von Ursula Breu, Dr. Erik Dinges, Peter Nink, Gabriele Schickel, Sabine Weis
illustriert von Franziska Harvey
Wasser 3/4Allgemeines Handbuch
Einführung in Methodik und Materialaufbau
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Inhaltsverzeichnis
Seite
Materialübersicht
Das Materialpaket EXPERTIKUS Wasser 3/4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Einleitung
Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Verschiedene Lernwege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Zur Auswahl der Lernwege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Einsatz im Unterricht
Einsatz der Materialien im Unterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Einstieg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Lernkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Beobachtungsbogen für den Sachunterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Autorenteam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
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Einleitung
Ziele
Die Lehrpläne der einzelnen Bundesländer fordern im Rahmen des Sachunterrichts auf Seiten der Schüler*die Entwicklung von
1. Sachkompetenz
2. Methodenkompetenz
3. Sozialkompetenz
EXPERTIKUS hilft Ihnen, diese Kompetenzen im Unterricht sicher und effizient anzubahnen und sukzessiveauszubauen:
1. Sachkompetenz:
Die Schüler werden angeregt, sich mit Sachverhalten aus ihrer sozialen, natürlichen und technischenUmwelt auseinanderzusetzen und dabei eigene Erfahrungen einzubringen. Es werden daher Themen -gebiete behandelt, die im Leben der Kinder eine zentrale Rolle spielen und die gleichzeitig eine enormeVielfalt von Unterrichtsschwerpunkten bieten. Dabei findet eine Beschränkung auf lehrplanverbindlicheInhalte statt. Ihre Schüler lernen, technisch-physikalische und biologische Prozesse zu erkennen, zu verstehen und zu deuten.
2. Methodenkompetenz:
Durch die Arbeit mit EXPERTIKUS werden neben den fachlichen auch die in den Lehrplänen gefordertenmethodischen Qualifikationen entwickelt.
Hierzu zählen unter anderem:
• Experimente planen und durchführen
• Informationen finden und vergleichen
• Vorgänge erfassen
• Beobachtungen protokollieren
• über eigene Handlungsergebnisse reflektieren
• Arbeitsergebnisse präsentieren
3. Sozialkompetenz:
EXPERTIKUS bietet Ihren Schülern die Möglichkeit, arbeitsteilig an Klassenprojekten zu arbeiten. Hierzu leisten die Schüler selbst einen wichtigen Beitrag, der in der Zusammenschau mit der Arbeit der Klassen kameraden zu einem Gesamtergebnis der Klasse führt. Einen zentralen Schwerpunkt in der Arbeit mit EXPERTIKUS bildet oftmals die Gruppenarbeit. Ihre Schüler lernen auf diese Weise, ihre Mitschüler besser zu verstehen, auf andere Rücksicht zu nehmen, sich innerhalb der Gruppe zuorganisieren und Verantwortung zu übernehmen.
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* Der leichteren Lesbarkeit wegen wird im Folgenden lediglich der Begriff Schüler verwandt. Selbstverständlich sind darin stets auch Schülerinnen eingeschlossen.
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Einleitung
Methodik
EXPERTIKUS basiert auf einer Methodik, die das bewusste Wahrnehmen und Gestalten einzelnerLernschritte anstrebt. Diese Lernschritte sind in Form eines Lernpfeils dargestellt. Der Lernpfeil zeigt in Piktogrammen, Situationsskizzen und passenden Verben die verschiedenenArbeitsschritte der Schüler beim Umgang mit EXPERTIKUS-Materialien.
Den Lernpfeil finden Sie im Anhang der Themenhandbücher als Kopiervorlage. Bevor Sie mit einer Unterrichtseinheit beginnen, können Sie den Pfeil auf Folie kopieren und seine Schrittemit allen Kindern besprechen. Es empfiehlt sich, den Pfeil außerdem während der laufenden Unterrichts -einheit als vergrößerte Kopie für alle gut sichtbar im Klassenraum aufzuhängen.
Mittels dieses Lernpfeils ist es möglich, Ihre Schüler in klar gegliederten Arbeitsschritten nach und nach in die Arbeitsweisen des Experimentierens, Informierens und Präsentierens einzuführen bzw. ihnenGelegenheit zu geben, sich darin zu üben.
