Die Schwerkraft

Ein anziehendes Thema

Wale und Delfine, Indianer, Bauernhof, Siebenschläfer, Wasser, Post, Hasen und Kaninchen, Wald – die Liste der behandelten M&U-Themen in den letzten drei Schuljahren ist lang. Doch trotz der Vielfalt fehlt ein Bereich: der Physikunterricht. Warum nur?, fragt sich Rahel Campagnola, Unterstufenlehrerin in Bülach.

Die Antwort finde ich schnell. Mein Interesse an Natur- und Sozialthemen ist viel grösser als an der Physik. Könnte ich denn überhaupt, mit meinem bescheidenen physikalischen Wissen, meiner 3. Klasse ein solches Thema näherbringen? Um diese Frage zu beantworten, starte ich einen Versuch. Im Lehrmittel «Karussell: Natur und Technik» finde ich drei Kapitel, die für mich in Frage kommen: «Licht», «Elektrischer Strom» sowie «Kraft und Gleichgewicht». Alles technische Themen mit direktem Bezug zu meinem Alltag und dem meiner Schulkinder.

Beim Studieren der Materialien zu «Karussell» fällt meine Entscheidung. Das Bild mit dem Zwerg und dem Riesen mit je einem Stein in der Hand und dazu der Titel «Zuerst am Boden» auf der Themenheftseite 19 lösen bei mir Kindheitserinnerungen aus: In der Weissbachschlucht, nahe der Flawiler Egg, gibt es eine hohe Holzbrücke. Als Kind habe ich dort oft Steine in den Fluss hinunterfallen lassen. Fällt mein kleinerer Stein schneller als der grosse meines Bruders? Wie ist es mit Laubblättern, kleinen Stecken? Diese Bilder und Erinnerungen lösen Fragen aus. Ich bin motiviert, der Schwerkraft auf den Grund zu gehen. Muss ich nun meine alten Physikhefte im Keller holen oder genügen die Informationen im Lehrerkommentar?

Ich versuche, die Sachinformationen zum Kapitel zu verstehen. Einige Gesetze kann ich nachvollziehen, andere sind mir zu abstrakt. «Das Gewicht des Gegenstandes hat keinen Einfluss auf die Fallgeschwindigkeit. Eine schwere Kugel und eine leichte Kugel mit gleicher Grösse, Form und Oberfläche fallen gleich schnell. Kindern und Erwachsenen fällt es schwer, dies zu glauben, da im Alltag viele leichte Gegenstände, wie zum Beispiel eine Feder oder ein Blatt Papier, einen hohen Luftwiderstand erfahren und deshalb langsamer fallen als eine schwere Eisenkugel.» Ja, genau, da steht es – und jetzt? Einfach glauben?

Nein, ich muss die Sache ausprobieren: Wie im Schülerbuch vorgeschlagen, fülle ich eine Fotodose mit Sand, eine andere bleibt leer, stelle mich auf den Tisch und lasse die Dosen fallen. Tatsächlich, beide landen gleichzeitig auf dem Boden. Ich versuche es ein zweites Mal: dasselbe Resultat. Ich lese weiter und finde heraus, dass der Luftwiderstand auf beide Dosen gleich wirkt und sie deshalb gleich schnell zu Boden fallen. Aus den Zielen im Lehrerkommentar zu «Karussell» wähle ich für meine Klasse die folgenden aus:

• Die Schülerinnen und Schüler formulieren ihre Vorstellungen und Erfahrungen
• Die Schülerinnen und Schüler wissen, dass alle Gegenstände von der Schwerkraft zur Erdmitte angezogen werden. Sie erfahren, dass die Fallhöhe die Falldauer bestimmt.
• Die Schülerinnen und Schüler beobachten, wie sich der Luft­widerstand auswirkt.
• Die Schülerinnen und Schüler sehen im Experiment, dass das Gewicht die Fallgeschwindigkeit nicht beeinflusst, wenn die Gegenstände die gleiche Grösse und gleiche Oberfläche haben.

Mein Studium ist abgeschlossen. Nach der Planung und Vorbereitung der Lektionen starte ich den Versuch im Klassenzimmer.

Der Versuch

In Gruppen studieren die Kinder die Themenheftseite 19. «Zuerst am Boden» heisst der Titel und der Text dazu lautet: «Der Riese und der Zwerg lassen gleichzeitig einen gleich grossen und gleich schweren Stein fallen. Welcher Stein kommt zuerst am Boden an?» Die Schülerinnen und Schüler sprechen ihre Vermutungen aus. Nicht alle sind gleicher Meinung.

Auf dem Pausenplatz überprüfen sie die Vermutungen. Die Ergebnisse besprechen wir dann wieder im Klassenzimmer. In Zweiergruppen experimentieren die Schüler weiter zur gleichen Fragestellung. Doch diesmal lassen sie Federn, Bauklötze, Kissen, Radiergummis usw. aus verschiedenen Höhen fallen. Was fällt zuerst auf den Boden? lautet die Frage. Vor jedem Versuch müssen sich die Kinder für den Zwergen oder den Riesen entscheiden und das entsprechende Feld auf dem Arbeitsblatt ankreuzen. Mit viel Einsatz macht sich jede Gruppe an die Arbeit. Die Rollen des Riesen und die des Zwerges werden abgewechselt, Vermutungen diskutiert und Versuche zwei-, dreimal durchgeführt, bis das Resultat eindeutig ist. Bei der gemeinsamen Besprechung sind sich die Gruppen einig: Der Gegenstand des Zwerges landet, mit wenigen Ausnahmen, zuerst auf dem Boden.

Jetzt fordere ich die Schülerinnen und Schüler auf, dieses Ergebnis in einem Satz auszuformulieren. Verschiedene Sätze halten die 3. Klässler schriftlich fest:

«Je weiter der Weg ist, desto länger fällt der Gegenstand.» – «Weil der Zwerg kleiner ist, landet sein Gegenstand früher auf dem Boden.» – «Der Stein vom Riesen macht einen grösseren Weg und braucht deshalb länger als der Stein vom Zwerg.»

Zu allen Zielen lesen die Schülerinnen und Schüler Fragestellungen, besprechen sie in Gruppen, stellen Vermutungen auf. Dann überprüfen sie die Vermutungen in einfachen Experimenten, halten die Resultate fest, besprechen sie wieder in der Gruppe. Zum Schluss schreiben sie die besprochenen Gesetzmässigkeiten auf.

Ich stelle das Material bereit, leite teilweise die Besprechungen, kontrolliere, ob die Experimente richtig ausgeführt sind, helfe beim Ausformulieren und überprüfe die Resultate. Ich fühle mich in meiner Rolle als Lernbegleiterin wohl. Ich freue mich, wie das Thema bei mir und meiner Klasse Lernen ausgelöst hat und wie die Kinder begeistert selbstständig handeln und lernen. Schwerkraft, ein Thema, das anzieht!