Rückstoßprinzip - Virtuelle Schule - Bundesministerium für ...

Einen Lernpfad erstellen 

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Best Practice aus Österreich: 

Rückstoßprinzip / Rocket Science 

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Impressum: 

Bundesministerium für Unterricht, Kunst und Kultur 

IT Systeme für Unterrichtszwecke 

Minoritenplatz 5, A-1014 Wien 

Kontakt: 

Elisabeth Zistler, e-mail: elisabeth.zistler@bmukk.gv.at 

Reinhold Hawle, e-mail: reinhold.hawle@bmukk.gv.at 

Projektbetreuung extern: 

Monika Moises 

Christian Reimers 

Marion Obermüller 

Peter Rebernik 

AutorenInnen: 

Lernpfad: Markus Artner 

Mobile Anwendungen: Alexander Nischelwitzer 

Finanzierung: 

Die Projekte werden durch die EU Komission unterstützt und vom BM:UKK kofinanziert. 

Links: 

Virtuelle Schule Österreich: http://www.virtuelleschule.at 

OSR – Portal: http://www.osrportal.eu 

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Index 

1. Einleitung ................................................................................................................. 4 

2. „Was ist ein Lernpfad?“ ........................................................................................... 4 

3. Sammeln von Materialien ........................................................................................ 5 

4. Erstellung einer Präsentationsunterlage ................................................................... 6 

5. Wie wende ich einen Lernpfad im Unterricht an? ................................................... 7 

6. Lernpfad: Rückstoßprinzip / Rocket-Science .......................................................... 9 

7. Präsentations-Folien: Rückstoßprinzip (Rocket Science) ...................................... 11 

8. Mobile Anwendungen: Wie ist eine mobile Anwendung aufgebaut? .................... 19 

8.1. Beispiel: Rückstoßprinzip ...................................................................................... 19 

Kapitel 1: Geschichte ............................................................................................. 20 

Kapitel 2: Experiment ............................................................................................ 21 

Kapitel 3: Erklärung ............................................................................................... 22 

Kapitel 4: Anwendungen ........................................................................................ 23 

Kapitel 5: weitere Anwendungen ........................................................................... 24 

Kapitel 6: Quiz ....................................................................................................... 25 

9. Kurzbeschreibung des Lernpfads ........................................................................... 27 

10. Linkliste mobile Applikation „Rückstoßprinzip“ / "Rocket Science" ................... 31 

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1. Einleitung 

In zahlreichen EU Projekten, wie OSR – OpenScienceResources, Cosmos, Atlas@Cern, 

Pathway, etc. werden Lernpfade entwickelt. 

Anmerkung: 

Die Begriffe zu „Lernpfad“ sind in den verschiedenen EU Projekten anders benannt. Hier 

einige Beispiele: 

OSR = “Educational Pathway” oder kurz “Pathway” 

Cosmos = “Learning Scenario” 

Atlas@Cern = „Learning Mission” oder kurz “Mission” oder “Learning with Atlas@Cern 

Mission” 

Pathway = “Pathway” 

KLiC = “Scenario” 

2. „Was ist ein Lernpfad?“ 

Allgemein: 

Ein Lernpfad ist ein Lern-Szenario (Lernarrangement), bei dem die Abfolge von Lernschritten 

(Lernaktivitäten) vorgegeben ist, um ein bestimmtes Lernziel zu erreichen. Der Begriff wird 

in erster Linie im Zusammenhang mit computergestützten Lernformen verwendet. 

Ein Lernpfad entsteht, wenn mehrere Lernschritte geplant und zu einem größeren Ganzen 

zusammengefügt werden. Es treten neue Aspekte/Möglichkeiten auf: Projektcharakter, 

selbstgesteuertes Lernen, eigenverantwortliches Arbeiten, individuelles Lerntempo, 

Notwendigkeit der Dokumentation durch die SchülerInnen. Der Lehrer/die Lehrerin wird 

zum/r LernorganisatorIn, die SchülerInnen erforschen und entdecken Inhalte zum Teil selbst. 

Lernpfade können so im Sinne des kompetenzorientierten Unterrichtes geplant und 

durchgeführt werden. 

siehe dazu auch: 

http://www.mathe-online.at/monk/workshops/didaktikLernpfade.html 

Die Lernpfade im OSR-Portal 

Die „strukturierten Lernpfade“ („educational pathways“) im OSR Portal geben nun 4 

konkrete Stationen/Phasen vor, die in sich wieder in einzelne vordefinierte (Lern-) Schritte 

unterteilt sind. 

1. Einführung und Anleitung: 

Hier handelt es sich im wesentlichen um die Beschreibung des Lernpfads mit Hinweisen 

für LehrerInnen, die diesen Lernpfad verwenden möchten. 

