Lebensraum Bach

INHALTSVERZEICHNIS

I. Corausse†zungen und Bedingungen
1. Entwicklungspsychologische Voraussetzungen
2. Lehrer-Sachanalyse
2.1 Wasser
2.1.1 Wasser, ein besonderer Stoff
2.1.2 Der Wasserhaushalt der Erde
2.2 Der Bach
2.2.1 Ein natürlicher Bach
2.2.2 Der Bachverlauf und das Bachbett
2.2.3 Lebensraum Bach
2.2.4 Sauerstoff im Bachwasser
2.3 Bestimmung der Güteklasse
2.4 Schwimmen und Sinken
2.5 Schiffe – selbst gebastelt
2.6 Fantasiereise
2.6.1 Wassertropfen
2.7 Wasser als Symbol
2.7.1 Theologischer Aspekt
2.7.2 Psalm 104, 6 – 13
2.7.3 Loblied – „Mein Fluß“

II. Didaktische Analyse
1. Schüler-Sachanalyse
1.1 Lehrplanbezug
1.2 Lernziele
1.2.1 Kognitive Lernziele
1.2.2 Soziale Lernziele
1.2.3 Psychomotorische Lernziele
1.2.4 Affektive Lernziele
2. Ideen und Möglichkeiten des fächerverbindenden Unterrichts zum Thema Bach

III. Methodische Überlegungen
1. Vorüberlegung
1.1 Die Suche nach einem geeigneten Objekt
1.2 Rechtliches
1.3 Organisatorisches bzgl. der Klassenfahrt
1.4 Organisatorisches bzgl. der Projektarbeit...
2. Einleitende Maßnahmen
3. Unterrichtsphasen, Vermittlungshilfen und Medien
3.1 Übersicht
3.2 Vorbereitung
3.2 Ablauf des Klassenfahrt
3.3 Nachbereitung

IV. Literaturangaben

V. Anhang

I. Voraussetzungen und Bedingungen

1. Entwicklungspsychlogische Voraussetzungen

„Die Klasse 4 ist gekennzeichnet durch den Ausbau und die Sicherung des grundlegenden Lernens“^[1]. Die Entfaltung des Sachwissens sowie die Lern- und Arbeitsvoraussetzungen spielen eine große Rolle. Die Kinder entwickeln sich in dem Alter von 9-11 Jahren im kognitiven, moralischen und religiösem Bereich.

Nach Jean Piaget befinden sich die Kinder in der vierten Klasse in der kognitiven Entwicklung im „Stadium der konkreten Operationen“.

In diesem Stadium ist das Kind noch auf die gegebenen Informationen angewiesen. Allerdings wird das formale Denken allmählich aufgebaut. Es bilden sich erste

„Operationssysteme“ heraus, d.h. komplexere, mehrere Dimensionen beachtende Lösungsschemata^[2]. Und mit diesen kann zum Beispiel ein Klasseninklusionsproblem (hierarchisch verschachtelte Sortierungen von z.B. Hund, Katze, Maus, Vogel, Fisch, Haustier, Raubtier, Lebewesen) gelöst werden. Auch die Seriation asymmetrischer Relationen (z.B. Reihung von unterschiedlichen großen Klötzen der Größe nach) oder zweidimensionale Sortierungen (z.B. Plättchen sollen nach Größe und Farbe in einer Matrix sortiert werden) können gelöst werden. Weiterhin entwickeln die 7-11-

jährigen Kinder die Fähigkeit zur Bijeltion (sie können eine erste Menge eindeutig auf eine zweite abbilden). Durch eine Verknüpfung von Klasseninklusion und Seriation wird der Zahlbegriff möglich.

Zu Verallgemeinerungen finden die Kinder der vierten Klasse anhand konkreter Beispiele. Generalisierungen, wie z.B. Rechtschreibregeln, sind nur bedingt möglich. Das Denken geht nach Piaget noch nicht über die gegebenen Informationen hinaus und es können erst ab dem 12. Lebensjahr nicht gegebene Informationen bei der Lösung einer Aufgabe zu einem System möglicher Kombinationen zusammengestellt werden². Die Kinder können und sollen in diesem Alter erkennen, was ihre eigenen

Neigungen sind und wo ihre Interessen liegen. Weiterhin sollen sie lernen, ihre Fertigkeiten und Fähigkeiten sachgerecht einzuschätzen.

