Material

© FNR

Benötigtes Material

Zyklus 4

Dauer: 60 Minuten (bei Gruppenarbeit)

Benötigtes Material

  • Obst und Gemüse: Paprika, Brokkoli, Orange, Kiwi, Apfel, Kartoffel
  • Speisestärke (z. B. Maizena)
  • Esslöffel & Teelöffel
  • Messer & Schneidebrett
  • Mixer oder Mörser mit Stößel
  • Waage
  • Messbecher
  • Wasserkocher (oder Herdplatte & Topf)
  • Gläser oder durchsichtige Becher
  • Tasse
  • feines Sieb (oder Kaffeefilter)
  • Iod-Lösung1
  • Wasser
  • Pipette
  • Optional: Bildkarten (von Paprika, Brokkoli, Orange, Kiwi, Apfel, Kartoffel) zum Anbringen an der Tafel (siehe Zusatz PDF).

Das aufgelistete Material reicht für ein einzelnes Experiment. Je nach Vorgehensweise (Schüleranzahl, Einzel- oder Gruppenarbeit, o.ä.) musst du die angegebenen Mengen anpassen.

1 Eine Iod-Lösung (z.B. iso-Betadin) kannst Du in der Apotheke erwerben.

Sicherheitshinweise

Dieses Experiment ist ungefährlich.

Praktische Tipps

Die Bildkarten sind nicht zwingend erforderlich, erleichtern aber das Aufstellen einer Rangordnung an der Tafel.
Das Experiment kann selbstverständlich um andere Obst- und Gemüsesorten erweitert werden.
Eventuell kannst Du das Experiment mit einer Obst-/Gemüsesorte vorführen und die Schüler dann selbständig in Gruppenarbeit das Experiment mit den restlichen Sorten durchführen lassen.

Du hast weitere praktische Tipps? Dann kontaktiere uns hier.

Zum Konzept dieser Rubrik: Wissenschaftliche Methode vermitteln

Die Rubrik „Ideen für naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule“ wurde in Kooperation mit dem Script (Service de Coordination de la Recherche et de l’innovation pédagogiques et technologiques) ausgearbeitet und wendet sich hauptsächlich an LehrerInnen der Grundschule. Das Ziel der Rubrik ist es, Dich als LehrerIn mit kurzen Beiträgen dabei zu unterstützen, naturwissenschaftliche Methoden zu vermitteln. Hierzu ist es nicht nötig, dass Du bereits alles über das jeweilige Naturwissenschafts-Thema weißt. Sondern vielmehr, dass Du ein Umfeld schaffst, in dem die SchülerInnen experimentieren und beobachten können. Ein Umfeld, in dem die SchülerInnen lernen Fragen und Hypothesen zu formulieren, Ideen zu entwickeln und durch Beobachtung Antworten zu finden.

Wir strukturieren unsere Beiträge daher auch immer nach demselben Schema (Frage, Hypothese, Experiment, Beobachtung/Fazit)*, wobei das Experiment entweder selbständig in der Klasse durchgeführt wird oder durch Abspielen eines Videos vorgezeigt wird. Dieses Schema kann eigentlich für alle wissenschaftlichen Themen angewendet werden. 

Mit dem Hintergrundwissen liefern wir weiterführende Erklärungen, damit sich interessierte LehrerInnen informieren können und aufkommende Fragen beantworten können. Außerdem besteht so die Möglichkeit, dass die SchülerInnen selbständig auf science.lu die Erklärung recherchieren.

Wir hoffen, dass unsere Beiträge hilfreich sind und von Dir in der Schule genutzt werden können. Wir freuen uns über Feedback und Anregungen und sind gerne bereit, unsere Beiträge stetig zu optimieren. Hier kannst Du uns kontaktieren.

Eine andere Methode, um SchülerInnen Wissenschaft näher zu bringen, ist das schülerzentrierte „forschend-entdeckende Lernen“, wie es z. B. im SciTeach Center vermittelt wird. Mehr dazu unten in der Infobox.

*In der Praxis läuft der wissenschaftliche Prozess nicht immer so linear ab. Der Einfachheit halber gehen wir in dieser Rubrik jedoch immer linear vor.

Ablauf

Um Dich mit dem Ablauf und dem Material vertraut zu machen, ist es wichtig, dass Du das Experiment vor dem Unterricht einmal durchführst.

Möchtest Du die SchülerInnen das Experiment dokumentieren lassen? Am Ende dieses Artikels (über der Infobox) findest Du ein Forschertagebuch (zwei  A4 Seiten), welches deine SchülerInnen hierfür nutzen können.

Schritt 1: Stellt eine Frage und formuliert Hypothesen

Die Frage, die ihr euch in dieser Einheit stellt, lautet:

Welches Obst und Gemüse enthält am meisten Vitamin C?

