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Benötigtes Material
Zyklus 3-4
Dauer: 20 Minuten (bei Zimmerpflanze)
Benötigtes Material
- Baum oder größere Zimmerpflanze
- Durchsichtige Plastiktüte (z. Bsp. Gefrierbeutel)
- Schnur, Klebe- oder Gummiband
- Wasser
Das aufgelistete Material reicht für ein einzelnes Experiment. Je nach Vorgehensweise (Schüleranzahl, Einzel- oder Gruppenarbeit, o.ä.) musst Du die angegebenen Mengen anpassen.
Sicherheitshinweise
Dieses Experiment ist ungefährlich.
Praktische Tipps
Wenn Du einen freistehenden Baum benutzen willst, solltest Du das Experiment im Frühling bzw. im Sommer durchführen. Zu diesen Jahreszeiten verdunsten die Bäume Wasser über ihre grünen Blätter.
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.
*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 Hypothese(n)
Die Frage, die ihr euch in dieser Einheit stellt, lautet:
Was passiert mit dem Wasser, das eine Pflanze über die Wurzeln aufnimmt?
Frage die SchülerInnen, was eine Pflanze zum Leben benötigt. Frage sie, nachdem Wasser genannt wurde, wie dieses in die Pflanze hineingelangt. Und wie es die Pflanze wieder verlässt. Lasse sie Hypothesen (Behauptungen, Vermutungen) aufstellen und halte diese an der Tafel fest. Sollte die Idee, dass das Wasser an den Blättern der Pflanze austritt, nicht genannt werden, führe die SchülerInnen darauf hin.
Die richtige Antwort zu finden 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, ob eine Pflanze das aufgenommene Wasser über die Blätter verdunstet, verpackt ihr gemeinsam einige Pflanzenblätter luftdicht in der Plastiktüte und beobachtet was passiert. (Sollte eine andere Hypothese lauten, dass das Wasser über den Stamm verloren wird, könnt ihr zusätzlich einen blattlosen Ast verpacken, oder ein Stück Stamm mit einer Folie abkleben).
Gehe folgende Schritte gemeinsam mit den SchülernInnen durch, aber lasse sie das Experiment selber durchführen:
- Suche einen geeigneten Baum nahe der Schule (ein belaubter Ast soll gut erreichbar für die Schüler sein) oder benutze eine Zimmerpflanze.
- (Gieße die Zimmerpflanze noch einmal.)
- Ziehe die Plastiktüte über einige Blätter eines Zweiges.
- Binde die Tüte luftdicht (soweit möglich) mit Klebeband ab oder schnüre sie zusammen.
- Kontrolliere nach einem, zwei und drei Tagen.
Schritt 3: Beobachte was passiert
Lasse die SchülerInnen beobachten, was passiert ist. Ab wann ist ein Resultat erkennbar? Was beobachten die SchülerInnen? Können sie durch ihre Beobachtungen darauf schließen, wie das Wasser die Pflanze verlässt? Lasse sie die Ergebnisse diskutieren.
Schritt 4: Erklärt das Ergebnis
Bäume und andere Pflanzen nehmen Wasser an den Wurzeln auf und leiten es durch feine Äderchen (Xylem) nach oben zu den Blättern. An den Blättern tritt das Wasser aus und verdunstet (Transpiration). 95% des aufgenommenen Wassers gelangt so vom Boden, durch die Bäume zurück in die Atmosphäre. In unserem Experiment kondensiert das verdunstete Wasser und sammelt sich in der Plastiktüte.
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 (blattloser Ast, Stamm) zu wiederholen.
Autor: Yves Lahur, Michelle Schaltz, scienceRelations
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. Ebenfalls verfügbar ist ein kleines Forschertagebuch, das Du den SchülerInnen aushändigen kannst, um das Experiment zu dokumentieren.
Infobox
Die Verdunstung von Wasser über die Blätter der Pflanze wird Transpiration genannt. Die Transpiration dient der Wärmeregulierung im Sommer und erzeugt gleichzeitig einen Transpirationssog. Der Transpirationssog ist ein Unterdruck, der zusammen mit anderen Mechanismen dafür sorgt, dass Pflanzen am Wurzelwerk Wasser aufnehmen können. Neben Wasser nehmen die Pflanzen an den Wurzeln auch Nährstoffe auf, die durch das Wasser in die weiter oben liegenden Pflanzenteile transportiert werden.
Transpiration kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen: durch die Spaltöffnungen (Stomata) und über die Cuticula. Stomata befinden sich meist an der Unterseite der Blätter. Sie bestehen im Wesentlichen aus zwei Schließzellen, die sich öffnen und schließen können, fast so wie die Lippen eines Mundes. Ein einzelnes Blatt kann sehr viele Spaltöffnungen besitzen. Sie regeln den Gasaustausch der Pflanze mit der Umgebung. Stomata können Kohlendioxid (CO2) aufnehmen und Wasser (H2O) und Sauerstoff (O2) abgeben. An der Ober- und Unterseite des Blattes befindet sich die Cuticula. Die Cuticula ist eine schützende Wachsschicht, durch die bei Wärmeeinfluss Wasser entweicht.
