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Anleitung
Biowissenschaften

Universität, Schule

Pädagogische Hochschule Bludenz

Note, Lehrer, Jahr

2, 2012

Autor / Copyright
Olga L. ©
Metadaten
Preis 6.50
Format: pdf
Größe: 1.35 Mb
Ohne Kopierschutz
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sternsternsternsternstern
ID# 34513







Sachunterricht in der Grundschule


Natur und Technik

Experimente: Wettererscheinungen


Inhaltsverzeichnis

1.     Einleitung. 2

2.     Lehrplanbezug. 3

3.     Allgemeine Lernziele. 4

4.     Ein einfaches Thermometer 5

5.     Das Barometer 8

6.         Die Sonnenmühle. 14

7.         Wolken in der Teekanne. 16

8.         Regentopf 18

9.         Woher der Wind weht 20

10.      Der Tornado in der Flasche. 22

11.      Der Wasserkreislauf im Glas 26

12.      Allgemeine Sachinformation über das Wetter 31

13.      Arbeitsblätter 40

14.      Literaturverzeichnis 47

15.      Anhang. 49

1.  Einleitung


Das Thema Wetter ist für jeden Menschen täglich präsent – immer und überall. Es handelt sich um ein Thema, das uns unser ganzes Leben lang beschäftigt. Der morgendliche Blick aus dem Fenster, um nach der aktuellen Wetterlage zu sehen, ist oft für die Lebens- und Freizeitgestaltung, sowie für das persönliche Wohlbefinden ausschlaggebend.


Die Auseinandersetzung mit dem Wetter ermöglicht ebenso ein Lernen, welches zu Hause oder direkt vor der Haustür stattfinden und mit allen Sinnen erforscht werden kann. Beschlagene Fensterscheiben oder ein „Dampfbad“ nach dem Duschen sind nur wenige Beispiele aus dem Alltag. Oft knallen die Türen zu – das kommt davon, dass die eine Seite der Wohnung in der Sonne liegt und die andere im Schatten – und schon knallt der so genannte „Zug“ die Türen zu.


Den Schülerinnen und Schülern soll bewusst gemacht werden, wie schnell man eigentlich wetterabhängig ist und vor allem wie das Wetter entsteht. Gerade bei der Freizeitgestaltung ist man oftmals eingeschränkt. Das Thema ist sehr komplex und soll somit mit einfachen Experimenten anschaulich und handlungsorientiert erarbeitet werden.


Im Rahmen der Übung „Sachunterricht – Natur und Technik“ wollen wir einen kurzen Überblick über verschiedene Experimente zum Thema „Wettererscheinungen“ geben. Das dazu benötigte Material, die geschätzte Dauer und die Beschreibung der Experimente sind in Kapitel gegliedert und in der Arbeit angeführt.


2.  Lehrplanbezug


Grundstufe 1: ELB Natur (Lehrplan der Volksschule, S. 130)


·         Begegnungen mit der Natur und dabei erste spezifische Arbeitsweisen und Fertigkeiten erlernen – Wetterbeobachtungen einfacher Art durchführen


Grundstufe 1: ELB Technik (Lehrplan der Volksschule, S. 133)


·         Umgang mit Objekten, dabei spezifische Arbeitsweisen kennen lernen – Objekte erkunden durch Messen (z.B.: Temperatur)


Grundstufe 2: ELB Natur (Lehrplan der Volksschule, S. 137f.)


·         3. SST: Begegnungen mit der Natur und dabei erste spezifische Arbeitsweisen und Fertigkeiten erlernen – Einfache Experimente planen, durchführen und auswerten

·         4. SST: Begegnungen mit der Natur und dabei erste spezifische Arbeitsweisen und Fertigkeiten erweitern, festigen und bewusst anwenden


Grundstufe 2: ELB Technik (Lehrplan der Volksschule, S. 145ff.)


·         3. SST: Weitere Kenntnisse über Kräfte und ihre Wirkungen erwerben – Wettererscheinungen (verschiedene Arten, Kennen und Beachten besonderer Gefahren: z.B.: Gewitter, Nebel, Sturm)

·         3. SST: Spezifische Arbeitsweisen erlernen – Langzeitbeobachtungen (des Wetters) durchführen und Tabellen anlegen

·         3. SST: Kenntnisse über Stoffe und ihre Veränderungen erweitern – Die Erscheinungsformen verschiedener Stoffe kennen und benennen (fest, flüssig, gasförmig), die Bedingungen für die Zustandsänderungen des Wassers kennen lernen (z.B.: Erhitzen, Abkühlen)

·         3. SST: Spezifische Arbeitsweisen erweitern: Experimentieren – Experimente mit Wasser durchführen (Verdunsten, Verdampfen, Gefrieren, Schmelzen), Ergebnisse von Experimenten festhalten (z.B.: Darstellung des Wasserkreislaufs)