Du kannst hier z. B. folgendes Obst und Gemüse verwenden: Paprika, Brokkoli, Orange, Kiwi, Apfel, Kartoffel.

Lasse die SchülerInnen Hypothesen (Behauptungen, Vermutungen) aufstellen und halte diese an der Tafel fest. Benutze die Bildkarten, um eine übersichtliche Ordnungsliste aufzustellen. Die richtige Antwort ist hier nebensächlich. Es geht vielmehr darum Ideen zu entwickeln und herauszufinden, was die SchülerInnen bereits wissen.

Schritt 2: Führt das Experiment durch.

Um herauszufinden, welches Obst oder Gemüse am meisten Vitamin C enthält, führen wir eine Farbreaktion mithilfe von Iod und Stärke durch. Bevor ihr das eigentliche Experiment durchführt, sollten die SchülerInnen wissen, wie Iod und Stärke miteinander reagieren und welcher Farbwechsel zu erwarten ist.

Stelle mit den SchülerInnen eine Wasser-Stärke-Lösung her: Löse 1 Esslöffel (EL) Stärke in 200 ml kochendem Wasser und schütte die Lösung in ein Glas. Gib einen Tropfen Iod in die Mischung. Beobachtet die Farbveränderung: Das Iod reagiert sofort mit der Stärke, die Lösung verfärbt sich schlagartig bläulich-violett.

Anhand der gleichen Farbreaktion können wir den Vitamin C-Gehalt der Obst- und Gemüsesorten messen. Wir lösen das Vitamin C aus dem Obst/Gemüse in Wasser und geben zuerst Stärke, dann Iod hinzu. Das Iod reagiert solange mit dem Vitamin C (hier sehen wir keine Farbveränderung), bis das ganze Vitamin C aufgebraucht ist. Ab dann fängt das Iod an mit der Stärke zu reagieren und die Flüssigkeit verfärbt sich schlagartig bläulich-violett. Je mehr Iod Du verwenden musst, bis die Flüssigkeit sich verfärbt, desto mehr Vitamin C war in der Lösung (und somit im Obst oder Gemüse).

Gehe folgende Schritte gemeinsam mit den SchülerInnen durch, aber lasse sie das Experiment selber durchführen:

  • Löse 1 Esslöffel (EL) Stärke in 200 ml kochendem Wasser (halbe Tasse).
  • Miss etwa 30 g von jedem Obst/Gemüse ab und schneide sie in kleine Stücke, die Du anschließend einzeln pürierst (mit dem Mixer oder dem Mörser).
  • Vermenge die pürierte Masse im Mörser mit 150 ml Wasser und rühre die Mischung etwa 1 Minute um.
  • Trenne die Flüssigkeit vom Fruchtfleisch, indem du die Mischung durch ein Sieb laufen lässt und die Flüssigkeit in einem zweiten Becher auffängst.
  • Miss 100 ml von der aufgefangenen Flüssigkeit ab.
  • Gib 1 EL der Stärkelösung hinzu und rühre um.
  • Nun füge unter stätigem Umrühren tröpfchenweise Iod zu der Flüssigkeit hinzu, bis sich die Flüssigkeit (endgültig) bräunlich-violett verfärbt. Benutze hierfür am besten eine Pipette.

WICHTIG: Notiere die Anzahl der Tröpfchen, die du dazugegeben hast, bis sich die Flüssigkeit bräunlich-violett verfärbt hat.

Auch WICHTIG: Diese Methode nennt sich Titration und wird häufig in der Chemie angewendet. Bei einer Titration wird nach und nach eine eindeutig definierte Lösung (eine Lösung mit bekannter Konzentration des gelösten Stoffes) zu einer zweiten Lösung zugegeben, bis ein Farbumschlag eintritt. Der Farbumschlag wird genutzt, um die Konzentration einer Substanz zu messen, in diesem Fall die Konzentration von Vitamin C in der Lösung. Die Konzentration von dem Vitamin C ergibt sich aus der Menge an verbrauchter Iod-Lösung. Sobald alles Vitamin C aufgebraucht ist, tritt der Farbumschlag ein, weil das Iod mit der Stärke reagiert. In Abhängigkeit von der Konzentration der Iod-Lösung und der Beschaffenheit der Stärke kann die Flüssigkeit eine blaue, violette, bräunliche oder schwarze Färbung aufweisen.  

Eine detaillierte Beschreibung der Titration findest du im Artikel:

Schritt 3: Beobachtet was passiert

Lasse die SchülerInnen berichten, was sie beobachtet haben. Wie viele Tropfen Iod haben die verschiedenen Fruchtflüssigkeiten aufgenommen, bevor sie sich verfärbt haben? Gab es einen Unterschied in der Menge der Iod-Tropfen? Welches Obst/Gemüse hat am meisten Iod aufgenommen? Welches am wenigsten? Stelle gemeinsam mit den SchülerInnen ein Ranking an der Tafel auf.

