Ein Modell des Sonnensystems mit Ari

Ablauf der Lektion

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   Schritt 1: Vorbereitung

   Drucke für jede*n Schüler*in ein Arbeitsblatt aus.

   Für die gemeinsame Einführung brauchst du deine Körpergröße oder die Körpergröße eines Kindes, das freiwillig mitmacht. Außerdem brauchst du die Höhe des kleinen Spielzeugs, das du mitbringst. Du kannst diese Maße vorab ermitteln oder zu Beginn der Unterrichtsstunde messen.

   Für diese Aktivität brauchst du viel Platz über eine längere Strecke. Wie viel Platz nötig ist, hängt davon ab, bei welchem Planeten die Schüler*innen mit ihrem maßstabsgetreuen Modell aufhören sollen. Ein langer Flur oder ein Platz im Freien eignet sich dafür möglicherweise am besten.

   Begriffe

   Maßstab – Ein Verhältnis, zum Beispiel 1:5, das angibt, wie sich die Größe eines Modells zur Größe des echten Gegenstands verhält.

   Skalierungsfaktor – Eine Zahl, die angibt, wie viel größer oder kleiner ein Modell im Vergleich zum echten Gegenstand ist.

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   Schritt 2: Einführung

   Zeige das Spielzeug, das du für diese Lektion mitgebracht hast, und bitte ein Kind, freiwillig mitzumachen. Stelle das Spielzeug neben dem Kind auf den Boden. Frage die Klasse, wie sie herausfinden kann, wie viel größer das Kind als das Spielzeug ist.

   Wahrscheinlich kommen die Schüler*innen zu dem Schluss, dass sie sowohl die Höhe des Spielzeugs als auch die Körpergröße des Kindes brauchen, um die Größen zu vergleichen. Miss beides und schreibe die Maße an die Tafel.

   Sind die Schüler*innen noch nicht darauf gekommen, dass sie die Körpergröße des Kindes durch die Höhe des Spielzeugs teilen müssen? Schreibe dann eine Gleichung wie die folgende an die Tafel und frage, wie sie den unbekannten Wert berechnen würden.

   Höhe des Spielzeugs × F = Körpergröße des Kindes

   Berechne F in der obigen Gleichung anhand der gemessenen Höhe des Spielzeugs und der Körpergröße des Kindes. Diese Zahl ist der Skalierungsfaktor: Sie gibt an, wie viel größer das Kind als das Spielzeug ist. Um auszudrücken, wie klein das Spielzeug im Vergleich zum Kind ist, teilst du beide Seiten durch F. So erhältst du:

   Höhe des Spielzeugs = Körpergröße des Kindes × (1/F)

   Zeige der Klasse einen Tischtennisball. Bitte die Schüler*innen, den Skalierungsfaktor des Balls im Vergleich zur Sonne zu schätzen. Schreibe einige Schätzungen an die Tafel oder lass die Schüler*innen ihre Schätzungen notieren.

   Gib den Durchmesser des Balls und der Sonne in cm an. Lass die Schüler*innen den Skalierungsfaktor berechnen, um herauszufinden, wie viel größer die Sonne als ein Tischtennisball ist.

   Der Skalierungsfaktor, den die Schüler*innen berechnen, beträgt ungefähr 34.800.000.000. Das bedeutet, dass das Verhältnis zwischen einem Tischtennisball und der Sonne 1 : 34.800.000.000 beträgt.

   Die Schüler*innen brauchen dieses Verhältnis, um in der heutigen Aktivität die Größe der Planeten und ihre Entfernung zur Sonne zu berechnen. Lass sie das Verhältnis auf ihrem Arbeitsblatt notieren.

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   Durchführung

   Schritt 3: Aktivität 1 – Modelle der Planeten erstellen

   Teile die Schüler*innen in Gruppen ein und gib jeder Gruppe einen Ari, einen Tischtennisball und Karteikarten. Lass die Schüler*innen mit dem Skalierungsfaktor aus dem vorherigen Schritt die Größe der Planeten und ihre Entfernung zur Sonne berechnen. Lass sie die Tabelle auf ihrem Arbeitsblatt ausfüllen. Die Modelle der meisten Planeten sind in diesem Maßstab zu klein, um ihren Durchmesser auf die übliche Weise zu messen. Deshalb verwenden die Schüler*innen Karteikarten mit einer Dicke von etwa 0,01 cm. Hat ein Planet in diesem Maßstab einen Durchmesser von etwa 0,03 cm, wie die Erde, stapeln die Schüler*innen 3 Karteikarten übereinander. Diesen Stapel verwenden sie als eine Art Lineal, um den Durchmesser des Planeten zu zeichnen.

   Wiederhole das für die übrigen Planeten.

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   Durchführung

   Schritt 4: Aktivität 2 – Ein maßstabsgetreues Modell mit Ari erstellen

   Nachdem die Schüler*innen mit den Karteikarten Modelle der Planeten erstellt haben, können sie die Entfernungen abstecken und das Modell aufbauen. Lass die Schüler*innen ihre „Sonne“, den Tischtennisball, auf den Boden legen.

   Lass die Schüler*innen mit Ari die Entfernung von der Sonne zum ersten Planeten, Merkur, messen. Für Aris Abstandssensor brauchen sie eine ebene Fläche. Diese Fläche muss sich in der Mitte des Planetendurchmessers befinden. Platziere Merkur am Ende der gemessenen Entfernung.

   Hinweis: Aris Messbereich beträgt etwa 1 Meter. Lass die Schüler*innen das Ende von Aris Messbereich markieren und von dort aus weitermessen. Das funktioniert genauso, wie wenn sie mit einem Lineal eine Strecke von mehr als 30 cm messen.

   Miss mit Ari auch die Entfernungen von der Sonne zu den übrigen Planeten und platziere jeden Planeten am Ende der gemessenen Entfernung.

   Beachte: Je nach verfügbarem Platz und Zeit musst du vielleicht schon bei einem näheren Planeten aufhören, zum Beispiel bei Mars oder Jupiter. Das ist völlig in Ordnung! Sobald die Schüler*innen einen Eindruck von den gewaltigen Dimensionen des Sonnensystems bekommen, ist die Lektion ein Erfolg!

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   Abschluss

   Schritt 5: Abschlussfragen

   Lass die Schüler*innen die abschließenden Fragen am Ende der Arbeitsblätter beantworten. Besprich die Fragen mit der ganzen Klasse oder in kleinen Gruppen.