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Bedingungsanalyse

Lernvoraussetzungen im Fach Sachunterricht

Die meisten Kinder stehen den naturwissenschaftlichen Themen des Sachunterrichts sehr interessiert gegenüber. Sowohl freiwillig als auch auf Aufforderung bringen sie Bücher und Experimentiermaterialien mit, die im direkten Zusammenhang mit aktuellen Themen stehen. Engagierte Eltern unterstützen das handlungsorientierte Lernen mit der Besorgung und Transport vom erforderlichen Material und ermöglichen dadurch eine qualitative und erfolgreiche Arbeit. Mit spürbarer Begeisterung formulieren die Schüler Fragen, erforschen sie und bereichern den Unterricht durch die Vielfältigkeit der Ideen und der Kompetenzstufen.

,P /DXIH LKUHU 6FKXO]HLW DUEHLWHWHQ GLH .LQGHU DQ PHKUHUHQ SK\VLNDOLVFKHQ 7KHPHQ Ä:DVVHU³ Ä6FKZLPPHQ XQG 6LQNHQ³ Ä/XIW³ XQG Ä5ROOHQ³ In der zweiten Klasse wurde zunehmend problemorientiert experimentiert. Von den Kindern gestellte Fragen bildeten den Ausgangspunkt der Einheiten, wurden von mir zu sinnvollen Problemstellungen modifiziert und in den Unterricht eingebracht. Die Schüler lernten, die Experimente selbständig zu planen, durchzuführen und auszuwerten. In den Präsentations- und Reflexionsphasen wurden die Problemlösungen vorgestellt, die Begriffe zum Versprachlichen gefunden und über die geleistete Arbeit nachgedacht. Zur Ergebnissicherung der experimentellen Aktivitäten wurden die Forscherhefte eingeführt, die das Voranschreiten des individuellen Lernfortschritts dokumentierten.

Im Sachunterricht entwickelten sich die Sozialformen wie Gruppen- und Partnerarbeit zum festen Ritual. Sie bildeten die Grundlage für eine vertrauensvolle Arbeitsatmosphäre, soziales Miteinander und förderliche Gesprächskultur. Lernvoraussetzungen für die Unterrichtsstunde

Bereits in der ersten Stunde zeigte die Lerngruppe ein lebhaftes Interesse und Neugier am Thema der Einheit. Die von allen Beteiligten organisierten Experimentiertische unterstützten das Vorhaben und boten folgende Auswahl an Material an: Taschen-, Schreibtisch-, Nachttisch- und Leuchtstofflampen, farbige Birnen, Kerzen in kleinen Kerzenhaltern, leuchtende Gegenstände und Scoubidoo-Bänder, Decken zum Abdunkeln, Klarsichtfolien verschiedener Farben, Alufolie, Butterbrotpapier, durchsichtige oder teilweise durchsichtige Gegenstände, Sonnenbrillen unterschiedlicher Farben, kleine Glasplatten, durchsichtige Kunststoffplatten oder Milchglasplatten, Prismen, Lupen, Linsen, Spiegel, Experimentierbücher.

Die freien Forscheraktivitäten der Schüler gingen in unterschiedliche Forschungsbereiche der Optik: Untersuchung der Lichtfarben beim Leuchten durch einzelne und übereinander gelegte bunte Glasscheiben, Prüfung der Lichtdurchlässigkeit der Stoffe mit einem Laserstrahler, Erforschung der gleichzeitigen Lichtdurchlässigkeit und -reflexion der Glasscheiben, Veränderung des Lichts durch Sammellinsen, Schattenuntersuchung in Anhängigkeit vom Abstand zur Lichtquelle. Im Anschluss an die freie Experimentierphase dokumentierten die Schüler ihre ersten Forschungsergebnisse, fassten ihre Vorkenntnisse zusammen und formulierten eigene Forscherfragen. Stellung der Stunde in der Einheit 1.-2. Stunde: Einführung LQGDV7KHPDÄ/LFKWXQG6FKDWWHQ³