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2. Vorbereitungsphase („Pre-Visit“): 

In dieser Lernphase sollte die Neugier der SchülerInnen zum Thema geweckt werden 

(z.b. durch Experimente, Aufwerfen von Fragestellungen durch den Lehrer/die Lehrerin, 

Simulationen etc.). SchülerInnen sollen hier auf bereits vorhandenes Wissen 

zurückgreifen, erste Erklärungen finden oder Hypothesen aufstellen, und im Idealfall 

angeregt werden, eigene Experiment- oder Untersuchungskonzepte zu dieser Thematik 

zu entwickeln. 

3. Besuch („Visit“): 

Bei einem Besuch im Museum/Science Center sollen die SchülerInnen in erster Linie 

durch Experimentieren und Beobachtung Daten sammeln, Erklärungen für ihre 

Beobachtungen/Daten formulieren sowie alternative Erklärungen diskutieren. Hier 

können nach den Aktivitäten der SchülerInnen natürlich ergänzende Informationen 

durch die LehrerInnen eingebracht werden. 

4. Nachbereitungsphase („Post-Visit“): 

Nach dem Besuch im Museum sollten die SchülerInnen Gelegenheit haben über ihre 

Beobachtungen, Erklärungen und Thesen zu berichten. Ergänzende Materialien und 

weiterführende Aktivitäten und Aufgabenstellungen zum Thema (Lernziel) sollen die 

Nachhaltigkeit sichern. 

Neben der Möglichkeit, einen strukturierten Lernpfad im Rahmen der oben beschriebenen 

Stationen/Phasen unter den vordefinierten Lernschritten in das Portal hochzuladen, können 

auch „offene Lernpfade“ erstellt werden, die einen flexibleren Rahmen bieten. Es finden sich 

keine vorgegebenen Definitionen der Lernschritte in den einzelnen Phasen. 

3. Sammeln von Materialien 

Recherchieren Sie im Internet nach passenden Materialien. Diese können sein: 

- Links zum Thema 

- Videos zum Thema 

- Bilder zum Thema 

- etc. 

ACHTUNG: Copyright beachten 

Copyright in Kürze: 

- Links setzen: diese sollten einen kurzen Hinweis zum Inhalt der Website geben 

- Bilder, Videos: Holen Sie die Genehmigung zur Verwendung von Bildern die Rechte 

beim Urheber/in per e-mail ein! Heben Sie die e-mail auf! 

- Texte, Textpassagen, Dokumente: Holen Sie die Genehmigung zur Verwendung von 

Bildern die Rechte beim Urheber/in per e-mail ein! Heben Sie die e-mail auf! 

- Zitieren Sie die Texte und achten Sie darauf, dass Kontakte genannt werden. 

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- Eigene Bilder, Texte, etc.: Geben Sie immer den Namen sowie Ihre Insitution an. 

4. Erstellung einer Präsentationsunterlage 

Bevor Sie einen Lernpfad ONLINE am OSR-Portal (www.osrportal.eu) erstellen, ersuchen 

wir Sie, eine Präsentation oder ein Dokument mit jenen Daten anzulegen, die dann ins OSR- 

Portal übernommen werden sollen. 

Die Folien können dann auch gleichzeitig als Präsentationsunterlagen z.B. im Unterricht oder 

im Museum / Science Center verwendet werden. 

Hier finden Sie ein Beispiel, anhand dem ersichtlich wird, welche Materialien in einen OSR 

Pathway integriert werden sollen/können: 

ACHTUNG: 

Was Sie nicht machen sollten! 

KEINE Animationen, Videos, Buttons, etc. in die Präsentation direkt einbetten, sondern die 

vollständigen Links setzen und als externen Link (eigenes Fenster) öffnen. 

Begründung: Wenn Sie Ihre Präsentation weitergeben wollen, müssen Sie auch alle 

intergrierten Materialien (wie Videos, Bilder, etc.) weitergeben! 

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5. Wie wende ich einen Lernpfad im Unterricht 

an? 

1) Vorbereitungsphase: Technik 

Beschreibung: 

Die entsprechenden Programme (Apps, Browser, Software-Tools) sollen auf die 

PCs/Netbooks/Laptops bzw. Handys installiert werden. Die Funktionstüchtigkeit der Programme soll 

hier sichergestellt werden. Jegliche Kombination von Geräten (PC, Netbook, Notebook, Handies, 

Tablet PCs) etc. – je nach Ausstattung der Schule bzw. der LehrerInnen und der SchülerInnen – ist 

möglich. 