·         4. SST: Spezifische Arbeitsweisen erlernen und anwenden – Experimente durchführen

·         4. SST: Spezifische Arbeitsweisen erweitern und anwenden: Experimente und Versuchsreihen – Experimente und einfache Versuchsreihen durchführen


3.  Allgemeine Lernziele


·         Die Kinder sollen sich einen Überblick über das umfassende Thema Wetter verschaffen können

·         Die Kinder sollen die Auswirkungen des Wetters auf das tägliche L.....[Volltext lesen]

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5.    Zum Schluss wird eine Skala auf einen Papierstreifen (Breite: 8 cm / Länge: 25 cm) gezeichnet und auf den Karton geklebt. Wichtig dabei ist, dass im Voraus der Nullpunkt festgelegt wird.

Dazu stellt man den Karton, auf dem der leere Papierstreifen angehalten wird, neben das Barometer (ACHTUNG: Dies sollte bei Zimmertemperatur gemacht werden!) und markiert die Stellung des Zahnstochers. von diesem Punkt ausgehend wird nun die Skala gezeichnet und mit einer Sonne oben und einer Regenwolke unten ergänzt. Dann wird die Skala noch auf den Kartonständer geklebt und das Experiment kann beginnen.



Fotodokumentation zu den Arbeitsschritten

Ergebnis


Ein Barometer ist ein Messgerät, das uns anzeigt, wie das Wetter wird. Wir können nicht genau feststellen, ob es nun regnen oder schneien wird, aber wir wissen, ob es „schön“ wird oder nicht. Das hängt mit dem Luftdruck zusammen. Luftdruck verändert sich, wenn das Wetter umschlägt. Durch die Veränderung des Luftdrucks sollte sich der Zeiger bewegen.

Dies sollte über einen längeren Zeitraum beobachtet und dokumentiert werden. Schlussendlich sollte ein Zusammenhang zwischen Zeigerausschlag und Wetter hergestellt werden können.


Sachanalyse – Hintergrundinformation


Was sagt uns ein Barometer?


Der Luftdruck wird in Pascal (Pa) angegeben. 1 Pa entspricht der Kraft von 1 Newton (N) auf einen Quadratmeter. 1 N entspricht 98,7 g Gewicht, also fast 100 g. Das Barometer gibt den Luftdruck in Hektopascal (hPa) an. 1 hPa ist gleich 100 Pa. Übliche Druckwerte in Meeresspiegelhöhe bewegen sich zwischen 960 und 1040 hPa.

Umgerechnet bedeuten 1000 hPa (= 100 x 1000 Pa = 100000 Pa), dass eine Luftsäule von 1 qm2 Grundfläche mit der Gewichtskraft von 10.000 kg oder 10 t auf dem Boden lastet. Von diesem Druck merken wir erstaunlicherweise nichts. Nicht einmal eine weiche Plastikflasche wird zusammengedrückt. Der Grund dafür ist, dass der Binnendruck in der Flasche und der Außendruck gleich sind.

Eine wirklich leere, das heißt luftfrei gepumpte Flasche würde unter Normaldruck wie unter einer Dampfwalze zusammengequetscht.


6.   Die Sonnenmühle


Benötigtes Material


·         Streichhölzer

·         Alufolie

·         Klebstoff

·         Schere

·         schwarzer Filzstift

·         leeres, großes Marmeladenglas oder Einmachglas

·         Faden

·         Schaschlikspieß/Holzspieß


Geschätzte Dauer: ca. 1 Stunde, danach Langzeitaktion


Schulstufe: 3./4. Schulstufe


Lernziele


·         Die Kinder sollen ihre eigene Sonnenmühle herstellen können.

·         Die Kinder sollen begründen können, warum sich die Mühle zu drehen beginnt.


Beschreibung/Durchführung des Experiments


1.    Die Kinder schneiden aus der Alufolie vier Rechtecke aus (3 x 3,5 cm).

2.    Zwei dieser Rechtecke malen sie mit dem Filzstift beidseitig schwarz an.

3.    Nun werden die Rechtecke an das Streichholz geklebt, dabei abwechselnd ein schwarzes und ein helles ankleben.


4.    Nach dem Trocknen knüpfen die Kinder den Faden an den Streichholzkopf und binden diesen an den Schaschlikspieß.

5.    Nun wird der Spieß quer über die Öffnung des Glases gelegt, so dass die Mühle frei im Glas hängt.

6.    Schließlich stellen sie das Glas an einen trockenen, sonnigen Platz.


Ergebnis


Die schwarzen Flügel der Mühle werden von der Sonne stärker erwärmt als die hellen und die Mühle beginnt sich zu drehen.


