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Unterrichtsbeispiel

Kinder auf dem Weg zur Naturwissenschaft

unterstützen –Reduzierung sachbedingter

Lernschwierigkeiten

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Beispiel: Unterricht zum Thema Luft

(Lehrplan Bayern)

Tragfähigkeit, Bremswirkung

Windräder bauenSegelschiffe, Flugobjekte

Versuche mit Luft zum Ausdehnen

Fallschirm, Windrad

SamenflugSpielerisch mit Luft umgehen

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Beispiel: Unterricht zum Thema Wetter

(Lehrplan Bayern)

Erfahrungen mit Wetter

WetterkarteWettersymbole

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Vorstellungen von Kindern zum Bereich Luft und Luftdruck

Ich „sauge“ das Wasser im Strohhalm in meinen Mund

Luft wiegt nichtsWarme Luft will nach oben..

Hoher Luftdruck ist warmes Wetter, niedriger Luftdruck ist kaltes Wetter

Hoher Luftdruck sind hohe Wolken – niedriger Luftdruck sind niedrige Wolken

Es regnet, wenn hoher und niedriger Luftdruck zusammen kommen und die Wolken ausquetschen

Luft brauchen wir zum Atmen

Luft ist nur da, wenn der Wind weht

Luft ist Nichts

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FolgerungenViele behindernde Fehlvorstellungen• Luft ist nicht sichtbar: nur da, wenn man sie spürt

und sieht (bewegte Blätter)• Luft hat kein Gewicht, keinen Widerstand• Ein NICHTS kann nichts bewirken (Widerstand,

Druck, Kraft...)

Schwierige fachliche Zusammenhänge:• Luft drückt (stärker bzw. weniger stark)• es gibt auch „Räume ohne Luft“ (relatives Vakuum)• Zusammenhang mit dem Wetter

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Folgerungen

Unterrichtsziele: • Luft ist nicht sichtbar, deshalb: Luft ist nicht

NICHTS!• Luft bietet Widerstand!• Bewegte Luft kann antreiben!• Luft lässt sich zusammenpressen!• Verhalten warmer Luft: Will sie nach oben? • Luft hat Gewicht!• Gibt es einen „Raum“ ohne Luft?• Luft drückt• Luftdruck und Wetter

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Zentrale Frage

Wie sollte der Unterricht gegliedert und aufgebaut werden, um Lernschwierigkeiten zu reduzieren und Kindern zu helfen, verstandenes und anwendungsfähiges Wissen zu konstruieren ?

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Was Kinder schon über Luft wissen ...

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Luft mitbringen

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1. Luft braucht Platz

• Station 1: Taucherglocke ( für Klasse 1/2)• Station 2: U-Boot (für Klasse 1/2)• Station 3: Luft umfüllen (für Klasse 1/2)• Station 4: Luftballon in der Flasche (für

Klasse 2)• Station 5: Verstopfter Trichter? (für Klasse 2)• Station 6: Loch in der Flasche (für Klasse 2)

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Sportstunde: Luft erzeugt Widerstand

• Laufen mit Zeitung• Laufen mit dem Regenschirm:

aufgeklappt / zusammengeklappt• Zu zweit mit großer Pappe laufen• Mit und ohne Pappe laufen• Von unterschiedlich hohen Kästen mit

und ohne Pappe springen

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Luftwiderstand spüren....

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Luftwiderstand minimieren

• Bau eines Milchtütenautos

• Konstruktion von Fahrradhelmen analysieren

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Wind ist bewegte Luft-Wind kann Dinge antreiben

• Wind selbst erzeugen• die Wirkung des Windes beobachten• Antrieb von Segelautos, -schiffen (Bau)• Antrieb von Windrädern /Bau eines

einfachen Windrades• Historische Windmühlen

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Wir drücken Luft zusammen –Die Wirkung gepresster Luft

Station 1: HebebühneStation 2: FahrradreifenStation 3: BälleStation 4: SitzkissenStation 5: SpritzenStation 6: Luftpumpe

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Wir drücken Luft zusammen –Die Wirkung gepresster Luft

Die Geschichte des Fahrrads .....

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Warme Luft erforschen• Warme Luft braucht mehr Platz• Der Heißluftballon• Aufsteigende warme Luft treibt an – Das

Wärmekarussell

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Feuer und Luft

• Feuer braucht Luft zum Brennen• Wie schützen wir uns vor Feuer?