Aufwand: ca. 2-3 Stunden (einmalig): Informatikunterricht 

1. LehrerIn erhebt in der Klasse, welche Geräte die SchülerInnen generell nutzen 

a. internetfähig 

b. Je nachdem, wie viele Geräte: Gruppenarbeit der SchülerInnen 

2. Vorbereitung der Geräte auf mobile Anwendungen, wenn nötig: 

a. Installation von Flash 10.01 auf das Handy 

b. Runterladen der Anwendungen (z.B. Astronomie) 

c. Ausprobieren, ob Applikation auf den Handys läuft 

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2) Inhaltliche Vorbereitung im Physikunterricht (Pre-Visit) 

Beschreibung: 

In Physikunterricht wird das entsprechende Thema vorbereitet und eine Aufgabe für den 

Museumsbesuch zusammengestellt. Notwendige Zusammenhänge, Formeln und Begriffe werden 

besprochen. 

Aufwand: ca. 2 Stunden: Physikunterricht 

Recherchen im Internet auf der Museumshomepage nach Unterlagen 

Inhaltliche Vorbereitung mit Experimenten in der Klasse laut „Szenario Projekt“ 

Erstellen von Arbeitsblättern (z.B. mit Hotpotatoes, http://www.hotpotatoes.de) 

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3) Besuch im Museum/Science Center (Visit) 

Beschreibung: 

Die entsprechende Aufgabenstellung soll bei einem Besuch im Museum/Science Center durch die 

SchülerInnen gelöst werden. 

Aufwand: ca. 6 Stunden: Besuch im Museum/Science Center 

Besuch im Museum, wo der Versuch durchgeführt werden kann. 

Beispiel: Rückstoßprinzip: Haus der Natur, Salzburg 

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Führung im Museum 

SchülerInnen erhalten ein Arbeitsblatt (z.B. generelle Aufgabe) 

SchülerInnen erstellen Fotos, ev. Videos 

Nach der Führung: Mobile Anwendung am Handy, Netbook, Notebook 

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4) Inhaltliche Aufbereitung und Überprüfung der Materialien (Post Visit, 

Teaching Phase) 

Beschreibung: 

In diesem Teil werden die Materialien auf die Richtigkeit und Sinnhaftigkeit überprüft und 

kontrolliert. LehrerInnen und SchülerInnen arbeiten ev. in Gruppenarbeit zusammen. Sie kreieren die 

Präsentations- und Arbeitsunterlagen, die dann auf eine Lernplattform gestellt werden können. 

Aufwand: ca. 2-3 Stunden: im Physikunterricht 

Inhalte auswählen und überprüfen 

Inhalte im Internet recherchieren (z.B. Animationen, Simulationen) 

Präsentationen (z.B. besprochene Slideshares) erstellen 

Lernzielüberprüfung: z.B. Quiz am Handy 

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5) Nachbereitungsphase 

Beschreibung: 

Die erstellten Unterlagen werden auf Plattformen verbreitet und sollen im Zuge von kurzen 

Präsentationen durch die SchülerInnen eventuell auch anderen Klassen vorgestellt werden. 

SchülerInnen erklären anderen SchülerInnen die Produkte. Die SchülerInnen arbeiten dabei in Teams. 

Aufwand: ca. 1-2 Stunden: Informatikunterricht 

SchülerInnen bereiten Fotos auf und stellen sie auf eine Plattform (z.B. Moodle, LMS) 

Stellen die Präsentationsunterlagen auf eine Plattform (z.B. Moodle, LMS) 

Geben die Informationen an andere LehrerInnen weiter, dass die Materialien weiterverwendet 

werden 

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6. Lernpfad: Rückstoßprinzip / Rocket-Science 

SchülerInnen sollen anhand von Impulsen und einfachen Experimenten die Gültigkeit des 3. 

Newtonschen Axioms verstehen und dessen Bedeutung erfassen. 

Einfache Experimente um Klassenraum knüpfen an die Erfahrungswelt der SchülerInnen an 

und führen an die abstrakte Formulierung heran. Ein selbst durchgeführtes Experiment festigt 

die daraus gewonnene Erkenntnis und vertieft das Verständnis. Simulationen unterstützen den 

Lernprozess durch die Verwendung neuer Medien und erfüllen die Zielsetzung, IT in der 

Lernphase zur differenzierten Betrachtung der Lerninhalte einzusetzen Ein an einem Science 

Center durchgeführtes Experiment unterstützt den Lernprozess durch Wechsel der 

Unterrichtsform zusätzlich. 

Alter der SchülerInnen: 14 - 15 

Lernform: Schulunterricht in Gruppen, experimentieren in Gruppen, Exkursion zu einem 

Science Center 

Benötigte Unterrichtszeit: 3 – 5 Stunden, exkl. Exkursion zum Science Center 

Lehrplanbezug 

Lehrplanbezug Physik Unterstufe AHS, 2. Klasse: 

Die Welt, in der wir uns bewegen: - Ausgehend von unterschiedlichsten Bewegungsabläufen 

im Alltag, im Sport, in der Natur beziehungsweise in der Technik sollen die Schülerinnen und 

Schüler ein immer tiefer gehendes Verständnis der Bewegungsmöglichkeiten, der 

Bewegungsursachen und der Bewegungshemmungen von belebten und unbelebten Körpern 

ihrer täglichen Erfahrungswelt sowie des eigenen Körpers gewinnen. 

