Freistoß

• Lesen Sie sich das Online-Material für Schülerinnen und Schüler durch. Zeigen Sie diese Materialien im Unterricht mit einem Beamer.
• Es ist wichtig, dass Sie die drei Newtonschen Gesetze im Unterricht bereits besprochen haben.
• Berücksichtigen Sie dabei die Fähigkeiten und den Lernstand aller Schülerinnen und Schüler. Differenzieren Sie die Aufgabe, damit alle einen Zugang dazu finden. Siehe dazu auch die Vorschläge zur Differenzierung im Abschnitt unten.

• Sehen Sie sich das Schülervideo hier an oder öffnen Sie es über das Online-Material für Schülerinnen und Schüler.

• Regen Sie eine kurze Diskussion über die Kräfte an, mit denen ein Fußballspieler ein Tor schießen kann.
• Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel:
  • Was geschieht, wenn Fußballspieler gegen einen Ball treten? (Durch den Tritt wird kinetische Energie [Bewegung] auf den Ball übertragen. Die Masse [das Gewicht] des Beins und die Geschwindigkeit, mit der er den Ball trifft, bestimmen, wie weit der Ball fliegt.)
  • Wie können Fußballspieler den Ball in unterschiedliche Richtungen schießen? (Es kommt auf den Winkel an, in dem der Fuß auf den Ball trifft.)
• Was bringt den Ball zum Stillstand? (Die Reibung durch den Luftwiderstand und die Oberfläche, auf der sich der Ball bewegt, z. B. Gras, verlangsamt und stoppt den Ball.)
• Erzählen Sie der Klasse, dass sie einen mechanischen Fuß, einen Torhüter und einen Torpfosten bauen werden.
• Geben Sie jedem Team ein Set.

• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in Zweierteams das Freistoß-Modell bauen. Sagen Sie ihnen, dass sie sich abwechseln sollen: Einer fängt an, die Steine herauszusuchen, während der andere baut. Nach jedem Schritt wird gewechselt.
• Zusätzliche Unterstützung finden Sie im Abschnitt Tipps unten.
• Es dauert etwa 15 bis 20 Minuten, dieses Modell zu bauen. Wenn sie fertig sind, lassen Sie die Teams die Modelle ausprobieren.
• Als Nächstes sollen die Teams die drei Experimente durchführen, die im Schülermaterial beschrieben sind.

Experiment 1:

• Lassen Sie die Teams den Hebel an ihren Modellen zurückziehen, den Ball auf dem Elfmeterpunkt platzieren und dann den Hebel loslassen.
• Der Ball sollte im unteren Tor landen.

Experiment 2:

• Lassen Sie die Teams nun den roten Schuh durch den gelben ersetzen.
• Nun sollen sie vorhersagen, in welchem Winkel der Ball wegfliegen wird, wenn sie wieder am Hebel ziehen und ihn loslassen. Lassen Sie die Teams ihre Vorhersagen auf den Arbeitsblättern notieren. (Unterstützung für Lehrkräfte- Zusätzliche Ressourcen)

Experiment 3:

• Lassen Sie die Teams nun den gelben Schuh durch den violetten ersetzen.
• Sie sollen erneut vorhersagen und notieren, in welchem Winkel der Ball wegfliegen wird, wenn sie am Hebel ziehen und ihn loslassen.

• Versammeln Sie alle, damit die Teams ihre Beobachtungen austauschen können.
• Stellen Sie Fragen, wie zum Beispiel:
  • Warum hat der Schießmechanismus den Ball nicht geradeaus, sondern nach oben geschossen, als ihr den gelben und violetten Schuh verwendet habt? (Diese Schuhe weisen eine schiefe Ebene auf. Wenn diese mit dem Ball kollidiert, wirkt die Kraft immer senkrecht [d. h. im rechten Winkel] zur Oberfläche [diese Kraft wird Normalkraft genannt])
  • Wie kann beschrieben werden, wie sich der Ball nach der Kollision mit dem Fuß verhält? (Mit einem „Kraftvektor“: Er beschreibt die Größe der Kraft (den „Betrag“) und ihre Wirkrichtung.)

