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Angewandte Physik

Kettenreaktionen: „Und dann geht das ab!“

Physikunterricht ganz praktisch: Schüler bauen eine selbst entwickelte Kettenreaktion. Anschaulicher kann Energieübertragung nicht sein — das gilt auch für die Schüler!

Angewandte Physik: Kettenreaktionen: „Und dann geht das ab!“ Eine Kettenreaktion mit Dominosteinen kennt fast jeder, aber es sind noch ganz andere Aktionen möglich © auremar - stock.adobe.com

„Wir versuchen, eine Riesen-Kettenreaktion aufzubauen, mit 110 Schülern“, erzählt ein Museumsdidaktiker des Deutschen Museums in München. In 50 Gruppen arbeiten die Kids an den einzelnen Stationen mit Riesenlegosteinen, Holz-Kugelbahnen, Papprollen, Konservendosen, Plastikflaschen, Bauklötzen, selbst programmierten Robotern etc. Das Ganze sei schon „rekordverdächtig“, erzählt der Mitarbeiter des Deutschen Museums: Seines Wissens wurde noch in keinem naturwissenschaftlichen Museum oder Science-Center ein Besucherprojekt dieser Größenordnung realisiert.

Die jungen Teilnehmer, allesamt Schüler der Wilhelm-Busch-Realschule in München, sind hochkonzentriert bei der Sache, wie das kurze Video über den Workshop zeigt. Auch ihr Coach ist begeistert: „Die Schüler sind auf jeden Fall super dabei, bauen echt tolle Sachen auf, nutzen die Gesetze der Physik und lernen dabei auch noch was.“

Einen externen Workshop besuchen — das ist für die Lehrkraft sicherlich die zeitsparendste Variante der vielen Möglichkeiten, denn Kettenreaktionskonstrukte im Unterricht sind vorbereitungsintensiv. Der folgende Beitrag zeigt anhand verschiedener Projekte, wie Sie das spannende Thema in unterschiedlicher Komplexität in Ihrem Unterricht umsetzen können.

Dominos mit „Special Effects“

Bei einem Projekttag „Energie“ bauten die siebten Klassen der Oberschule Weixdorf in Kleingruppen von 6 bis 8 Schülern eine physikalische Kettenreaktion auf. Jedes Konstrukt sollte „mindestens vier Energieübertragungen und Energieumwandlungen“ enthalten, wobei die Schüler bei der Planung und Umsetzung völlig freie Hand hatten. Verschiedene Möglichkeiten und Effekte hatten die Jugendlichen zuvor eigenständig im Internet recherchiert und bereits zu Hause ausprobiert. Am eigentlichen Projekttag wurde die Reaktionsreihe dann nur aufgebaut, die einzelnen Stationen getestet und anschließend im Komplettdurchlauf „präsentiert, d. h. vorgeführt“. Zudem sollte die Präsentation der Kettenreaktion gefilmt werden. Die Ergebnisse auf der Schulwebsite können sich sehen lassen, auch wenn ein fehlerloser Ablauf ohne Hänger nur einem von 12 Teams gelang.

Für Lehrer, die ein vergleichbares Projekt planen, gibt die Aufgabenstellung (Link auf der Schulwebsite) gute Anhaltspunkte: Hier ist genau beschrieben, wie die schriftliche Dokumentation des Versuchs („Projekthefter“) aussehen und was sie enthalten soll. Die Schüler erfahren hier auch gleich, welche Materialien im Physikraum vorhanden sind und was sie selbst mitbringen müssen. Das kurze Video einer „Musterkettenreaktion“ zeigt außerdem implizit, wie die filmische Umsetzung „gut kommt“: Zunächst wandert die Kamera — in angemessenem Tempo und wackelfrei — die aufgebaute Kette ab. Und wenn die Kettenreaktion startet, fehlt im Bild das letzte Stück der Konstruktion, sodass sich die Kamera am Schluss rechtzeitig bewegen muss, um die Schlusspointe einzufangen.

Auf kleinstem Raum mehrstöckig bauen

Auf einer Fläche von nur einem Quadratmeter eine Kettenreaktion in 18 Schritten unterbringen — das ist eine echte Herausforderung. Doch die Schüler der 8. und 9. Klassen des Ernst-Moritz-Arndt-Gymnasiums bewältigten diese Aufgabe. Die Fotos auf der Schulwebsite zeigen mehrstöckige Holzkonstruktionen mit komplexen Stationen, die die Schüler in mehrwöchiger Projektarbeit auf freiwilliger Basis errichteten. Zum Einsatz kamen dabei auch sehr ungewöhnliche Bauelemente wie Propeller, Magnet oder Föhn. Den Projektberichten der Schüler ist anzumerken, wie viel Spaß die Arbeit gemacht hat: „Die Zeit wurde immer knapper und die Ideen mehr“, schreibt eine Schülerin. Bis zur buchstäblich letzten Minute tüftelten die Jugendlichen an ihrem Projekt, sodass die Präsentation vor der Klasse „auch gleichzeitig der erste Probedurchlauf“ war. Und — ganz normal bei Kettenreaktionen — es klappte nicht auf Anhieb. Doch die Schüler gaben nicht auf, sie trafen sich sogar in den Pausen und an den Nachmittagen. Wir „alle wollten einen fehlerfreien Durchlauf sehen. Also trafen wir uns nochmal, bauten um und korrigierten kleinere Fehler.“ — Die Mühe hatte sich gelohnt, beim zweiten Durchlauf „klappte fast alles (...), doch zufrieden waren wir trotzdem“.

„Nicht aufgeben ist cool“

Das ist auch die Botschaft des Videos „KETTENREAKTION (extrem!)“ von Julien Bam. Vier Tage und teilweise auch Nächte hat er gemeinsam mit mehreren Freunden an einer Kettenreaktion durch seine ganze Wohnung gearbeitet, obwohl nur ein bis zwei Tage eingeplant waren. Murphys Law: Immer wieder war etwas schiefgegangen, was die Crew zurückwarf, „but we never give up“, sagt Julien Bam. — Mit diesem Leitsatz und auch mit den witzigen Outtakes am Ende des Videos gelingt es ganz bestimmt, frustrierte Schüler zwischendurch wieder aufzurichten.

Martina Niekrawietz

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