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Homepage > Aktivitäten > Optik > Licht und Schatten > Schatten auf dem Schulhof, Schatten im Klassenraum

Schatten auf dem Schulhof, Schatten im Klassenraum

Autor/inn/en:
Publikation: 1.1.1999
Lernstufen: 12
Übersicht: Die Kinder beobachten den Schatten ihres Körpers und andere Schatten auf dem Schulhof. Sie erkunden, wie ein Schatten entsteht. Anschließend erforschen sie, wie sich Größe und Form eines Schattens verändern lässt, je nachdem wie der Gegenstand, der den Schatten erzeugt, relativ zur Lichtquelle steht.
Ziele:
  • Position des Schattens im Vergleich zur Position von Lichtquelle und Gegenstand
  • Größe und Größenänderung eines Schattens je nach relativer Position von Lichtquelle und Gegenstand
  • Form und Formänderung eines Schattens je nach relativer Position von Lichtquelle und Gegenstand
  • Horizontale und vertikale Schatten
Dauer: 4 Unterrichtsstunden
Material: Unterrichtsstunde 1:
  • bunte Kreide
  • Papierstreifen oder Schnüre, um Längen zu vergleichen
Unterrichtsstunden 2 und 3:
  • ein Tischtennis- oder Tennisball (als Modell für die Sonne)
  • eine kleine Pappfigur, die auf einem Stück Knete befestigt ist und auf dem Tisch steht
  • eine weitere Pappfigur (der Schatten)
  • einige Gegenstände mit verschiedenen Formen (Zylinder, Prismen, Pappfiguren)
  • als Lichtquelle eine Taschenlampe
  • als Schirm ein DIN-A3-Blatt, das an der Wand befestigt wird oder auf den Tisch gelegt wird
Unterrichtsstunde 4:
  • Versuchshefte (Malhefte)
  • Bleistifte, Radiergummi
Herkunft: La main à la pâte, Paris
Bewertung:
(noch keine Bewertung)

Jede Unterrichtsstunde dauert etwas weniger als eine Stunde. Die Kinder ar­beiten in Vierer- oder Fünfergruppen. Die Beobachtungen, Erfahrungen, Ergeb­nisse und Schlussfolgerungen werden im Rahmen der gesamten Klasse bespro­chen.

Unterrichtsstunde 1: Schatten auf dem Schulhof

Material

Erste Erkundungen

Die Kinder beobachten ihren durch die Sonne verursachten Schatten sowie Schatten von Gegenständen (Bäume, Bänke, ...). Sie beobachten die Position und die Form des Schattens im Vergleich zur Stellung der Sonne.

Der Lehrer regt die Kinder dazu an, zu beobachten, wie ihr Schatten in ver­schiedenen Positionen aussieht: wenn sie stehen, sich hinhocken, etwas in der Hand halten usw.

Foto: Junge mit einem Besen in der Hand und hockender Junge mit Papprolle

Abb. 1 und 2: Kinder beim Spielen mit ihrem Schatten

Spiele

Rennen, auf den Schatten der anderen treten, mit Kreide den Schatten eines Kindes nachzeichnen: Durch diese Spiele machen sich die Kinder mit dem Schatten und seiner sich verändernden Größe und Form vertraut. Man macht sie darauf aufmerksam, dass der Schatten das Kind "berührt", dass er größer oder kleiner ist als das Kind, dass er sich mit dem Kind bewegt.

Diese Unterrichtsstunde wird durch eine Zeichenstunde ergänzt.

Zwei Zeichnungen: ein Kind und sein Schatten

Abb. 3 und 4: Zeichnungen von 4- bis 5-jährigen Kindern eines Kindergartens in Baulne (Frankreich). Bildunterschrift: "Nachdem ich auf dem Schulhof mit meinem Schatten gespielt habe, versuche ich mich zusammen mit meinem Schatten zu zeichnen."

Reaktion von 4- bis 6-jährigen Kindern

Die Kinder haben Schwierigkeiten, das Erlebte darzustellen. Meistens hängt der Schatten nicht am Kind, er wird – wie ein Doppelgänger – neben dem Kind gezeichnet. Manche malen den Schatten bunt wie den Gegenstand oder den Körper. Dass die Lichtquelle gegenüber vom Schatten eingezeichnet werden muss, ist für viele nicht immer trivial. Es gibt eine Diskrepanz zwischen dem, was das Kind sagt – "der Schatten hängt an meinen Füßen" – und dem, was es zeichnet.

