SWiSE-Innovationstag / 7.3.2015 / Luzern

Atelier 19

„Experimentieren wie ein Profi – mit Fragen gezielt unterstützen “

Michael Obendrauf, michael.obendrauf@phsg.ch

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Experimentieren – das „Kochbuchrezept“ Beispiel: „Der Becher des Pythagoras“

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„Der Kinder Brockhaus – Experimente – Den Naturwissenschaften auf der Spur“.

Hecker, Joachim. Verlag Bibliographisches Institut & F.A.Brockhaus AG.

Mannheim 2005. S.60f.

Wie funktioniert der Becher des Pythagoras?

•  Fragestellung: Wie funktioniert der Becher?

à Ein konstruktives Problem mit naturwissenschaftlichem Hintergrund (Physik). Dieses Wissen hilft, das „Phänomen“ zu erklären.

•  Auf die „Lösung“ und das Verstehen hinarbeiten, indem ein Experiment dazu durchgeführt wird.

•  Relevanz des Themas führt zu einer Problemstellung oder Frage: Die schwere Regenwassertonne im Garten soll auf den Winter hin entleert werden (Eisbildung...), ohne das Wasser von Hand mit einem Gefäss umschütten zu müssen.

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Experiment „Schlauchleitung“

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Aus den Klassenmaterialien von „Riesenrad“ (für 3./4. Sj. / Schulverlag)

Experiment „Schlauchleitung“

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Aus den Klassenmaterialien von „Riesenrad“ (für 3./4. Sj. / Schulverlag)

Schlauchleitung Fragestellung – Material - Vorgehen

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Schlauchleitung Anleitung als Skizze

Auftrag zur Verständnisprüfung: Anleitung in Schritten formulieren

Fragestellung:

Wie kann es gelingen, Wasser aus einem Eimer auf einem Tisch umzufüllen in einen Eimer oder ein Gefäss, das am Boden steht, ohne dabei einen Eimer umzukippen oder mit einem Gefäss das Wasser hinüber zu schöpfen

Beobachtung:

Sobald das Wasser genügend stark angesaugt ist, läuft es alleine durch den Schlauch (solange keine Luft dazu kommt)....

...solange, bis der obere Eimer leer ist.

Vertiefende Fragen:

a)  Wie muss der Eimer stehen, damit das Wasser möglichst schnell oder möglichst langsam fliesst? Welche Rolle spielt die „Höhendifferenz“ der beiden Gefässe? Hat es einen Einfluss, wenn man das Schlauchende tiefer oder höher hält? Aus welchem Grund ist das so?

b)  Kann man mit der gleichen Methode Wasser vom unteren Eimer in den oberen transportieren?

c)  Bis wohin genau muss das Wasser im Schlauch angesaugt werden, damit der Prozess ins Laufen kommt? (Dies zuerst vermuten und begründen und dann ausprobieren lassen.)

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Schlauchleitung Beobachtung / Mögliche Fragen

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Schlauchleitung Erklärende Sachzeichnung

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Schlauchleitung Mögliche Fragen

Fragen.... ... irritieren und erweitern (den Blick....) ... lassen genau beobachten ... arbeiten auf die Erklärung hin

a)  Bei welcher Eimerstellung läuft das Wasser am schnellsten und wann am langsamsten? Spielt die Höhendifferenz der beiden Gefässe eine Rolle? Welche? Hat es einen Einfluss, wenn man das Schlauchende tiefer oder höher hält? Was geschieht dann genau? Aus welchem Grund ist das so?

b)  Kann man mit der gleichen Methode Wasser vom unteren Eimer in den oberen transportieren?

c)  Bis wohin genau muss das Wasser im Schlauch angesaugt werden, damit der Prozess ins Laufen kommt? (Hypothesenbildung und Begründung - dann ausprobieren lassen.)

d)  ....

a)  Bei welcher Eimerstellung läuft das Wasser am schnellsten und wann am langsamsten? Spielt die Höhendifferenz der beiden Gefässe eine Rolle? Welche? Hat es einen Einfluss, wenn man das Schlauchende tiefer oder höher hält? Was geschieht dann genau? Aus welchem Grund ist das so?

b)  Kann man mit der gleichen Methode Wasser vom unteren Eimer in den oberen transportieren?

c)  Bis wohin genau muss das Wasser im Schlauch angesaugt werden, damit der Prozess ins Laufen kommt? (Hypothesenbildung und Begründung - dann ausprobieren lassen.)

d)  ....

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Schlauchleitung Mögliche Fragen – Mögliche Kategorisierung

- Deskriptive Fragen (beschreibend: wer, was, wann, wie, wo) - Relationale Fragen (vergleichend, zu Zusammenhängen) - Kausale Fragen (Fragen zu Ursache und Wirkung)

Experimentieren – das „Kochbuchrezept“ Beispiel: „Der Becher des Pythagoras“

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„Der Kinder Brockhaus – Experimente – Den Naturwissenschaften auf der Spur“.

Hecker, Joachim. Verlag Bibliographisches Institut & F.A.Brockhaus AG.

Mannheim 2005. S.60f.

Experimentieren – das „Kochbuchrezept“ Beispiel: „Der Becher des Pythagoras“ - Lösung

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„Der Kinder Brockhaus – Experimente – Den Naturwissenschaften auf der Spur“.

Hecker, Joachim. Verlag Bibliographisches Institut & F.A.Brockhaus AG.

Mannheim 2005. S.60f.

Wie viele Wassertropfen haben auf einer Münze Platz?

Mögliche Fragen, die gestellt werden können: - Deskriptive Fragen (beschreibend: wer, was, wann, wie, wo)

- Relationale Fragen (Assoziationen/Verbindungen/Beziehungen, auch zwischen Eigenschaften verschiedener Phänomene)

Identifizierende und klassifizierende Fragen

Vergleichende Fragen

Fragen zu Zusammenhängen

- Kausale Fragen (Fragen zu Ursache und Wirkung)

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Experimente zu Oberflächenspannung des Wassers Wasserhügel auf Münze

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Experimente zu Oberflächenspannung des Wassers Wasserhügel auf Münze

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Verschiedene Experimente .... durchführen und Fragen formulieren

- Deskriptive Fragen (beschreibend: wer, was, wann, wie, wo) - Relationale Fragen (vergleichend, zu Zusammenhängen) - Kausale Fragen (Fragen zu Ursache und Wirkung)

- Der Flaschentaucher - Ein Berg aus Wasser - Auf den Kopf gestellt - Die freche Kugel

Aus: „Zauberblume und Löschkanone – Experimente mit den vier Elementen für Kinder von 4-8Jahren“. Büsser, T., Sutter, B., Kantonaler Lehrmittelverlag St.Gallen. Rorschach 2010.

- Wasser im Konfitürenglas - Welcher Becher ist schneller leer?

Aus: Eigene Quellen

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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Fragen und Diskussion