Schwimmen und Sinken. Die Experimentierbox von Cornelsen für die Grunschule


Hausarbeit, 2014

18 Seiten, Note: 2,3

Jannik R. (Autor)


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Einleitung:

Der Medienverbund "Schwimmen und Sinken":

Lernen und Experimentieren an Stationen:

Bezug zum Lehrplan:

Verknüpfung zur Didaktik:

Fazit:

Literaturverzeichnis:

Einleitung:

In der folgenden Arbeit möchte ich die Experimentierbox zum Thema "Schwimmen und Sinken" von Cornelsen vorstellen, beschreiben und einige didaktische Anknüpfungspunkte zu den Inhalten formulieren. Zu Beginn sollen fachliche Grundlagen zum Schwimmen und Sinken dargelegt werden und Begriffe geklärt werden. Danach möchte ich den Medienverbund vorstellen. Dazu zählt die Experimentierkiste, eine Lehrerhandreichung und die Aufgabenzettel. Darauf folgt ein Kapitel zum Arbeiten an Stationen in der Schule und ein kurzer Bezug zum aktuellen Lehrplan von Nordrhein - Westfalen. Auch die Didaktik soll nicht unbeachtet bleiben, ich habe die Gütekriterien guten Unterrichts auf die Experimentierbox bezogen und die fünf Fragen der didaktischen Analyse nach Klafki im Hinblick auf den Lerninhalt der Experimentierbox beantwortet. Zum Abschluss folgt noch ein kurzes Fazit.

Wie der Name schon sagt kann mit der Box von Cornelsen im Unterricht experimentiert werden. Definiert werden kann der Begriff Experiment als "planmäßige, grundsätzlich wiederholbare Beobachtung von Naturvorgängen unter künstlich hergestellten, möglichst veränderlichen Bedingungen"[1]. Eggersdorfer benennt die Hauptschritte des experimentellen Vorgehens. Diese lauten "Beobachtungen machen, Fragen stellen, Hypothesen bilden, ein Experiment planen und durchführen, eine experimentabhängige Einzelbeobachtung mehrfach deuten".[2] Laut Eggersdorfer sind diese Hauptschritte bei einem Forschungsversuch und bei einem Experiment im Unterricht analog. Auf Beobachtungen folgen Fragen, darauf folgen hypothetische Überlegungen und darauf dann der Vorgang des Experimentierens und des Deutens der Einzelergebnisse.[3] Dieses findet man im Kapitel "Der Medienverbund Schwimmen und Sinken" wieder.

Grundlagen zum Schwimmen und Sinken:

In diesem Teil der Arbeit möchte ich einige fachliche Grundlagen zu der Thematik klären. Dazu nutze ich das Lehrerhandbuch zu der Experimentierbox.

Grundsätzlich ist zu sagen, dass das Schwimmen ein Gleichgewichtszustand ist. Ein Körper schwimmt, wenn er mindestens das Volumen Wasser verdrängen kann, das genau soviel Masse hat wie er selbst. Die Gewichtskraft des Körpers ist genau so groß wie die Gewichtskraft des verdrängten Wassers. Diese Kraft erfährt der Körper als Auftriebskraft.

Dem eindringenden Körper wird also eine Kraft vom verdrängten Wasser entgegengesetzt. Diese wird nur durch das Volumen des Körpers, nicht aber durch dessen Gewicht bedingt. Die Auftriebskraft steigt also mit einem größeren Volumen des Körpers.[4]

Grundlegend für das Verstehen des Phänomens Schwimmen ist die Verdrängung von Wasser.

Jeder Körper der in Wasser eintaucht verdrängt auch Wasser. Dabei ist es egal, wie schwer er ist und ob er schwimmt oder sinkt. Die Menge des verdrängten Wassers hängt nur von der äußeren Größe des Körpers (Volumen) ab.

Bei schwimmenden Körpern ist immer ein Teil über der Wasseroberfläche, also nur ein Teil des Körpers verdrängt das Wasser, das für das Schwimmen notwendig ist. Beim Schiff muss also beispielsweise der Rumpf innerhalb des Wassers beobachtet werden. Daher gibt es auch Experimente, die sich mit dem beladen von Schiffen und dem damit verbundenen tieferen Eintauchen des Rumpfes beschäftigen. Auch auf den Begriff der Dichte wird in der Lehrerhandreichung eingegangen. Ein Körper der aus einem Material besteht, dessen Dichte geringer ist als die des Wassers schwimmt, weil seine Masse auch immer geringer ist als die Masse des gleichen Volumens Wasser.[5]

Schiffe werden oft schnell mit dem Begriff des Schwimmens assoziiert. Es ist egal, aus welchem Material ein Schiff besteht, es kommt nur auf die Form des Schiffes an. Auch dieses wird in einzelnen Stationen aufgezeigt. Ein weiterer wichtiger Begriff der Thematik ist die Oberflächenspannung. Die Bestandteile des Wassers (Wasserteilchen) werden durch innere Kräfte, die rundum wirksam sind, zusammengehalten. An der Oberfläche jedoch können sich diese Teilchen nur nach unten und zu den Seiten "halten", weil sich über ihnen der Luftraum befindet. Es gibt also nur eine seitliche Kraftwirkung zwischen den Teilchen, diese bezeichnet man als Oberflächenspannung.

