Angeregt durch ein Impulsbild stellen die Kinder eigene Theorien dazu auf, unter welchen Bedingungen Schattenbilder groß oder klein sein können. Mit Hilfe eines Modells überprüfen sie ihre Theorien und können durch gezieltes Beobachten Regelhaftigkeiten hinsichtlich der Größenveränderung eines Schattenbildes erkennen. Indem sie gezielt große sowie kleine Schatten erzeugen, können sie entdecken, dass bei einem geringen Abstand des Gegenstandes zur Lichtquelle ein großer Schatten entsteht und bei einem großen Abstand ein kleiner Schatten zu sehen ist.

Die meisten Kinder haben intuitiv die Vermutung, dass die Größe des Schattenbildes mit den Abständen zwischen Lichtquelle, Gegenstand und Projektionsfläche zusammenhängt. Dabei existieren alle möglichen Theorien über Abstandsbedingungen gleichermaßen. Viele SuS wählen insbesondere den Abstand zwischen Fahrrad und Leinwand als Basis ihrer Gesetzmäßigkeit. Die mögliche, unterschiedliche Größe der Schattenbilder steht an diesem Punkt der Unterrichtsreihe für die Kinder außer Frage. Einige halten aber weiterhin daran fest, dass der Schatten niemals kleiner als der Gegenstand sein könne.

Trotz der Information, dass beide Fahrräder des Impulsbildes gleich groß sind, berufen sich manche Kinder auf die Vorstellung „das Kinderfahrrad“ und „das große Fahrrad“, da es für sie die zunächst naheliegendste Erklärung für die unterschiedlichen Schatten darstellt.

• O-Ton Vermutung zur Größe des Schattens Kind 1
• O-Ton Vermutung zur Größe des Schattens Kind 2
• O-Ton Vermutung zur Größe des Schattens Kind 3

Lernumgebung:

Der Klassenraum ist abgedunkelt, die Kinder sitzen in einem Halbkreis, eine kleine Klemmlampe/ Schreibtischlampe o. Ä. beleuchtet den Halbkreis.

Die Schülerinnen und Schüler

• sehen ein Impulsbild, auf dem zwei unterschiedlich große Schattenbilder abgebildet sind
• Erfahren, dass es sich um zwei genau gleich große Fahrräder handelt
• beschreiben das Foto und erklären, wie es zustande gekommen ist
• stellen Vermutungen auf, wodurch die Größenunterschiede entstanden sein können
• formulieren mögliche Bedingungen für große und kleine Schattenbilder
• erfahren die Froscherfrage: „Wann ist ein Schatten groß und wann ist er klein?“
• sehen den Versuchsaufbau und erklären, wie sie mit Hilfe des Materials herausfinden könnten, wodurch sich die Schattengröße eines Gegenstandes ändert.
• mutmaßen, welche Versuchsanordnung zu einem großen und welche zu einem kleinen Schattenbild führen könnte.

In Partnerarbeit erforschen die Schülerinnen und Schüler, wie sie ein großes bzw. ein kleineres Schattenbild erzeugen können, indem sie einzelne Faktoren des Modells variieren und die Veränderung des Schattenbilds jeweils beobachten. Sie dokumentieren ihre Beobachtungen schriftlich.

• Gemeinsam wird eine Anordnung für ein kleines Schattenbild sowie die Anordnung für ein großes Schattenbild noch einmal praktisch nachvollzogen und verbalisiert.
• Die Schülerinnen beschreiben und erklären die jeweiligen Anordnungen.
• Die Anordnungen werden auf ein Modell an der Tafel übertragen.
• Zusammenfassend stellen die Kinder die jeweiligen Regelhaftigkeiten mit Hilfe des Tafelbildes noch einmal heraus.
• Die Kinder nehmen abschließend Bezug zur Fragestellung und dem Ausgangsimpuls und erklären, wie die Schattenbilder der Fahrräder zustande gekommen sind.
  • O-Ton Erkenntnis zur Größe des Schattens 1
  • O-Ton Erkenntnis zur Größe des Schattens 2
  • O-Ton Erkenntnis zur Größe des Schattens 3