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Institut Dr. Flad
Berufskolleg für Chemie, Pharmazie und Umwelt

Ausbildung mit Markenzeichen. Seit 1951.

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"Wasser - ein ganz besonderer Stoff"

von
Julia Müller
Sabrina Zimmermann

1. Aufgabenstellung
2. Reihenfolge der Ausarbeitung / Hinweise zum Vorgehen
3. Optimierung der Experimente
4. Erfahrungen mit Schülern des Fehling- Labs
5. Zusammenfassung
6. Anhang
7. Quellenverzeichnis
8. Bilder

 

1. Aufgabenstellung zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Aufgabe bei unserem Projekt war es, einfache Versuche mit Wasser für Grundschulkinder zu entwickeln, um ihnen einen Einblick in die faszinierende Welt des Wassers zu ermöglichen.

Wasser - ein ganz besonderer Stoff

  • Sinken, Schweben und Schwimmen
  • Verdampfen, Verdunsten, Kondensieren
  • Aggregatzustände, Wasserkreislauf
  • Wasser als Lösungsmittel für Pflanzenstoffe
  • Reinigung von verschmutztem Wasser (Filtrieren usw.)

Reihenfolge der Ausarbeitung / Hinweise zum Vorgehen:

  • Suche und Zusammenstellung von einfachen, charakteristischen Experimenten
  • Auswahl der besten Experimente
  • Bearbeitung und Optimierung der Experimente
  • Erprobung mit Schülern im Fehling - Lab
  • Ausarbeitung der zugehörigen Schüleranleitungen und Lehrerhintergrundinformationen

 

2. Reihenfolge der Ausarbeitung / Hinweise zum Vorgehen zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Unsere Projektarbeit lief unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Menzel, dessen Idee es war, ein Experimentierlabor für Kinder zu entwickeln: das Fehling-Lab.
Unsere Aufgabe bestand darin eine weitere Station des Experimentierlabors auszuarbeiten. Dafür mussten wir zu Anfang eine ausführliche Literaturrecherche in Bibliotheken als auch im Internet durchführen. Somit lag uns eine umfangreiche Auswahl an kindgerechten Experimenten vor. Daraus wurden die geeignetesten Versuche ausgewählt und auf ihre praktische Tauglichkeit geprüft.

Um Einblicke in die Arbeitsweise des Fehling- Lab's zu erhalten, durchliefen wir gemeinsam mit einer Klasse experimentierfreudiger Grundschüler das derzeitige Programm. Das Angebot setzt sich aus drei Stationen zusammen, die den Kindern die Welt der Gerüche, Farben und Kristalle näher bringt. Dadurch bekamen wir Anregungen auf unsere weiteren Ausarbeitungsmöglichkeiten. Somit wurde uns auch nahe gebracht, unsere Versuche möglichst mit Materialien aus dem Alltagsgebrauch auszustatten, damit den Kindern die Möglichkeit gegeben ist, die Experimente eigenständig zu Hause nachzustellen. Dadurch wird die Beschaffung aufwendiger Materialien auch für die Eltern und Kinder reduziert.

Ein weiterer Teil unserer Aufgabe bestand darin, selbständig mit einer Grundschulklasse die von uns entworfene Versuchsreihe durchzuführen. Dabei sollte der zeitliche Rahmen von 45 Minuten nicht überschritten werden. Dies veranlasste uns, den Aufbau der Durchführung lediglich auf drei bis vier Kurzzeitversuche zu beschränken.

Dadurch war uns ein weiterer Aspekt gegeben, nicht nur die Einfachheit der Versuchsreihen zu beachten, sondern auch den Kindern das Verständnis zu den Einzelversuchen bezüglich unseres Themengebietes zu veranschaulichen, trotz der zeitlichen Einschränkungen. Die zeitliche Begrenzung steht mit der Leistungskapazität des Kindes in Zusammenhang, um die Konzentration und Aufnahmefähigkeit nicht zu übersteigen/zu gewährleisten.