 

Schritt 4: Erklärt das Ergebnis

Welches Obst/Gemüse enthält denn nun am meisten Vitamin C, welche am wenigsten? Kommen die SchülerInnen selber auf die Schlussfolgerung? Wenn nicht, weise sie noch einmal auf deine Erklärung von Schritt 2 hin. Die Frucht, bei der am meisten Iod-Tropfen in die Flüssigkeit getröpfelt werden musste, ehe sie sich bräunlich-violett verfärbt hat, enthält am meisten Vitamin C.

Wir schlagen folgende Auflösung vor: Paprika > Brokkoli > Kiwi > Orange > Apfel > Kartoffel

Weitere Infos findest Du in der Infobox. 

Anmerkung: Du musst als LehrerIn nicht alle Antworten und Erklärungen bereits kennen. Es geht in dieser Rubrik „Ideen für den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Grundschule“ vielmehr darum den SchülerInnen die wissenschaftliche Methode (Frage – Hypothese – Experiment – Beobachtung/Fazit) näher zu bringen, damit sie lernen diese selbstständig anzuwenden. Ihr könnt die Antwort(en)/Erklärung(en) in einem weiteren Schritt gemeinsam in Büchern, im Internet oder durch Experten-Befragung erarbeiten.

Oft werfen das Experiment und die Beobachtung (Schritt 2 & 3) neue Fragen auf. Nimm Dir die Zeit auf diese Fragen einzugehen und Schritt 2 und 3 mit Hinblick auf die neugewonnenen Erkenntnisse und mit anderen Variablen zu wiederholen. Zum Beispiel fragen sich die SchülerInnen, wieviel Vitamin C denn jetzt in 30g Paprika enthalten ist. Um dies herauszufinden, könnt ihr das Experiment mit einer Vitamin C-Tablette wiederholen, von welcher der Vitamin C-Gehalt bekannt ist. Wie viele Iod-Tropfen „verschluckt“ die Vitamin C-Tablette? Das Ergebnis erlaubt es euch, einen Bezug zwischen der Vitamin C-Konzentration und den verbrauchten Iod-Tropfen aufzustellen und auf die analysierten Obst- und Gemüsesorten anzuwenden. (Achtung: am besten ihr löst die Vitamin C Tablette in 1 l Wasser und messt dann 25 ml von der Lösung ab bevor ihr das Iod hinzu tröpfelt.)

Autor: Yves Lahur (script), Michelle Schaltz (FNR), scienceRelations
Überarbeitung: Marianne Schummer (script), Olivier Rodesch (script), Michèle Weber (FNR)
Konzept: Jean-Paul Bertemes (FNR), Michelle Schaltz (FNR); Joseph Rodesch (FNR), Yves Lahur (script)

 

Lade Dir diese Experimentbeschreibung vollständig oder in Kurzfassung als PDF Datei herunter. 

Infobox

Hintergrundwissen – Vitamin C in Obst und Gemüse

Verschiedene Obst- und Gemüsesorten enthalten unterschiedlich viel Vitamin C. Als gute Lieferanten gelten Zitrusfrüchte wie Orangen und Zitronen. Ihr Vitamin C-Gehalt wird von einigen einheimischen Gemüsesorten übertroffen. Dazu gehören Kohlsorten wie Brokkoli, Rosenkohl und Grünkohl. Die Obstsorten mit dem höchsten Gewichtsanteil an Vitamin C kommen in Luxemburg in der Natur nicht vor: die Acerolakirsche (1 %), die Früchte des Camu-Camu-Strauchs (2 %) und die australische Buschpflaume (3 %). Am meisten Vitamin C enthalten frisches Obst und Gemüse im Rohzustand.

Da Vitamin C wasserlöslich und hitzeempfindlich ist, sollte Gemüse nur kurz und mit wenig Wasser gedünstet werden. Vitamin C ist außerdem lichtempfindlich und frisches Obst und Gemüse sollte dunkel und kühl gelagert werden. Ähnlich viel Vitamin C wie Zitrusfrüchte enthält auch die fettige Unterhaut von Walen. Da Menschen im nördlichen Polargebiet traditionell rohes Fleisch und rohen Fisch aßen, konnte ihr Vitamin C-Bedarf auf diese Weise gedeckt werden.