(Sauerstoffzufuhr unterbinden)

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Hat Luft Gewicht?

• Einen Versuch entwickeln, der prüft, ob Luft Gewicht hat oder nicht!

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Experiment: Luft hat Gewicht

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Gewicht von Luft

• 1 Liter Luft wiegt 1,3 g

• Soviel wie 1 ½ Büroklammern

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Luft ist schwer!

• Wie viel Luft liegt über unseren Köpfen?

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Wie schwer ist die Luft in eurem Zimmer?

1. So schwer wie eine Tafel Schokolade? (100 g)

2. So schwer wie eine Tüte Zucker? (1 kg)

3. So schwer wie ein Kind? (30 kg)

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Wie schwer ist die Luft in einer Luftsäule, die über einem Quadratmeter liegt?

1. So schwer wie ein Mensch? (50 kg)2. So schwer wie ein großes Auto? (500 kg)3. So schwer wie ein großes Auto mit

Anhänger? (1000 kg)4. So schwer wie ein vollbeladener Lastwagen?

(10000 kg)

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Die Luftsäule über einem Quadratmeter wiegt 10.000 kg!

Soviel wie ein vollbeladener, großer Lastwagen!

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Ein Vakuum herstellen

• Gibt es einen Raum ohne Luft?

• Diese Frage stellte sich vor 350 Jahren Otto von Guericke, Bürgermeister von Magdeburg

• Wir suchen das Nichts!

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Ideen der Kinder

• Flaschen aussaugen• Plastikbecher zusammendrücken• Luft aus Strohhalm saugen• Tüte aussaugen....

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Zwei Männer pumpen die Luft aus dem Holzfass

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Die Wirkung des Luftdrucks erforschen

• Was passiert, wenn man Luft wegnimmt?• Der Versuch der Magdeburger Halbkugeln

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Halbkugeln aus Metall

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Die Magdeburger Halbkugeln

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Was passiert, wenn man Luft wegnimmt?

• Postkartentrick• Flasche aussaugen• Mit Strohhalm trinken• Glas ansaugen• Saughaken ausprobieren• Luftballon im Glas• Mohrenkopf im Glas

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Wer ist der Täter?• Wer drückt die Flasche zusammen?• Wer drückt das Glas an den Mund?• Wer drückt den Saughaken an die Wand?• Wer drückt die Flüssigkeit in den Strohhalm?• Wer drückt die Halbkugeln so fest

aufeinander?

.............die äußere Luft, weil im Innern Luft entfernt wurde!!!

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Der Luftballon im VakuumDie Luft im Luftballon

drückt ganz stark gegen den Luftballon.

Die Luft von außen drückt nur ganz wenig gegen den Luftballon.

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So sieht ein Schokokuss von innen aus:Im Schokokuss sind

ganz viele Luftbläschen. Die Luft in diesen Luftbläschen drückt stark nach außen.

Von außen drückt die Luft nur noch ganz wenig.

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Luftdruck und Wetter

• Vorhersage des Wetters durch Otto von Guericke• Was hat der Luftdruck mit dem Wetter zu tun?• Einführung der Begriffe Hochdruck und Tiefdruck• Bau eines Barometers• Wetterbeobachtung mit Hilfe des selbst gebauten

Barometers

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Die Wetterkarte und der Luftdruck

• H = HochdruckDie Luft drückt

stark =Es gibt gutes Wetter!

• T = TiefdruckDie Luft drückt

weniger stark =Es gibt schlechtes Wetter!

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Luftdruck und Höhe

• Wie kommt es, dass auf den Bergen der Luftdruck geringer ist?

• Können wir beweisen, dass der Luftdruck geringer ist?

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Das Vakuum nutzen ...

• Haltbarmachen von Lebensmitteln mit Hilfe des Vakuums (Einkochen, Saftflaschen, Erdnusspackungen....)

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Anwenden des erworbenen Wissens: Lösen von Knobelaufgaben ...

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Reflektion des UnterrichtsAufgabe: 1. Welche Unterrichtssequenzen sind zum Aufbau

des Verständnisses zum Zusammenhang von „Luftdruck und Wetter“ – notwendig?– Welche könnten „gestrichen“ werden? (bitte

markieren)2. Gibt es eine notwendige Reihenfolge der

Sequenzen? Gibt es Sequenzen, die getauscht werden könnten?