Sie muss beim Eintauchen eines Körpers in das Wasser überwunden werden. Diese Kraftwirkung ist so groß, dass Körper mit einer geringen Masse sie nicht durchbrechen können. Diese Körper werden also auf dem Wasser getragen.

Auch auf die Oberflächenspannung und auf das Durchstoßen dieser Spannung mit zusätzlicher Kraft wird an einer Station eingegangen.[6]

Der Begriff "Masse" wird nur in den Texten für die Lehrkräfte verwendet, in den Arbeitsaufträgen wird stattdessen der Begriff "Gewicht" verwendet. Die Masse ist unabhängig vom Ort wo sich der Körper befindet, sie ist im Wasser die gleiche wie auf der Erdoberfläche. Angegeben wird die Masse in Kilogramm. Die Gewichtskraft (das Gewicht) eines Körpers hängt dagegen von der Umgebung des Körpers ab. Im Wasser verändert sie sich aufgrund der Auftriebskraft und hat einen anderen Wert als auf der Erdoberfläche. Angegeben wird sie in Newton. Im Alltag geben wir Gewichte in Kilogramm an, weil wir eigentlich die Masse meinen.[7]

Der Medienverbund "Schwimmen und Sinken":

Der Experimentierbox liegen zwei schriftliche Begleitmaterialien bei. Einer Lehreranleitung "Schwimmen und Sinken" und ein Heft "Experimentieren an Stationen Schwimmen und Sinken". Diese drei Materialien bilden zusammen den Medienverbund "Schwimmen und Sinken". Im Heft "Experimentieren an Stationen "Schwimmen und Sinken" befinden sich Kopiervorlagen, benötigte Arbeitsmaterialien befinden sich in der Box. Insgesamt bietet der Medienverbund Materialien für bis zu 15 Schülerpaare. Das Heft (Lehrerhandreichung) dient ebenfalls der Anleitung für Lehrkräfte im Bezug auf die Organisation der Lernstationen und im Bezug auf die einzelnen Versuche. Diese Anleitungen, bzw. Hinweise sind nicht nur technischer und organisatorischer Art, auch didaktische Hinweise sind zu finden. Der Verlag empfiehlt die Experimentierbox für das dritte und vierte Schuljahr.

Alle Materialien, die für das Experimentieren benötigt werden, sind in der Box zu finden. Eine Materialliste befindet sich in den Begleitmaterialien. Die Box ist darauf ausgelegt, dass die Schülerinnen und Schüler an Stationen in Partner- oder Gruppenarbeit experimentieren.

Die Lehrerhandreichung zeigt auf, wie die Schülerinnen und Schüler während des Lernens mit dieser Box vorgehen sollen. Das Vorgehen ist auf Seite 4 in der Handreichung skizziert.

Die vorgeschlagenen Schritte lauten:

- " 1. Stationsblatt aussuchen
- 2. Den Text lesen und besprechen
- 3. Vermuten: Was könnte das Ergebnis sein?
- 4. Material holen
- 5.Schritt für Schritt vorgehen
- 6. Sich abwechseln
- 7. Beobachtungen besprechen
- 8. Erklärungen suchen
- 9. Ergebnisse festhalten (zeichnen, schreiben, anders mitteilen)"[8]

Diese Schritte sollen den Schülern an die Hand gegeben werden und sie in ihrem Vorgehen und in ihrer Planung unterstützen. Es soll sich jedoch nicht strikt an diese Vorschläge gehalten werden, individuelle Absprachen und Umgestaltungen sind durchaus möglich. Beim Betrachten dieser Schritte sind durchaus typische Schritte des wissenschaftlichen Arbeitens wiederzuerkennen. Die Schülerinnen und Schüler sollen gemeinsam die Arbeitsaufträge lesen und so eine Frage oder einen konkreten Auftrag erkennen und festhalten. Darauf folgt der Schritt "Vermuten: Was könnte das Ergebnis sein?", hier bilden die Schülerinnen und Schüler also eine Hypothese, die sie im weiteren Vorgehen dann überprüfen. Im letzten Schritt werden dann die Ergebnisse auf unterschiedliche Art und Weise festgehalten, auch dieses bringt die Schülerinnen und Schüler dem wissenschaftlichen Arbeiten näher. Im Plenum können dann die Ergebnisse verglichen werden und gegebenenfalls verallgemeinert werden. Kein Klassenmitglied arbeitet alleine, so dass sich immer wieder mit einem Klassenkameraden abgesprochen und verständigt werden muss. Die einzelnen Materialien der Box möchte ich hier nicht alle einzeln nennen, sie beinhaltet unter anderem unterschiedliche Arten von Knete, verschiedene Gewichte, Kugeln aus unterschiedlichen Materialien, diverse Wasserbehälter und Hilfsgegenstände.[9] Die einzelnen Materialien sind aufgelistet und können bei Bedarf relativ unkompliziert nachbestellt werden.