Wir stellten speziell zum Thema Wasser ein Experimentierheft zusammen. Dies ermöglicht den Kindern die Versuche selbständig zu Hause durchzuführen und den Eltern die neuen Erfahrungen aus dem Fehling-Lab zu präsentieren. Neben den dort vorgestellten Experimenten wurden noch weitere Kurzzeit- als auch Langzeitversuche aufgeführt. Hierbei soll das Interesse aufrechterhalten werden und eigene Ideen bezüglich der Erforschung ihrer Umwelt hervorgerufen und vertieft werden.

 

3. Optimierung der Experimente zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Bevor wir die praktische Experimentierreihe für das Fehling-Lab zusammenstellten, mussten die gesammelten Versuche auf Zeitpensum und die Durchführbarkeit von uns überprüft werden.

Vier der besten Kurzzeitversuche lagen uns schließlich für die Präsentation im Labor vor. Die restlichen nicht in dem Zeitplan unterzubringenden Versuche wurden als Erweiterung in die Experimentierbroschüre aufgenommen.

Dadurch konnten Anregungen, Tipps und Verbesserungsvorschläge zu den einzelnen Versuchen ebenfalls aufgefasst werden.

 

Kurzzeitversuch 1: die Seerose

Durch Variation verschiedener Papiersorten konnte beobachtet werden, dass die Dauer des Versuches zeitliche Unterschiede aufwies.

Kaffeefilterpapier: sehr schnelles Öffnen, nach Aufsaugen sinkt das Papier
Löschpapier: gemäßigtes Öffnen, Beschaffungsprobleme
Schreibpapier (kariert): zu langsames Öffnen, Papier saugt schlecht Wasser auf, kariertes Muster stört den optischen Eindruck
Druckerpapier: gemäßigtes Öffnen, bleibt ausreichend lange an der Oberfläche, ideal zum Bemalen
Zeitungspapier: schnelles Öffnen, sinkt nach kurzer Zeit, optisch nicht zu empfehlen

Ergebnis: Für diesen Versuch eignet sich am besten das Druckerpapier. Es weist die besten Eigenschaften auf, ist leicht im Alltag erhältlich und für die Kinder noch ideales Malpapier zur Verzierung der Papierblumen.

Kurzzeitversuch 2: steigendes Wasser

Durch den Langzeitversuch der sich färbenden Blumen, kamen wir auf die Idee diesen Versuch vereinfacht mit einem Strohhalm durchzuführen, da dieser einen geringeren Zeitaufwand mit sich bringt.
Des weiteren wollten wir diesen Versuch zuerst in einem Glas durchführen. Dadurch, dass die Kinder aber ihre eigenen Reagenzgläser im Labor vorliegen haben und auch mit nach Hause bekommen ist der Versuch in diesen Gefäßen besser durchführbar. Ebenso ist die anzufärbende Menge an Wasser, der Verbrauch wurde damit eingeschränkt und man erhält intensivere optische Eindrücke bei der Beobachtung der aufsteigenden Flüssigkeit. Bestes Farbergebnis der Anfärbung erzielten wir mit Tinte.

Bei den Strohhalmen wäre es von Vorteil, wenn diese transparent vorliegen.
Im Falle des Langzeitversuches sollten man darauf achten, dass eine weiße Blütenfarbe vorliegt.

Kurzzeitversuch 3: Mischungen

Verbesserung der Gerätschaften:
Das zuvor Marmeladenglas mit Deckel wurde gegen ein Reagenzglas mit einem Stopfen ausgetauscht. Somit haben die Kinder wiederum geringere Mengen, was erneute Vorteile des Anfärbens mit sich bringt.

Anfärbmethoden:
Lebensmittelfarben eignen sich sehr gut, um die Wasserphase anzufärben. Das Problem liegt darin, dass diese Farben nicht zum normalen Haushaltsinventar gehören. Bei dem Versuch bunte Schokolinsen (Smarties) in Wasser zu lösen, konnten wir erkennen, dass sich die Farben der Schokolinsen ebenfalls optimal zum Anfärben des Wassers eignen.

