5. – 6. Schuljahr

Michael Barth

„Wir helfen Herrn Elektromann!

Eine Schülerübung zum Thema Stromkreise und daran anschließende Aufgabenstellungen

In der hier vorgestellten Übung (s. Arbeitsblatt 1 ) geht es um den Aufbau von Stromkreisen mit Schalter und Glühlampe. Die Wirkung der Schalter soll einerseits anhand des Schaltplans vorhergesagt, andererseits am Aufbau beobachtet werden. Für die Vorhersage müssen die offenen und geschlossenen (Teil-)Stromkreisen erkannt werden.
In dieser Übung werden Praxis und Theorie verknüpft. Dabei wird das saubere Zeichnen von Schaltplänen durch einen kleinen Trick nötig: Es liegen nur grobe Skizzen für die Schaltungen vor.
Die Arbeit ist bewusst arbeitsteilig angelegt, damit die Gruppen für Absprachen in Kontakt treten müssen. Außerdem wird nach Anwendungen gefragt (s. „Hausaufgabe in Arbeitsblatt 1).
Ablauf des Unterrichts
Vorkenntnisse
Die Lerngruppe kennt aus dem Vorunterricht einfache Stromkreise, insbesondere denjenigen auf Zettel 2 (s. Arbeitsblatt 1), den dann in der Schülerübung auch niemand mehr auswählen sollte (s.a. Hinweise zur Messung 2). In der vorangegangen Stunde (s. Messung 1) wurde die Schaltung zu Zettel  1 oder 5 aufgebaut. Sie wurde genau analysiert. Dabei ging es auch um die Strategie zum Auffinden geschlossener Stromkreise, die eine Glühlampe enthalten, und um Anwendungen. Zudem waren angeleitete Versuchsprotokolle erstellt worden.
Darüber hinaus hatten die Lernenden im Vorfeld qualitative Messübungen zu Leitern und Nichtleitern durchgeführt und sich mit dem Aufbau von Zettel 1 beschäftigt (daher auf Arbeitsblatt 1 der Hinweis auf das „Gerät ein Netzgerät mit Festspannung , das statt der Batterie Verwendung findet).
Schülerübung
Die Schülerübung wird am besten in einer Doppelstunde durchgeführt; falls es unerwartet schnell gehen sollte, kann bereits mit der Auswertung (s.u.) begonnen werden.
Beim Aufbau der Schaltungen erscheint es sinnvoller, Kabel als Verbindungen zu verwenden, da die verbreiteten Steckbretter den gezeichneten Stromkreis direkt abbilden und so kaum eine Abstraktionsleistung zulassen.
Auswertung
In der Auswertungsstunde ist für jede Schaltung eine Gruppe zuständig (ggf. auch zwei bei großen Klassen). Diese Gruppe baut die Schaltung auf und berichtet von ihren Vorhersagen und Beobachtungen, auch von eventuellen Diskrepanzen zwischen Vorhersage und Beobachtung sowie von Problemen beim Aufbauen.
Hierbei können sich auch weitere Gruppen einbringen, die diese Schaltung ebenfalls aufgebaut haben. Dies fördert bereits früh die Kommunikation von Fachergebnissen. Auf der Verwendung von Fachsprache sollte man dabei nur eher zurückhaltend bestehen; besser ist, in gelungenen Darstellungen auf die besonders guten Aspekte lobend hinzuweisen.
Wenn die Schülerinnen und Schüler es nicht selbst ansprechen, muss man als Lehrer auf genutzte Strategien oder ungelöste Probleme eingehen. Vor allem muss man immer wieder den Zusammenhang zwischen dem gezeichneten Stromkreis und der real aufgebauten Schaltung herstellen und diesen vor allem sehr deutlich zeigen. Dazu ist es empfehlenswert, jeweils den geschlossenen Stromkreis auf dem Blatt farbig zu markieren und dann die zugehörigen Kabel in der Schaltung für alle sichtbar anzuheben. Auch der umgekehrte Weg ist nötig, damit von der Schaltung auf den Schaltplan geschlossen werden kann. Farbig markierte Kabel erscheinen mir nicht günstig, da sie das Einüben der notwendigen Abstraktionsfähigkeit m.E. eher behindern.
Mögliche Fortsetzungen
Weitere Übungen
Im Folgeunterricht wird dann die Umsetzung von Schaltungen in Schaltpläne thematisiert (z.T. auch in Schülerübungen) und dafür das Arbeitsblatt 2 „Schalter im Einsatz genutzt.
Räumliche Ausführung von Schaltungen
Oft bleibt der Unterricht bei der Umsetzung von Schaltungen in Schülerexperimente und umgekehrt stehen. Tatsächlich aber werden elektrische Schaltungen in der Regel räumlichen Gegebenheiten angepasst. Dann kommt es anders als beim...

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