Auch das Konzept der Experimentierbox und der dazugehörigen Arbeitsaufträge ist in der Lehrerhandreichung kurz erklärt.

Das physikalische abstrakte Phänomen "Schwimmen und Sinken" steht hier nicht so unbedingt im Mittelpunkt, viel mehr steht der konkrete Sachbezug zu Schiffen im Mittelpunkt.

Die Schiffe sehen zwar recht einfach aus, da sie aus Knete geformt werden, aber dieses Vorgehen hat sich für Grundschüler als attraktiv und als didaktisch günstig erwiesen.[10] Die Schülerinnen und Schüler nutzen die unterschiedlichen Arten der Knete um Schiffe zu bauen und sollten dann durch den Vergleich der beiden Knetsorten (eine mit größerer Dichte) und anderer Stoffe Wesentliches zum Schwimmen und Sinken entdecken. Die einzelnen Stationen sind immer nur auf ein bestimmtes Phänomen ausgerichtet, auch wenn natürlich auch häufig mehrere Phänomene gleichzeitig zu erkennen sind. Der Vorteil dabei ist, dass sich die Schülerinnen und Schüler auf eine einzige Fragestellung oder Problemstellung konzentrieren können. Die Erkenntnisse der Schülerinnen und Schüler sollen nicht durchgehend physikalischen Einsichten sein, ihr Vorstellungshorizont soll vergrößert werden und sie sollen exemplarisch Einsichten in das Thema erhalten.

Zwar arbeiten die Schülerpaare individuell, aber trotzdem soll sich zur Ergebnissicherung immer wieder in der großen Gruppe getroffen werden. Hier können dann bestimmte Stationen intensiver besprochen werden oder Fragen können im Plenum beantwortet werden. Wichtig ist auch, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse und Erkenntnisse präsentieren. So erhalten sie Wertschätzung für ihre Arbeit. Durch Symbole auf den einzelnen Stationsblättern werden Möglichkeiten zur Ergebnissicherung vorgeschlagen, beispielsweise mündlich, zeichnerisch oder schriftlich. Wie auch im Kapitel "Lernen und experimentieren an Stationen" erwähnt, wird in der Lehrerhandreichung ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Schülerinnen und Schüler sich die Reihenfolge des Bearbeitens der einzelnen Stationen eigenständig aussuchen sollen.[11]

Bevor dann die einzelnen Experimentierstationen vorgestellt werden ist in der Lehrerhandreichung ein Vorschlag zur Einführung in die Stationsarbeit zu finden. Dieser nennt sich "Der kleine Knetkurs". Die Schülerinnen und Schüler sollen hier lernen die Knete in gleich große Portionen aufzuteilen. Dieses ist wichtig, da Vergleiche bei vielen Stationen nur möglich sind, wenn genau gleich viel Knete verwendet wurde. Außerdem kann bei dieser Einführung schon auf den Gebrauch von "leichter/schwerer als" eingegangen werden.[12]

Die einzelnen Stationen werden dann im restlichen Teil des Heftes vorgestellt. Sie sind alle einzeln betitelt und zwar meist in Form von Fragen.

[...]


[1] Das Experiment im Sachunterricht der Grundschule, Bäuml, 40

[2] Das Experiment im Sachunterricht der Grundschule, Bäuml, 48

[3] vlg. Das Experiment im Sachunterricht der Grundschule, Bäuml, 48

[4] vgl. Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 10

[5] vgl. Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 12

[6] vgl. Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 13

[7] vgl. Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 13

[8] Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 4

[9] vgl. Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 6

[10] vgl . Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 7

[11] vgl. Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 7

[12] Lehrerhandreichung aus Medienverbund "Schwimmen und Sinken", Hoenecke/Kwee, 14

Ende der Leseprobe aus 18 Seiten

Details

Titel
Schwimmen und Sinken. Die Experimentierbox von Cornelsen für die Grunschule
Hochschule
Universität Paderborn
Veranstaltung
Werkstoffe und erneuerbare Energien
Note
2,3
Autor
Jahr
2014
Seiten
18
Katalognummer
V321755
ISBN (eBook)
9783668211933
ISBN (Buch)
9783668211940
Dateigröße
413 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
schwimmen, sinken, experimentierbox, cornelsen, grunschule
Arbeit zitieren
Jannik R. (Autor), 2014, Schwimmen und Sinken. Die Experimentierbox von Cornelsen für die Grunschule, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/321755

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