Masse und - Kraft; Masse und Trägheit; Gewichtskraft und Reibungskraft. 

- Bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge verstehen und anwenden. 

Lehrplanbezug Physik Oberstufe AHS, 5. und 6. Klasse: 

- mit Hilfe der Bewegungslehre (Relativität von Ruhe und Bewegung, Bewegungsänderung: 

Energieumsatz und Kräfte, geradlinige und kreisförmige Bewegung, Impuls und Drehimpuls, 

Modell der eindimensionalen harmonischen Schwingung) Verständnis für Vorgänge, 

beispielsweise im Verkehrsgeschehen oder bei den Planetenbewegungen, entwickeln 

Animationen zum Thema "Kräfte und Rückstoßprinzip" 

- Moving Man: Weg-Zeit Grafen, Kräfte und Beschleunigung 

http://phet.colorado.edu/en/simulation/moving-man 

- Lunar-Lander: Das Rückstoßprinzip beim Landen einer Mondfähre 

http://phet.colorado.edu/en/simulation/lunar-lander 

- Forces and motion: Kräfte und Bewegungsänderungen 

http://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-and-motion 

Experimenteliste 

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1. Experiment zum Rückstoß im Haus der Natur (Video) 

http://www.vimeo.com/12168168 

2. Wasserrakete 

http://www.mjasmund.de/wasser-raketen-bauanleitung.html 

http://space175.unibe.ch/fileadmin/media/pdf/pet-rakete.pdf 

u.v.a.m… 

3. Nasa Rocket Racer 

http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Roc 

ket_Races.html 

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7. Präsentations-Folien: Rückstoßprinzip (Rocket 

Science) 

Einleitung 

Rocket Science 

(Das Rückstoßprinzip – 3. Newtonsches Axiom) 

Lernszenario 



Lernszenario 

Markus Artner 

BG Neunkirchen 

Markus Artner 


Kurzbeschreibung: 

SchülerInnen entdecken das Rückstoßprinzip und das Prinzip 

von Aktion und Reaktion. 

Einfache Experimente vertiefen das Verständnis 

SchülerInnen können einen Versuch zum Thema Rückstroß in 

einem Science Center durchführen 

SchülerInnen erlernen mechanische Grundgesetze mit Hilfe 

interaktiver Simulationen und Videos 

Alter der SchülerInnen: 12-13 

Lernbereiche: Schule, Museum 

Lernzeit: etwa. 3-5 Unterrichtseinheiten 

Lehrplanbezug: Mechanik, Bewegungsarten, Kräfte 

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Lernszenario 

Wecken der Neugier: – pre visit phase 1 

Durchführen eines Experiments: 

Ein Schüler/eine Schülerin versucht, auf 

einem Skateboard stehend, einen Tisch zu 

verschieben 

Es stellt sich heraus, dass das es unmöglich 

ist, sich nicht selbst dabei zu bewegen 

Diskutiere: warum bewegt man sich auch 

selbst? 



Lernszenario 

Markus Artner 


Markus Artner 


Fragen aufwerfende Aktivitäten– pre visit phase 1 

Auf bestehendes Wissen zurückgreifen 

Da es eine offensichtliche Bewegung des Schülers/ 

der Schülerin gibt, muss es eine Kraft auf den 

Schüler/die Schülerin geben 

Bewegungsänderungen werden durch Kraft 

hervorgerufen. 

Diese Kraft wirkt in die entgegengesetzte Richtung 

wie die ursprüngliche Kraft 

Das kann durch 2 SchülerInnen auf 2 Skateboards 

leicht gezeigt werden 

Das 3. Newtonsche 

Axiom 

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Lernszenario 

Fragen aufwerfende Aktivitäten– pre visit phase 1 

Auf bestehendes Wissen zurückgreifen 

Welche Beispiele zu diesem Prinzip gibt es in der 

Erfahrungswelt der SchülerInnen? 

Wo wird Kraft und Gegenkraft intuitiv erfahren/ 

verwendet? 

