Entwurf zum Unterrichtsbesuch im Modul Physik Fachdidaktik und Modul DFB. Thema der Unterrichtseinheit: Wärmelehre

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1 Dr. rer. nat. Frank Morherr Lehrer im Vorbereitungsdienst am Studienseminar III für Gymnasien in Oberursel Entwurf zum Unterrichtsbesuch im Modul Physik Fachdidaktik und Modul DFB Thema der Unterrichtseinheit: Wärmelehre Thema der Unterrichtsstunde: Thermische Ausdehnung von Flüssigkeiten Fach: Physik Klasse: 7G2, 23 Schüler-7 Mädchen und 16 Jungen Schule: Henry-Benrath-Schule Am Seebach Friedberg (Hessen) Raum: NW 10 (Treffen vorher im Lehrerzimmer gegen 7:50) Datum: Zeit: 7:55-8:40 Ausbilder Physik: Herr Sach Ausbilder DFB: Herr Linnemann Schulleiterin: Frau Wesemann Herr D Alcamo

2 Analyse der Lerngruppe Die Lerngruppe 7G2, also 7. Klasse Gymnasium, hatte ich letztes Halbjahr schon in Physik. Ich unterrichte die Klasse mittwochs in den ersten beiden Stunden. Die Lerngruppe besteht aus 24 Schülern und Schülerinnen, 17 Jungen und 7 Mädchen. Die Disziplin lässt manchmal etwas zu wünschen übrig, so dass es ab und zu zwischendurch etwas laut wird. Mit dem Leisezeichen und nach Namen differenzierten Strichen an der Tafel für die Androhung von Zusatzaufgaben nach dem dritten Strich habe ich aber ganz gute Erfahrungen gemacht. Dies ist die fünfte Doppelstunde in diesem Halbjahr. Am leistungsstärksten ist Max, den ich in der Regel auch erst zum Schluss dran nehme, weil er aufgrund seines Vorwissens von Zuhause in der Regel bereits die richtige Antwort kennt. Sein Vater programmiert CNC-Maschinen und ich denke, dass er da auch entsprechend gefördert wird. Gleich danach kommt Vladislav. Vladislav verfügt über ein seinem Alter entsprechend gutes physikalisches Grundwissen, Max weit darüber hinaus. Gut beteiligen sich auch noch Antonio, Kim, Christopher, Lukas, Tayfur, Nick, Isabel und Eileen. Jenny hat sich früher sehr gut beteiligt, hat aber in letzter Zeit stark nachgelassen. Mittelmäßig beteiligen sich Vigo, Luca, Daniel, Vincent, Lukas, Emre, Paul und ab und zu noch Juliane. Vigo und Luca, sowie in letzter Zeit auch Daniel und Vincent haben aber oft das Problem, dass sie abgelenkt sind. Wenig bis gar nichts und teilweise nur, wenn man sie auffordert, sagen Julien, Karin, Melanie und Niklas und Leon, der erst seit diesem Jahr in der Klasse ist. Die Arbeit mit den Schülern im lehrerzentrierten Unterricht ist momentan, vielleicht auch aufgrund der altersgemäßen Entwicklung nicht ganz optimal. Die Lerngruppe schafft es häufig nicht, über einen längeren Zeitraum ruhig und aufmerksam dem Unterricht zu folgen. Um für mehr Aufmerksamkeit zu sorgen und die Lerngruppe mehr im Blick zu haben, bin ich im lehrerzentrierten Unterricht dazu übergegangen, einzelne Texte zu diktieren oder formulieren zu lassen, ohne sie an das Starboard zu schreiben. Dadurch vermeide ich auch Nachfragen, falls Schüler einzelne Wörter nicht lesen können. Bei der selbständigen Bearbeitung von Arbeitsblättern und bei Schülerexperimenten sind sie aber engagierter. Daher versuche ich, durch die Variation unterschiedlicher Phasen den Unterricht abwechslungsreicher zu gestalten. Auch das gegenseitige Zuhören kann noch immens verbessert werden. Vornehmlich Vigo, Luca, Daniel, Vincent und Jenny hören oft nicht zu, wenn ein anderer Schüler oder Schülerin etwas sagt und ich fordere Sie dann oft auf, es nochmals zu wiederholen, damit sie lernen, aufmerksam zu sein. Teilweise setze ich Schüler und Schülerinnen um, wenn sie sich stark gegenseitig ablenken. Analyse der Raumsituation