In moralischer und sozialer Hinsicht kann deutlich werden, dass gerechte Lösungen und Fairneß die Berücksichtigung unterschiedlicher Ausgangsbedingungen erfordern.

Der Lehrer spielt in der vierten Klasse auch weiterhin eine wichtige Rolle. Er muss seine Schützlinge genau beobachten und versuchen durch besondere Maßnahmen ihre Entwicklung zu fördern. Zur Entfaltung des Sachwissens und Sachinteresses, sowie der Lern- und Arbeitsvoraussetzungen, muss der Lehrer ebenfalls beitragen und differenzierte Hilfen geben^[3].

Es ist wichtig, dass der Lehrer bzw. die Lehrerin das Lehrangebot auf die Schüler abstimmt. Dabei sind differenzierte Angebote von Vorteil, denn hier kann der Lehrer den unterschiedlichen Leistungsniveaus der Schüler gerecht werden. Es müssen Lernangebote geschaffen werden, die den Fähigkeiten und Neigungen der Kinder angemessen sind. Nur auf diese Weise kann eine kontinuierliche und ganzheitliche Entwicklung der Kinder gefördert werden. Die Vermittlung neuer Inhalte in zunehmend fachsystematischen Zusammenhängen fordert und fördert die Anbahnung fachlicher Sicht- und Handlungsweisen. Die Kinder sollen in der vierten Klasse dazu befähigt werden, Sachverhalte der Umwelt besser zu strukturieren und

durch größere Lernaufgaben das Lernen zu lernen.

Auch der Entfaltung der Kreativität und der Phantasie wird ein großer Wert eingeräumt. Hierauf sollte bei den Aufgabenstellungen geachtet werden. Kinder müssen probieren dürfen und brauchen Freiräume zur Entfaltung ihrer Kreativität. Sie sollten auch in die Lage versetzt werden, eigene Lösungsansätze finden zu müssen. Handlungsorientierung bleibt bei der Aneignung neuer Sachverhalte auch weiterhin Unterrichtsprinzip. Es ist wichtig, dass nach den Handlungen in einem gemeinsamen Gespräch über die Ergebnisse reflektiert wird.

In der vierten Klasse haben integrative Lernformen einen besonderen Stellenwert. Dabei sollen die Kinder an der Planung und Durchführung bestimmter Themen

beteiligt werden. Nicht mehr die Lehrkraft allein ist für die Planung zuständig. Auch projektorientierte Vorhaben rücken immer mehr in den Mittelpunkt1.

In der Klasse 4 wird der Übergang in die weiterführenden Schulen vorbereitet. Die Kinder müssen für die weiterführenden Schulen bestimmte Kriterien erfüllen. In diesem Zusammenhang ist es sehr wichtig, dass die Schule bestimmte Sachverhalte vermittelt, aber auch bestimmte Fähigkeiten der Kinder fördert.

Der Lehrer bzw. die Lehrerin soll die einzelnen Kinder genau in ihrer Entwicklung beobachten und die Eltern bei der Entscheidung, welche Schulart am geeignesten für ihr Kind ist, unterstützen und beraten. Zusammen sollte eine Lösung gefunden werden, welche Schulart den Lernvoraussetzungen, Fähigkeiten und Neigungen der einzelnen Kinder am besten entspricht. Aber auch die Kinder können und sollen altersgemäß an der Entscheidung beteiligt werden. Um dies zu ermöglichen muss die Lehrkraft den Kindern Informationen zur Arbeit in den weiterführenden Schulen geben und die Kinder über die Entscheidungskriterien aufklären. Es ist also sehr wichtig, dass es zu Gesprächen und einem guten Verhältnis zwischen Eltern und Schule kommt, und dass Eltern Entscheidungen als ihre eigene annehmen können.

2. Lehrer-Sachanalyse

2.1 Wasser

2.1.1 Wasser, ein besonderer Stoff

Wasser begegnet uns in vielfältiger Form, für das Leben ist es eine unverzichtbare Grundlage und es ist die auf der Erde am häufigsten vorkommende Flüssigkeit. Nur selten handelt es sich dabei um den im flüssigen Zustand vorliegenden Reinstoff Wasser, also um die chemische Verbindung „Wasserstoffoxid“. Wasser als Reinstoff erhält man durch Synthese aus den Elementen, sowie als Reaktionsprodukt bei vielen Redox- und Säure-Base-Reaktionen. Durch Abtrennung gelöster Stoffe, z.B. durch wiederholte Destillation in Quarzgefäßen, lässt sich auch aus Trinkwasser o.ä. reines Wasser herstellen.