Um den Kindern das Zeichnen des Körperschattens zu erleichtern, wird ihnen vorgeschlagen, zunächst ihren Körper in einer Stellung ihrer Wahl und anschlie­ßend ihren Schatten auf schwarzem Papier zu zeichnen. Letzterer wird dann ausgeschnitten. Alle zeichnen einen Schatten, der eine Replik ihres Körpers ist, allerdings kleben die meisten den Schatten neben den Körper, manche kleben Körper und Schatten an den Händen zusammen.

Foto: Kind beim Basteln

Abb. 5: Ein Kind hat sich selbst gezeichnet und seinen Schatten als Doppelgänger auf das Bild geklebt.

Unterrichtsstunde 2: Schatten im Klassenraum erzeugen, hori­zontale Schatten

Phase 1 : Arbeiten mit einem Modell; die relativen Positionen von Gegenstand, Lichtquelle und Schatten nachstellen.

Pro Gruppe steht den Kindern zur Verfügung:

Das Ziel dieser Phase ist es, mit dem Tennisball, der die Sonne darstellt, und den beiden Pappfiguren, die das Kind und seinen Schatten darstellen, die rela­tive Position von Sonne, Körper und Schatten nachzustellen.

Bei fester Position der kleinen Figur (= Körper) sollen die Kinder in Abhängigkeit von der Position des "Sonnenballs" den "Schatten" platzieren. Der Lehrer über­prüft die Vorschläge und lässt sie von mehreren Kindern der Gruppe wieder­holen.

Es kann nützlich sein, die Kinder daran zu erinnern, was sie "in Wirklichkeit" auf dem Schulhof beobachtet haben und sie die Situation nachahmen zu lassen, indem ein Kind – und nicht die Figur – sich in Bezug auf den Sonnenball posi­tioniert.

Phase 2: Schatten im Klassenraum erzeugen

Der Klassenraum muss, so weit es geht, abgedunkelt werden.

Diesmal steht zur Verfügung:

In dieser Unterrichtsstunde soll die Situation auf dem Schulhof nachvollzogen werden. Deshalb wird der Lichtstrahl zunächst schräg nach unten gerichtet. Um die Lichtquelle etwas höher zu positionieren, kann sie zum Beispiel mit Knete auf einem dicken Buch oder einer Schachtel befestigt werden. In dieser Phase soll die Lichtquelle nicht bewegt werden.

Die Kinder bilden mit den verschiedenen Gegenständen Schatten. Der Lehrer vergewissert sich, dass die Kinder tatsächlich Schatten erzeugen, möglichst mehrere pro Gegenstand. Sie beobachten auch, dass (solange der Gegenstand auf dem Blatt Papier steht) der Schatten "am Körper klebt".

Phase 3: Wie verändert sich die Größe des Schattens, wenn die Posi­tion der Lichtquelle bzw. die Position des Gegenstands verändert wird?

Das Ziel ist es nun, die Länge des Schattens zu ändern, wie man es zu unter­schiedlichen Tageszeiten beobachtet (am Morgen und Abend sind die Schatten länger als am Mittag). Mit einem einzigen Gegenstand (zum Beispiel einer Pappfigur) sollen die Kinder Schatten unterschiedlicher Größe erzeugen. Dazu muss die Position der Lichtquelle verändert werden. Der Lehrer vergewissert sich, dass jedes Kind weiß, wie man die Länge des Schattens durch Ändern der Position der Lampe beeinflussen kann. Er lässt sie die Bedingungen formu­lieren, die zu einem kleineren oder größeren Schatten führen.

Erwartete Antworten: "Wenn die Lampe hoch über dem Gegenstand ist, dann ist der Schatten kurz; ist die Lampe ganz niedrig, dann wird der Schatten lang."

Phase 4: Wie hängen – je nach Position der Lichtquelle – Form des Schattens und Position des Gegenstands zusammen?

