Unterrichtseinheit: Magnetismus - Kann der Magnet auch durch Materialien hindurch anziehen?

Inhaltsverzeichnis

1. Thema der Unterrichtsreihe

2. Aufbau der Reihe

3. Didaktischer Schwerpunkt der Stunde

4. Übergeordnete Aufgabe/ Teilaufgaben

5. Lernvoraussetzungen der Kinder

6. Stundenverlaufsplan

7. Materialien/ Medien

8. Literatur

1. Thema der Unterrichtsreihe

„Wir sind die Magnetforscher- Eigenschaften der Magnete“

Eine Unterrichtsreihe zum Naturphänomen „Magnetismus“ mit dem Ziel, grundlegende Eigenschaften von Magneten und ihre Wirkungen im Sinne des forschend- entdeckenden Lernens kennen zu lernen.

2. Aufbau der Reihe

2.1 „Ein Zaubertrick?! –Wie kommt die Scheibe durch den verschlossenen Deckel ?“ Begegnung mit dem Phänomen des Magnetismus als Ursache für einen vorgeführten „Zaubertrick“ und anschließendes Zusammentragen der bisherigen Vorkenntnisse der Kinder über Magnete und ihrer Verwendung im Alltag.

2.2 „ Haben alle Magnete gleich viel Kraft?“ Kennen lernen unterschiedlicher Magnetformen und ihrer Bezeichnungen und Durchführung eines Versuchs mit den Zielen, die Magnetkraft bewusst zu erfahren, Vergleiche zu ziehen und eigene Beobachtungen sowohl verbal in der Gruppe als auch schriftsprachlich im begleitenden Forscherheft zu dokumentieren.

2.3 „ Was ziehen Magnete an?“ Erprobung der Anziehungskraft des Magneten an unterschiedlichen Materialien und Gegenständen mit dem Ziel der Erkenntnis, dass nur Gegenstände aus Eisen sowie eisenhaltige Gegenstände der Anziehungskraft eines Magneten unterliegen .

2.4 „Kann der Magnet auch durch Materialien hindurch anziehen?“ Entdecken der weiteren Eigenschaft der Magnetkraft, durch nicht ferromagnetische Materialien hindurchzuwirken, indem in einem Stationslauf verschiedene Materialien anhand von Versuchen überprüft werden.

2.5 „Wie verhalten sich Magnete untereinander?“ Kennen lernen des Polgesetzes durch unterschiedliche Versuche im Rahmen eines weiteren Stationslaufes mit dem Ziel der Erkenntnis, dass sich gleichnamige Pole von Magneten abstoßen und ungleichnamige Pole anziehen.

2.6 „Die Meisterprüfung zum Magnetiseur“ Lösen von drei Magnetaufgaben an Forscherstationen mit dem Ziel der Anwendung bisheriger Einsichten und Erkenntnisse über den Magnetismus und zur Förderung der Transferfähigkeit mit anschließender Urkundenverteilung im Klassenraum.

3. Didaktischer Schwerpunkt der Stunde

Magnete bieten Kindern vielfältige Möglichkeiten selbstständig zu experimentieren. Sie sind leicht zu handhaben, absolut ungefährlich und somit im Unterricht vielfältig einsetzbar. In den vorangegangenen Stunden haben sich die Kinder mit der unterschiedlichen Stärke der Magnetkraft diverser Magnetformen und der grundlegenden Eigenschaft eines Magneten, Gegenstände aus Eisen anzuziehen, auseinandergesetzt. In der heutigen Stunde werden die Kinder durch die handelnde Auseinandersetzung mit dem dargebotenen Material in Form eines Stationslaufes aktiv entdecken, dass die Magnetkraft in der Lage ist, durch unterschiedliche Materialien hindurchzuwirken und weiterhin Gegenstände aus Eisen anzuziehen, sobald sich diese im Magnetfeld befinden.

Die Thematik ,,Magnetismus” bietet den Kindern die Chance, ein natürliches Phänomen zu erforschen, indem sie an Verfahren des wissenschaftlichen Arbeitens (vermuten, durchführen, überprüfen der Vermutung, dokumentieren) herangeführt werden. Gerade dieses selbstständige Arbeiten ist für die Erschließung ihrer Lebenswirklichkeit unabdingbar.