Sachanalyse – Hintergrundinformation


7.   Wolken in der Teekanne


Benötigtes Material


·         1 großes Glasgefäß (z.B.: gläserne Teekanne mit Deckel)

·         Streichhölzer

·         lauwarmes Wasser

·         schwarze Pappe


Geschätzte Dauer: ca. 10 Minuten


Schulstufe: 3./4. Schulstufe


Lernziele


·         Die KK sollen verschiedene Wettererscheinungen nennen und mit einfachen Worten beschreiben können.

·         Die KK sollen ein einfaches Experiment zum Bereich Wolken bzw. Nebel nachmachen können und grundlegende Arbeitsweisen des Experimentierens erwerben.

Beschreibung/Dur.....

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·         Die Kinder sollen mit einfachen Worten die Wettererscheinung „Wind“ erklären können.


Beschreibung/Durchführung des Experiments


1.    Aus dem Papier schneiden die Kinder ein rechtwinkliges Dreieck. Dieses falten sie einmal in der Mitte und bestreichen die Innenseiten mit Klebstoff.

2.    Nun legen sie das eine Ende des Strohhalms innen auf die Falz und kleben das Papier zusammen, so dass eine Fahne entsteht.

3.    Dann sticht man mit dem Nagel knapp hinter der Fahne durch den Strohhalm, die Perle wird auf den Nagel gesteckt, bis knapp vor den Strohhalm geschoben und den Nagel dann in das Ende des Holzstabes schlagen.

4.    Nun kleben die Kinder das Papier auf den Deckel des Schuhkartons und zeichnen mit dem schwarzen Filzstift die Himmelsrichtungen darauf.

5.    In der Mitte des Papiers bohren sie den angespitzten Holzstab durch den Deckel und befestigen ihn mit der Knete am Boden des Schuhkartons.

6.    Jetzt stellen die Kinder ihre Windfahne nach draußen an einen trockenen Platz. Achten Sie darauf, dass der Schuhkarton an den Himmelsrichtungen ausgerichtet ist (idealerweise mit Hilfe eines Kompasses).


Ergebnis


Der Wind drückt gegen die Windfahne. Die freie Spitze des Strohhalms wird sich daraufhin genau in die Richtung ausrichten, aus der der Wind kommt. So bietet die Fahne dem Wind möglichst wenig Angriffsfläche und die Kinder können die Windrichtung ablesen.


Sachanalyse – Hintergrundinformation


10.        Der Tornado in der Flasche


Benötigtes Material


·         2 große Plastikflaschen mit Schraubverschlüssen

·         1 Bohrer

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Beim Experiment „Flaschentornado“ kannst du Strudel erzeugen, die links oder rechts herum laufen. Wovon hängt das ab?


Bei Tornados wird die Luft wie auf einem Karussell um ein Zentrum („Auge“) herumgewirbelt. Die Luft wird in das Zentrum des Wirbelsturms „hinein gestrudelt“, denn im Zentrum ist der Luftdruck geringer als am Rand. Das ist bei „normalen“ Tiefdruckgebieten genauso. Sie haben nur weniger Energie und wirbeln langsamer als Wirbelstürme. Die Drehrichtung der „Luftstrudel“ ist nicht zufällig, sondern folgt klaren Regeln.


Tiefdruckgebiete drehen sich:


·         auf der Nordhalbkugel der Erde links herum (also gegen den Uhrzeigersinn)

·         auf der Südhalbkugel der Erde rechtsherum (also im Uhrzeigersinn)


Das hat etwas damit zu tun, dass sich die Erde um ihre Achse dreht.


Zwillingsverschlüsse für Colaflaschen findet man manchmal in den Souvenirläden der Wissenschaftsmuseen. Man kann sie aber auch aus zwei mit dem Rücken aufeinander geklebten Schraubverschlüssen selbst herstellen. Nur eine der beiden so verbundenen Flaschen wird mit Wasser gefüllt, die andere bleibt „leer“. Stellen Sie die Zwillingsflasche aufrecht, die mit Wasser gefüllte nach oben. Erstaunlicherweise bleibt das Wasser oben.


Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Wasser in die untere Flasche zu befördern. Leichtes rhythmisches Drücken, entweder der einen oder der anderen Flasche führt dazu, dass Luft von unten nach oben entweicht und durch das Wasser blubbert. Oder man hält die Flaschen etwa waagerecht. Auch dann kann die Luft der einen Flasche durch das Wasser der anderen ersetzt werden.

Am besten klappt es aber, wenn die Flaschen aufrecht gehalte.....

