Die SuS untersuchen das Schwimmverhalten von Vollkörpern sowie die Verdrängung von Wasser und überprüfen und festigen handlungsorientiert ihre Vorstellung, dass das Schwimmen und Sinken verschiedener Gegenstände materialabhängig ist.
Inhaltsverzeichnis der Unterrichtsreihe
1. Was schwimmt, was sinkt? Erste Vermutungen
2. Was schwimmt, was sinkt? Wir überprüfen
3. Warum schwimmt oder sinkt etwas?
4. Wir bauen ein Floß
5. Wir testen unser Floß
6. Was passiert beim Eintauchen in das Wasser?
7. Warum steigt das Wasser bei verschiedenen Gegenständen unterschiedlich hoch?
8. Das haben wir über „Schwimmen und Sinken“ gelernt.
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Das primäre Ziel der Unterrichtsreihe ist es, bei den Schülerinnen und Schülern ein Verständnis für die physikalischen Vorgänge des Schwimmverhaltens von Vollkörpern zu entwickeln, wobei der Fokus auf dem materialabhängigen Schwimmverhalten liegt und die Kinder durch eigenständiges Experimentieren zu gesicherten Vorstellungen gelangen sollen.
- Erforschung physikalischer Vorgänge beim Schwimmen und Sinken
- Entwicklung und Überprüfung von Vermutungen zum Materialkonzept
- Handlungsorientiertes Lernen durch eigene Versuchsreihen
- Förderung der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise in Gruppenarbeit
- Konzeptwechsel durch kognitive Widersprüche und Reflexion
Auszug aus dem Buch
Sachinformationen zur Stunde / Fachdidaktische Analyse / Analyse der Lernaufgabe
Das Ziel der Unterrichtsstunde ist es die physikalischen Vorgänge des Schwimmverhaltens von Vollkörpern zu untersuchen und zu einer sicheren Vorstellung des Materialkonzeptes (das Schwimmverhalten von Gegenständen ist materialabhängig) zu gelangen. Im Allgemeinen lässt sich formulieren: „Ein Vollkörper schwimmt, wenn seine Dichte geringer ist als die Dichte der Flüssigkeit, in die er eintaucht“ (Klasse(n)kiste I: 2005, 16). Die Dichte von Wasser beträgt 1000 kg/m³ (bei 4°C), Styropor hat beispielsweise eine Dichte von 15-40 kg/m³ und eignet sich daher besonders gut als Schwimmvollkörper. Auch Holz schwimmt mit einer Dichte zwischen 470 und 720 kg/m³ auf Wasser.
Die Dichte von Wachs ist ebenfalls mit 950 kg/m³ kleiner, als die von Wasser. Metall (z.B. Eisen/Stahl: 7860 kg/m³) und Stein (Sandstein: 2000 kg/m³) liegen in ihrer Dichte deutlich höher als Wasser und gehen unter. Allerdings reicht das Sortieren von Gegenständen nach Materialien nicht aus, da beispielsweise Ausnahmen wie Tropenholz (ca. 1100 kg/m³) eine höhere Dichte aufweisen als Wasser oder Bimssteine bei geringerer Dichte im Gegensatz zu anderen Steinsorten schwimmen können (vgl. Klasse(n)kiste I: 2005, 13-16).
Die SuS verfügen über verschiedene Präkonzepte zum Schwimmverhalten von Vollkörpern. Sie haben in ihren Vermutungen zu Beginn der Unterrichtsreihe geäußert, dass leichte, kleine und flache Gegenstände schwimmen können und schwere oder gelochte Gegenstände im Wasser untergehen. Im Unterricht wird nicht über den Begriff „Dichte“ gesprochen; das bleibt dem weiterführenden Unterricht vorbehalten. Vielmehr geht es darum, dass den SuS bewusst wird, dass es nicht entscheidend ist für das Schwimmverhalten von Vollkörpern, ob sie flach, groß, klein, schwer oder leicht sind, sondern dass es von dem Material abhängt aus dem die Gegenstände bestehen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Was schwimmt, was sinkt? Erste Vermutungen: Die Schülerinnen und Schüler aktualisieren ihr Vorwissen, indem sie Vermutungen zum Schwimmverhalten verschiedener Gegenstände äußern und diese in der Klasse diskutieren.