Kurzzeitversuch 4: Schifffahrt ohne Motor

Diese Versuchsmethode kam am besten in einem großen, flachen und transparenten Gefäß (Fotowanne) zur Geltung.
Die Optimierung bestand in der Variation der Kartonzuschnitten, die von Dreiecksformen bis hin zu Tiergestalten (z.B. Schildkröten, Fische,...) reichte.

Durch Erprobung dieses Versuches mit Grundschulkindern bemerkten wir ein Defizit an motorischer Geschicklichkeit der Kinder bezüglich des Malens und Ausschneidens. Daher fertigten wir einfache Vordrucke für die Kinder an, die ebenfalls in dem Experimentierheft beigefügt wurden. Bei der Erprobung unserer Versuche im Fehling-Lab brachten wir für die Kinder schon vorgefertigte (ausgeschnittene) Vorlagen mit.

 

4. Erfahrungen mit Schülern des Fehling- Lab's zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Einblick in den Tagesablauf des Kinderexperimentierlabors:

  • Ankunft der Schüler im Fehling-Lab an der Uni Stuttgart
  • Begrüßung und Einführung in die Sicherheitsvorschriften eines Labors
  • Vorschau auf das Tagesprogramm
  • Aufteilung in jeweils drei Gruppen
  • Aushändigung der Labormäntel, Schutzbrillen, Namensschilder, (Haarbänder für die Mädchen)

Nach dieser Prozedur begeben sich jede der eingeteilten Gruppen an eine im Labor vorzufindende Station. An diesem Tag wird das Farblabor gegen das von uns ausgearbeitete Wasserlabor ersetzt. Wir betreuten die Kinder und stellten mit großem Erfolg unseren planmäßigen Ablauf vor, der wie folgt aussah:

  1. Mischungen
  2. Schifffahrt ohne Motor
  3. Die Seerose

Reaktion der Kinder:

Die Kinder haben unser Programm mit großer Begeisterung aufgenommen. Sie arbeiteten sehr interessiert mit und legten eine enorme Beobachtungsgabe an den Tag. Wir konnten ihnen mit Hilfe dieser Versuche einen Einblick in die faszinierende Welt des Wassers ermöglichen. Es war zu beobachten, dass ihnen auf diese Art und Weise noch nie die Möglichkeit gegeben wurde, sich intensiver mit diesem alltäglichen Element zu beschäftigen. Die Freude an den Neuentdeckungen brachte die Kinder aus eigener Initiative dazu Fragen zu den einzelnen Versuchen zu stellen. Somit konnte die Neugierde bei ihnen weiter angeregt werden.

Auch kleine Optimierungen vor Ort konnte die Experimentierfreudigkeit der Kinder nicht zurückhalten. Die Änderungen wurden spontan von uns vorgenommen. Beispiel hierfür wäre die Methode klares Wasser an zu färben. Die vorherige Optimierung, das Wasser mit kindgerechten Mitteln (Smarties) zu colorieren, wurde im Labor schließlich von uns übernommen und lediglich vorgeführt. Zu starkes Schütteln brachte die Schokolinsen dazu nicht nur Lebensmittelfarbstoff, sondern auch die darunter anschließende Zuckerglasur abzulösen, wodurch das Wasser eingetrübt wurde und nichts mehr zu erkennen war.

Die beiden weiteren Versuche konnten wie geplant übernommen werden, da während der Arbeit mit den Kindern keine weiteren Komplikationen aufgetreten sind.