Normalerweise findet der Unterricht in NW 2 statt. Dieser Raum verfügt leider nur über ein Starboard, dessen Möglichkeiten ich so gut es geht umfassend nutze, mit dem es aber öfters auch Probleme gibt. Für den UB bin ich in den Chemieraum NW 10 umgezogen, der außer dem Starboard noch ein Whiteboard besitzt. Außerdem werde ich das Starboard nutzen, um den Arbeitsauftrag zu zeigen und durchzusprechen, sowie das Whiteboard für die zentralen Fragen und zum Sammeln der Begriffe. Wenn im zweiten Halbjahr die Optik 2 ansteht, werde ich sowieso wieder die innenliegenden Chemieräume benutzen, aufgrund der Möglichkeit der kompletten Abdunklung. Kurzer Überblick zum Lernstand Der Lehrplan in der Klasse 7 sieht die Themen Wärmelehre 2, Optik 2 und Elektrizitätslehre vor. Am Übergang von der 6 zur 7 wird die Wärmelehre komplett, also zusammen mit der Wärmelehre 1 aus der 6 an einem Stück behandelt. Die ersten zwei Doppelstunden des

3 Schuljahres habe ich mittels Arbeitsblättern noch mal den Magnetismus von letztem Schuljahr wiederholt Dann wurden mittels des üblichen Experimentes, in dem man einen Draht magnetisiert und dann auseinanderbricht und wieder zwei Magnete erhält, die Elementarmagneten eingeführt, sowie den Unterschied zwischen einem magnetisierten und einem unmagnetisierten Stück Eisen. Vor zwei Doppelstunden habe ich dann mit der Wärmelehre begonnen. Zunächst wurden die Aggregatzustände und die Umwandlungen wie Verdampfen, Kondensieren, Schmelzen, Erstarren, Sublimieren und Desublimieren behandelt. Das Teilchenbild der Materie ist den Schülern aus der Klasse 6 vertraut, aber nicht der Zusammenhang der Temperatur mit der Teilchenbewegung. Der Temperaturverlauf beim Schmelzen und Sieden von Flüssigkeiten wurde behandelt. Durch Lesen im Buch sind die Schüler mit verschiedenen Wärmequellen und der Celsius-, bzw. Kelvinskala vertraut. Außerdem wurden in Aufgaben die schmelz und Siedetemperaturen verschiedener Stoffe behandelt. Allgemeine didaktische Überlegungen In vielen Bereichen der Physik ist es wichtig, an die Alltagserfahrung der Schüler anzuknüpfen: Problemorientiertes Unterrichten, Unterrichten von den Phänomenen her. Auch und gerade in der Wärmelehre ist dies das Ziel und es gibt viele Anknüpfungspunkte aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Am Abkühlverhalten von Flüssigkeiten wie Getränken lässt sich die Temperaturmessung einführen. Außerdem können die Schüler ihre Messung mit Ihrem mathematischen Wissen vernetzen und Ihre Kompetenz im Eintragen von Tabellen und im Zeichnen von Diagrammen fördern. Dies motiviert die Schüler, sich mit der Wärmelehre zu beschäftigen. Allerdings werde ich obiges erst in der nächsten Stunden behandeln. Ich habe hier den Zugang über das Schmelzen von Eis und das Sieden von Wasser gewählt, welches den Schülern ebenfalls von ihren Getränken und vom Kochen vertraut ist. Mittels eines Arbeitsauftrages haben sich die Schüler unter anderem mit Celsius und der Kelvinskala auseinandergesetzt. Sie haben aber noch kein Thermometer selbst geeicht. Dies soll im Rahmen der Unterrichtsstunde heute mitgemacht werden, da der Aufbau für die Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten identisch ist. Die Schüler sollen sich dadurch selbständig mit dem Thema der Wärmeausdehnung auseinandersetzen, dieses mit der Alltagserfahrung verknüpfen und sich weiter mit dem Entwickeln und der Durchführung von Experimenten schulen. Für das Eichen der Celsiusskala würde man den unteren Eichpunkt von 0 C mit Eiswasser erreichen. Dies ist prinzipiell kein Problem. Allerdings