Der Wasserkreislauf der Pflanzen

1 Der Wasserkreislauf der Pflanzen 2 Pflanzen brauchen Licht! 3 Die Keimung und das Licht

Autor/inn/en:
Publikation:	1.1.1997
Übersicht:	Experiment zur Beantwortung der Frage "Trinkt eine Blume?" 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.
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.
Angestrebte Kenntnisse:	Belebte Natur, Lebenserscheinungen bei Pflanzen
Dauer:	4 Unterrichtsstunden
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.

Wissenschaftlicher Terminus

Kreislauf

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/innen

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

Die Schüler/innen schlagen einen Versuch vor.

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.

Die Schüler/innen führen den Versuch durch.

"Um besser sehen zu können, muss man eine weiße Blume nehmen."
Die weiße Nelke wird in eine Vase gestellt, deren Wasser 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/innen werden in Vierergruppen aufgeteilt.
Jede Gruppe hat 4 weiße Blumen, eine Vase und gefärbtes Wasser.

Das Experimentierheft

Die Schüler/innen 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/innen 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/innen werden gefragt, was aus dem von den Pflanzen aufgenommenen Wasser wird.

Kommentar der/des Lehrenden

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

15.09.98: 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 derselben Zeit nicht um ein Kilo zu.

09.05.2000 Philippe Caillaud, Ausbilder am IUFM (Pädagogische Hochschule) von Aquitaine:

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.

Ich frage mich, wie viele Schüler/innen der 1. bis 3. Klasse in der Lage sind, sich einen solchen Ablauf auszudenken, ohne sehr stark von der/vom Lehrenden angeleitet zu werden. (Was würden auf sich selbst gestellte Schüler/innen machen?)
Welche biologische Fragestellung soll hier von den Schüler/innen 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.
Die drei "Feststellungen" der Schüler/innen 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?".
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.

Material

ein Blumenstrauß mit weißen Blumen (zum Beispiel Nelken)
eine enge und durchsichtige Vase
blaue Tinte
Knetmasse
ein Gummiband