2. Was schwimmt, was sinkt? Wir überprüfen: In Gruppen führen die Kinder Versuche durch, um ihre Vermutungen aus der Vorstunde zu bestätigen oder zu widerlegen und erste Fehlkonzepte zu korrigieren.
3. Warum schwimmt oder sinkt etwas?: Die SuS formulieren All-Aussagen über das Schwimmverhalten und festigen die Erkenntnis, dass das Material entscheidend für das Schwimmverhalten ist.
4. Wir bauen ein Floß: Die Lernenden setzen ihre bisherigen Erkenntnisse über Schwimmen und Sinken praktisch ein, indem sie selbstständig ein Floß konstruieren.
5. Wir testen unser Floß: Das Schwimmverhalten der selbst gebauten Flöße wird überprüft, wobei die gewonnenen Erkenntnisse der Reihe gefestigt und reflektiert werden.
6. Was passiert beim Eintauchen in das Wasser?: Der Fokus liegt auf der Verdrängung von Wasser, wobei die SuS durch Vermutungen für das Phänomen des Wasserspiegels sensibilisiert werden.
7. Warum steigt das Wasser bei verschiedenen Gegenständen unterschiedlich hoch?: Durch gezielte Gruppenversuche untersuchen die Kinder das Phänomen der Verdrängung und korrigieren dabei ihre Fehlvorstellungen.
8. Das haben wir über „Schwimmen und Sinken“ gelernt.: Den Abschluss bildet eine Lernstandskontrolle, die das bisher Gelernte festigt und den Transfer auf neue Sachverhalte ermöglicht.
Schlüsselwörter
Schwimmen, Sinken, Materialkonzept, Vollkörper, Wasserdichte, handlungsorientiert, Grundschule, Sachunterricht, Versuchsreihe, Konzeptwechsel, Fehlkonzepte, Wasserverdrängung, experimentelles Lernen, Gruppenarbeit, Naturphänomene
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Unterrichtsplanung grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Planung einer Sachunterrichtsreihe zum Thema „Schwimmen und Sinken“ in einer Grundschulklasse, wobei physikalische Phänomene handlungsorientiert erforscht werden.
Was sind die zentralen Themenfelder der Unterrichtsreihe?
Zentrale Felder sind die Untersuchung des Schwimmverhaltens von Vollkörpern, die Bedeutung der Materialeigenschaften sowie das Verständnis von Wasserverdrängung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Das Ziel ist, dass Schülerinnen und Schüler ein sicheres Verständnis für das Materialkonzept entwickeln und erkennen, dass Schwimmen und Sinken materialabhängig ist.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einem handlungsorientierten Ansatz, der das Aufstellen von Vermutungen (Präkonzepte), die experimentelle Überprüfung und den anschließenden Konzeptwechsel (conceptual change) beinhaltet.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine achtteilige Unterrichtsreihe, die von der ersten Vermutung über experimentelle Phasen bis hin zum Bau eines Floßes und der Untersuchung der Wasserverdrängung reicht.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Schwimmen, Sinken, Materialkonzept, handlungsorientiertes Lernen, Versuchsreihe und Konzeptwechsel definiert.
Warum wird im Unterricht bewusst auf den physikalischen Fachbegriff „Dichte“ verzichtet?
Der Verzicht dient der Altersgemäßheit, da das primäre Ziel darin besteht, dass die Kinder erkennen, dass das Schwimmverhalten vom Material und nicht von äußeren Merkmalen wie Größe oder Gewicht abhängt.
Welche Rolle nimmt die Lehrperson im Rahmen des „conceptual change“ ein?
Die Lehrperson agiert als „Stechmücke“, die durch gezielte Impulse kognitive Widersprüche aufdeckt, um die Schüler zur Reflexion und zur Überarbeitung ihrer bestehenden Vorstellungen zu motivieren.
- Arbeit zitieren
- Christa Lenz (Autor:in), 2014, Warum schwimmt oder sinkt etwas? (Sachunterricht, 1./2. Klasse), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/318067
