Der Wasserkreislauf der Pflanzen

Autoren:
Publikation:	1.1.1997
Übersicht:	Experiment zur Beantwortung der Frage "Trinkt eine Blume?"
Ziele:	Ein Versuchsprotokoll entwerfen, um die Wasseraufnahme und den Wasserkreislauf der Pflanzen zu beobachten. Sich der Wasseraufnahme und des Wasserkreislaufs innerhalb der Pflanze bewusst werden.
Wortschatz:	Kreislauf
Dauer:	4 Unterrichtsstunden: eine Unterrichtsstunde à 45 Minuten für die Vorbe­reitung, gefolgt von drei Unterrichtsstunden für Beobachtung, Diskussion und Notizen, plus einige Stunden nach der Durchführung des Versuchs, am nächsten und am übernächsten Tag.
Material:	ein Blumenstrauß mit weißen Blumen (zum Beispiel Nelken) eine enge und durchsichtige Vase blaue Tinte Knetmasse ein Gummiband
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Wissenschaftliche Kenntnisse

Die Pflanze saugt mit den Wurzeln das Wasser aus dem Boden, um damit der Erde die Nährstoffe, die zu den verschiedenen Pflanzenteilen transportiert werden, zu entziehen. Das Wasser ist die einzige Quelle von Wasserstoff, der für den Mechanismus der Photosynthese benötigt wird.

Pädagogische Vorgehensweise

Ausgangssituation

Ein Kind hat einen Blumenstrauß mitgebracht, der in eine Vase gestellt wurde. Nach einigen Tagen stellen die Kinder fest, dass das Wasser in der Vase weni­ger geworden ist.

Hypothesen der Schüler

• Das Wasser "hat sich verflüchtigt".
• Die Blumen haben es getrunken.

Von den Schülern vorgeschlagene Experimente

Wenn man sagt, dass eine Blume Wasser trinkt, sieht man das Wasser nicht, weil es durchsichtig ist. Man muss das Wasser färben, um zu sehen, ob es in die Pflanze geht und sie färbt.

Von den Schülern durchgeführte Experimente

"Um besser sehen zu können, muss man eine weiße Blume nehmen." Die weiße Nelke wird in eine Vase gestellt. In der Vase ist Wasser, das mit blauer Tinte gefärbt wurde. Damit das Wasser nicht verdunstet, wird der Hals der Vase mit Knetmasse abgedichtet. Ein Gummiband wird über die Vase gestülpt, um den Wasserstand zu markieren.

Nach einigen Tagen stellen die Kinder fest, dass:

• die Pflanze die Farbe gewechselt hat, sie ist "blau geworden",
• der Wasserstand in der Vase gesunken ist,
• "die Pflanze das Wasser getrunken hat".

Arbeitsorganisation in der Klasse

Die Schüler werden in Vierergruppen aufgeteilt. Jede Gruppe hat vier weiße Blumen, eine Vase und gefärbtes Wasser.

Das Versuchsheft

Die Schüler zeichnen den Verlauf des Versuchs und die anfängliche Wasser­höhe in der Vase. Nach jeder Beobachtung zeichnen sie die Wasserhöhe und die Farbe der Blumen in ihr Heft. Sie zeichnen ihre Beobachtungen, den Weg des Wassers in der Pflanze und die Schlussfolgerungen der gesamten Klasse.

Bewertung

Die Schüler können ihr Versuchsprotokoll frei erstellen. In dieser selbständigen Phase kann eingeschätzt werden, ob sie das Phänomen der Wasserverduns­tung kennen und daran denken, die Vase abzudichten, um eine direkte Ver­dunstung des Wassers zu verhindern. Die Schüler werden gefragt, was aus dem von den Pflanzen aufgenommenen Wasser wird.

Kommentar der Lehrerin

Damit der Versuch gelingt, ist es unbedingt erforderlich, frisch geschnittene Blumen zu verwenden.