ist die Zeit zu kurz, um im Versuch soweit herunter zu kühlen. Für den oberen Eichpunkt müsste man Wasser zum Kochen bringen und die Schüler müssen mit kochendem Wasser experimentieren. Dies möchte ich aufgrund der Gefahr des heißen Wassers vermeiden. Daher werde ich zunächst selber das heiße Wasser aus einem Wasserkocher an die Gruppen verteilen, damit die Schüler erst mal qualitativ die Ausdehnung erkennen. Zum Eichen der Skala bekommen Sie ein richtiges Thermometer, mit dem Sie die momentane Wassertemperatur ablesen können und ihre Skala auf dem Glasstab eichen können. Dies ist auch legitim. In der Praxis eicht man ja ein neues Thermometer auch nicht mit kochendem Wasser, sondern mit einem geeichten Thermometer. Ich habe mich dagegen entschieden, die Funktionsweise des Flüssigkeitsthermometers vorher zu behandeln, weil ich damit schon das voraussetze, was die Schüler erst über die Ausdehnung von Flüssigkeiten lernen sollen. Da das Ausdehnen von Flüssigkeiten direkt an den Alltagsgegenstand Flüssigkeitsthermometer anknüpft, habe ich mich dazu entschieden, zuerst die Volumenänderung von Flüssigkeiten bei Erwärmung zu behandeln. Erst im Anschluss werde ich die

4 Volumenänderung von festen Stoffen und von Gasen behandeln. Mögliche Variationen, die ich jetzt aber verworfen habe, wären noch, an einige Gruppen engere Kapillaren zu verteilen, um den Unterschied der Steighöhe von der Rohrdicke zu demonstrieren, sowie an vier Gruppen mit Wasser experimentieren lassen und vier Gruppen mit Alkohol, um die unterschiedliche Ausdehnung von Alkohol und Wasser zu zeigen. Didaktische Überlegungen zur Unterrichtsstunde In der Unterrichtsstunde geht es um die Volumenänderung von Flüssigkeiten bei Erwärmung und den Nutzen in der Funktionsweise eines Flüssigkeitsthermometers. Die Lehrbücher [3] und [4] behandeln die Volumenänderung von Flüssigkeiten nur kurz, während sie die Anomalie von Wasser detaillierter behandeln. Grund kann sein, dass gerade diese Ausnahme von der Regel für uns von großer Bedeutung, wie das Überleben von Pflanzen und Tieren in einem See, entstehen von Schlaglöchern, Auflockerung des Bodens ist. Außerdem ist manchem bestimmt schon mal eine Flasche draußen im Winter geplatzt. Allerdings ist es erst einmal wichtig, dass die Schüler und Schülerinnen die Regel erkennen, und die Tatsache, dass es eine Volumenänderung gibt, bevor auf die Besonderheit von Wasser eingegangen wird. Die Volumenänderung von Flüssigkeiten ist daher von grundlegenderer Bedeutung. Für das Verständnis der Anomalie des Wassers benötigt man tiefere Einsichten in die Chemie, als das Teilchenmodell liefert. Die Volumenänderung von Flüssigkeiten ist daher auch verbindlicher Inhalt im Hessischen Lehrplan [1]. Das erste inhaltliche Ziel der Stunde ist die Volumenänderung einer Flüssigkeit bei Erwärmung. Diese wird zunächst als Phänomen wahrgenommen werden, wobei auch wenn wir nur Wasser verwenden, die Schüler und Schülerinnen die Erkenntnis gewinnen sollen, dass sich die meisten Flüssigkeiten bei Erwärmung ausdehnen. Als didaktische Reduktion schauen wir uns nur die Volumenänderung zwischen drei Temperaturen (Eiswasser, mittlere Temperatur und heißes Wasser) an. Hieraus kann man dann schon eine Proportionalität erschließen, ein Thema, welches die Schüler demnächst in Mathematik behandeln. Bei den Werten dazwischen wird stillschweigend angenommen, dass sie gleichmäßig verteilt sind. Dies ist für den Anfang auch ausreichend, kann aber zu Problemen führen, wenn dann die Anomalie von Wasser besprochen wird. Um erst einmal nur eine