Die Kinder untersuchen nun die Veränderung der Form des Schattens eines Gegenstands. Sie sollen zum Beispiel mit einem Zylinder erkunden, welche verschiedenen Formen der Schatten annehmen kann, wenn man Lampe und Zylinder beliebig im Raum bewegt und dreht. Wie kann man dabei einen rechteckigen und einen kreisförmigen Schatten erzeugen? Kinder, die dies schnell herausgefunden haben, können weitere Gegenstände erforschen. Die notwendigen Bedingungen, um eine bestimmte Form zu erhalten, werden im Rahmen der gesamten Klasse diskutiert.

Unterrichtsstunde 3: Schatten im Klassenraum erzeugen, vertikale Schatten

Ziel dieser Stunde ist es, den Schattenbegriff zu verallgemeinern. Während in der letzten Stunde die Situation auf dem Schulhof nachgestellt wurde, wird diesmal der Lichtstrahl horizontal ausgerichtet. Ein an der Wand befestigtes Blatt Papier im A3-Format dient als Schirm. Die Kinder sollen die Schatten auf den Schirm an der Wand werfen, also vertikale Schatten bilden. Die Lichtquelle wird nicht bewegt. Jeder Gruppe stehen die gleichen Materialien zur Verfügung wie in der vorherigen Unterrichtsstunde. Mit Hilfe eines Kastens (eines Ran­zens, einer Kiste, ...) kann der Gegenstand höher gestellt werden, so dass er in den Lichtstrahl kommt.

Der Ablauf ist ähnlich wie in der vorherigen Stunde. Es werden wiederum ver­schiedene Schattenformen erzeugt, indem die Gegenstände gedreht werden. Im Unterschied zur letzten Stunde stellen die Kinder nun jedoch fest, dass die Größe des Schattens einerseits vom Abstand zwischen Lampe und Gegenstand abhängt, und andereseits vom Abstand zwischen Gegenstand und Schirm: Je näher der Gegenstand an der Lampe und je weiter er vom Schirm entfernt ist, desto größer ist sein Schatten (dies hat keine Entsprechung zur Situation auf dem Schulhof, da man ja nicht näher an die Sonne herankommen kann. Unter­schiedlich lange Schatten entstanden dort nur durch den im Verlauf des Tages sich verändernden Sonnenstand).

Im Rahmen der gesamten Klasse wird noch einmal zusammengefasst: Was wurde gemacht? Wo waren die Schatten in Bezug auf die Lichtquelle? Welche Bedingungen mussten erfüllt werden, um die Größe und die Form der Schatten zu verändern?

Eine ausführlichere Erklärung zur Bildung von Schatten finden Sie auf der fol­genden Seite des Projektes "Auf den Spuren des Eratosthenes": www.sonnentaler.net/eratos/beobachtungen/anleitung.html.

Unterrichtsstunde 4: Grafische Darstellung und Niederschrift

Mit einer Zeichnung bzw. einer Skizze, die jedes Kind für sich macht, kann das Gelernte wiederholt werden. Dadurch können nochmal die Bedingungen fest­gehalten werden, die zur Änderung von Größe und Form des Schattens führen.

Das für die beiden vorherigen Unterrichtsstunden benötigte Material steht den Kindern auch hier wieder zur Verfügung. Allerdings sollten sie es für die fol­gende Zeichenaufgabe lediglich als Hilfe beim Zeichnen verwenden und nicht erneut damit herumexperimentieren.

Die Kinder zeichnen in ihr Versuchsheft zuerst eine Situation mit horizontalem Schatten, wobei Lichtquelle, Gegenstand und Schatten dargestellt werden sollen. Anschließend zeichnen sie die veränderte Situation, bei der ein größerer Schatten bzw. ein Schatten mit einer anderen Form entsteht; und zum Schluss eine Situation mit vertikalem Schatten.

Die beiden Schatten (desselben Gegenstands) werden verglichen. Der eine berührt den Gegenstand, der andere nicht.

Unterrichtsstunde 5: Das Rezept zur Herstellung von Schatten aufschreiben

Genauso wie bei einem Pfannkuchenrezept wird nun das "Schattenrezept" aufgeschrieben, um einer anderen Klasse zu erklären, wie man Schatten erzeugt und verändert. Die verschiedenen Begriffe des Rezepts werden diskutiert und dem Erwachsenen diktiert, der alles aufschreibt.

Fotos: Maryse Garrigou

Letzte Aktualisierung: 19.4.2015

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