Ausflüge, Erweiterungen

Um falsche Vorstellungen zu vermeiden (siehe Reaktionen unten), muss dieser Unterrichtseinheit eine Unterrichtseinheit folgen, die das Phänomen der Trans­piration der Pflanzen aufzeigt (indem z. B. eine Pflanze in eine durchsichtige Plastiktüte eingewickelt wird). Diese Unterrichtseinheit kann ihrerseits durch einen Vergleich zwischen zwei Pflanzengruppen ergänzt werden: Eine Gruppe von Pflanzen, die gegossen werden, und eine Gruppe von Pflanzen, die nicht gegossen werden. Damit kann der Wasserbedarf von Pflanzen untersucht wer­den.

Reaktionen

15.9.98: Jean-François Castell, Wissenschaftler:

Ich habe den genannten Versuch (Absorption von gefärbtem Wasser durch Schnittblumen) mit meinem Sohn (10 Jahre) getestet und wir sind zu der Schlussfolgerung gekommen, dass wir mit diesem Versuch nicht erfahren, wo das Wasser hingeht. Mein Sohn hat richtig festgestellt, dass der Wasserstand sinkt und dass die Tinte durch die Leitbahnen der Blumen aufsteigt. Für ihn ist es also plausibel, dass die Blumen das Wasser aufgenommen haben, aber in diesem Fall hätte sich ihr Volumen deutlich verändern müssen.

Seine Folgerung ist also: Wo ist das Wasser hingekommen? Ich habe beschlos­sen das Spiel mitzuspielen, und wir haben den Versuch fortgesetzt (ich habe mich darauf beschränkt, ihm bei der Formulierung seiner Hypothesen zu helfen und ihm bei den etwas schwierigeren Schritten, wie dem Wiegen, der Fotome­trie, der Beobachtung der quantitativen Veränderungen des Pflanzengewebes und der Verdunstung, zur Hand zu gehen, um am Ende zu einer nicht allzu fal­schen Vorstellung der Mechanismen des Wasserkreislaufs der Pflanzen zu kom­men. All das, um Sie vor einer "etwas unangenehmen" Schlussfolgerung zu diesem Versuch zu warnen: Wenn Sie nicht aufzeigen, wo das aufgenommene und verdunstete Wasser geblieben ist, halten Sie die Idee aufrecht, dass es in der Pflanze eingelagert ist. Mit anderen Worten, selbst wenn eine Grünpflanze pro Woche 1 Liter Wasser aufnimmt, nimmt ihre Masse in der gleichen Zeit nicht um ein Kilo zu.

9.5.2000 Philippe Caillaud, Ausbilder:

Dieser Versuch ist in mehrfacher Hinsicht interessant, insbesondere, um sich neue Fragen zu stellen. Ich möchte jedoch vor allem über die Grenzen dieses Protokolls sprechen.

1. Ich frage mich, wie viele Schüler der 1. bis 3. Klasse in der Lage sind, sich einen solchen Ablauf auszudenken, ohne sehr stark von der Lehrerin angeleitet zu werden. (Was würden auf sich selbst gestellte Schüler machen?)
2. Welche biologische Fragestellung soll hier von den Schülern untersucht werden: Ist es die Wasserversorgung der Pflanze, so muss man eine Pflanze mit Wurzeln nehmen und damit rechnen, dass die Pflanze nur das Wasser und nicht den Farbstoff aufnimmt; oder handelt es sich um den Wasserkreislauf der Pflanzen, dann ist die Ausgangsfragestellung falsch.
3. Die drei "Feststellungen" der Schüler hängen nicht unbedingt zusammen: Die beiden ersten sind unabhängig und bei der dritten handelt es sich um eine völlig subjektive Interpretation der ersten beiden. Das kann übri­gens zu der in der ersten "Reaktion" zitierten Fragestellung führen: "Was wird aus dem Wasser?".
4. Ich bin der Ansicht, dass die Bedingungen, unter denen diese Anleitung in der Schule verwendet werden kann, und die genauen Bedingungen für die Fragestellung sorgfältig erläutert werden müssen.

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