Die Verdunstung von Wasser

Autoren:	Diese Unterrichtseinheit wurde von Lehrern der Grundschule in Charréard (Rhône) ausgearbeitet.
Publikation:	1.1.1997
Lernstufe:	2
Ziele:	Begriffliche Ziele: Wasserdampf und flüssiges Wasser als zwei Formen des gleichen Stoffes erkennen. Verstehen, dass Materie nicht verschwindet, selbst wenn sie mit dem Auge nicht mehr wahrzunehmen ist. Unterscheidung von Dampf, Beschlag, Rauch, Nebel Methodische Ziele: Lernen, etwas zu untersuchen, das man nicht wahrnimmt. Versuchsplanung Messungen durchführen, Messwerte sammeln. Die relevanten Parameter finden.
Wortschatz:	Beschlag, Nebel, Rauch, Wasserdampf, wasserdichte Oberfläche
Dauer:	4 Unterrichtsstunden von ca. 1 Stunde plus Zeit für tägliche Beobachtungen
Material:	Kleine durchsichtige Gefäße unterschiedlicher Form mit unterschiedlich großen "freien Oberflächen" Passende Deckel und Stopfen, dichte Folie, Gummibänder Thermometer
Herkunft:	La main à la pâte, Paris
Bewertung:	(noch keine Bewertung)

1. Unterrichtsstunde

Aktivitäten der Schüler

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

Möglicher Ablauf

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?"

Im Laufe einer Diskussion mit der gesamten Klasse, werden die anfänglichen Vorstellungen der Kinder gesammelt.

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 dem Wasser wird, wenn es verschwindet. Wie kann man das herausfinden? Welche Versuche und Beobachtungen müsste man machen?

In jeder Gruppe wird diskutiert. Die Schüler 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.

Es wird bestimmt, wie oft beobachtet werden soll: zwei Mal pro Tag. Außerdem werden Verantwortliche bestimmt, die den Verlauf der Versuche beobachten sollen.

Falls die Schüler 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 selbst kein vernünftiges Verfahren vorschlagen, schlägt die Lehrerin ihnen vor, den Wasserstand zum Beispiel an der Außenseite eines durchsichtigen Gefäßes zu markieren oder an einer aufgeklebten Papierskala abzulesen.

Die geplanten Versuche werden durchgeführt und die Beobachtungen mit Datum und Uhrzeit im Versuchsheft notieren.

3. Unterrichtsstunde

Die Schüler berichten über ihre Beobachtungen und stellen sie denjenigen der anderen gegenüber.

Beobachtungen der Schüler

• "Auf dem Heizkörper verschwindet das Wasser schneller."
• "Draußen verschwindet es aus den großen Tellern schneller als aus den kleinen."
• "Es verschwindet fast kein Wasser, wenn das Gefäß mit einem Deckel verschlossen ist."
• "Unter der dichten Folie bilden sich Tropfen."

Die Lehrerin fragt nach möglichen Beobachtungen. Die Schüler sollen eine Verbindung zur Anfangssituation herstellen. "Was ist gleich?" "Was ist anders?"

Übergang zur Versuchsplanung

Den Kindern wird vorgeschlagen genauere Vergleiche zu machen, indem immer nur eine mögliche Ursache für die Unterschiede betrachtet wird. Dazu werden sie gefragt, welche möglichen Ursachen sie herausgefunden haben ("freie Oberfläche", Temperatur, Verschluss des Gefäßes).

Jede Gruppe hat drei identische Gefäße mit der gleichen 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 identische Gefäße 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 Lehrerin sollte überprüfen, ob Gefäßart, Ort, An- bzw. Abwesenheit eines Deckels sowie Beobachtungsdatum und -zeit korrekt notiert werden.

4. Unterrichtsstunde

Beobachtungen der Schüler

• "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."

Die Schüler schlagen weitere Versuche vor. "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 achten.)

• "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 im Raum beschlagen."

Erklärung

Wenn man Wasser erwärmt, bildet sich Wasserdampf. Der Wasserdampf "wandert" durch die Luft und kühlt sich an den Fenstern ab. Die Fenster werden "beschlagen". (Der Wasserdampf kondensiert an der kalten Fensterscheibe.)

Das Gelernte formulieren

Die Kinder schreiben, was sie verstanden haben, in ihr Versuchsheft. Die Lehrerin hilft bei der Formulierung (Verdunstung, Wärme).

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 Lehrerin

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

Frage: 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, 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.

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