Die Eigenschaften des Wassers werden letztlich durch die Struktur des Wassermoleküls bedingt.

Im Wassermolekül sind zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoffatom über Atombindungen miteinander verknüpft. Der H-O-H Bindungswinkel im Wassermolekül beträgt 104,5°, die Bindungswinkel betragen 0,096 nm (96pm). Aufgrund der freien Elektronenpaare am Sauerstoffatom und der unterschiedlichen Elektronegativitäts-Werte von Wasserstoff und Sauerstoff resultiert ein Dipolmoment für das Wassermolekül. Die Dipol-Dipol-Wechselwirkung zwischen Wassermolekülen, einschließlich der Wasserstoffbrückenbindungen, stehen in enger Beziehung zu wichtigen Eigenschaften des Wassers, wie den Aggregatzuständen, den thermischen Eigenschaften, der Oberflächenspannung und den Lösungsmitteleigenschaften.

In der folgenden Übersicht sind die wichtigsten dieser Eigenschaften und deren Bedeutung zusammengestellt. Die meisten dieser Eigenschaften, welche wir als selbstverständlich betrachten, verdienen als Anomalien besonderes Interesse. Sie erklären, warum Wasser in der Biosphäre eine so herausragende Rolle spielt.

Doch die für das Leben auf der Erde und auch für das Leben im Bach wichtigste Eigenschaft des Wassers besteht darin, dass es bei +4°C seine größte Dichte hat, was bedeutet, dass bei dieser Temperatur Wasser schwerer als Eis ist. Diesem Umstand ist es zu verdanken, dass Meere, Seen, Flüsse und natürlich auch Bäche

nur an der Oberfläche zufrieren und damit eine wärmeisolierende Schicht bilden, die

u.a. die Voraussetzung für das Überwintern der Wasserpflanzen und Wassertiere ist. Auch andere Eigenschaften des Wassers, wie z.B. die Temperatur und ihre Veränderung, spielen dabei eine Rolle. Das nahezu immer gleich warme Quellwasser kühlt sich im Winter auf seinem Lauf ab. Im Sommer dagegen erwärmt es sich im Sonnenlicht, aber nur dort, wo Büsche und Bäume keinen Schatten spenden. In den von der Sonne beschienen Bereichen gedeihen mehr Wasserpflanzen. Sie geben zwar Sauerstoff ab, zugleich erwärmt sich jedoch das Wasser durch die Sonneneinstrahlung stärker, und wärmeres Wasser kann weniger Sauerstoff aufnehmen als kaltes. Im Schatten der Ufergehölze bleibt das Wasser kühl, aber es gedeihen weniger Wasserpflanzen. So nimmt der Sauerstoffgehalt im Verlauf des Baches insgesamt ab (vgl. auch Kapitel 2.2.4).

2.1.2 Der Wasserhaushalt der Erde

Über 97% des Gesamtwasservorrates der Erde ist in den Meeren gespeichert (Salzwasser). Vom verbleibenden Süßwasser ist der größte Teil Eis (Polargebiete, Gletscher). Die Wasservorräte der Erde stehen über Verdunstung und Niederschläge im Fließgleichgewicht. Während auf den Kontinenten die Niederschläge gegenüber der Verdunstung überwiegen, ist es über den Ozeanen umgekehrt. Sie liefern 88% des verdunsteten Wassers. In der Atmosphäre zirkulieren nur etwa 0,001% des Wasserreservoirs der Erde. Die Bilanz zwischen Meer und Land wird durch den ober- und unterirdischen Rückfluss von Süßwasser zum Meer ausgeglichen.

Durch die Verdunstung ist der Wasserhaushalt mit dem Wärmehaushalt von Erdoberfläche und Atmosphäre gekoppelt. Von der zur Verfügung stehenden Energiemenge (Einstrahlung minus Abstrahlung) werden 82% für die Verdunstung benötigt, der Rest dient zur Aufheizung von Atmosphäre und Ozeanen. Zur Energielieferung für die Biosphäre werden nur 0,2 % der Strahlungsenergie benötigt. Die Wärmeeinnahme (in Watt) von Erde und Atmosphäre zusammen wird heute auf

238 Watt/m2 veranschlagt, gegenüber früheren Schätzungen von 221W/m2. Der

gesamte Wasserdampfgehalt der Atmosphäre ergäbe auf der Erdoberfläche in flüssiger Form nur eine Wasserschicht von 2,4 cm. Dieser Wasserdampf wird in der Atmosphäre durch den hydrologischen Zyklus pro Jahr etwa 40mal erneuert. Im

Durchschnitt verbleibt jedes Wassermolekül nach Verdunstung etwa 9 Tage in der Atmosphäre, bevor es ausregnet, dagegen etwa 3000 Jahre im Ozean, bevor es wieder verdunstet^[4].

