Aus dem Lehrplan zum Sachunterricht der Grundschule in NRW
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1 Aus dem Lehrplan zum Sachunterricht in der Grundschule in NRW (2003, Erprobungsphase) Der Sachunterrichtes soll die Grundlage schaffen „für weiterführendes Lernen, indem das Interesse von Schülerinnen und Schülern an den verschiedenen Bereichen des Sachunterrichtes gefördert wird.“ Bereiche: - Natur und Leben Technik und Arbeitswelt Raum und Umwelt Mensch und Gemeinschaft Zeit und Kultur Der Sachunterricht soll Fähigkeiten und Fertigkeiten vermitteln „mit denen Zugänge zu den zentralen Fragestellungen in den genannten Bereichen gefunden werden können und die mit den Verfahren eines wissenschaftsorientierten Lernens korrespondieren.“ Fähigkeiten und Fertigkeiten (auszugsweise): - Bewusstes Wahrnehmen, Beobachten, Beschreiben, Bestimmen, Untersuchen, Auswerten und Dokumentieren von Phänomenen - Planen und Herstellen von Gegenständen - Planen Durchführen und Auswerten von Experimenten - Beschaffen, Verarbeiten, Präsentieren von Informationen - Nutzen von Darstellungsformen wie Tabellen, Zeichnungen, Graphiken, Plänen und Karten - Erörtern und Bewerten von Ergebnissen Der Sachunterricht soll naturwissenschaftliche, technische, raumbezogene, sozial- und kulturwissenschaftliche, historische und ökonomische Kenntnisse vermitteln. 2 Durch den Sachunterricht „sollen bei den Schülerinnen und Schülern u.a. die folgenden Einstellungen und Haltungen angebahnt werden: - ... - kritisch-konstruktive Haltung zu Naturwissenschaft und Technik - verantwortlicher Umgang mit der natürlichen und gestalteten Lebenswelt und den Ressourcen - ...“ „Der Sachunterricht ist im Besonderen geprägt von den Formen des forschend-entdeckenden Lernens.“ Die von den Schülerinnen und Schülern im Alltag gewonnenen Erfahrungen, Vorstellungen und Erklärungsmodellen von der Welt sollen „durch handelnde Auseinandersetzung, Originalbegegnungen und anregungsreiche Lernsituationen systematisiert, erweitert, revidiert und in Richtung wissenschaftlich gültiger Aussagen weiterentwickelt“ werden. Bereich Natur und Leben / Unterrichtsgegenstände in den Klassen 1 und 2: - experimentelle Erfahrungen mit Wasser und Luft, Wärme und Kälte, Licht und Schatten machen in den Klassen 3 und 4: - Versuche mit Wasser, Luft und Schall durchführen und deuten Bereich Technik und Arbeitswelt / Unterrichtsgegenstände in den Klassen 1 und 2: - Modelle mit einfachen Werkstoffen bauen und dabei grundlegende Technikerfahrung machen in den Klassen 3 und 4: - Wirkungen und Wandlungen von Kräften untersuchen - Energiequellen und –formen sowie Möglichkeiten der Energieeinsparung kennenlernen 3 Unterrichtsthema Luft Die Tatsachen, - dass wir ständig Luft ein- und ausatmen, - dass ein starker Luftdruck auf uns lastet - dass Luft etwas Konkretes, Stoffliches ist, sind Schülerinnen und Schülern der Primarstufe meistens nicht bewusst. Zu Beginn kann man gemeinsam mit den Kindern auf deren Lebenswirklichkeit schauen und folgende Fragen diskutieren: - Wo ist Luft zu finden ? (Lunge, Luftballon, Schwimmreifen, Fahrradreifen, Fußball, Wind, überall?) - Wie kann ich Luft spüren, erleben? (Atmung, Ausströmen, Wind) - Kann man Luft sehen, riechen, schmecken, hören, anfassen? (manchmal ja, manchmal nein) - Was ist Luft eigentlich? Ist Luft nichts? Luft erleben, experimenteller Umgang mit Luft zum Einstieg - bewusst ein- und ausatmen - Luftballons aufblasen und sausen lassen - Luft selber strömen lassen / pusten - Luft in der Sprache - den Wind draußen auf der Haut spüren - fliegende Blätter, Samen flatternde Fahnen draußen beobachten - Drachen steigen lassen - vielleicht gibt es Naturphänomene zu sehen, die durch Luft entstanden sind? 4 Foto 1 Bäume Ein kurzer Blick in die Geschichte: Schon lange haben sich Wissenschaftler mit Luft und den Eigenschaften von Luft beschäftigt. Otto von Guericke erfand im Verlauf seiner Experimente 1650 die erste Luftpumpe. 1654 demonstrierte er öffentlich die „Magdeburger Halbkugeln“ und damit die Stärke des athmosphärischen Luftdrucks. 1774 entdeckten Joseph Priestley unabhängig von Carl Wilhelm Scheele den Sauerstoff. Später entdeckte er auch das Schwefeldioxid, die Stickstoffoxide und das Kohlenmonoxid. Er hat die in der Biologie bekannten „Priestley- Versuche“ durchgeführt, die zeigen, dass von Kerzenflammen, Mäusen und Pflanzen offensichtlich Luft gebraucht und verbraucht wird. Priestley war auch der Erfinder des Radiergummis Für Kinder wird ein solcher Naturforscher interessant, wenn sie nicht nur den Namen hören, sondern etwas aus dessen Leben erfahren. 