Der Lernpfeil ist in vier Abschnitte gegliedert, die jeweils durch ein Piktogramm symbolisiert werden:
Das Auge steht für das genaue Hinsehen. Bei diesem Lernabschnitt sollen die Kinder das Poster bzw. die Farbfolie genau betrachten und diesem Einstiegsimpuls entsprechend erste Vermutungen, Ideen, Vorwissen und Fragen zum Thema in den Unterricht einbringen.
Die Hand symbolisiert das praktische Handeln der Kinder. Die Schüler führen Experimente durch oder beobachten die Durchführung eines Demons trations -experiments. Sie protokollieren die Ergebnisse und holen weitere Informationen ein.
Die Glühbirne symbolisiert das Protokollieren und Dokumentieren der Arbeitsergebnisse sowie das Erarbeiten von Transferaufgaben.
Die Kindergruppe steht für die Vorbereitung, Durchführung und Auswertung einer Präsentation. Die Kinder stellen sich gegenseitig ihre Arbeitsergebnisse vor und tauschen dabei ihre Erfah rungenund Informationen untereinander aus. So erleben die Schüler, dass sie durch ihr eigenverantwort -liches Handeln einen wichtigen Beitrag zur Zusammenstellung eines Gesamt ergebnisses liefernkönnen.
Die beiliegenden Lernzielkontrollen enthalten jeweils Fragen zu allen Aspekten einesThemenschwerpunkts und ermöglichen Ihnen eine abschließende Lernstandserhebung.
Durch den Einsatz des Lernpfeils stellen Sie sicher, dass Ihre Schüler
• bewusst ihren eigenen Lernweg planen und beschreiten,
• zielgerichtet handeln,
• eigenverantwortlich handeln,
• Leistungen bewusst erbringen,
• den eigenen Lernzuwachs wahrnehmen.
Setzen Sie den Lernpfeil möglichst nach Abschluss jedes Arbeitsschritts ein, um den Kindern ihr eigenesVoranschreiten und ihre derzeitige Position auf ihrem Lernweg zu verdeutlichen. Zur durchgehenden Orientierung findet sich der Lernpfeil auch in Piktogrammform auf allen Materialien.
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Einleitung
Verschiedene Lernwege
Alle Arbeitsmaterialien lassen sich Ihrem persönlichen Unterrichtsstil und den Vorkenntnissen IhrerSchüler entsprechend anpassen und variabel nutzen. So können Sie frei wählen zwischen einem ehergelenkten, lehrerzentrierten Unterricht und verschiedenen Abstufungen eines offeneren Unterrichtsstils.
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Die Schüler dokumentieren ihren Lernzuwachs. Die Lehrerin / der Lehrer protokolliert den Lernzuwachs der Schüler.
Lernweg A
Demonstrationsexperiment
Demonstrations-experiment durch die Lehrerin / den Lehrer
Die Schüler beschreiben denVerlauf des Experiments.
gemeinsamer Einstieg
Die Schüler lösen Transferaufgaben zum Experiment.
Lernweg B
eigenständige Durchführung des
gleichen Experiments
Die Schüler berichten mündlich
über ihre Arbeitsergebnisse und tauschen sich
darüber aus.
Alle Schüler führen in Partner- oder Gruppenarbeit
das gleiche Experiment durch und beschreiben
dessen Verlauf.
gemeinsamer Einstieg
Die Schüler lösen Transferaufgaben zum Experiment.
Lernweg C
eigenständige arbeitsteilige Durchführung verschiedener Experimente
Die Schüler bereiten individuelle Präsentationen vor
und führen sie vor der Klasse durch.
Die Schüler führen in Gruppen verschiedene Experimente durch und
beschreiben deren Verlauf.
gemeinsamer Einstieg
Anschließend teilen sich die Schüler in
Arbeitsgruppen auf.
Die Schüler lösen Transferaufgaben
zu ihrem Experiment.
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Einsatz im Unterricht
Einsatz der Materialien im Unterricht
Die Materialien von EXPERTIKUS sind so zusammengestellt, dass sie sich für alle eben beschriebenenLernwege nutzen lassen.
Bis auf die Poster, Folien und Experimentierkarten finden Sie alle Materialien als Kopiervorlagen in den beiden Themenhandbüchern.
Übergreifendes EXPERTIKUS enthält je ein Themenposter und eine identische FarbfolieAnschauungsmaterial: zu den Themenbereichen Wasser und Natur sowie Wasser und Mensch.
