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Homepage > Aktivitäten > Messungen > Messung von Zeitdauern > Das Wettrennen der Sanduhren

Das Wettrennen der Sanduhren

Publikation: 1.5.1998
Lernstufe: 1
Übersicht: Im Laufe dieser Unterrichtseinheit sollen die Kinder Sanduhren untersuchen, benutzen, herstellen und vergleichen. Sie besprechen die Begriffe "Zeit" und "Geschwindigkeit".
Dauer: 8 Unterrichtsstunden
Herkunft: La main à la pâte, Paris
Bewertung:
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I. Wir entdecken die Sanduhr

1) Erfassen des Prinzips des Ausströmens/des Herausfließens

Freies Spiel an der Wasserwanne mit Flaschen, in deren Verschluss ein Loch gebohrt wurde.

Dauer: 10 Minuten in ganz kleinen Gruppen

Material für die Klasse: Flaschen mit durchbohrtem Verschluss, Wasser und Lappen.

2) Die Sanduhr

Die Lehrerin zeigt den Kindern eine Sanduhr; die Kinder betrachten sie und tau­schen ihre Beobachtungen aus.

Dauer: 15 Minuten – alle zusammen

Material für die Klasse: eine Sanduhr, hergestellt aus zwei mit Grieß gefüllten Plastikflaschen; die gleiche Sanduhr, aber mit nicht durchlö­cherten Verschlüssen.

"Was passiert? Warum fließt es in der einen Sanduhr und in der anderen nicht?

Bemerkungen:

Sanduhren mit unterschiedlichen Füllmaterialien

Abb. 1: Sanduhren mit Sand, Trockenerbsen, Linsen, Reis, Vogelsand, Grieß [1]

3) Freie Versuche mit mehreren verschieden gefüllten Sanduhren

Dauer: 10 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen

Material für die Klasse: Sanduhren

4) Zeichnung des Beobachteten

Dauer: 5 Minuten

Organisation der Klasse: Einzelarbeit

Protokoll von Leonie, 2. Klasse

Abb. 2: Protokoll von Leonie, 2. Klasse

Von den Kindern und der Lehrerin zusammengetragenes Material für das Sanduhrenwettrennen

Abb. 3: Von den Kindern und der Lehrerin zusammengetragenes Material für das Sanduhrenwettrennen

II. Was kann ich alles tun, während die Sanduhr durchläuft?

Begriff: Das Durchfließen einer Sanduhr (Durchflusszeit T) kann eine Dauer bezeichnen, die ich qualitativ messen kann.

1) Wettrennen – Wer holt die meisten Ringe?

Dauer: 15 Minuten

Organisation der Klasse: alle zusammen

Arbeitsauftrag: "Holt in der Zeit T möglichst viele Ringe. Sieger ist, wer die meisten Ringe hat."

2) Die Rutschbahn

Frage: "Wie oft kann ich während der Zeit T rutschen?"

Dauer: 15 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen

Jedes Kind muss vorher sagen, wie oft es wohl in der Zeit T die Rutschbahn herunterrutschen kann. Es geht darum, das Ergebnis vorherzusagen.

Das Spiel wird mehrmals durchgeführt. Ein Kind wird jedes Mal immer ungefähr gleich oft rutschen können.

3) Die Kinder betrachten den Gang des Sekundenzeigers einer Uhr, während die Sanduhr durchläuft.

Dauer: 10 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen

III. Wir vergleichen die Dauer des Durchflusses zweier Sanduhren

Dauer: 20 Minuten

Organisation der Klasse: Einzelarbeit

Material: Zwei Sanduhren pro Kind:

  • eine rote mit viel Grieß,
  • eine grüne mit wenig Grieß.

Arbeitsauftrag: "Findet heraus, welche Sanduhr sich am schnellsten ent­leert."

Bemerkung: Alle benutzten Sanduhren haben ein Loch mit einem ungefähr gleich großen Durchmesser.

Die Ergebnisse der gesamten Klasse werden schriftlich in einer Tabelle festge­halten.

Rote Sanduhr Grüne Sanduhr
   
   
   
   

Schlussfolgerung

Um zwei Sanduhren zu vergleichen, muss man sie gleichzeitig umdrehen. Diesen Sachverhalt verstehen selbst die 4- bis 5-Jährigen nur schwer.

IV. Wir vergleichen die Dauer des Durchflusses dreier Sanduhren

Nur für die 4- bis 5-Jährigen

Dauer: 20 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen von vier Kindern

Material: 3 Sanduhren pro Kind

Arbeitsauftrag: "Ordnet die Sanduhren nach ihrer Durchlaufdauer, von der schnellsten zur langsamsten."

Drei Kinder haben jeweils eine Sanduhr und müssen sie umdrehen. Das vierte Kind notiert die Ergebnisse. Das Experiment wird dreimal wiederholt, die Kinder wechseln dabei die Rollen.

Protokoll: Beispiel einer Gruppe von vier Kindern

Erste Sanduhr Zweite Sanduhr Dritte Sanduhr
     
     
     
     

Beim ersten Versuch war die rote Sanduhr zuerst leer, aber nicht bei den beiden folgenden Versuchen. Warum?