5 Foto 2 Priestley Luft ist nicht nichts! Luft hat viele Eigenschaften! Es folgt eine Liste von Versuchen mit Luft und deren Deutung Sie eignen sich zum Einsatz: - bei einer Lernwerkstatt zum Thema Luft - beim Lernen an Stationen - bei der Projektarbeit - beim forschend- entwickelnden Unterrichtsverfahren 6 - als Demonstrationsversuche Wichtig bei allen Versuchen: Den Kindern Zeit zum Staunen (Verwunderung, Faszination) lassen! Gelegenheit zum freien Experimentieren, Ausprobieren, „Herum-Suchen“ lassen! Luft nimmt einen Raum ein (Mechanik, Raumerfüllung) - scheinbar leere Gefäße enthalten in Wirklichkeit Luft / Gefäße ganz unter Wasser halten, Luftblasen beobachten - Aufpumpen von Rollerschläuchen o.ä. und entlassen von Luft unter Wasser / Luftblasen beobachten Luft verdrängt Wasser (Mechanik, Raumerfüllung) - Gefäß mit Papiertaschentuch unter Wasser drücken Skizze 1 - Gefäß und „Schiffchen“ unter Wasser drücken Skizze 2 Luft ist ein Körper / 7 Wo ein Körper ist, kann nicht gleichzeitig ein zweiter sein von (Mechanik, Raumerfüllung) - ein Gegenstand (Gewicht) verdrängt Luft aus einem unter Wasser gedrückten Gefäß Skizze 3 - Luftballon in einer Flasche aufpusten (funktioniert nur, wenn die enthaltene Luft entweichen kann) Skizze B - Wasser hinein, Luft heraus - Luft hinein, Wasser heraus Skizzen 4 u. 5 Dieses physikalischen Experiment wurde in der Technik umgesetzt: Taucherglocke 8 Skizze 6 Luft kann in anderen Körpern eingeschlossen sein (Mechanik, Raumerfüllung) - Schwamm, Ziegelstein, Stück Brot unter Wasser tauchen und Luftblasen beobachten Luft übt eine Kraft aus (Mechanik, Luftdruck) - Luft lässt sich zusammendrücken und dehnt sich wieder aus (nebenbei wird gelernt: als gasförmiger Körper ist das Volumen von Luft veränderlich) Skizze 7 - Mit der Kraft zusammengepresster Luft kann ein Gegenstand angehoben werden 9 Foto 3 Hiermit lernen die Schülerinnen und Schüler das Grundprinzip hydraulischer Maschinen kennen, wie es z.B. bei einer Hebebühne in einer Autowerkstatt angewandt wird. Auch beim Aufpumpen eines Fahrradschlauches kann die Hebekraft zusammengepresster Luft beobachtet werden. - Strömende Luft kann einen Gegenstand bewegen (selbstgebaute Windräder, Windmühle) - Strömende Luft kann einen Gegenstand fortbewegen (Spiel mit Wattebäuschen, - selbstgebaute Segelboote) Der Rückstoß als Antriebskraft (Luftballonrakete, Rückstoßwagen) - Auf einen länglichen, aufgeblasenen Luftballon (nicht zugeknotet) wird vorne und hinten je ein Stückchen Strohalm angeklebt, dadurch wird ein Band geführt, welches quer durch den Klassenraum gespannt wird. Der Luftballon saust wie eine Rakete an dem Band entlang. Überdruck / Unterdruck, Einführung des Luftdruckbegriffs (Mechanik, Luftdruck - Wechselwirkung zwischen Über- und Unterdruck 10 Skizze 9 u. 10 - ein Dosenbarometer bauen - Verblüffende Versuche: Widerspenstiger Korken oder Flamme im Trichter Skizze 11 Skizze 12 - schwebende Karte (in strömender Luft nimmt der Druck um so mehr ab, je schneller die Strömung fließt / Bernoulli-Prinzip) Porträt des Schweizer Wissenschaftlers Daniel Bernoulli (1700-1782). 11 Luft trägt (Mechanik, Luftströmung) - einfache Flugobjekte bauen Aus der Geschichte: Von den ersten Flugversuche der Menschen / Erfinder bis zum heutigen Flugverkehr Luft hat ein Gewicht (Mechanik, Masse) - Zwei gleiche, aufgeblasene Luftballons an einer Balkenwaage. Einer wird mit einer Nadel zerstochen Skizze 13 - Ein Plastikball mit wenig Luft wird gewogen, mit einer Ballpumpe fest aufgepumpt und nochmals gewogen (1l Luft wiegt 1,3 g) - Trägheit der Luft / Versuch mit Zeitung und Brettchen 12 Skizze 14 Es gibt noch eine ganze Reihe von Versuchen mit Luft im Bereich der Mechanik. Ebenso gibt es viele Experimente mit Luft im Bereich der Akustik, da die Luft Überträger von Schallwellen ist. Luft hat unterschiedliche Temperaturen (Wärmelehre) - Messen mit dem Thermometer / Temperaturkurven erstellen Erwärmte Luft dehnt sich aus, wird leichter und steigt deshalb nach oben (Wärmelehre, Konvektion) - Heißluftballon ( eventuell selber bauen lassen) 13 Foto 4 Heißluftballon - Luftballon auf der erwärmten Flasche - Weihnachtspyramide Foto 5 Weihnachtspyramide Forscher- und Lerntagebuch anlegen lassen! 14 Überleitung zum Thema Wärmeleitung/Wärmespeicherung von Karsten (Sek.II) Literaturverzeichnis in der Power-Point Version!!