Reaktion 

Aktion 

Quelle: 

http://quest.nasa.gov/space/teachers/rockets/principles.html 



Lernszenario 

Pre Visit –Phase 2: Aktives Forschen– 

Erste Erklärungen finden und Hypothesen erstellen 

Entwickeln eines einfachen Experiments zum Thema 

Kraft und Gegenkraft 

Experiment-Ideen und Vorschläge können auch durch 

Internetrecherche in Erfahrung gebracht werden 

Durch gezieltes Hinführen sollen SchülerInnen selbst 

ein Experimente-Setup entwickeln können 

Markus Artner 


Markus Artner 


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Lernszenario 


Erste Erklärungen finden und Hypothesen erstellen 

Entwickeln eines einfachen Experiments zum Thema 

Kraft und Gegenkraft 

Experiment-Ideen und Vorschläge können auch durch 

Internetrecherche in Erfahrung gebracht werden 

Durch gezieltes Hinführen sollen SchülerInnen selbst 

ein Experimente-Setup entwickeln können 



Lernszenario 


Das Ballon-Rennen 

Markus Artner 


Markus Artner 


Ein mögliches Setup könnte das: “Ballon-Rennen” 

sein 

Alternative Quellen: 

http://www.nrw-entdecken.de/img/pdf/vorlage_luftballon.pdf 

Ballon-Rennen 

Quelle: 

http://www.nasa.gov/audience/foreduc 

ators/topnav/materials/listbytype/Rock 

et_Races.html 

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Lernszenario 

Pre Visit –Phase 2: Fehlkonzepte 

Identifikation möglicher Fehlkonzepte: 

Markus Artner 


Ballon-Rennen: Ein mögliches Fehlkonzept besteht darin zu 

glauben, die Luft im Ballon würde die Luft außerhalb 

anstoßen und sich dadurch in Bewegung setzen. Ein 

Gegenargument ist, dass dieses Experiment (so wie auch 

echte Raketentriebwerke) auch im Vakuum genauso 

funktioniert. 

Ein weiteres Fehlkonzept besteht darin zu meinen, dass 

Kraft und Gegenkraft gemeinsam 0 ergeben müssten und 

daher keine Bewegung stattfinden sollte. Das Argument 

dagegen besteht in den unterschiedlichen Angriffspunkten 

der beiden Kräfte 



Lernszenario 

Pre Visit –Phase 2: Beobachten und Forschen: 

Simulation: “the lunar Lander” 

Quelle: 


Markus Artner 


• Den “lunar lander” auf die 

Oberfläche des Mondes 

setzen 

• Einfluss von Kraft und 

Gegenkraft auf die 

Beschleunigung des 

landers analysieren 

• Kräfte quantitativ messen 

und bestimmen 

Animation 

directions 

activity 

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Lernszenario 

Pre Visit –Phase 2: Simulation “forces” 

Quelle: 

http://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-1d 


Markus Artner 


• Kräfte und Gegenkräfte 

mit und ohne Reibung 

erforschen 

• Kräfte als Vektorgrößen 

• Beziehungen zwischen 

Kräften 


Lernszenario 

Animation 

Aktivität 

Visit - Phase 3 

Experimentieren- Hinweise durch Beobachten erhalten 

Besuch eines Science-Centers: Das "Haus der Natur" 

Markus Artner 


Kraft und Gegenkraft beim Beschleunigen einer Druck-Pet-Flasche 

Die Flasche beim Durchqueren der Röhre beobachten 

Von Wissenschaftlern mehr über die Newtonschen Gesetze und deren 

Anwendungen erfahren 

Video 

Quellen: 

http://vimeo.com/12168168 

http://www.hausdernatur.at/ 

aktuelles.html 

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Lernszenario 

Visit - Teaching Phase 4 

Diskussion – Erklärungen finden 

Eine Wasserrakete selbst bauen 

Bau einer Wasserrakete als Klassenprojekt 

Den Flug beobachten 

Die Funktionsweise und Hintergründe 

beschreiben und erklären 

Markus Artner 


Quellen: 

http://www.lenkdrachen.com/wasserrakete.de/bottle-rocket/html_seiten/frameseite.htm 

http://www.dlr.de/schoollab/Desktopdefault.aspx/tabid-1985/2833_read-4370/ 



Lernszenario 

Visit - Teaching Phase 4 

Diskussion – Erklärungen und Anwendungen finden 

Das Prinzip der Wasserrakete verallgemeinern: 

Informationen zu Raketen und deren Antrieb im Internet 

finden 

Das Prinzip der Schubkraft durch Raketentreibstoffe 

verstehen 

Die Steuerungsmöglichkeiten von Raketen und Shuttles 

verstehen und erklären können 

Markus Artner 


Quelle: 

http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Applying_Ne 

wtons_Laws.html 

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Lernszenario 

Post visit Teaching phase 5: Diskussion und 

Analyse 

Weitere Informationen über Raketen 

Videos von Raketen und Raketenstarts 

Raketenantriebe: Funktionsweise von Triebwerken 

Energieverbrauch und Schubkraft von Raketen 

Welchen Einfluss hat das Rückstoßprinzip auf den Alltag? 