 

5. Zusammenfassung zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Das Thema : Wasser - ein ganz besonderer Stoff

Unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Menzel und in Kooperation mit dem Fehling-Lab bestand unsere Aufgabe eine neue Experimentierstation für das Kinderexperimentierlabor zu entwickeln. Dadurch waren Literaturrecherchen bezüglich kindgerechter Experimente zum Thema Wasser notwendig, die über Bibliotheken sowie über das Internet eingeholt wurden. Weitere Ausarbeitungen, Optimierungen der Versuche als auch Zusammenstellung der Broschüre fanden nach einem Schnupperkurs in die Arbeitsweise des Fehling-Labs an der Uni Stuttgart statt. Während unserer Ausarbeitung trafen wir uns mehrmals mit unserem Projektleiter, um ihn über den derzeitigen Stand zu informieren und mit ihm das weitere Vorgehen sowie Verbesserungsmöglichkeiten abzustimmen. Nach Fertigstellung des planmäßigen Ablaufes konnten wir unsere Versuchszusammenstellung nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch im Fehling-Lab einer Schulklasse als auch Dr. Spurk und seinem Team präsentieren.

Translation of the summary: "Water - a real special"

Under supervision of Prof. Dr. Menzel and in cooperation with the Fehling- Lab, one part of our project was to develop a new "experimental station" for this children's chemistry laboratory. Related to that part we had looked for special experiments for pupils. There we stood in need of researches in literature to the topic "water" and so we made numerous inquiries on the internet as well as in libraries.

After we had been allowed to get an impression of the working method of the Fehling- Lab at the University Stuttgart at Vaihingen there have been further elaborations, improvements of the series of tests but also a completion of the booklet with experiments for the pupils and also some information for their teachers. During the proceeding of the project, we came together with our instructor Prof. Dr. Menzel several times, informing him about the work at present and denying the further intentions as well as improvements to our topic.

At the end of the whole elaboration we managed to present our work to Dr. Spurk and his team at Fehling- Lab. We also were able to give an elemantary school class a trial in working with the new "lab station" and the project could be judged upon in a theoratical and also in a practical way.

Translation du resumé: "l'eau - une matière particulière"

Sous la direction de Prof. Dr. Menzel et en cooperation avec Fehling-Lab, il était notre tâche developper une nouvelle station d'expérience pour ce laboratoire chimie pour enfants.

Par là, il était aussi nécessaire de faire des recherches en literature pour des expériences spéciaux du thème "l'eau" pour des élèves. Nous pouvions rechercher nos informations du thème des bibliothèques et de l'internet.

Après on nous a mis au courant de la manière du travail à Fehling-Lab à l'Université Stuttgart à Vaihingen, nous avons eu des possibilités à perfectionner nos élaborations, les séries d'expériences et aussi le finissage d'une brochure d'essai pour les enfants ainsi que des feuilles d'informations pour leurs professeurs. Nous rencontrions avec notre conducteur Prof. Dr. Menzel pendant que l'élaboration du projet pour lui en même temps informer de l'état présent et parler du projet continuant ainsi que des possibilités de perfectionner la composition.

Aprés le finissage de projet, c'était nous rendues possible de présenter notre séries d'expériences non seulement Dr. Spurk et ses collaboratrices mais encore une classe d'enfants écoliers. Alors, on pouvait juger d'essai pratiquement et aussi en théorie.

 

6. Anhang zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Anhang:
Interessante Themen zur Gestaltung der einzelnen Unterrichtsfächer

  • Durchführung einiger Langzeitversuche in der Klasse
    z.B. Pflanzen im Klassensaal aufstellen und künstliche Bewässerung anlegen oder Ansetzen eines Mini - Gewächshauses, dabei Beobachtungen und Pflege über bestimmte Zeitspanne hinaus gewährleisten
    (Kinder sollen eine Aufgabe übernehmen, Verantwortungsbewußtsein soll geprägt werden)

  • Besprechung des Wasserkreislaufes
    Bild zum Ausmalen und Beschriften zum Veranschaulichen, welchen Weg das Wasser zurücklegt und in welchen Phasen es auftreten kann; Kann auch in Form einer Kindergeschichte zum Thema Wasser sein ("die Reise des Regentropfens" mit Illustration →  gleichzeitige Leseübung);
    In welchen Formen kommt Wasser auf der Erde vor (Gletscher, Schnee, Nebel, Luftfeuchtigkeit,....)