Materialien zum jeweiligen Zu jedem der 12 Experimente gehörtExperiment: • eine ausführliche Kommentarseite mit Planungshilfen
• eine Experimentierkarte (in vierfacher Ausführung)
• ein doppelseitiger Beobachtungsbogen
• ein Informationsbogen
• ein Zuhörerbogen
• ein Lupenbild
• eine Lösungsseite zu den Transferaufgaben des Begleit- und Informationsbogens
Lernzielkontrollen: Zu jedem der beiden Themenbereiche Wasser und Natur sowie Wasser und Mensch stehen je zwei Lernzielkontrollen und entsprechendeLösungsseiten zur Verfügung.
Übergreifende Materialien: Unabhängig von einem bestimmten Experiment lassen sich folgendeMaterialien permanent nutzen:
• Kopiervorlage des Lernpfeils
• Leitfaden für Präsentationen
• Beobachtungsbogen für den Sachunterricht
In welchen Schritten des Unterrichts sich die einzelnen Materialien bei der Umsetzung der verschiedenenLernwege nutzen lassen, zeigt die Übersicht auf den folgenden Seiten.
Nach allgemeinen Erläuterungen finden Sie dort methodisch-didaktische Hinweise zu jedem einzelnenLernweg.
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Zustandsformen von Wasser
Niederschläge
Erdboden undGrundwasser
Wolkenbildung
Niederschlagsarten
Entstehung von Tau und Reif
Lernkontrolle
Wasser versickert
Wasserspeicherung im Boden
Anhang
Leitfaden für Präsentationen
Lernpfeil
Beobachtungsbogen für den Sachunterricht
Lernkontrolle
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Wasser und Natur 3/4Themenhandbuch
Sämtliche Kommentare, Kopiervorlagen und Lösungsseiten zu den Experimenten 1–6
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Kommentar zu Experiment 1 · Zustandsformen von Wasser
Hinweise zur Materialvorbereitung:
• Für diesen Versuch müssen drei Thermometer zur Verfügung stehen, die die Wassertemperatur bestimmen können.
• Ein Tiefkühlfach muss in der Schule vorhanden sein.
• Das Wasser, das in das Gefrierfach gestellt wird, muss bereits recht kalt sein. Zudem sollte daraufgeachtet werden, dass nur der Boden der Gläser bzw. der Tasse mit Wasser bedeckt ist.
Hinweise zur Durchführung:
• Die Schüler müssen das Ablesen von Thermometern beherrschen.
• Die Schüler müssen über den Umgang mit dem Feuer belehrt werden. Ein Lehrer sollte bei der Durch -führung des Versuches anwesend sein. Ein Topflappen zum Anfassen der recht heißen Tasse ist hilfreich.
• Innerhalb des Versuches gibt es eine Wartezeit von ca. 25 Minuten.
Empfehlungen zur Weiterarbeit im Sachunterricht:
• Der Unterschied zwischen „verdunsten“ und „verdampfen“ kann besprochen werden. Hierbei können dieSchüler im Internet der Frage „Worin besteht der Unterschied zwischen verdunsten und verdampfen?“nachgehen.
• Sowohl beim Verdunsten als auch beim Verdampfen verändert sich der Aggregatzustand des Wassers: Das Wasser geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über.
1. Das Verdunsten ist ein langsamer Prozess und setzt unterhalb des Siedepunktes ein.
2. Das Verdampfen von Wasser tritt erst dann ein, wenn Wasser den Siedepunkt erreicht hat.Verdampfen ist ein schneller Vorgang.
Experiment:
• Experimentierkarte(n)
• Kopien des Begleitbogens und des Informationsbogens in ausreichender Zahl
• zwei Gläser
• eine Tasse
• eine Kanne gefüllt mit Wasser
• ein Tiefkühlfach
• ein Stövchen mit Teelicht
• drei Thermometer
• Topflappen
Präsentation:
• ein Zuhörerbogen zur Orientierung
• das Lupenbild auf Folie kopiert
• ein Overhead-Projektor
• ein blauer, wasserlöslicherFolienstift
• sechs Pappkärtchen DIN A6
• dunkler Filzstift zur Beschriftung der Präsentationsanordnung
Zuhörer:
• Kopien des Zuhörerbogens und des Informationsbogens in ausreichender Zahl
1Niederschläge
Zustandsformen von WasserE
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Willst du wissen, welche ZustandsformenWasser annehmen kann?
