Papierflieger-Wettbewerb - Unterrichtsplanung

Thema:Arithmetisches Mittel, Statistische Kennzahlen, Statistik

Kurzinformation

Thema: Statistik
2. Klasse AHS/MS: Mathematik & Physik
Dauer: ca. 2 Einheiten
Materialien: Druckmaterialien und Auswertungstabelle für Lehrkraft
Spezielle Materialien: Din-A4-Papier (pro SchülerIn mindestens 3 Blatt Papier einrechnen), vier Maßbänder, vier Stoppuhren

Im Rahmen der Unterrichtssequenz wird ein Papierflieger-Wettbewerb durchgeführt, bei welchem die größte Flugstrecke und größte Flugdauer ausgezeichnet wird. Mathematischer Inhalt ist die Auswertung und Darstellung der erhobenen Daten.

Vorwissen und Voraussetzungen

Die SchülerInnen wissen...

... wie das arithmetische Mittel einer Datenmenge berechnet wird.
... wie man Balkendiagramme erstellt.

Lernergebnisse und Kompetenzen

Die SchülerInnen können...

... einen Papierflieger basteln (mit oder ohne Anleitung).
... eine Stoppuhr bedienen.
... Längen mit einem Maßband messen.
... Daten durch einen Versuch generieren.
... Datensätze auswerten.
... ausgewertete Daten grafisch darstellen.
... das Maximum/Minimum einer Datenreihe ermitteln.
... die Spannweite einer Datenreihe berechnen.

Unterrichtsablauf

Die Unterrichtssequenz gliedert sich in drei Abschnitte. Der erste Abschnitt beinhaltet zwei Aktivitäten: Jede/r SchülerIn bastelt einen Papierflieger, mit welchem er/sie beim Wettbewerb an den Start gehen möchte (Aktivität 1). Darüber hinaus werden die Papierflieger dokumentiert (Aktivität 2). Im zweiten Abschnitt ( evtl. Physikstunde) wird dann der Papierflieger-Wettbewerb durchgeführt (Aktivität 3). Zum Abschluss werden dann die erhobenen Daten ausgewertet (Aktivität 4) und die Ergebnisse dargestellt (Aktivität 5).

Aktivität 1: Basteln des Fliegers (20 Minuten)

Im Zuge dieser Aktivität basteln die SchülerInnen den Papierflieger, mit welchem sie dann später im Wettbewerb antreten werden. Dazu werden ausgedruckte Faltanleitungen, nach welchen die Papierflieger gebastelt werden können, zur Verfügung gestellt. Je nach Vorwissen ist es natürlich möglich, dass SchülerInnen auch einen eigenen Papierflieger konstruieren. Neben einer großen Vielfalt an Fliegern hat dies auch den Vorteil, dass die Kreativität der SchülerInnen gefördert wird.

Aktivität 2: Dokumentation des Fliegers (20 Minuten)

Bei dieser Aktivität sollen die SchülerInnen ihren Flieger dokumentieren. Dazu sollen sie eine Seite in ihrem Heft kreativ gestalten. Liste der Punkte, die die Dokumentation enthalten muss:

Name des Papierfliegers
Name des Konstrukteurs/der Konstrukteurin
Länge des Papierfliegers
Breite des Papierfliegers
Skizze oder Foto des Papierfliegers

Aktivität 3: Papierfliegerwettbewerb (30 Minuten)

Nun wird der Wettbewerb durchgeführt. Am besten sucht man dazu einen ausreichen großen Raum (z.B. Aula) auf. Im Freien sollte man den Bewerb wegen der unkonstanten Bedingungen (Wind) nicht durchführen. Zum Bewerb: Die Schüler teilen sich in vier Gruppen auf. Jede/r SchülerIn darf seinen Papierflieger viermal abschießen. Dabei wird sowohl die Flugstrecke als auch die Zeit, wie lange sich der Flieger in der Luft befindet, gemessen (von jeweils zwei SchülerInnen der Gruppe). Die Daten werden dann in ein Gruppenergebnis-Blatt geschrieben. Die Lehrkraft sammelt dann die Ergebnisse aller Gruppen in einer vorbereiteten Auswertungstabelle. Der/die SchülerIn notiert sich seine/ihre Ergebnisse in sein/ihr Heft. Der jeweils schlechteste Wert bei den vier Versuchen wird gestrichen. Um den Reiz der Datenauswertung nicht zu verlieren ist es wichtig, dass nur die Lehrkraft Einsicht auf alle Ergebnisse hat.

Aktivität 4: Datenauswertung (30 Minuten)

Jede/r Schülerin bildet das arithmetische Mittel seiner drei Messwerte von Flugdauer und Flugstrecke und notiert diese in seinem Heft. Zusätzlich soll der/die SchülerIn die beiden Werte in einem Balkendiagramm darstellen. Wenn dies erledigt ist, zeigen die SchülerInnen ihre Ergebnisse dem/der SitznachbarIn, welche/r diese kontrolliert. Dadurch werden Rechenfehler und folglich Fehler bei den Platzierungen vermieden. Im Anschluss werden nun die vorbereiteten Ergebnisplakate fertiggestellt (Tabelle ausfüllen und Balkendiagramm erstellen). Auf Plakat 1 wird das Ergebnis der Flugstrecke und auf Plakat 2 das Ergebnis der Flugzeiten dargestellt. Dazu schneiden alle SchülerInnen einen Papierstreifen aus, welcher dann als Balken aufgeklebt wird (die Skalierung wird von der Lehrkraft vorgegeben). Anzumerken ist, dass es ideal wäre, die beiden Plakate mindestens in A2 auszudrucken, da sonst der Platz zu klein ist. Außerdem wollen wir die Plakate nach Fertigstellung in der Klasse aufhängen, was erst ab einer gewissen Größe sinnvoll ist. Hat man diese Druckmöglichkeit nicht, ist es am besten, das Plakat händisch zu gestalten.

Aktivität 5: Siegerehrung (10 Minuten)

Die GewinnerInnen werden geehrt (jeweils 1., 2. und 3. Platz). Auch der beste Allrounder kann geehrt werden (bester Mittelwert der Platzierungen). Die Lehrkraft sollte sich kleine Preise als Anreiz überlegen (kleine Süßigkeit oder sonstiges).

Sicherung / Hausübung

Die SchülerInnen bekommen eine ausgedruckte Form aller Ergebnisse der Klasse (evtl. anonymisiert) und ein Hausübungsblatt.

Überprüfen des Lernerfolges

Wenn die SchülerInnen die berechneten Mittelwerte und deren Darstellung in einem Balkendiagramm anfertigen und im Anschluss kontrollieren lassen, zeigt sich, inwiefern die SchülerInnen die dabei benötigten Kompetenzen besitzen. Somit kann der Lernerfolg während der Unterrichtssequenz überprüft werden. Nach der Unterrichtssequenz kann die Überprüfung des Lernerfolgs bei der Kontrolle der Hausübung erfolgen.

Links zu Materialien und Quellen

Faltanleitungen Gruppenergebnis-Blatt Auswertungstabelle für Lehrkraft Plakat 1 Plakat 2 Hausübungsblatt Fachdidaktische Zeitschrift: MNU - Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht. Verlag Klaus Seeberger, Neuss, 2019, S. 28-33 (Heft 1)