Fortbewegungsarten 

aus einem Boot steigen, ausrutschen 

In Gruppenarbeit Ideen sammeln und präsentieren 



Lernszenario 

Markus Artner 


Start der „Discovery“ 

Post visit Teaching phase 5: Diskussion und 

Analyse 

Ideen sammeln und präsentieren 

Luftfahrt 

Wings of an 

aircraft 

Waffen 

Markus Artner 


Radioaktiver 

Zerfall 

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8. Mobile Anwendungen: Wie ist eine mobile 

Anwendung aufgebaut? 

8.1. Beispiel: Rückstoßprinzip 

Diese Applikation beinhaltet Theorie zu den Kräften und einen 

Überblick über Newton und seine Axiome. Ebenso gibt es eine 

einfache Bauanleitung für einen Luftraketenwagen, Videos und 

viel Information zum Thema Rückstoßprinzip bzw. zur 

Entwicklung von Raketen. 

Mobile Lernsequenz 

Aufbau: geschichtlicher Überblick, Experiment und 

Erklärung, Anwendung, Fakten, Quiz 

Zielgruppe: ab 15 Jahre 

Unterrichtsgegenstände Physik, Mit Hilfe der 

Bewegungslehre (Bewegungsänderungen, Kräfte, geradlinige und kreisförmige 

Bewegung, Impuls und Drehimpuls) Verständnis für Vorgänge entwickeln. 

Weitere Materialien: Lernpfad 

Museum/Science Center/Wissenschaftlerin: Haus der Natur, Salzburg 

Mobil (FH): http://mox.fh-joanneum.at/raketenantrieb/ 

Einstieg und Index 

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Kapitel 1: Geschichte 

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Kapitel 2: Experiment 

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Kapitel 3: Erklärung 

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Kapitel 4: Anwendungen 

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Kapitel 5: weitere Anwendungen 

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Kapitel 6: Quiz 

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9. Kurzbeschreibung des Lernpfads 

Grundinformationen 

Szenario-Akronym Rocket Science 

Szenario-Name 

Lehrfächer Physik 


Zeitlicher 

Rahmen 

120 – 150 

bzw. 300 - 450 (Projekt 

pet-Rakete) 

Altersgruppe 14 - 15 

Teamgröße Klasenverband, 3 – 5 

(Experimente) 

Schultyp Schulstufe 8 - 9 

Sprache der 

Dokumente 

Deutsch/ Englisch Version 1.0.2.98.3367 

AutorInnen 

Kontaktinformation / AutorInnen 

Markus Artner 

Datum 

Oktober/November 2010 Schule / Uni / BG Neunkirchen 

Veröffentlichung 

FH 

Telefonnummer - Fax - 

Website - Mailadresse martner@gmx.at 

Ressourcen – Wahl der Unterrichtsmedien 

Ort der 

Schulklasse/ Museum 

Durchführung Räumliche Voraussetzungen: keine 

Benötigte IKT- Schulklasse: ev. Informatiksaal 

Umgebung 

Museum: Handy mit Android-Betriebssystem 

Weitere 

Bastelmaterial lt. Experimenteanleitung 

Unterrichtsmedien 

Szenariovorlage Version 2.0 

Materialien – Zusatzdokumente – Möglichkeiten zur Auswahl (freiwillig) 

Informationsobjekte Students directions lunar lander game (Enghlisch): Anleitung für Schüler 

Beschreibungen zur Bedienung der Animation "lunar lander" 

Teacher Lesson Plans lunar lander game (Englisch): Guideline für Lehrer 

zur Verwendung der Animation "lunar lander" 

Wasserrakete Berechnung: Mathematische und physikalische Grundlagen 

der Technologie von Raketen, speziell für Wasserraketen samt Erklärung 

und Formelwerk 

Lernobjekte/ Lernobjekt 1: 

Materialien 

a) Video "Rückstoß_Video": Videos des Modellexperiments zum Rückstoß 

aus dem Haus der Natur (im folgenden abgekürzt durch: HdN) 

b) Video "sts-131_launch": Video der NASA zum Start der Discovery 

Lernobjekt 2: 

a) Experiment "Luftballonrakete": Anleitung zum Bau einer 

Luftballonrakete, Modellexperiment zum Rückstoß 

b) Experiment "Nasa Rocket Racer": Modellexperiment zum 

Rückstoßprinzip 

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Angestrebte 

(Lern-)Ziele 

c) Experiment bzw. Projekt "pet-Rakete": Detaillierte Anleitung zum Bau 

einer Wasserrakete. Zeitrahmen mindestens 1 Schultag 

Lernobjekt 3: Animationen und Simulationen 

a) lunar lander: http://phet.colorado.edu/en/simulation/lunar-lander 

Lernobjekt 4: Bilder 

a) atlantis_sts-106 

b) Luftballonfahrzeug 

c) Mercury-Programm: Raumkapsel (HdN) 