Dann brauchst du:
• zwei Gläser
• eine Tasse
• eine Kanne gefüllt mit Wasser
• ein Gefrierfach
• drei Thermometer
• ein Stövchen mit Teelicht
Schwierigkeitsgrad:
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Eis, Wasser, Wasserdampf, fest, flüssig, gasförmig, Temperatur
Ich möchte herausfinden, welche …
Folgendes habe ich getan:
Das habe ich herausgefunden:
Welche Zustandsformen hat eigentlich Wasser?
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Niederschläge
Zustandsformen von WasserB
Glas 1 Glas 2 Tasse
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a) Beschrifte die Abbildung.
Trage folgende Begriffe ein: Eis – Wasserdampf – Wasser – schmelzen – gefrieren – kondensieren – verdampfen
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Tipps zur Präsentation:
• Präsentiere die Versuchsanordnung vor der Klasse und beschreibe deine Beobachtungen.
• Schreibe Karten mit den Zustandsformen des Wassers (fest, flüssig, gasförmig) und stellesie zu deiner Versuchsanordnung.
• Male ebenso Karten mit den gemessenen Temperaturen und ordne diese entsprechend zu.
b) Male die Flüssigkeitsstände (Temperatur) in die Thermometer rot ein.
a) Fest, flüssig oder gasförmig? Setze ein.
Regen: Schnee:
Hagel: Tau:
b) In welcher Zustandsform kann Wasser nicht als Niederschlag auftreten?
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Niederschläge
Zustandsformen von WasserIDas Wasser verändert seine Zustandsform je nach Temperatur.
Insgesamt kann Wasser in flüssiger, gasförmiger und fester Form auftreten.
So gefriert Wasser bei einer Temperatur von 0°C / unter 0°C zu Eis. Eis ist also Wasser in fester Form. Wird Eis wärmer als 0°C, schmilzt es wieder.
Ab einer Temperatur von mehr als 100 Grad Celsius verdampft Wasser: Es entsteht Wasserdampf. Dieser ist gasförmig. Wenn Wasserdampf abkühlt, bildensich wieder kleine Wassertröpfchen. Diesen Vorgang nennt man kondensieren.
Außerdem ändern sich in den verschiedenen Zustandsformen bestimmte Eigenschaftendes Wassers.
Beispielsweise dehnt sich Wasser beim Gefrieren aus und entwickelt dabei eine enorme Kraft. Dies lässt sich zum Beispiel an geplatzten Rohrleitungen oder an Straßen -schäden nach einem kalten Winter erkennen. Außerdem ist das Eis leichter als Wasserund kann daher auf dem Wasser schwimmen.
Wasser in gasförmigem Zustand kann von der Luft aufgenommen und transportiert werden.
Als Niederschlagsart tritt Wasser nur in flüssiger oder fester Form auf. In flüssigerForm kann Wasser zum Beispiel als Platzregen oder Nieselregen auf die Erde fallen. In fester Form fällt es als Schnee, Hagel oder Graupeln vom Himmel.
fest flüssig gasförmig
bis 0°C etwa 0°C –100°C ab 100°C
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Beschrifte die Abbildungen.
gasförmig – fest – flüssig Wasser – Eis – Wasserdampf
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Niederschläge
Zustandsformen von WasserZ
bis 0°C etwa 0°C –100°C ab 100°C
Beantworte folgende Fragen.
a) Wasser kann seine Zustandsform verändern. Wovon hängt dies ab?
b) Welche Zustandsformen von Wasser gibt es?
c) Fest, flüssig oder gasförmig? Setze ein.
Regen: Schnee:
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Lösungen zu Experiment 1 · Zustandsformen von Wasser
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Begleitbogen
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a) Regen: flüssig Schnee: festHagel: fest Tau: flüssig
b) Niederschlag ist niemals gasförmig.
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1. schmelzen
2. gefrieren
3. verdampfen
4. kondensieren
5. Wasser
6. Eis
7. Wasserdampf
Zuhörerbogen
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a) Die Zustandsformen des Wassers hängen von der Temperatur ab.
b) Es gibt die Zustandsformen gasförmig, flüssig und fest.
c) Regen: flüssig Schnee: fest
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fest flüssig gasförmig
Eis Wasser Wasser dampf
1.
2. 4.
3.
6.
5.
7.
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