Die Verdunstung von Wasser

Autor/inn/en:	Diese Unterrichtseinheit wurde von Lehrer/inne/n der Grundschule in Charréard (Rhône) ausgearbeitet.
Publikation:	1.1.1997
Lernstufe:	2
Übersicht:	4 Unterrichtsstunden, um zu verstehen, wie Wasser verdunstet.
Ziele:	Begriffliche Ziele: Wasserdampf und flüssiges Wasser als zwei Formen desselben Stoffes erkennen Unterscheidung von Dampf, Beschlag, Rauch, Nebel Methodische Ziele: Lernen, etwas zu untersuchen, das man nicht wahrnimmt Versuchsplanung Messungen durchführen, Messwerte sammeln Identifikation von relevanten Parametern
Angestrebte Kenntnisse:	Die gasförmigen und flüssigen Zustände von Wasser und ihre verschiedenen Erscheinungsformen in der Natur erkennen Verstanden haben, dass Wasser und Wasserdampf zwei Zustände desselben Stoffes sind und dass Materie nicht verschwindet, selbst wenn sie mit dem Auge nicht mehr wahrzunehmen ist.
Dauer:	4 Unterrichtsstunden von ca. 1 Stunde plus Zeit für tägliche Beobachtungen
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

1. Unterrichtsstunde

Wortschatz

- Beschlag
- Nebel
- Rauch
- Wasserdampf
- wasserdichte Oberfläche

Aktivitäten der Schüler/innen

Beobachten, Versuche durchführen, ein Versuchsprotokoll erstellen, ausprobieren, messen, Messwerte zusammentragen, in kleinen Gruppen diskutieren.

Pädagogisches Szenario

Pädagogische Vorgehensweise	Arbeit in der Klasse	Sprachliche Arbeit
Anfängliche Vorstellungen sammeln	gesamte Klasse	mündlich
Ein Experiment planen	kleine Gruppen	schriftlich und mündlich
Ein gemeinsames Versuchsprotokoll erarbeiten	gesamte Klasse und kleine Gruppen	mündlich und schriftlich
Gegenüberstellung der Ergebnisse	gesamte Klasse	schriftlich und mündlich

Ausgangssituation

Es hat geregnet. Auf dem Schulhof waren Pfützen zu sehen, die jetzt verschwunden sind. Die Kleidung war nass und jetzt ist sie trocken.
"Was ist da passiert?"

Diskussion mit der gesamten Klasse, um die anfänglichen Vorstellungen zu sammeln

Beispiele von Vorstellungen der Kinder

"Das Wasser der Pfützen ist weggeflogen."
"Die Sonne hat das Wasser getrocknet."
"Der Wind hat die Kleidung getrocknet."

Von den anfänglichen Vorstellungen zu einem Versuchsaufbau

"Wir möchten wissen, unter welcher/welchen Bedingung(en) das Wasser schneller trocknet und was aus ihm wird, wenn es verschwindet."
"Wie kann man das herausfinden?"
"Welche Versuche und Beobachtungen müsste man machen?"

Gruppenarbeit, um Ideen für durchzuführende Versuche zu sammeln

In jeder Gruppe wird diskutiert. Die Schüler/innen stellen ihre Vorschläge der Klasse vor.

Beispiele:
- Mehrere Gefäße nehmen und Wasser hineinfüllen;
- die Gefäße mit einem Deckel, einem Stopfen oder einer dichten Folie verschließen oder offen lassen;
- die Gefäße an verschiedenen Orten aufstellen (neben dem Heizkörper, im Schrank, auf dem Schulhof);
- die Kinder auffordern, ihre Gedankengänge deutlich darzulegen. Was wird in den einzelnen Fällen passieren? (Vorhersagen über die Auswirkung des Deckels, der Temperatur)

2. Unterrichtsstunde

Messungen durchführen, Messwerte sammeln

Die Gruppen erstellen eine Tabelle, in der die verschiedenen Versuche beschrieben werden, ebenso wie die Vorhersagen und die Erklärungen. Man sollte dafür sorgen, dass verschiedene Gefäße zum Einsatz kommen und dass diese an den unterschiedlichsten Orten aufbewahrt werden.

Der Beobachtungsrhythmus wird bestimmt (zweimal pro Tag).

Es werden Verantwortliche bestimmt, die den Verlauf der Versuche beobachten sollen:
- Falls die Schüler/innen sich nicht schon selbst eine Beobachtungsprozedur überlegt haben, werden sie aufgefordert zu erläutern, was beobachtet bzw. gemessen werden kann. Wie sieht/misst man, dass Wasser verschwunden ist?
- Falls die Schüler/innen selbst kein vernünftiges Verfahren vorschlagen, schlägt der/die Lehrer/in ihnen vor, den Wasserstand zum Beispiel an der Außenseite eines durchsichtigen Gefäßes zu markieren oder an einer aufgeklebten Papierskala abzulesen.
- Die geplanten Versuche durchführen und die Beobachtungen mit Uhrzeit und Datum im Versuchsheft notieren.