Volumenänderung wahrzunehmen, sind aber sogar zwei Temperaturen ausreichend und auch in Büchern wird die Celsiusskala immer nur mit zwei Temperaturen geeicht. Die Schüler und Schülerinnen sollten also erkennen, dass eine Flüssigkeit ihr Volumen verändert, wenn die Temperatur sich verändert. Die Schüler und Schülerinnen sollten zweites inhaltliches Ziel sollten erfahren, dass die Volumenänderung von Flüssigkeiten eher gering ist, denn der Volumenzuwachs ist nur im Steigrohr sichtbar ist, nicht im Wasserbecken, wo er ebenfalls stattfindet. Damit ein nachhaltiger Lerneffekt eintritt, könnte man ein Kennzeichen für guten Physikunterricht nach Duit [5] anwenden: Ein solches Experiment gibt Gelegenheit aus Fehlern zu lernen. Die Schüler und Schülerinnen entwickeln einen Versuchsaufbau selbst. Hier habe ich mich aber dagegen ausgesprochen, alle Schüler probieren zu lassen, sondern ich erkläre den Versuchsaufbau mit den Schülern gemeinsam im lehrerzentrierten Gespräch, da beim Aufbau auch einige Dinge zu beachten sind, wie keine Luft mehr im Kolben usw. Da die Schüler den Aufbau bis jetzt noch nicht gesehen haben, halte ich die Eigenentwicklung für zu gewagt. Außerdem müssten Sie dann schon wissen, nach was wir suchen, und dann brauchen wir den Versuch nicht mehr zu machen. Anknüpfungspunkte an die Alltagserfahrung der Schüler und Schülerinnen sind nicht so reichhaltig, wie bei der Volumenänderung von Festkörpern oder Gasen. Bei Festkörpern spricht man in der Regel von Eisenbahnschienen, durchhängenden Stromkabeln oder Dehnungsfugen an

5 Brücken. Bei Gasen kann man leicht einen Fußball betrachten, der wieder prall wird, wenn er in der Sonne liegt, oder eine Luftmatratze, die schlaffer wird, wenn sie ins Wasser kommt. Die Heizung [5] ist nur bedingt geeignet, weil keiner die Ausdehnung des Wassers sieht, und beim Gartenschlauch [4], der in der Sonne liegt, wird das Wasser nur warm, aber ich habe noch keinen gesehen, der geplatzt ist. Der Autotank, den man im Sommer nicht voll tanken darf, ist schon praxisorientierter, aber für die Schüler und Schülerinnen auch nicht so präsent wie die Trinkflasche. Ich habe mich daher für einen Einstieg entschieden, den Herr Kunder in seiner Lerngruppe erprobt hat. Hierbei werden die Schüler und Schülerinnen ausgehend von der Fragestellung Warum sind die Getränkeflaschen nicht randvoll? motiviert, sich mit dem Thema Flüssigkeiten auseinanderzusetzen und mögliche Gründe hierfür zu finden. Allerdings ist hier der Ausdehnungseffekt nur ein Aspekt und mit Sicherheit nicht der wichtigste. Denn in einer Getränkeflasche ist ja viel mehr Luft. Da spielt eher schon die Anomalie des Wassers eine Rolle, nämlich dass die Flasche nicht platzt, wenn die Flüssigkeit gefriert. Der Einstieg eignet sich also auch dafür. Viel wichtiger ist, dass man sich beim Trinken sonst total bekleckern würde, genauso wie die Flaschen bei der Abfüllung überlaufen würden und dann nicht mehr dicht wären. Vom Prinzip her habe ich im Ansatz das entdeckende und forschende Lernen nach Bell [6] gewählt. Die Vorteile dieses Ansatzes sieht Bell in der hohen Motivation, der Schulung der Problemlösekompetenz und der Kommunikationsfähigkeit der Schüler und Schülerinnen. Durch die gemeinsame bzw. vorgegebene Entwicklung des Experiments habe ich aber das Problem abgeschwächt, was Bell selbst sieht: die Schüler und Schülerinnen werden mit neuartigen Anforderungen ausgesetzt und sollten daher den Unterrichtsstoff am besten schon beherrschen, den Sie aber gerade erst lernen sollen. Die Annahme Ein Volumen dehnt sich beim