Zeit. Die Formel lautet: „Strecke = Geschwindigkeit × Zeit“.

   1. Lass die Schüler*innen zu zweit die Strecke zwischen zwei Gegenständen im Klassenzimmer mit einem Maßband, ihren Füßen oder einem anderen Messmittel messen. Lass sie anschließend mit einer Stoppuhr gegenseitig messen, wie lange sie für diese Strecke brauchen.
   2. Zeige der ganzen Klasse, wie du die gemessene Strecke und Zeit in die Streckenformel einsetzt, um die Geschwindigkeit zu berechnen.
      Verwende dafür die Messwerte einer Gruppe.
   3. Gib den Zweierteams Zeit, mit ihren eigenen Messwerten zu berechnen, mit welcher Geschwindigkeit sie die Strecke zurückgelegt haben.
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   Schritt 3: App einrichten

   Hilf den Schüler*innen, Ari einzuschalten und durch die App-Ordner zu blättern, bis sie Toolkit finden. Öffne darin die Compass-App. Wenn der Bildschirm für den Kompassmodus erscheint, wählen die Schüler*innen On a Map aus.

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   Schritt 4: Aktivität 1 – Eine Seereise mit Vektoren zeichnen

   Teile die Schüler*innen in Zweierteams ein und gib jedem Team einen Ari-Roboter.

   1. In Teil 1 erstellen die Schüler*innen mit der Compass-App von Ari eine Vektorzeichnung. Dabei folgen sie den vorgegebenen Richtungsanweisungen.
   2. Die Schüler*innen beginnen beim X auf der Karte. Sie zeichnen einzelne Vektoren für die jeweils 691 km langen Streckenabschnitte, die ihr Schiff zurücklegen muss, um Land zu erreichen.
      Sobald sie Land erreichen, zeichnen sie ein !, um ihr Ziel zu markieren.

   In Teil 2 erhalten die Schüler*innen erneut die Strecke von 691 km, die durch drei eingezeichnete diagonale Linien dargestellt wird. Außerdem erhalten sie die Zeit, die für diese Strecke benötigt wird: 12 Stunden.

   Mit diesen Angaben berechnen die Schüler*innen, mit welcher Geschwindigkeit ihr Schiff die vorgegebene Strecke in 12 Stunden zurücklegt.

   1. Anhand der Gesamtzahl der Streckenabschnitte aus Teil 1, der Streckenformel und der berechneten Werte aus Teil 2 berechnen die Schüler*innen die Gesamtstrecke und die gesamte Reisezeit.
      Dazu addieren sie alle 691 km langen Streckenabschnitte und multiplizieren 12 Stunden mit der Anzahl der Vektoren, die sie in Teil 1 gezeichnet haben.
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   Schritt 5: Aktivität 2 – Eine Seereise mit Strömungen als Vektoren zeichnen

   In Teil 1 erstellen die Schüler*innen mit der Compass-App von Ari eine Vektorzeichnung. Dabei folgen sie den vorgegebenen Richtungsanweisungen. Auf dieser neuen Reise verändern Meeresströmungen und Wind die Richtung und Länge der Streckenabschnitte.

   Die Schüler*innen müssen verschiedene Arten von Vektoren zeichnen, um diese zweite Reise genau darzustellen.

   1. Die Schüler*innen beginnen beim X auf der Karte und zeichnen Vektoren genau nach Osten. Jedes Kästchen im Raster steht für 15 Stunden Reisezeit.

   Die Schüler*innen zeichnen Vektoren genau nach Osten, bis beispielsweise eine Meeresströmung ihre Richtung ändert. Ein Vektor darf sich über mehrere Kästchen erstrecken. In diesem Rechenmodell zählt jedes durchquerte Kästchen, auch diagonal, als 9,3 km und 15 Stunden. Mit der Compass-App von Ari bestimmen sie, in welche Richtung ihr Schiff aufgrund dieser Änderung fahren muss. Sie zeichnen einen Vektor, der diese Änderung darstellt.

   Sobald die Schüler*innen Land erreichen, zeichnen sie ein !, um ihr Ziel zu markieren.

   1. In Teil 2 erhalten die Schüler*innen die Angaben zu Geschwindigkeit und Zeit: 9,3 km pro 15 Stunden Reisezeit.

   Mit diesen Angaben berechnen die Schüler*innen die zurückgelegte Strecke für jeden Abschnitt von 15 Stunden.

   1. Mit der Gesamtzahl der Abschnitte aus Teil 1, der Entfernungsformel und den berechneten Werten aus Teil 2 berechnen die Schüler*innen die Gesamtstrecke und die gesamte Reisezeit.
      Sie zählen alle durchquerten Kästchen aus Teil 1, nicht die Vektoren. Die Gesamtstrecke ergibt sich aus dieser Anzahl mal 9,3 km; die gesamte Reisezeit aus dieser Anzahl mal 15 Stunden.
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   Schritt 6: Auswertung: Abschlusskarte

   (Die Fragen der Abschlusskarte stehen auf der letzten Seite des Arbeitsblatts.)

   Nutze die folgenden Fragen, um die Schüler*innen zum Nachdenken und zum Austausch anzuregen. Gehe herum, während sie ihre Antworten zuerst auf die Abschlusskarte schreiben und sie anschließend mit einer anderen Person aus der Klasse besprechen:

   1. Welche anderen Faktoren können deiner Meinung nach die Navigation eines Schiffs beeinflussen, außer den Umwelteinflüssen aus Aktivität 2?
   2. Welche anderen Hilfsmittel und Geräte kannst du verwenden, um ähnliche Berechnungen zur Koppelnavigation wie in Aktivität 1 und Aktivität 2 durchzuführen?