3. Unterrichtsstunde

Über die Beobachtungen Bericht erstatten und sie denjenigen der anderen gegenüberstellen

Beobachtungen der Schüler/innen:
"Auf dem Heizkörper verschwindet das Wasser schneller; draußen verschwindet es schneller aus den großen Tellern",
"Es verschwindet fast kein Wasser, wenn das Gefäß mit einem Deckel verschlossen ist",
"Unter der dichten Folie bilden sich Tropfen."
- Nach möglichen Erklärungen für die Beobachtungen fragen.
- Mit der Anfangssituation in Verbindung bringen;
- "Was ist gleich?"
- "Was ist anders?"

Übergang zur Versuchsplanung

Den Kindern vorschlagen genauere Vergleiche zu machen, indem immer nur eine mögliche Ursache für die Unterschiede betrachtet wird. Dazu die Schüler/innen fragen, welche möglichen Ursachen sie identifiziert haben ("freie Oberfläche", Temperatur, Verschluss des Gefäßes).

- Jede Gruppe hat drei identische Gefäße mit derselben Wassermenge und stellt diese Gefäße an verschiedenen Orten auf.
- Die "freie Oberfläche" der Gefäße variiert von Gruppe zu Gruppe (einige haben Teller, andere Karaffen).
- Einige Gruppen haben Gefäße desselben Typs wie andere Gruppen, verschließen sie aber mit einem Stopfen oder Deckel.

Im Versuchsheft sind Gemeinsamkeiten und Unterschiede sowie die Vorhersagen samt ihren Begründungen festzuhalten.
Jede Gruppe fertigt Schemata ihrer Versuche an und notiert ihre Ergebnisse ins Versuchsheft. Die/der Lehrende sollte überprüfen, ob Gefäßart, Ort, An- bzw. Abwesenheit eines Deckels sowie Beobachtungsdatum und -zeit korrekt notiert werden.

4. Unterrichtsstunde

Zusammentragen der Beobachtungen

Beobachtungen der Schüler/innen

- "Je wärmer es ist, desto schneller verschwindet das Wasser."
- "Je stärker das Wasser ausgebreitet ist, desto schneller verdunstet es."
- "Das Wasser verschwindet schneller, wenn kein Deckel auf dem Gefäß ist."
- "Wenn das Gefäß mit einem Deckel oder einer Folie verschlossen ist, bilden sich Tropfen."

Auf Vorschläge der Schüler/innen für ergänzende Versuche achten

"Je wärmer es ist, desto schneller verschwindet das Wasser. Dadurch kommen sie auf die Idee, Wasser zum Kochen zu bringen."
(Beim Wasserkochen auf die Sicherheit der Schüler/innen achten.)

Beobachtungen

- "Es erscheinen kleine Blasen und "Rauch" steigt über dem Gefäß auf."
- "Dann gibt es große Blasen im Wasser; das Wasser verschwindet ganz und die Fensterscheiben beschlagen."

Vorgeschlagene Interpretation

- "Der Wasserdampf bildet sich, wenn man Wasser erwärmt."
- "Der Wasserdampf wandert durch die Luft und bildet einen Beschlag, wenn er sich am Fenster abkühlt."

Das Gelernte formulieren

- Hilfe bei der Formulierung (Verdunstung, Wärme)
- Ins Versuchsheft schreiben lassen

Auf die Ausgangssituation zurückkommen...

... und auf andere Situationen des Alltags, in denen man Beschlag, Nebel oder Rauch beobachtet oder feststellt, dass etwas trocknet.
Die Situationen mit Hilfe des Gelernten erklären lassen.

Kommentar der/des Lehrenden

Diese Arbeit sollte sich über 4 bis 5 Wochen erstrecken mit 4 langen Unterrichtsstunden (ca. 1 Stunde) und mehreren kürzeren Abschnitten für Beobachtungen und zum Austausch.

Kann man in der 2. Klasse zu exakteren, "wissenschaftlicheren" Schlussfolgerungen kommen?
Folgende Schwierigkeiten sind aufgetreten:
Die erste vorgeschlagene Ausgangssituation (trocknende Wäsche) wurde zugunsten der zweiten (Wasserpfützen auf dem Schulhof) aufgegeben, weil letztere einen einfacheren Übergang zu den Versuchen in der Klasse ermöglicht. Es ist leichter für die Schüler/innen, das Wasser in den Pfützen zu sehen, als das Wasser in einem nassen Kleidungsstück.
Es ist schwierig, alle Ausgangshypothesen experimentell zu überprüfen.
Es gibt Schwierigkeiten bei der Versuchsdurchführung aufgrund der hohen Schülerzahl.
Es gibt Schwierigkeiten wegen des unterschiedlichen Kenntnisstandes der Kinder.

Das Versuchsheft:
- Probleme im Zusammenhang mit dem schriftlichen Ausdruck bei Kindern in dieser Altersgruppe.
- Schwierigkeiten beim schematisieren. Diesem Problem musste speziell Zeit eingeräumt werden.
- Fragen der/des Lehrenden über die Führung des Versuchshefts: Sollte man dieses Heft korrigieren?
- Welchen Platz sollte man der individuellen Arbeit im Vergleich zur Arbeit mit der gesamten Klasse oder vorgeschriebenen Aufgaben einräumen?

Material

Kleine durchsichtige Gefäße unterschiedlicher Form mit unterschiedlich großen "freien Oberflächen"
Passende Deckel und Stopfen, dichte Folie, Gummibänder
Thermometer