Erwärmen aus kennen die Schüler noch nicht, aber in der Versuchsdurchführung wird beschrieben, wo ungefähr bei Beginn des Versuchs die Wassersäule zu stehen hat, so dass für die Markierungen sichergestellt ist, dass das ganze nicht überläuft oder der Wasserspiegel nicht zu sehen ist. Wichtig ist, dass die anderen Ideen der Schüler, wieso Getränkeflaschen nicht ganz voll sind, eben nicht verworfen wird, denn dies sind wie oben beschrieben auch eher die Hauptgründe. Es ist wichtig, klarzustellen, dass wir hier eben jetzt nur diesen einen Aspekt beleuchten. Es kann sein, dass die Schüler und Schülerinnen nicht darauf kommen, dass die Ausdehnung der Flüssigkeiten bei Erwärmung ein möglicher Grund ist. Dies ist auch nicht schlimm, sondern diese Eigenschaft sollen sie ja durch das Experiment erst erlangen. Daher würde ich auch nicht so lange fragen, bis einer darauf kommt, sondern einfach mit dem Experiment beginnen. Gibt man es selber vor, könnte es die Schüler und Schülerinnen eher demotivieren Zuerst wird es nur qualitativ um das Ausdehnungsverhalten gehen und die Schüler werden die Markierungen anbringen. Die Idee, dass man mit den Markierungen ein Thermometer bauen kann, wenn man es weiter unterteilt, wird erst im Anschluss entwickelt werden und kann auch in die nächste Stunde verlagert werden, indem man die Markierungen an den Stäben belässt. Benutzt man zwei Flüssigkeiten, werden die Schüler bereits erkennen, dass die Markierungen zu ähnlichen Temperaturen unterschiedliche Abstände haben. Nachdem die Schüler und Schülerinnen in Gruppen das Experiment durchgeführt haben, könnten sie das Ergebnis ihres Experiments auf Folie den anderen präsentieren. Dies halte ich bei diesem Experiment aber aufgrund des ähnlichen Ausgangs nicht für zielführend und dauert auch zulange, zumal die Schüler schon während des Experiments bei den anderen Gruppen schauen werden. Die Auswertung des Experiments werde ich ins Plenum holen und an die Fragestellung am Anfang erinnern. Mit dem Treibstofftank, der im Sommer nicht ganz voll sein sollte bekommen die Schüler und Schülerinnen einen weiteren Realitätsbezug. Als Anwendung werde ich aus

6 Leifiphysik die Sprinkleranlage zeigen. Zum Abschluss der Stunde teile ich noch für die Vertretung in der zweiten Stunde einen Selbsteinschätzungsbogen aus, in dem die Schüler selbst eintragen können, wie fit sie sich in den einzelnen Bereichen fühlen und mit dem Hinweis, wo Sie bei Bedarf in der zweiten Stunde oder zu Hause nachlesen können. Stundenziele und Kompetenzen (Didaktischer Schwerpunkt) Die Schüler und Schülerinnen sollen erkennen, dass Flüssigkeiten ihr Volumen temperaturbedingt verändern, indem Sie die Volumenänderung einer Flüssigkeit zunächst qualitativ, und gegebenenfalls quantitativ im Sinne der Skaleneinteilung, bei drei unterschiedlichen Temperaturen erfassen. selbständig nach Anleitung einen Versuch aufbauen und durchführen können. den Zusammenhang und die Funktionsweise mit einem Flüssigkeitsthermometer erkennen lernen, zusammen zu experimentieren und sich zu unterstützen den Zusammenhang des Experiments mit Alltagsgegenständen (Flüssigkeitsthermometern) sehen den Zusammenhang des Experiments mit alltäglichen Dingen sehen (Warum sind Flaschen nicht ganz voll? Warum sollte man um Sommer nicht voll tanken? Sprinkleranlage) Fertigkeiten beim Einzeichnen und in der nächsten Stunde aufteilen einer Skala erlangen fächerübergreifend anknüpfen an das in der 7. Klasse demnächst behandelte Thema in Mathematik der Proportionalität Geplanter Tabellarischer Verlauf: Siehe unten.