• Falls die Zeit es erlaubt, lassen Sie die Teams gegen den Torhüter antreten. Ein Teammitglied stellt den Torhüter auf. Das andere Teammitglied entscheidet, welcher Schuh verwendet wird. Lassen Sie das Tor gelten, auch wenn das obere Tor getroffen wird.
• Geben Sie den Teams ausreichend Zeit, um die Modelle auseinanderzubauen, die Steine zurück in die Schale zu sortieren und ihre Arbeitsplätze aufzuräumen.

• Geben Sie allen Schülerinnen und Schülern einzeln Rückmeldung zu ihrer jeweiligen Leistung.
• Unterstützen Sie sie bei der Selbsteinschätzung.
• Zur Vereinfachung können Sie die jeweiligen Vorlagen unten verwenden.

Checkliste für Beobachtungen

• Beurteilen Sie, wie gut die Schülerinnen und Schüler beschreiben können, wie Kräfte, die in einer bestimmten Richtung auf einen Körper wirken, dessen Bewegung verändern können.
• Erstellen Sie eine geeignete Bewertungsskala. Zum Beispiel:
  1. Benötigt Hilfe
  2. Arbeitet eigenständig
  3. Kann anderen helfen

Selbsteinschätzung

• Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler selbst den Stein auswählen, der am besten ihrer Leistung entspricht:
  • Grün: Mit etwas Hilfe kann ich beschreiben, wie Kräfte, die auf einen Körper wirken, dessen Bewegungsrichtung ändern können.
  • Blau: Ich kann beschreiben, wie Kräfte, die auf einen Körper wirken, dessen Bewegungsrichtung ändern können.
  • Lila: Ich kann beschreiben und erklären, wie Kräfte, die auf einen Körper wirken, dessen Bewegungsrichtung ändern können.

Feedback von Mitschülern

• Regen Sie die Schülerinnen und Schüler dazu an, einander Rückmeldung zu geben. Dazu können sie Folgendes tun:
  • Mit der oben aufgeführten Steine-Skala die Leistung des anderen beurteilen
  • Einander ihre Ideen vorstellen und konstruktives Feedback geben

Tipps zum Modell

• Erinnern Sie die Teams daran, dass sie die Löcher in den Balken und Platten zählen sollen, um die Steine richtig zu platzieren.
• Falls sie nach 20 Minuten nur den Kicker und die Schuhe gebaut haben, lassen Sie sie mit dem Experiment fortfahren und ihre Hände als Tor verwenden.

Um die Aufgabe zu vereinfachen, können Sie Folgendes tun:

• Die Teams zunächst nur den roten und den violetten Fußballschuh untersuchen lassen
  Um die Aufgabe anspruchsvoller zu gestalten, können Sie Folgendes tun:
• Die Teams den Schuh anders positionieren oder seine Form umgestalten lassen, um den Ball seitlich am Torhüter vorbei ins Tor zu spielen (d. h. der Torhüter steht in der Mitte und der Ball wird links oder rechts an ihm vorbei gespielt)

(Hinweis: Die Erweiterungen erfordern zusätzliche Zeit.)
Um mathematische Fähigkeiten zu fördern, können Sie die Teams messen lassen, wie hoch und weit der Ball mit dem violetten und dem gelben Schuh fliegt. Anschließend sollen sie das Verhältnis von Höhe zu zurückgelegter Distanz berechnen (z. B. Wenn der Ball 10 cm hoch und 45 cm weit [in der Horizontalen] fliegt, dann ist das Verhältnis 10/45 = 2 : 9).

In den Ressourcen für das hybride Lernen finden Sie die Schülerset-Aufgabe zum Herunterladen.