Die Gelegenheit zur Eigentätigkeit wird im Lehrplan besonders hervor gehoben:Der Sachunterricht soll die Kinder durch die Vermittlung von Fähigkeiten, Fertigkeiten und Kenntnissen anregen, eigenständig Dinge zu erforschen, ihre Wissbegier zu fördern und ihre Freude an der forschenden Auseinandersetzung mit ihrer Umwelt zu steigern (vgl.LP 2003, S. 57). Durch diese handelnde Auseinandersetzung mit dem Unterrichtsgegenstand werden
Beobachtungen, Empfindungen, Entdeckungen und Erkenntnisse sachgemäß versprachlicht und somit die Sprachkompetenz der Kinder im Sachunterricht mitgefördert (vgl. LP 2003, S. 58).

Das Thema dieser Unterrichtsreihe ist dem Bereich „Natur und Leben“ mit den Aufgabenschwerpunkten „Magnetismus“ sowie „Gegenstände und Werkstoffe“ zuzuordnen (vgl. LP 2003, S.59 ff). Laut Lehrplan sollen im Unterricht magnetische Wirkungen und die Magnetkraft untersucht werden (vgl. LP 2003, S.60). Den Kindern werden dabei folgende Fähigkeiten und Fertigkeiten vermittelt: Sie stellen Vermutungen auf, führen Experimente und Versuche durch und dokumentieren ihre Ergebnisse und Beobachtungen. Indem sie die Magnetkraft bewusst aktiv wahrnehmen, gewinnen sie Kenntnisse über eine elementare Erscheinung der unbelebten Natur. Ihr Interesse am Naturphänomen Magnetismus (Einstellungen und Haltungen) wird zudem geweckt. Eine Verknüpfung zu dem Aufgabenschwerpunkt „Gegenstände und Werkstoffe“ bietet sich bei dieser Thematik in besonderer Weise an, da Alltagsgegenstände aus verschiedenen Materialien gesammelt, verglichen, nach Ordnungsgesichtspunkten zusammengestellt und ihre Eigenschaften im Bezug zum Magnetismus untersucht werden können (vgl. LP 2003, S.59).

In der gezeigten Stunde kommt diese Verknüpfung in besonderer Weise zu tragen, da unterschiedliche Materialien bezüglich der Durchlässigkeit der Magnetkraft untersucht werden.

Sachanalyse

Der Magnetismus bezeichnet Erscheinungen, die sich auf Magnetfelder und Stoffe beziehen, die mit ihnen in Beziehung stehen. Magnetismus ist eine Eigenschaft eines Körpers, auf andere Körper Kräfte auszuüben (vgl. Brockhaus, S.572). Diese Eigenschaft kommt besonders den ferromagnetischen Stoffen zu, zu denen Eisen, Nickel und Kobalt zählen

(vgl. Hoenecke, S.5). Dauermagnete (Permanentmagnete) haben die Eigenschaft, auf ferromagnetische Gegenstände eine starke Anziehungskraft auszuüben. Bei nicht ferromagnetischen Stoffen zeigt sich keine Kraftausübung. Die Magnetkraft wirkt durch sie hindurch, ohne eine Anziehung zu bewirken. Die eigentliche Ursache für den Magnetismus ergibt sich aus der Quantenphysik und liegt im Spin der Elektronen (vgl. Rubitzko, S.4).

Um einen Magneten befindet sich ein magnetisches Feld, worauf seine Fernwirkung beruht. Das magnetische Feld kann z.B. durch Eisenpfeilspäne sichtbar gemacht werden. In der Nähe der Pole ist dieses Feld am stärksten und nimmt mit wachsender Entfernung vom Magneten ab (vgl. Hoenecke, S.5). Es hat die Eigenschaft nicht ferromagnetische Stoffe zu durchdringen und Gegenstände aus Eisen weiter anzuziehen, wenn diese sich im Magnetfeld befinden.

Didaktische Reduktion

Da es nicht Ziel ist, im Sachunterricht der Grundschule physikalische Inhalte auf der Ebene der Quantenphysik und die Materialzusammensetzung von Stoffen auf chemischer Ebene zu behandeln, werden im Sinne der didaktischen Reduktion einige Einschränkungen vorgenommen. Es ist für Kinder dieser Jahrgangsstufe völlig ausreichend, Eisen als alleinigen Vertreter der ferromagnetischen Stoffe zu kennen, auf den magnetische Kräfte wirken, da Kobalt und Nickel nicht zu ihrem Erfahrungsumfeld gezählt werden können.

[...]