7 Literaturverzeichnis [1] Hessisches Kultusministerium (Hrsg.) (2010): Lehrplan Physik. Gymnasialer Bildungsgang der Jahrgangsstufen 5G bis 9G und gymnasialer Oberstufe, Wiesbaden. [2] Dorn,Bader: Physik Mittelstufe; Schroedel 1980 [3] Meyer, Schmidt (Hrsg): Physik Gymnasien; Duden Paetec Schulbuchverlag 2010 [4] Appel,Glas,Schröder,Serret: Spektrum Physik 6/7; Schroedel 2006 [5] Breuer, Fösel, Lichtenberger, Liebers: Fokus Physik 6; Cornelsen 2007 [6] Breuer, Fösel, Lichtenberger, Liebers: Fokus Physik 7; Cornelsen 2007 [7] Bresler, Heepmann, Obst, Ramien: Physik Natur und Technik Grundausgabe; Cornelsen 2008 [8] Kramer, Martin: Physik als Abenteuer ;Band 1 u. 2; AVD [9] Meyer, Hilbert: Unterrichtsmethodik I+II (Theorie + Praxisband); Cornelsen Scriptor, Berlin 2005 [10] Meyer, Hilbert: Was ist guter Unterricht; Berlin 2007 [11] Mikelskis, Helmut: Physikdidaktik, Praxishandbuch für die Sekundarstufe I und II; Berlin Cornelsen [12] Mikelskis-Seifert, Rabe: Physikmethodik. Handbuch für die Sekundarstufe I und II; Berlin Cornelsen 2007 [13] Muckenfuß, Heinz: Lernen im sinnstiftenden Kontext. Entwurf einer zeitgemäßen Didaktik des Physikunterrichts; Berlin, Cornelsen 1995 [14] Duit, R.: Der Physikunterricht nach den TIMSS und PISA Schocks, Didaktik der Physik- Frühjahrstagung Kassel, 2006, S [15] Kunder, Daniel: UB Verlaufsplan, 2011 [16] Horstkemper, Marianne: Fördern heißt diagnostizieren. Pädagogische Diagnostik als wichtige Voraussetzung für individuellen Lernerfolg, Friedrich Jahresheft, 2006 [17] Kliemann, Sabine: Praxisbuch: Diagnostizieren und Fördern in der Sekundarstufe I, Cornelsen [18] Arnold, K.-H.: Diagnostische Kompetenz erwerben. Wie das Beurteilen zu lernen und zu lehren ist, in: Pädagogik, Heft 51, Weinheim (1999) [19] Brunner, I., Häcker, Th., Winter, F. (Hrsg.): Das Handbuch Portfolioarbeit: Konzepte - Anregungen - Erfahrungen aus Schule und Lehrerbildung, Stuttgart 2008 [20] Grunder, H.-U., Bohl, Th.: Neue Formen der Leistungsbeurteilung in den Sekundarstufen 1 und 2., Weinheim 2004 [21] Ingenkamp, K.: Pädagogische Diagnostik, in: Roth, L. (Hrsg.): Pädagogik. Handbuch für Studium und Praxis, München 1991 [22] Jürgens, E.: Leistung und Beurteilung in der Schule, Academia-Verlag 2005 [23] Kretschmann, R.: Pädagnostik zur Förderung der Diagnosekompetenz von Lehrerinnen und Lehrern, in: Bartnitzky, H.; Speck-Hamdan, A. (Hrsg.): Leistungen der Kinder wahrnehmen, würdigen, fördern, Arbeitskreis Grundschule, Frankfurt 2004 [24] Sacher, W.: Leistungen entwickeln, überprüfen und beurteilen, Bad Heilbrunn 2004 [25] Winter, F.: Leistungsbewertung. Eine neue Lernkultur braucht einen anderen Umgang mit den Schülerleistungen, Hohengehren (2004) [26] Zeitschrift SchulVerwaltung spezial, Nr. 3/2005: Pädagogische Diagnostik, Hilfen zum (besseren) Lernen, Kronach 2005