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Ergebnis


Nach einiger Zeit kann man beobachten, wie sich an der Frischhaltefolie kleine Wassertröpfchen bilden. Die Wärme im Zimmer führt dazu, dass das Wasser verdunstet und an der Folie kondensiert. Die Tropfen fallen zurück ins Glas und „gießen“ so die Pflanze. Die Pflanze wiederum gibt das aufgenommene Wasser durch Verdunstung wieder ab.

Der Wasserkreislauf funktioniert. Wenn alles gut vorbereitet war und kein Schimmel auftritt, kann die Pflanze, ohne gegossen zu werden, so lange in dem Glas überleben, bis der Platz für sie zu klein wird.


Sachanalyse – Hintergrundinformation


Der Einstieg in das Thema Wasser und Wasserkreislauf erfolgt mit folgendem Rätsel:


Ich kann kalt und warm sein, ich kann sogar heiß und eiskalt sein. Viele Menschen mögen mich, alle Menschen brauchen mich, aber nicht alle Menschen haben mich. Ich trete nicht immer in der gleichen Form auf und kann auch viele verschiedene Geräusche machen.


Im Anschluss werden ein paar allgemeine Dinge zum Thema Wasser besprochen. Beispiele dafür wären:

·         Wer braucht Wasser?

Menschen, Tiere, Pflanzen, …


·         Wir alle verbrauchen Wasser – nicht nur zum Trinken? Wofür noch?

Duschen, Wäsche waschen, WC-Spülung, …


·         Wie viel Liter Wasser glaubst du, verbraucht ein Mensch in Österreich pro Tag?

150 Liter


·         Aggregatszustände des Wassers klären (fest, flüssig, gasförmig)

Wasser kann sich verwandeln, man nennt dies auch die Aggregatszustände des Wassers.

Aus diesem Zustand

Wird dadurch

Dieser Zustand

flüssiges Wasser

gefriert bei 0°C

Eis (festes Wasser)

flüssiges Wasser

verdunstet

gasförmiger Wasserdampf

Eis (festes Wasser)

taut

flüssiges Wasser

Eis (festes Wasser)

verdunstet

gasförmiger Wasserdampf

gasförmiger Wasserdampf

kondensiert

flüssiges Wasser

gasförmiger Wasserdampf

gefriert

Eis (festes Wasser)


·         Erklärung anhand von Wort- und Bildkarten





·         Gibt es mehr Wasser oder mehr Land auf unserer Erde?

Wasser – fast ¾ der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Nur ein kleiner Teil davon entfällt auf Süßwasser (2,67%), der Rest – also über 97% - verteilt sich auf die Meere und einige Salzseen.


·         Wo verdunstet Wasser?

Das Wasser verdunstet in unseren Meeren, Seen, Flüssen, etc.


·         Warum regnet es?

Weil die Wolken gesättigt sind.


·         Was macht das Wasser, wenn es regnet?

Das Regenwasser fällt in kleinen Tropfen aus den Wolken und versickert im Boden.


·         Wohin fließt das Wasser, wenn es aus dem Boden herauskommt?

Es kommt in Form einer Quelle wieder aus dem Boden heraus.


·         Was ist Gr.....

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Wenn es auf wasserundurchlässiges Gestein trifft, kann es nicht weiter versickern. Das Wasser bildet unterirdische Seen oder fließt als unterirdischer Bach weiter. Schließlich kommt es an einer Stelle wieder an die Erdoberfläche. Eine Stelle, an der das Wasser aus dem Boden rinnt, nennt man Quelle. Es bilden sich Seen, Bäche und Flüsse. Das Wasser fließt ins Meer zurück und der Kreislauf beginnt von vorne.



12.        Allgemeine Sachinformation über das Wetter


Als Wetter bezeichnet man den spürbaren, kurzfristigen Zustand der Atmosphäre, der unter anderem als Sonnenschein, Bewölkung, Regen, Wind, Hitze und Kälte in Erscheinung tritt. Im physikalischen Sinne ist das Wetter der Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit. Wetterbestimmende Größen sind zum Beispiel: Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur.


Wusstest du schon, dass .

  • Sonne, Luft und Wasser die Grundvoraussetzungen dafür sind?
  • die Menschen früher die Götter für das Wetter verantwortlich machten?
  • sich die Erde jetzt in einer warmen Phase der Eiszeit befindet?


Wolken, Wind, Niederschlag und Gewitter sind Bestandteile des Wetters.

Die Wissenschaft, die sich mit dem Wetter und dem Klima beschäftigt, nennt sich Meteorologie. Meist stimmen die Vorhersagen, doch manchmal werden wir von einem Wetterumschwung überrascht.


Das Thermometer


Das Thermometer besteht aus:


·         einer Grundplatte: daran ist ein Glasrohr befestigt

·         einem Glasrohr: darin befindet sich eine .....

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Quellen & Links

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