Didaktische Hinweise Quarx

Didaktische Hinweise
Natur und Technik für Sek I
Quarx
21. Bottom verduftet
5:00 Minuten
Autor
Stichworte zum Inhalt
Zusammenfassung
Jann Frey
PH FHNW, Zentrum Naturwissenschafts- und Technikdidaktik
Diffusion, Gasaustausch bei Insekten
Die 26-teilige Reihe «Quarx» ist stark in der Lebenswelt der
Jugendlichen verankert. Aus der Perspektive der Jugendlichen wird
gezeigt, wie sich Fragen wissenschaftlich untersuchen lassen.
Die Protagonisten des Films heissen «Bottom», «Strange» und
«Charm» und sind um die 16 Jahre alt.
In der Episode «Bottom verduftet» bekommen es die Teenager mit
Riesenameisen zu tun. Dabei lernen sie unter anderem, wie sich Düfte
durch Diffusion ausbreiten und wie Insekten Sauerstoff aufnehmen.
Lernziele
Die Lernenden…
•
Bezug zum Lehrplan
…erkennen mögliche Konsequenzen physikalischer
Grundgesetze auf biologische Lebensformen.
Die unten aufgelisteten Themen werden im Film angesprochen und
sind im Lehrplan 21 verankert (in Klammern Angabe der
Nummerierung aus dem LP 21):
•
(NT.2.1) Chemie und Physik: Die Schülerinnen und Schüler
können Stoffe untersuchen, beschreiben und ordnen.
•
(NT.7.2) Biologie: Die Schülerinnen und Schüler können
Stoffwechselvorgänge analysieren und Verantwortung für den
eigenen Körper übernehmen.
Unterrichtsideen
Diffusion in verschiedenen
Aggregatzuständen
Im Film geht es zunächst darum, wie sich Gerüche im Raum
ausbreiten. Dies kann auf einfache Weise im Schulzimmer demonstriert
werden, indem eine Duftkerze oder ein Räucherstäbchen in einer Ecke
des Schulzimmers angezündet wird. Die Lernenden bleiben an ihren
Plätzen sitzen und melden sich, sobald sie den Duft wahrnehmen. Je
näher die Lernenden an der Duftquelle sitzen, desto eher werden sie
den Geruch wahrnehmen. So kann ganz einfach dokumentiert werden,
wie sich ein Duft von alleine im Raum ausbreitet.
Dasselbe Prinzip gilt auch für die spontane Verteilung von Farbstoffen
in Wasser. Dies kann untersucht werden, indem Lebensmittelfarbe oder
Tinte in einen grossen, durchsichtigen Wasserbehälter getropft wird.
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21. Bottom verduftet
Um die Diffusion zu verstehen, muss auf das Modell der kleinsten
Teilchen zurückgegriffen werden. Die kleinsten Teilchen verteilen durch
ihre stete Bewegung die Farbmoleküle gleichmässig. Die
Bewegungsgeschwindigkeit ist dabei von der Temperatur abhängig.
Dies kann demonstriert werden, indem das Experiment der
Farbdiffusion in kaltem und heissem Wasser wiederholt wird.
Nun können die Lernenden Alltagsprozesse zusammentragen, bei
denen die Diffusion eine Rolle spielt. Dabei kann zum Beispiel die
Extraktion von Aroma- und Farbstoffen aus Teeblättern diskutiert
werden. Anschliessend können sich die Lernenden überlegen, warum
sich Schmutz in heissem Wasser viel schneller löst als in kaltem
Wasser. Antwort: Die schnellere Teilchenbewegung der
Wassermoleküle bei hohen Temperaturen sorgt für eine bessere
Verteilung der Schmutzmoleküle.
Transportsysteme in
Lebewesen
Alle Lebewesen müssen Nährstoffe aufnehmen und transportieren und
Stoffwechselendprodukte abgeben. Dabei kommen verschiedene
Transportsysteme zum Einsatz, die auf unterschiedliche Weise reguliert
werden können. Jedes System hat seine Vor- und Nachteile.
Um verschiedene Transportsysteme miteinander vergleichen zu
können, überlegt sich je eine Gruppe von Lernenden an einem
Beispielorganismus (Insekt, Fisch, Säugetier), welche
Transportsysteme zum Einsatz kommen. Denkbare Fragen sind:
•
•
Wie wird Sauerstoff aufgenommen und zu den Zellen gebracht,
respektive Kohlendioxid abgegeben?
Kann der Transport vom Organismus kontrolliert werden?
Mögliche Antworten:
Transportweg
Insekten
Fische
Via Tracheen
direkt zu den
Zellen
Via Kiemen ins
Via Lunge ins Blut
Blut und mit dem und mit dem Blut
Blut zu den Zellen zu den Zellen
Kontrollierbarkeit Nur begrenzt
möglich.
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Wasser wird aktiv
durch die Kiemen
gepumpt,
Herzfrequenz
bestimmt die
Verteilung im
Körper
Säugetiere
Atem- und
Pulsfrequenz
können vom
Körper reguliert
werden.
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