8 Selbstdiagnosebogen zur Wärmelehre - Wie gut schätze ich mich selbst ein - Kreuze bei den nachfolgenden Aufgaben an, wie gut Du Dich bei Ihrer Bearbeitung fühlst. Sei ehrlich zu dir selbst! Dieser Bogen wird nicht benotet. In der letzten Spalte ist angegeben, wo Du Dich im Buch selbständig darüber informieren kannst. Wie sicher fühlst Du Dich bei den Aussagen Hier kannst Du im Buch nachschauen 1 Ich kann die vorkommenden Buch S. 93 Aggregatzustände benennen. 2 Ich kann die Übergänge zwischen den Buch S Aggregatzuständen benennen. 3 Ich weiß, was mit der Temperatur bei Buch S. 95 Zustandsänderung passiert. 4 Ich kenne die Schmelztemperatur von Buch S. 94 Wasser. 5 Ich kenne die Siedetemperatur von Wasser Buch S Ich kenne dass Teilchenmodell. Buch S Ich kann bei einem Brand anhand von Buch S. 95 Schmelztemperaturen feststellen, welche Temperaturbereich geherrscht hat 8 Ich kann erklären, warum sich Wasser höchstens für ein Zimmerthermometer als Thermometerflüssigkeit eignet. 9 Ich kann erklären, warum Außenthermometer meist mit Alkohol oder Quecksilber gefüllt sind. 10 Ich kenne die Gefahren im Umgang mit Wasserdampf. 11 Ich kann aus vorgegebener Temperaturerhöhung von Wasser in einer bestimmten Zeit den weiteren Temperaturverlauf vorhersagen. 12 Ich kann verschiedenen Vorgängen die zugehörigen Übergänge zwischen den Aggregatzuständen zuordnen. 13 Ich weiß, was mit dem Volumen von Flüssigkeiten geschieht, die erwärmt werden. 14 Ich kann Gründe nennen, warum Getränkeflaschen nicht ganz voll sind. 15 Ich kann verschiedene Wärmequellen benennen 16 Ich kenne den Unterschied zwischen der Kelvinskala und der Celsiusskala Buch S. 95 Buch S. 95 Buch S. 95 Buch S. 95 Arbeitsblatt Schmelzen und Erstarren Versuch, siehe Arbeitsblatt Sammlung Heft Kopie Seite 65 Kopie Seite 64 Wenn Du unsicher bist, solltest Du es mithilfe der angegebenen Seiten noch nachlesen

9 Arbeitsauftrag zur Versuchsdurchführung 1. Der jeder Gruppe holt die Kiste mit der Experimentiereinrichtung. 2. Der befüllt den Erlenmeyerkolben mit Wasser, die anderen bauen das Stativ auf 3. Der Stopfen mit dem Steigrohr und dem Thermometer so auf den Erlenmeyerkolben drücken, dass im Erlenmeyerkolben keine Luft bleibt und der Wasserstand im Steigrohr sich ungefähr auf halber Höhe befindet 4. Stellung des Wasserstandes mit Stift auf Glasrohr markieren, ebenso auf dem unten links gezeichneten Gefäß markieren und die entsprechende Temperatur am Thermometer ablesen und aufschreiben. 5. Der holt Eiswasser aus dem bereitgestellten Vorrat und gießt es in die Metallform 6. Beobachtet, was mit dem Wasserspiegel im Steigrohr passiert und notiert nach 3-5 Minuten den gemessenen Abstand des Wasserspiegels von der ersten Markierung, lest die Temperatur ab und markiert den neuen Wasserspiegel. 7. Entfernt die Eiswürfel mit den Händen und füllt sie in das Becherglas, Währenddessen holt der im Messbecher vorne das heiße Wasser, welches nur ich ausgebe. 