Bäume erfüllen durch die Verdunstung von Wasser eine wichtige Klimafunktion. Beispielsweise kann eine 150-jährige Buche an einem warmen Tag mehrere 100 Liter Wasser verdunsten. In einem Wald verdunstet auch der auf das Kronendach fallende Regen. Wenn die Krone das Wasser nicht mehr halten kann, fließt es zu Boden, wo es ebenfalls verdunstet oder versickert. Das Wasser in den über den Wäldern aufsteigenden Luftmassen kehrt nach 8-10 Tagen als Niederschlag auf die Erde zurück. Es leistet so einen wichtigen Beitrag zur Bewässerung von landwirtschaftlichen Nutzflächen. Durch Abholzung werden daher nicht nur Wälder zerstört, sondern auch die Austrocknung von Nutzflächen verstärkt. Eine detailliertere Beschreibung dazu wie Wälder das Wetter beeinflussen findest du im gleichnamigen Spektrum Artikel.
In folgendem Youtube Video wird erklärt, wie Bäume es hinkriegen das Wasser von den Wurzeln bis zu den Blättern (mehrere Meter!) zu transportieren: The Most Amazing Thing About Threes.
Weitere Experimente zum Thema Baum und Blätter gibt es auch in diesem Unterichtsmaterial des SciTeach Centers, die im Rahmen für den Unterricht in A/B-Wochen während der Corona-Pandemie entwickelt wurden. Die Aktivitäten können in den Unterricht eingebunden werden und/oder in einem A/B-Modus von den SchülerInnen individuell und selbstständig bearbeitet werden.
Folgende Institutionen bieten je nach Jahreszeit pädagogische Aktivitäten zum Thema Wald und Natur an, die als Erweiterung zu diesem Experiment dienen können. Hier findest Du die Kontaktdaten, um Dich über die Angebote zu informieren:
Das Naturschutzzentrum A Wiewesch der Administration de la Nature et des Forêts in Manternach.
Tel: (00352) 26 71 67-1
Email: awiewesch@anf.etat.lu
Webseite: https://environnement.public.lu/fr/natur-erliewen/centres-d_accueil/a-wiewesch.html
Das Naturschutzzentrum Biodiversum der Administration de la Nature et des Forêts in Remerschen (Baggerweihern)
Tel: (00352) 23 60 90 61-24
Email: biodiversum@anf.etat.lu
Webseite: https://environnement.public.lu/fr/natur-erliewen/centres-d_accueil/biodiversum.html
Das Naturschutzzentrum Burfelt der Administration de la Nature et des Forêts in Insenborn
Tel: (00352) 89 91 27
Email: burfelt@anf.etat.lu
Webseite: https://environnement.public.lu/fr/natur-erliewen/centres-d_accueil/burfelt.html
Das Naturschutzzentrum Ellergronn der Administration de la Nature et des Forêts in Esch-Alzette (Ellergronn)
Tel: (00352) 26 54 42 –1
Email: ellergronn@anf.etat.lu
Webseite: https://environnement.public.lu/fr/natur-erliewen/centres-d_accueil/ellergronn.html
Das Naturschutzzentrum Mirador der Administration de la Nature et des Forêts in Steinfort
Tel: (00352) 26 39 34 08
Email: mirador@anf.etat.lu
Webseite: https://environnement.public.lu/fr/natur-erliewen/centres-d_accueil/mirador.html
Das Musée Nationale d’histoire naturelle (MNHN) in Luxemburg
Je nach gebuchter Aktivität findet diese im MNHN oder in der näheren Umgebung (Grund), einem voher definierten Ort in der Natur (verteilt durch das Großherzogtum) oder im Naturmobil an der Schule statt
Tel: (00352) 462 233-312
Email: fschneider@mnhn.lu
Webseite: https://www.mnhn.lu/lu/visiten-an-animatioune-fir-gruppen/
Das Centre de jeunesse Hollenfels des Service nationale de la jeunesse (SNJ) in Hollenfels
Tel: (00352) 247-86430
Email: hollenfels@snj.lu
Webseite: http://www.hollenfels.snj.lu
Die Naturschoul in Lasauvage
Tel: (00352) 58 77 12 002
Email: nature.lasauvage@ecole.lu
Webseite: http://www.naturschoul.lu
Das Haus vun der Natur von nature&ëmwelt auf der Kockelscheuer
Tel: (00352) 29 04 04 –310
Email: /
Webseite: https://www.naturemwelt.lu
Die ASBL D‘Millen in Beckerich
Tel: (00352) 691 510 372 oder (00352) 691 510 370
Email: info@dmillen.lu
Webseite: https://www.dmillen.lu
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.
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, für was 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.
