Steig ein: Mit der U-Bahn und per GPS zum Grenzwert

Ein Besuch im Schülerlabor der Ruhr-Universität Bochum

"Wir steigen schon drei Stationen vor der Ruhr-Uni aus. Aber keine Panik; wir setzen die Fahrt nach einer kurzen Unterbrechung fort." sagte Herr Schüler, der uns bereits am Bochumer Hauptbahnhof in Empfang nahm. Doch warum nur? Will er uns einfach nur ärgern?

Weit gefehlt …

Bereits am U-Bahnhof Wasserstr. begann für die 15 Schülerinnen und Schüler des Mathematikkurses EP m1, die sich am 19.12.2012 zusammen mit Herrn Heinrich auf den Weg zur Ruhr-Universität in Bochum machten, ein besonderes Projekt.

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erhielten zunächst GPS-Geräte, um den noch vor uns liegenden Weg aufzeichnen zu können. Den Schülern war anzumerken, dass sie zwischen ihren mathematischen Gedanken für den heutigen Tag und den GPS-Geräten nach einem Zusammenhang suchten. Dieser sollte jedoch vorerst ein Geheimnis bleiben.

Nachdem wir die Ruhr-Universität erreicht hatten und uns den naturwissenschaftlichen Gebäuden näherten, nahm die Aufregung merklich zu. Der Weg durch das Gebäude zum Labor führte uns zweimal links … Treppe nach unten … nochmal links … und nochmal links … dann nochmals rechts … und schließlich sahen wir ein Schild mit der Aufschrift Alfred Krupp-Schülerlabor. Endlich … wir hatten es geschafft.

"Was wird uns hier erwarten?" fragten einige Schüler voller Erwartung.

Schon im Eingangsbereich des Labors weckten verschiedene mathematische Lege- und Steckspiele das Interesse und die Neugier der Schüler.

Nachdem jeder seine Sachen in einen Spint geschlossen hatte, wurden wir von zwei weiteren Mitarbeitern der Universität in das für uns vorgesehene Labor begleitetet.

Nach einer kurzen Einführung zum Ablauf des Tages setzten sich die Schüler in Kleingruppen an ihren Tischen zusammen und begannen mit der Bearbeitung des sogenannten Laborheftes. Dabei handelte es sich um verschiedene Aufgaben, welche in methodisch abwechslungsreicher Form angeboten wurden. Die Teilnehmer waren u.a. dazu aufgefordert, verschiedene Wegstrecken durch unterschiedliche Bewegungsabläufe wie Laufen oder Springen zurückzulegen. Dabei wurde die benötigte Zeit gemessen.

Im zweiten Schritt fand eine computerbasierte Auswertung des Experiments durch weitere Aufgaben statt. Viele fühlten sich dabei an ihren früheren Physikunterricht erinnert.

Im zweiten Teil kam das GPS-Gerät ins Spiel. Die während der Anreise erfassten Informationen wurden auf den Computer übertragen. Durch die graphische Darstellung der Daten sowie eine abschnittsweise Unterteilung des Graphen in verschiedene Phasen der Anreise (mit der U-Bahn fahren, zu Fuß gehen, an einer Ampel warten etc.) konnten die Schüler erkennen, in welchem Zeitraum sie sich wie schnell bewegt haben.

Nachdem all diese Experimente und deren Auswertungen sowie einige theoretische Hintergründe durchlaufen wurden, erreichten die Teilnehmer das Ziel der Veranstaltung:

Die Schüler erarbeiteten sich einen graphisch-anschaulichen Übergang von der mittleren Geschwindigkeit innerhalb eines Zeitraums zur näherungsweisen momentanen Geschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Diese einheitliche Erkenntnis zum Abschluss des Tages ist so gewählt, dass das Thema im Rahmen des schulischen Unterrichts fortgeführt werden kann.

So kehrten wir nach einem anstrengenden, aber auch anregenden Tag voller mathematischer Eindrücke nach Krefeld zurück.

M. Heinrich