d) Rückstoß Gewehr 

e) SaturnV 

f) Start einer Wasserrakete (HdN) 

g) V2 

h) Versuch Wasserrakete (HdN) 

i) Wasserrakete Grafik 

j) Weltraumhalle (HdN) 

k) Wernher von Braun 

Lernobjekt 5: Tabellenkalkulations-Anwendungen: keine 

Lernobjekt 6: Dokumente 

a) Students directions lunar lander game (Englisch) 

b) Teacher Lesson Plans lunar lander game (Englisch) 

c) Wasserrakete Berechnung 

Lernobjekt 7: Präsentationsmaterialien: keine 

Lernobjekt 8: Quizzes: siehe dazu Applikation 

Rocket_Science_Lernszenario_kurz 

Pädagogisches Design des Szenarios 

Lernziele bezüglich Thema/Inhalte, zu erwerbende Kompetenzen 

Schüler sollen anhand von Impulsen und einfachen Experimenten die 

Gültigkeit des 3. Newtonschen Axioms verstehen und dessen Bedeutung 

erfassen. 

Einfache Experimente um Klassenraum knüpfen an die Erfahrungswelt der 

Schüler an und führen an die abstrakte Formulierung heran. Ein selbst 

durchgeführtes Experiment festigt die daraus gewonnene Erkenntnis und 

vertieft das Verständnis. Simulationen unterstützen den Lernprozess durch 

die Verwendung neuer Medien und erfüllen die Zielsetzung, IT in der 

Lernphase zur differenzierten Betrachtung der Lerninhalte einzusetzen 

Ein an einem Science Center durchgeführtes Experiment unterstützt den 

Lernprozess durch Wechsel der Unterrichtsform zusätzlich. 

Bezug zum Lehrplan: 

Lehrplanbezug Physik Unterstufe AHS, 2. Klasse: 

Lehrplan Physik Unterstufe AHS, 2. Klasse: 

Die Welt, in der wir uns bewegen: 

- Ausgehend von unterschiedlichsten Bewegungsabläufen im Alltag, im 

Sport, in der Natur beziehungsweise in der Technik sollen die Schülerinnen 

und Schüler ein immer tiefer gehendes Verständnis der 

Bewegungsmöglichkeiten, der Bewegungsursachen und der 

Bewegungshemmungen von belebten und unbelebten Körpern ihrer 

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Integration v. 

informellem und 

formellen „Vorwissen“ 

der 

SchülerInnen 

Pädagogisches 

Vorgehen 

Methodik/Didaktik 

Beschreibung der 

Lernaktivitäten 

täglichen Erfahrungswelt sowie des eigenen Körpers gewinnen. 

- Kraft; Masse und Trägheit; Gewichtskraft und Reibungskraft. 

- Bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge verstehen und 

anwenden. 

Lehrplan Physik Oberstufe AHS, 5. und 6. Klasse: 

- mit Hilfe der Bewegungslehre (Relativität von Ruhe und Bewegung, 

Bewegungsänderung: Energieumsatz und Kräfte, geradlinige und 

kreisförmige Bewegung, Impuls und Drehimpuls, Modell der 

eindimensionalen harmonischen Schwingung) Verständnis für Vorgänge, 

beispielsweise im Verkehrsgeschehen oder bei den Planetenbewegungen, 

entwickeln 

Motivation und Bedingungen der SchülerInnen 

Interesse, Begeisterung für Natur und Technik und deren historische 

Entwicklungen sowie für das technisch Machbare. Interesse für Raumfahrt 

an sich und an den Besonderheiten dieser technischen Errungenschaft des 

Menschen 

Erforderliche Grundkenntnisse der Klasse 

Kraft und Wirkungen, Druck und Temperatur, Grundlagen der Wärmelehre 

IKT Voraussetzungen der Klasse 

Klasse: keine, Informatikraum für diverse Unterrichtsphasen 

IKT Einsatz: 

Simulationen im Informatikraum, nach der Klassenphase zur Theorie 

dienen zum besseren und anschaulicherem Verständnis 

Methodenauswahl: 

LS-Gespräche zur Erarbeitung der Theorie, Simulationen in Einzel- oder 

Gruppenarbeit, Videos im Klassenverband, Experimentieren im 

Gruppenverband in Form von Projektunterricht (optional) 

Inhaltsentscheidungen: Grundsätzlich siehe dazu Lehrplan der Unterstufe 

Physik, Experimente und Anschauungsmaterialien wurden nach Qualität 

und Verfügbarkeit ausgewählt. Raumfahrt ist eine besondere technische 

Innovation des 20. Jahrhunderts, die Mondlandung gehört zu den 

bedeutendsten Momenten. Dieses Thema fasziniert Schüler in einem 

breiten Altersspektrum 

didaktische Vorgehensweise: siehe dazu Rocket_Science_Szenario lang. 

