Unterrichtsstunde: Warme Luft dehnt sich aus

Schriftlicher Entwurf der Lehrprobe zur Zweiten Staatsprüfung für das Lehramt an Grund- und Hauptschulen


Unterrichtsentwurf, 2008

21 Seiten, Note: 1,7


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Unterrichtlicher Kontext
1.1 Stellung innerhalb der Unterrichtseinheit
1.2 Bezug zum Rahmenplan
1.3 In der Unterrichteinheit angestrebte Kompetenzen

2. Sachanalyse
2.1 Zusammensetzung und Eigenschaften der Luft

3. Didaktischer Begründungszusammenhang
3.1 Bedeutsamkeit des Unterrichtsinhalts
3.2 Didaktische Reduktion

4. Voraussetzungen für den Unterricht
4.1 SchülerInnen und Störanfälligkeit
4.2 Arbeitsbedingungen

5. Kompetenzen und Unterrichtsziele
5.1 Kompetenzen
5.2 Unterrichtsziele

6. Methodische Überlegungen
6.1 Artikulation
6.2 Medien und Arbeitsmaterialien
6.3 Geplantes Tafelbild

7. Geplanter Unterrichtsverlauf

8. Literaturverzeichnis

9. Anhang

1. Unterrichtlicher Kontext

1.1 Stellung innerhalb der Unterrichtseinheit

Thema der Unterrichtseinheit: Luft

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.2 Bezug zum Rahmenplan

Die Unterrichtseinheit „Luft“ lässt sich schwerpunktmäßig dem Erfahrungsbereich „Natürliche Phänomene und Gegebenheiten“ – Perspektive Natur[1] zuordnen.

Die Schüler erschließen sich in der Auseinandersetzung mit unsichtbaren Kräften und deren physikalischen Zusammenhängen Erscheinungen der sie umgebenden Natur. Dies kommt den Bemühungen der Kinder nach, ihre Umwelt zu begreifen und zu erkunden. Die konkrete Auseinandersetzung mit den physikalischen Eigenschaften von Luft in Form von Experimenten ermöglicht es den Schülern, Gesetzmäßigkeiten zu erforschen, zu erkennen und anzuwenden. Dabei wird von den Schülern sachorientiertes Wahrnehmen, Beobachten, Benennen und Beschreiben gefordert. Zudem wird insbesondere die Entwicklung der Fähigkeit Experimente zu planen, durchzuführen und auszuwerten berücksichtigt.[2] Die Schüler üben sich im Bilden von Hypothesen, im experimentellen Überprüfen von Annahmen, im Schlüsse ziehen sowie im Übertragen von Ergebnissen auf analoge Sachverhalte[3].

Durch die Verbalisierung der Experimente und deren Ergebnisse kommt es zur geforderten Verknüpfung von „Sachunterricht und Sprache“[4].

1.3 In der Unterrichteinheit angestrebte Kompetenzen

Sachkompetenz:

- Naturphänomene sachorientiert wahrnehmen, beobachten, benennen und beschreiben
- Erlebte und arrangierte Phänomene gezielt beobachten und beschreiben
- „Unsichtbare“ Kräfte erfahren
- Ausgewählte Naturphänomene mit Hilfe von fachlich gesichertem Wissen erklären können
- Ausgewählte Eigenschaften der Luft erforschen und anwenden
- Ausgewählte technische Verfahrensweisen kennen und anwenden
- Wissen, wie Menschen physikalische Phänomene nutzen, weiterentwickeln und ihren Bedürfnissen anpassen

Methodenkompetenz:

- Anbahnen naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen
- Experimente planen, durchführen und auswerten
- Experimente und deren Ergebnisse vorstellen

Sozialkompetenz:

- Teamfähigkeit:
- gemeinsames Ausführen geforderter Aufgaben
- Vorschläge anderer Schüler akzeptieren
- sich gegenseitig helfen
- Kommunikationsfähigkeit:
- Experimente und deren Ergebnisse vorstellen
- sich über Erfahrungen austauschen
- Vorgehensweisen besprechen