  • Brainstorming zum Themengebiet Wasser
    Sammlung von Wörtern, in denen das Wort Wasser vorkommt; Überlegung in der Klasse, was alles mit Wasser zu tun hat

  • Lebewesen im und am Wasser
    Welche Tiere und Pflanzen gibt es unter Wasser? Welche Tiere leben nur im Wasser? Gibt es auch Tiere, die im und gleichzeitig außerhalb des Wassers leben können? Wenn ja, welche? Wo und wann (ver)brauche ich Wasser?
    Betrachtung eines Tagesablaufes vom Aufstehen bis hin zum schlafen gehen; wo begegnet dem Schüler Wasser im Alltag? Wozu ist Wasser so wichtig?

  • Aus was bestehe ich denn überhaupt?
    Erklärung, dass der menschliche Körper auch aus Wasser besteht; Illustration z.B. aus der Lesereihe "Was ist Was?"

  • Der blaue Planet
    Betrachtung unserer Erde; Regionen mit Wasser im Überschuss, Regionen mit Wassermangel →  Erklärung der Problematik der Wasserverteilung/dem Wasservorkommen auf der Erde

  • Ausflüge
    z.B. mit den Kindern einen Ausflug an eine Bach, See oder ins Schwimmbad machen (Erkundung und Vergleich des umliegenden Gebietes), Besuch zum Wasserwerk, Besuch der Meerestiere im Zoo

  • Kunst & Co.
    Bilder vom erlebten Tag im Fehling- Lab; Bilder zum Thema Wasser (z.B. Unterwasserwelt, Aquarium aus Schuhkarton, Formen des Wassers in den vier Jahreszeiten,...)

  • Wasserquiz
    Erstellen eines Wasserrätsels aus den bearbeiteten Wasserthemen, Frage - Antwort - Spiel, Schätzspiele (welche Menge an Wasser passt in einen Fingerhut?...)...

  • Geschichte des Wassers
    Entstehung des Lebens im Wasser, ...wie alles begann... (siehe auch: Kunst von Keith Haring "Evolution")
    →  je nach Altersklasse!

  • Musik
    Instrumente mit Wasser (z.B. Gläser mit unterschiedlichen Wassermengen wie ein Xylophon anschlagen oder die Ränder kreisen →  ergibt Töne); Hörrätsel/ Wassergeräusche in unserer Umwelt (Plätschern eines Baches, Wasserhahn,...)

 

7. Quellenverzeichnis zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Internetrecherchen (Stand: Mai 2003):

  • http://www.geo.de/GEOlino/basteln_experimentieren
  • http://www.kindergarten-workshop.de
  • ZIRP- Zukunftsinitiative Rheinland-Pfalz Fort- und Weiterbildung: http://www.zirp.de/projekte/mint4you/experimente/mint
  • http://www.kluet.detmolder-schulen.de/wassertricks/slide0003.htm
  • Zentrale für Unterrichtsmedien: http://www.zum.de/public/wegerle.html
  • Chemie für Kinder und Jugendliche: http://www.cipsi-ag.de
  • http://www.lehrerweb.at/gs/projekte/u_projekte/wasser/
  • Sachunterricht 4: http://www.primarstufe.de/material1/material/wasser4/wasser4.htm

 

Literaturverzeichnis:

  • Mittendrin - ohne Wasser läuft nichts
    Das Buch zur ZDF - Fernsehserie
  • WAS IST WAS? Luft und Wasser, Band 48, Tessloff - Verlag
  • Hans Jürgen Press: "Spiel das Wissen schafft", Ravensburger
  • Wasser erkunden und erfahren
    Das Element Wasser für Klasse 5 - 7, RWW Verlag a.d. Ruhr
  • Mein erstes Buch vom Wasser, Tessloff - Verlag
  • 365 Tage Spaß im Jahr

 

8. Bilder zum Seitenanfang nach oben zum Seitenanfang

Wasser - ein ganz besonderer Stoff Wasser - ein ganz besonderer Stoff
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Wasser - ein ganz besonderer Stoff

 

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