Vitamin C wird auch Ascorbinsäure genannt. Es kann von Pflanzen und den meisten Tieren selbst produziert werden. Menschen, Affen und Meerschweinchen müssen den lebenswichtigen Nährstoff aber über die Nahrung aufnehmen. Vitamin C stärkt die Immunabwehr und fängt schädliche freie Radikale im Körper ab. Außerdem benötigt der menschliche Körper Vitamin C, um ein festes Bindegewebe zu bilden. An der Vitaminmangelerkrankung Skorbut starben früher Seefahrer, die über einen längeren Zeitraum kein Vitamin C zu sich genommen hatten. Bei schwerem Vitamin C-Mangel löst sich das Bindegewebe an den Wänden der Blutgefäße langsam auf und die Betroffenen sterben an schwerem Blutverlust.

Behandelt werden Vitamine auf Seite 39 des luxemburgischen Schulbuches Mensch und Natur C4.1

Erweitertes Experiment

Da das Thema Vitamine recht komplex ist, ist es wichtig das Vorwissen der SchülerInnen in Erfahrung zu bringen. Wenn das Thema vorher noch nicht behandelt wurde, kannst Du vor dieser Einheit mit den SchülerInnen ein Brainstorming zum Thema Vitamine machen. Hier kann ein Mr. Science-Video (Minute: 00:00–0:41) als Einführung dienen. In den ersten 40 Sekunden dieses Videos erklären Mr. Science und Olivier Catani was Vitamine sind und wo wir sie finden.

Soll herausgefunden werden, welche Zubereitungsmethode am vitaminschonendsten ist, empfehlen wir folgenden Video-Beitrag: Welche Gemüsezubereitungsmethode zerstört am meisten Vitamin C?

Bei Schritt 3 kannst Du eventuell das Ranking der Schüler mit dem Ranking von Mr. Science im Video Welche Gemüsezubereitungsmethode zerstört am meisten Vitamin C? vergleichen. Die Auflösung befindet sich im Video: Minute 2:47–3:10.
Die Erklärung des Experimentes dieses Beitrags (Schritt 4) befindet sich ebenfalls im Mr Science-Video: Minute 4:33–5:20.

Ausflugsziele in Luxemburg und Umgebung zu diesem Thema

Die Robbesscheier in Munshausen bietet unter anderem pädagogische Aktivitäten zum Thema (gesunde) Ernährung an, die als Erweiterung zu diesem Experiment dienen können. Hier findest Du die Kontaktdaten, um Dich über die Angebote zu informieren:
Tel: (00352) 92 17 45 1
Email: info@touristcenter.lu
Webseite: http://www.robbesscheier.lu

Auch activités-nature der Stadt Luxemburg bietet Aktivitäten zum Thema Garten, Obst und Gemüse an. Hier findest Du die Kontaktdaten, um Dich über die Angebote zu informieren:
Tel: (00352) 4796 6160
Email: activites.nature@technolink.lu
Webseite: https://www.vdl.lu/de/leben/schul-und-weiterbildung/ihr-kind-der-schule/aktivitaeten-der-natur/angebotene-aktivitaeten

Hier findest Du weitere Links zu Wissenschaftskommunikatoren und Workshop-Anbietern.

Bietet Deine Institution auch pädagogische Aktivitäten in diesem Bereich an und möchtest Du auf science.lu verlinkt werden? Dann nimm bitte hier Kontakt mit uns auf.

SciTeach Center: Forschend-entdeckendes Lernen & Experimentiermaterial

Im SciTeach Center können sich LehrerInnen Info-, Experimentier- und Expositionsmaterial ausleihen und mit dem schülerzentrierten „forschend- entdeckenden“ Lernen vertraut machen.

Während unsere Rubrik darauf abzielt, den SchülerInnen die naturwissenschaftliche Methode anhand einer Anleitung näher zu bringen, geht es beim Konzept vom schülerzentrierten forschend-entdeckenden Lernen darum, den SchülerInnen selbst mehr Gestaltungsmöglichkeiten zu geben. Du gibst als LehrerIn nur ein paar Materialien oder Fragen vor. Die SchülerInnen entscheiden dann selbst, wofür sie sich interessieren oder was sie ausprobieren wollen. Als LehrerIn begleitest und unterstützt Du sie dabei.

Im SciTeach Center soll das Kompetenzlernen im naturwissenschaftlichen Unterricht gefördert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, bietet das SciTeach Center LehrerInnen die Möglichkeit,  gemeinsam mit anderen LehrerInnen und dem wissenschaftlichen Personal des SciTeach Centers neue Ideen und Aktivitäten für ihren naturwissenschaftlichen Unterricht zu entwickeln. Durch diese Zusammenarbeit soll auch das Vertrauen in den eigenen Unterricht gestärkt und mögliche Ängste gegenüber freiem Experimentieren abgebaut werden. Betreut werden die Veranstaltungen von wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen der Universität Luxemburg sowie von zwei Lehrerinnen.

Die Ausarbeitung dieser Rubrik wurde von science.lu in Kooperation mit dem Script (Service de Coordination de la Recherche et de l´Innovation pédagogiques et technologiques) durchgeführt.

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