Schlussfolgerung: Man muss die drei Sanduhren gleichzeitig umdrehen.

Gemeinsame Zusammenfassung:

Wir einigen uns darauf, immer die gleiche Methode zu verwenden, um die Sanduhren vergleichen zu können:

Das Experiment wird wiederholt. Ist der Zieleinlauf immer noch der gleiche?

V. Wie können wir die Durchlaufzeit einer Sanduhr ändern?

Dauer: 20 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen

Material:
Für jedes Kind:

  • 3 Sanduhren für die 4- bis 5-Jährigen, 2 Sanduhren für die 3- bis 4-Jährigen
  • ein Blatt Papier, um den Zieleinlauf aufzuschreiben

1. Arbeitsauftrag: "Stellt die Sanduhren nach ihrer Geschwindigkeit auf, die schnellste zuerst, die langsamste zuletzt."

2. Arbeitsauftrag: "Ich möchte, dass die langsamste Sanduhr die schnellste wird."

Gemeinsam werden die Vorschläge der einzelnen Gruppen verglichen. "Wir kön­nen bei der langsamsten Sanduhr Grieß herausnehmen, damit sie sich schnel­ler entleert." Alle probieren das in ganz kleinen Gruppen aus und schreiben die Ergebnisse auf.

Wir folgern gemeinsam: "Je mehr Grieß drin ist, desto langsamer entleert sich die Sanduhr."

VI. Wie können wir eine Sanduhr füllen?

Material für die Klasse: Grieß, leere Sanduhren, Trichter

1) Wie können wir die Sanduhren füllen?

Dauer: 10 Minuten

Freie Versuche; die Lehrerin hilft.
Alle zusammen: Die Kinder sagen der Lehrerin, wie man eine Sanduhr füllt.

Um eine Sanduhr zu füllen, muss man:

2) Wie können wir eine Sanduhr füllen, damit sie sich mehr oder weniger schnell entleert?

Dauer: 20 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen

Material:
Für jedes Kind:

  • 3 Sanduhren für die 4- bis 5-Jährigen,
  • 2 Sanduhren für die 3- bis 4-Jährigen,
  • eine Tabelle mit Ergebnissen

Arbeitsauftrag: Die 2 (oder 3) Sanduhren so füllen, dass die in der Tabelle vorgegebenen Ergebnisse erzielt werden. Die Ergebnisse überprüfen und sie notieren.

VII. Die Reihenfolge der Durchlaufzeit von Sanduhren in Abhän­gigkeit vom Grießvolumen vorhersagen

Dauer: 20 Minuten

Organisation der Klasse: kleine Gruppen – nur für die 4- bis 5-Jährigen

Material:
Für jedes Kind:

  • 3 Sanduhren,
  • Grieß,
  • Trichter,
  • kleine Becher,
  • Zettel mit Angaben über den Füllstand
  • Tabellen mit Ergebnissen

Arbeitsauftrag: Die Sanduhren so füllen, wie es auf dem Zettel mit Angaben über den Füllstand angegeben ist (mit 1, 2 oder 3 Bechern Grieß). "O" bedeu­tet einen Becher Grieß.

Die erwarteten Ergebnisse in der Tabelle notieren – siehe das Beispiel unten.
Das Experiment durchführen.
Die tatsächlich erzielten Ergebnisse notieren.
Die erwarteten und die tatsächlichen Ergebnisse in der Tabelle vergleichen.

Bemerkung: Eine Gruppe hat andere Ergebnisse erzielt als die anderen Grup­pen. Das Experiment wurde mit der ganzen Klasse wiederholt. Es stellte sich heraus, dass die Sanduhren nicht richtig gefüllt worden waren.

Beispiel einer Tabelle:

Ich fülle die Sanduhren richtig und ich ordne sie von der schnellsten zur lang­samsten. Die Ergebnisse, die ich erwarte:

Schnellste Sanduhr Zweitschnellste Sanduhr Drittschnellste Sanduhr
     
O O O O O O

Die tatsächlichen Ergebnisse:

Schnellste Sanduhr Zweitschnellste Sanduhr Drittschnellste Sanduhr
     

VIII. Drei Sanduhren durch Zweiervergleiche ordnen

Dauer: 15 Minuten

Organisation der Klasse: Einzelarbeit

Material:
Für jedes Kind:

  • 3 Sanduhren, die fast identische Mengen von Grieß enthalten
  • eine Tabelle mit Ergebnissen

Arbeitsauftrag: "Du hast drei Sanduhren. Du darfst zwei davon gleichzeitig umdrehen. Ordne sie von der schnellsten zur langsamsten."

Zusammentragen der Ergebnisse und Schlussfolgerung

Wenn die rote Sanduhr sich schneller entleert als die blaue und wenn die grüne Sanduhr sich schneller entleert als die rote, dann entleert sich die grüne Sand­uhr schneller als die blaue.

Sanduhr mit Zeitmarkierungen

Abb. 4: Sanduhr mit Zeitmarkierungen


Fußnote

1: Dieses und die folgenden Fotos: Klasse 2b von Frau Fuchs, Hansa-Grundschule, Berlin

Letzte Aktualisierung: 16.4.2015

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