Besonderes Augenmerk fällt dabei (wenn möglich) auf die 

Experimentierphase 

Ablauf, Unterrichtsschritte, Lernphasen: siehe dazu 

Rocket_Science_Szenario_lang. Alle entscheidenden inhaltlichen und 

didaktischen Überlegungen sind darin explizit erklärt und beschrieben. 

Simulation "lunar lander": Auf spielerische Art wird der Effekt des 

Rückstoßes beim Landen einer Mondfähre erfahren. Die 

Zusatzinformationen Spritverbrauch, Gravitation ergeben ein einfaches 

Bild von den zu bewältigenden Problemen der wesentlich komplizierteren 

Praxis 

Pet-Rakete: Bau einer aus einfachen Materialien zusammengesetzten 

Wasserrakete. 

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Lerntransfer 

Evaluation 

Weitere 

Informationen 

methodische Hinweise: Vorbereiten der Experimentiermaterialien (pet- 

Rakete), lenkendes Heranführen an die Inhalte der interaktiven 

Simulationen und Animationen. Die nötigen Schritte ergeben sich erst aus 

den jeweiligen Problemen und Gegebenheiten. Das Interesse für die 

Praxisbezogenheit der Newton-Gesetze soll sich aus dem Besuch des 

Science-Centers und aus den weiterführenden Inhalten (Raketen und 

Raumfahrt) vertiefen. 

Detailbeschreibungen: siehe Lernobjekte 

Lernzielkontrolle durch gewöhnliche Formen der Leistungsbeurteilung im 

Unterricht 

keine 

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30


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10. Linkliste mobile Applikation 

„Rückstoßprinzip“ / "Rocket Science" 

- Isaac Newton 

http://de.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton 

- VIDEO: Rückstoßprinzip, Haus der Natur 

http://www.vimeo.com/12168168 

- Rocket Racer 

http://teachers.egfi-k12.org/activity-ballon-powered-car/ 

- Start einer Wasserrakete 


- Start der Raumfähre Atlantis 

http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-106/html/ksc_00pd_1263.html 

- VIDEO: Start der Raumfähre Discovery 

http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html 

- Wernher von Braun 

http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Wernher_von_Braun.jpg 

- Start einer V2 

http://de.wikipedia.org/wiki/A4_(Rakete) 

- Weltraumhalle im "Haus der Natur" 

http://www.hausdernatur.at/weltraum.html 

- Saturn V 

http://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_%28Rakete%29#Saturn_V 

- AKTIVITÄT: Luftballonrakete 


http://www.leifiphysik.de/web_ph11/heimversuche/05luftballonrakete/luftballonrakete.htm 

- SIMULATION: Lunar Lander 


- SIMULATION: Forces 


Linkliste Szenario "Rocket Science" lang (OSR Portal) 

A) Bilder 

- Bart_is_moving_a_desk 

selbst aus mehreren Grafiken (Clipart) erstellt. 

- Karateschlag 

http://www.cityofflinflon.com/index_000.html 

balloon_and_air, skateboard, cannon 

http://quest.nasa.gov/space/teachers/rockets/principles.html 

- balloon_racer 


- Lunar_Lander 


- Alpha-Zerfall: 

http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2002/pri026 

9.htm 

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Experiment_Haus_der_Natur: Aus dem Video "Rückstoßprinzip" 

- waterrocket_assembly 


- Start einer Wasserrakete 


- space_shuttle_sts_106 

http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-106/html/ksc_00pd_1263.html 

- weapon_reaction 

http://www.pakpassion.net/ppforum/showthread.php?t=107227 

- Newtons_third_law_aircraft 

http://wright.nasa.gov/airplane/newton3.html 

- rocket_science 

http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Adventures_in_Rocke 

t_Science.html 

B) Animationen 

- Lunar_Lander (PHET) 


- forces (PHET) 


C) Experimente 

- Rocket_Races (NASA): 


- Luftballonrakete 


- Pet_Rakete 

http://www.dlr.de/schoollab/Desktopdefault.aspx/tabid-1985/2833_read-4370/ 

D) Dokumente 

- The_nature_of _Newtons_third_law 

selbst erstellt 

- Lunar_Lander (PHET) 


- student_directions_lunar_lander game (PHET), 

teacher_lesson_plans_lunar_lander_game (PHET) 


- work_sheet_forces (PHET), selbst erstellt aus: 


- Höhenflug einer Wasserrakete 

www.schulphysik.de/strutz/WasserRakete.pdf 

- Applying_Newtons_third_law 

- http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Rockets.html 

E) Videos 

- Rückstoßprinzip_Haus_der_Natur 

http://vimeo.com/12168168 

- VIDEO: Start der Raumfähre Discovery 

http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html 

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Rückstoßprinzip - Virtuelle Schule - Bundesministerium für ...

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