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3.-4. Stunde: Erste Experimentierphase zu 3UREOHPVWHOOXQJHQÄ:ie entsteht ein Schatten? XQGÄWas ist ein Schatten"³

5.-6. Stunde: Zweite Experimentierphase zur ProblemsteOOXQJÄ:DVPDFKWHLQH/LQVHPLWGHP/LFKW"³

7. Stunde:

8. Stunde: Dokumentation der Arbeitsergebnisse im Forscherheft zur 7. Stunde 9. Stunde: Herstellung der Schattenrissporträts, Schattenspiele

10. Stunde:

Sachanalyse

Licht und Schatten

Licht ist eine Form der Strahlungsenergie. ¹ Nach der Theorie von Albert Einstein schleudert eine Lichtquelle kleine Lichtteilchen (=Photonen) in alle Richtungen hinaus. Sie fliegen auf geradlinigen Bahnen mit einer Geschwindigkeit von 300000 km/h und bilden den Energiestrom des Lichts. ² Man unterscheidet zwischen Punktlichtquellen (Glühbirne, Kerze) und ausgedehnten Lichtquellen (Leuchtstoffröhre).

Ä6FKDWWHQ LVW GHU QLFKW RGHU QXU WHLOZHLVH EHOHXFKWHWH 7HLO HLQHU )OlFKH GHU HQWVWHKW ZHQQ HLQ lichtundurchlässiges oder nur teilweise durchlässiges 2EMHNW LQ GHQ 6WUDKOHQJDQJ GHV /LFKWV HLQWULWW³ ³ Von der Lichtquelle aus betrachtet liegt der Schatten immer hinter dem Körper. ⁴ Lichtquelle, beleuchtetes Hindernis und Schatten liegen hintereinander auf einer Linie. Wie kann man den Schatten verändern? Veränderung der Größe des Schattens

Durch Variation des Abstandes zwischen der Lichtquelle, Gegenstand und Schirm lässt sich der Schatten verändern.

Punktlichtquellen erzeugen scharf umrissenen Schattenbilder, deren Größe zunimmt, wenn N der Körper an die Lichtquelle heranrückt N der Schirm vom Körper wegrückt. Veränderung der Konturen des Schattens

Man erreicht eine Veränderung der Konturen des Schattens, wenn man eine ausgedehnte Lichtquelle verwendet. Es entsteht neben dem Kernschatten ein weicher Übergangsschatten. Der Schatten sieht verwaschen und unscharf aus.

Ebenfalls erreicht man einen veränderten Schatten, wenn man mehrere Lichtquellen verwendet. Beleuchten beispielsweise zwei Lichtquellen den Gegenstand, erzeugt jede Lichtquelle für sich einen Schattenraum. Es entstehen Kernschatten und Halbschatten. Im Kernschattenbereich können von keiner Lichtquelle Photonen eindringen, deswegen ist dort der Schirm ganz dunkel. Im

¹ vgl. Schenker, K., 1997, S. 2

² vgl. Spektrum Physik 7/8, 2001, S. 14

³ Faust-Siehl, G., 1993, S. 9

⁴ vgl. Walz, A., 1997, S. 19

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Halbschattenbereich durchqueren die Photonen aus einer Lichtquelle und lassen den Schirm halbhell leuchten. 5

Verzerrte Bilder entstehen, wenn Gegenstand oder Schirm gegen die Lichtkegelachse geneigt sind. ⁶ Das durch eine Linse gebrochene Licht erzeugt ebenfalls verzerrte Schatten. Didaktische Überlegungen Didaktische Überlegungen zur Unterrichtseinheit

Der Rahmenplan sieht das Thema Licht und Schatten im Fach Sachunterricht für die gesamte Grundschulzeit vor. Die Thematik ist dem inhaltlichen /HUQIHOGÄ1DWXUSKlQRPHQH³]XJHRUGQHW(Vsollen Experimente mit Licht und Schatten durchgeführt, festgehalten, bildlich dargestellt und verglichen werden. ⁷ Ä,P 6FKXOMDKU VWHKHQ ]XQHKPHQG ]LHORULHQWLHUWH JHSODQWH XQG VHOEVWlQGLJ GXUFKJHIKUWH 9HUVXFKVYRUKDEHQLP9RUGHUJUXQG³ 8