2.2 Der Bach

2.2.1 Ein natürlicher Bach

Bäche sind Fließgewässer, da sich die Wasser, angetrieben von der Schwerkraft der Erde, ständig fortbewegen

Ein Bach entsteht durch Regen, der über dem Land niedergeht. Ein Teil des Wassers verdunstet oder wird von Pflanzen aufgenommen, das meiste Wasser versickert jedoch im Boden, wo es durch das Erdreich gefiltert wird. Es sammelt sich über wasserundurchlässigen Bodenschichten, rinnt durch Fugen und Spalten und tritt nach Tagen oder auch nach vielen Jahren in Form einer Quelle wieder aus der Erde hervor. Das Wasser sucht sich seinen Weg, nimmt Rinnsale und weiteres Wasser aus dem Boden auf. Es wird zu einem Bach.

Jedoch ist ein Bach vielmehr als ein dahinfließendes Wasser. So formen die Landschaft, das Bachbett und die Ufer, die Pflanzen und Tiere in, auf und über dem Wasser das Gesicht eines Baches. Auch jeder Bach für sich verändert sich ständig und zeigt von der Quelle bis zur Mündung viele unterschiedlichen Gestalten. Genau das macht einen Bach zu einem Bach.

2.2.2 Der Bachverlauf und das Bachbett

In der Nähe der Quelle, dem sogenannten Oberlauf, in dem das Wasser besonders sauerstoffreich ist, findet man meistens kantige Steine und Felsbrocken – im Bachverlauf werden sie immer kleiner und runder bis hin zu glatten, glänzenden Kieseln. Hier fühlt sich die Forelle wohl, die bei ihren schnellen Spurts auf der Jagd nach Beute und beim Schwimmen gegen die Strömung viel Sauerstoff braucht. Sie ist neben Elritze, Schmerle und Groppe der wichtigste Leitfisch. Bachabwärts wird die Forellenregion von der Äschenregion abgelöst. Neben dem kennzeichnenden Leitfisch Äsche leben hier Nase, Quappe und Hasel.

Im Mittellauf des Baches, wo das Bachbett sich weitet und das Wasser langsamer fließt, lagert sich Sand ab.

Im träger fließenden Unterlauf setzt sich auch die mitgeführte Erde als Schlick und Schlamm ab. Hier halten sich die Fische auf, die auch mit weniger Sauerstoff auskommen (einen Bachverlauf kann man also auch in die von einzelnen Fischen bevorzugten Regionen gliedern).

Bachröhrichten, Hochstaudenbestände, Gehölzsäume und die Rote Pestwurz (Petasites hybridus) bestimmen im Mittel- und Unterlauf das Erscheinungsbild eines Baches besonders stark. An Baumarten kommen häufig die Grau- und Schwarzerle vor. Beide vermehren sich reichlich durch Wurzelbrut und verdichten dabei die Gehölzsäume. Diese bieten neben dem Uferschutz vielen Tierarten von Insekten bis zu den Singvögeln und Kleinsäugern wie Iltis, Aufenthalts- und Lebensraum.

Aber auch Blütenpflanzen fügen sich bevorzugt in die Gemeinschaft der Ufersäume ein, wie z.B. die Gauklerblume (Mimuls guttatus), das stattliche Drüsige Springkraut (Impatiens glandulifera) oder die Knollen-Sonnenblume (Helianthus tuberosus).

Im freien Talgrund zweigen Seitenarme ab, und Inseln entstehen.

In einer bergigen oder hügeligen Landschaft folgt das Wasser in seinem Lauf dem größten Gefälle. Es fließt in die Richtung, in der es am steilsten bergab geht. Das Gelände bestimmt hier den Bachverlauf. Im Flachland gräbt sich der Bach sein Bett in Schleifen, die sich im Laufe der Zeit vergrößern: der Bach „mäandriert“( Mäander heißt eine sich windende Linie).