2. Sachanalyse

2.1 Zusammensetzung und Eigenschaften der Luft

Luft ist eine Substanz, die die Erde bis zu einer Höhe von etwa 1000 km in Form von Gas umgibt. Die Lufthülle der Erde wird als Atmosphäre bezeichnet.[5] Das Gasgemisch Luft besitzt weder Farbe, noch Geruch oder Geschmack. Es besteht hauptsächlich aus Stickstoff (78,09 %) und Sauerstoff (20,95%). Daneben enthält es Edelgase, Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf, Wasserstoff, Ozon und Verunreinigungen.[6] Der Sauerstoffgehalt der Luft ermöglicht Mensch und Tier das Atmen.

Physikalisch betrachtet ist Luft ein Körper. „Wir unterscheiden feste, flüssige und gasförmige Körper. Feste Körper sind weitgehend form- und volumenbeständig, flüssige nur volumenbeständig, gasförmige können Form und Volumen leicht ändern.“[7] Alle Körper nehmen einen Raum ein, wobei Gase aufgrund ihres Expansionsbestrebens den verfügbaren Raum vollkommen ausfüllen[8]. Solange der Körper nicht aus dem Raum verdrängt wird, kann kein anderer Körper den Raum einnehmen[9]. Neben dem Volumen beweist auch die Tatsache, dass Luft ein Gewicht hat, den stofflichen Charakter von Luft. Ein Liter Luft wiegt bei Zimmertemperatur etwa 1,3 g.[10] Durch ihr Gewicht übt die Luft Druck auf Gegenstände und Oberflächen aus. Diesen bezeichnet man als Luftdruck.

In der heutigen Unterrichtstunde steht die Eigenschaft der Luft, sich unter Erwärmung auszudehnen, im Mittelpunkt. Luft besteht aus kleinen Teilchen, die frei in Bewegung sind. „Kalte und warme Luft unterscheiden sich dadurch, dass sich die Teilchen in warmer Luft schneller bewegen und daher … mehr Raum ausfüllen“[11]. In umgekehrter Weise zieht sich die Luft zusammen, wenn sie abgekühlt wird. Die Größe der Volumenzunahme bei der Wärmeausdehnung ist von der Menge Luft abhängig, die erwärmt wird.

Dass eine definierte Luftmenge nach dem Erwärmen mehr Raum ausfüllt, soll an einem einfachen Versuch gezeigt werden: Der Umfang eines bereits aufgeblasenen Luftballons wird an einer vorgegebenen Linie gemessen. Dann wird der Luftballon durch einen Haartrockner erhitzt, der Umfang wird erneut gemessen. Die Luft im Luftballon dehnt sich durch das Erwärmen aus, was zur Folge hat, dass der Umfang des Luftballons größer wird.

In engem Zusammenhang mit der Volumenzunahme bei Erwärmung steht die Tatsache, dass die Dichte der Luft bei Erwärmung abnimmt, „das bedeutet, dass 1 Liter Luft von 20° C leichter ist als 1 Liter Luft von 0° C. Dadurch lässt sich erklären, dass erwärmte Luft in einer Umgebung aus kühlerer Luft aufsteigt.“[12] Diese Eigenschaft der Luft wird trotz des engen Zusammenhangs zum Stundenthema in der heutigen Stunde allerdings nicht thematisiert. Es sei angemerkt, dass diese Eigenschaft nicht als Erklärung für das Springen der Münze verwendet werden kann.