Licht und Schatten können voneinander nicht getrennt werden. Sie treten immer zusammen auf, gehören zu der direkten Lebenswelt und alltäglichen Erfahrungen der Kinder und liefern vielfältige Anreize zur Auseinandersetzung. Nach Piaget hat ein eineinhalb Jahre altes Kind ein Bewusstsein vom Schatten. Ab diesem Alter versucht es ihn zu berühren und zu fangen, weil es seine Entstehung nicht nachvollziehen kann. ⁹ Der Schatten begleitet ständig das Kind. ÄDer Schatten sieht wie ein Kind aus, das dir nachmacht.³ ÄDer Schatten ist wie ein projizierter Film, der dir folgt.³Der Schatten stellt auch für die Grundschulkinder einen abstrakten und zugleich magischen Gegenstand dar, der zwar sichtbar und präsent DEHU LP XUVSUQJOLFKHQ 6LQQH VFKZHU ÄIDVVEDU³ ist. Die Reggio-Pädagogik vertritt darüber hinaus die Ansicht, dass Erfahrungen und Experimente mit Licht- und Schatten zur differenzierten Wahrnehmung und Stärkung der Persönlichkeit führen und für die Intelligenzentwicklung der jungen Menschen sehr bedeutend sind. 10

Bewusste Erfahrungen werden im Klassenraum immer wieder mit Licht gemacht, wenn beispielsweise die Sonne blendet, und die Jalousien heruntergelassen werden müssen. Auch beim Lesen oder Schreiben stellen die Kinder fest, dass der eigene Schatten die Sicht auf die Unterlagen behindern kann. Wie ein Schatten entsteht, ist dabei sicher nur einigen Kindern der Lerngruppe wirklich bewusst. Wiesner und Claus belegten in ihrer Untersuchung, dass ein Drittel der Zweitklässler Schatten als eine Substanz auffasst, 70 % die Richtung des Schattens richtig angibt und die Mehrheit der Kinder keine konkrete Antwort zur Schattenentstehung geben kann. ¹¹ Der heutige Kenntnisstand über die frühe Entwicklung physikalischen Verständnisses im Grundschulalter, verbunden mit der hohen Bereitschaft der Kinder, spricht für die frühe Behandlung des ThemaVÄ/LFKWXQG6FKDWWHQ³LQGHU*UXQGVFKXOH. Nach Piaget und Wagenschein entwickeln die Kinder ihr Weltwissen vor allem durch die Auseinandersetzung mit den Sachverhalten. Die Qualität und die Quantität des Wissens korrelieren mit der dem Umfang und der Tiefgründigkeit der vorangegangenen Beschäftigung. ¹² Durch die experimentellen Zugänge sollen die Kinder befähigt werden, die Erscheinungen des Lichts und des Schattens in Zusammenhängen von Beobachtungen, Erlebnissen und Erfahrungen zu verstehen, die Gültigkeit der Erkenntnisse und ihre Grenzen festzustellen und damit Lebenssituationen besser zu bewältigen. ¹³ Didaktische Überlegungen zur Methode des Experimentierens

⁵ vgl. Spektrum Physik 7/8, 2001, S. 20-21

⁶ vgl. Faust-Siehl, G., 1993, S. 9

⁷ vgl. Rahmenplan Grundschule, 1995, S. 136

⁸ Rahmenplan Grundschule, 1995, S. 136

⁹ vgl. vgl. Schenker, K., 1997, S. 2

¹⁰ vgl. Sievert-Staudte, A, 2001, S. 8-9

¹¹ vgl. Wiesner, H., Claus, J., 1985, S. 26-28

¹² vgl. Lauterbach, R. 1999, S. 12

¹³ vgl. Lauterbach, R. 1999, S. 13