Bäche, ohne natürliche Überflutungsfläche, ohne Aue, treten nach starken Regenfällen über die Ufer. Das Wasser spült die Jauche aus den Gruben, bringt Kläranlagen zum Überlaufen und reißt Dünger und Gifte von den Feldern. Das Grundwasser wird gefährdet und damit unser Trinkwasser... Höhere Dämme sollen das Problem lösen, den Schaden in Grenzen halten.

Wo solche wasserbaulichen Maßnahmen nicht unbedingt erforderlich sind, ist es sinnvoller, den Bächen und Flüssen wieder mehr Raum zu geben und sie naturnah zu gestalten. Doch genügt es nicht, den begradigten Bach wieder in Schlingen zu legen, kleine Überflutungsflächen zu schaffen, Büsche und Bäume anzupflanzen. – Eine stabile Lebensgemeinschaft von Pflanzen und Tieren stellt sich erst wieder ein, wenn alle Umweltbedingungen stimmen; wenn die Luft rein, der Boden unbelastet und das Wasser sauber ist.. dann könnten auch Tiere wie z.B. der Fischotter im Lebensraum Bach überleben.

2.2.3 Lebensraum Bach

Im naturnahen Bach kann sich eine stabile Lebensgemeinschaft behaupten. Nur an naturbelassenen Fließgewässern ist vielfältiges Leben möglich, konnten sich im Laufe der Zeit zahlreiche Organismen dem Leben am und im Wasser anpassen.

Viele Pflanzen und Tiere haben im Nahrungsnetz ihren Platz: Wasserschnecken, Egel, Wasservögel, Libellen, Eintagsfliegen- und Köcherfliegenlarven, Bachflohkrebse, Fische und Fischotter. Wassertiere und Wasserpflanzen bilden so zum Beispiel die Nahrungsgrundlage für Wasservögel, wie die Stockente. Eine andere Nahrungskette könnte wie folgt aussehen: Algen sind die Nahrung von Kleinkrebsen, die Kleinkrebse werden von Insektenlarven gefressen, die Insektenlarven von kleinen Fischen, die kleinen Fische von den großen Fischen... Die abgestorbenen Pflanzen, die toten Tiere und die Ausscheidungen der Tiere

werden vor allem von Bakterien zerlegt. Dabei werden wieder Nährstoffe für die Algen erzeugt, die Nahrungskette kann von vorne beginnen.

Dieses eng verflochtene System der Lebensgemeinschaft miteinander verbundener Tiere und Pflanzen und ihrem Lebensraum bietet ein kompliziertes, aber perfekt funktionierendes System, das Ökosystem Bach. Es bleiben keine Reste übrig: Abfälle existieren in diesem System nicht. Das Wasser bleibt frisch und sauber, denn der Bach erneuert sich selbst. Die Stabilität dieser Selbstreinigung beruht auf der Vielfalt des Lebensraumes.

Die wichtigsten Bindeglieder jedoch, nämlich die Kleinlebewesen, fallen am wenigsten auf, da sie meist nur wenige Millimeter groß werden. Andere werden erst unter dem Mikroskop sichtbar. Diese Kleinlebewesen sind die großen Abfallvertilger im Bach. Sie zerlegen z.B. Pflanzenreste und Tierkadaver und bauen sie Stufe um Stufe ab. Jeder Mikroorganismus erfüllt eine spezielle Aufgabe und alle arbeiten sie einander zu. Je weiter die Zersetzung fortschreitet, umso kleiner und zahlreicher sind die daran arbeitenden Lebewesen. Zum Schluß bleiben von den Abfällen nur noch Mineralstoffe übrig. Diese Stoffe lösen sich im Wasser und sind für die Pflanzen wichtige Nährstoffe.

Die Tiere am und im Bach könne nur unter bestimmten Voraussetzungen dort leben. Zum Beispiel

- brauchen Bachforellen kühles, klares und sauerstoffreiches Wasser.
- sind Egel, im Gegensatz zu Wasserschnecken, die sich von Pflanzen ernähren, entweder Schmarotzer, denn sie saugen das Blut von Wirtstieren oder sie sind Räuber und fressen Larven.
- lebt die erwachsene Prachtlibelle nur wenige Wochen. In dieser Zeit muss es zur Paarung und Eiablage kommen. Aus den Eiern schlüpfen die Larven, die sich unter Wasser entwickeln. Dort leben auch die Larven der Eintagsfliege.

[...]

^[1] Bildungsplan (1994)

^[2] Piaget (1978)

^[3] Bildungsplan (1994)

^[4] Pfeifer (1992), S. 9f