3. Didaktischer Begründungszusammenhang

3.1 Bedeutsamkeit des Unterrichtsinhalts

Der Lerninhalt ist an der Lebenswirklichkeit der Schüler orientiert, da Luft ein immer vorhandenes Alltagsphänomen ist, ohne das wir nicht leben können. Luft umgibt die Schüler ständig: sie atmen sie ein, sie erleben sie als Luftwiderstand und Wind, sie erfahren ihre Wirkung beim Fahren mit dem Fahrrad. Durch den Umgang mit Luftballons, beim Aufblasen einer Luftmatratze, dem Spiel mit Seifenblasen und Papierfliegern kommen die Kinder mit Luft in Berührung, nutzen deren Eigenschaften und sammeln aktiv ihre Erfahrungen. Diese eher zufälligen und meist unbewussten Alltagserfahrungen gilt es aufzugreifen, bewusst zu machen, zu erklären, zu strukturieren, zu vertiefen und zu erweitern. Durch den Einsatz von kindgerechten Experimenten sollen die Schüler feststellen, dass Luft überall ist, Raum einnimmt, veränderbar ist, Kraft ausüben kann … Die Schüler lernen, bewusst wahrzunehmen und zu beobachten. Ihr Interesse für Luft und deren Eigenschaften wird geweckt. Sie geraten ins Staunen, beginnen Fragen zu stellen und Antworten zu suchen. Interesse für naturwissenschaftliche Themen überhaupt kann angebahnt werden.

Die Behandlung der Thematik Luft ermöglicht es den Schülern nicht nur Sachwissen bezüglich dieses Stoffes aufzubauen, zu vertiefen und anzuwenden, sondern bietet ihnen die Gelegenheit „grundlegende wissenschaftliche Vorstellungen zur Natur von Stoffen zu formen und naturwissenschaftlich forschende Arbeitsweisen zu erlernen.“[13] Damit üben sie methodische Fertigkeiten, die im naturwissenschaftlichen Unterricht immer wieder gefordert sein werden.

Gerade zum Thema „Warme Luft dehnt sich aus“ haben die Kinder kaum Vorerfahrungen oder konkrete Vorstellungen. Viele Kinder vermuten vor dem Unterricht, so Kahlert und Demuth, Luft könne man einfach erwärmen oder abkühlen, ohne dass sich dadurch ihre Eigenschaften ändern. Dass dies nicht der Fall ist, soll den Kindern exemplarisch an der Volumenveränderung gezeigt werden. Im Alltag ist die Volumenvergrößerung für die Kinder nicht wahrnehmbar, da z.B. durch eine Kerze erwärmte Luft nicht klar begrenzt oder eingeschlossen ist und somit ungehindert aufsteigen kann. „Erst Unterrichtsversuche mit eingeschlossenen, klar umgrenzten Luftmassen machen den Kindern deutlich, dass Luft nach dem Erwärmen einen größeren Raum einnimmt.“[14]

[...]


[1] (Ministerium für Bildung, 2006, S. 10)

[2] vgl. ebd. S. 10

[3] vgl. ebd. S. 8

[4] (Ministerium für Bildung, 2006, S. 15)

[5] (Crummenerl, 2006)

[6] vgl. (Drechsler-Köhler, o.A.) S. 67

[7] (Walkstein, 1989, S. 5)

[8] vgl.(Kahlert & Demuth, 2007, S. 11)

[9] (Lück, 1998, S. 58)

[10] (Drechsler-Köhler, o.A., S. 66)

[11] (Kahlert & Demuth, 2007, S. 13)

[12] (Drechsler-Köhler, o.A., S. 72)

[13] (Kahlert & Demuth, 2007, S. 9)

[14] ebd. S. 15

Ende der Leseprobe aus 21 Seiten

Details

Titel
Unterrichtsstunde: Warme Luft dehnt sich aus
Untertitel
Schriftlicher Entwurf der Lehrprobe zur Zweiten Staatsprüfung für das Lehramt an Grund- und Hauptschulen
Note
1,7
Autor
Jahr
2008
Seiten
21
Katalognummer
V91861
ISBN (eBook)
9783638055468
Dateigröße
839 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Unterrichtsstunde, Warme, Luft
Arbeit zitieren
Tina Herrmann (Autor), 2008, Unterrichtsstunde: Warme Luft dehnt sich aus, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/91861

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