8. Schüttet das heiße Wasser in die Metallform und notiert, was mit dem Wasserstand passiert. 9. Nach etwa 3-5 Minuten Entfernung des Wasserstandes von der ersten Markierung abmessen und notieren, Temperatur abmessen und notieren. 10. Versuch abbauen, Vorsicht mit dem heißen Wasser 11. Materialien nach vorne bringen. 12. Aufschreiben, was ihr vermutet, was passiert ist. Was hat das mit der Eingangsfrage an der Tafel zu tun. Hier sind drei Gefäße, wo Ihr eure Ergebnisse notieren könnt. mittel kalt heiß

10 Geplanter Tabellarischer Unterrichtsverlauf Phase/ Unterrichtsschritte 7:55 Einstieg in die Stunde 7:57 Einstieg in das Thema 8:02 Erarbeitung 8:05 Sammlung und Sicherung 8:05 Sicherung 8:10 Einführung in das Experiment Didaktische Funktion/ Intendierte Kompetenzerweiterung/ Förderaspekte Begrüßung Problemstellung, dadurch Aufmerksamkeit und Interesse auf das Problem lenken. Schüler überlegen, stellen Hypothesen auf Schüler nehmen sich selbst dran. Steigert das Interesse des gegenseitigen Zuhörens. Transparenz des Arbeitsauftrags Unterrichtsgeschehen Lehrer stellt Gäste vor Begrüßung der Schüler und der Besucher Lehrer stellt zwei volle Flaschen vorne hin und fragt Schüler und Schülerinnen, was ihnen an der Füllung den Flaschen auffällt. Sammeln Eigenschaften, die Ihnen auffallen Lehrer bittet Schüler und Schülerinnen, sich mit ihrem Nachbarn zu unterhalten und sich kurz Notizen zu machen, warum die Getränkefirma die Flaschen nicht ganz voll macht Lehrer bittet Schüler und Schülerinnen eine Idee zu nennen und dann einen anderen dranzunehmen (Redekette). Ein Schüler hält Ideen am Whiteboard fest. Schüler tauschen Ihre Ideen aus. Schüler ergänzen gleichzeitig ihre Vorschläge Lehrer greift den Grund mit der Wärmeausdehnung der Flüssigkeit heraus oder, falls er nicht genannt Sozialform/ Methode Frontal, Unterrichtsgespräch Frontal Unterrichtsgespräch Partnerarbeit Unterrichtsgespräch Einzelarbeit Frontal, Lehrer- Schülergespräch Material Trinkflaschen Heft Whiteboard. Heft Zeigen der Experimentiergegenstände Durchgehen des Versuchs

11 8:15 Vorbereitung des Experiments 8:17 Aufbau des Versuchs und Experimentierens 8:27 Abbau des Versuchs 8:30 Sicherung 8:35 Ausblick Mahnung zur Vorsicht mit den Glasmaterialien und heißem Wasser Schüler steigern Ihre Sozialkompetenz und Ihre Fähigkeit zum Experimentieren Schüler lernen, ihre benutzten Sachen auch wieder wegzuräumen Die aus dem Versuch erlangte Erkenntnis wird gefestigt Anwendungen im realen Leben wurde, geht er direkt zum Experiment über. Klärung des Versuchsaufbaus und Besprechung der Durchführung des Versuchs. Durchgehen des Arbeitsauftrags. Ausgabe des Experimentiermaterials, dabei Einteilung in Gruppen Schüler experimentieren wie oben erläutert, führen den Versuch zuerst mit Eiswasser durch, markieren die Höhe der Wassersäule, dann mit heißem Wasser Schüler, die schon fertig sind, können sich überlegen, wie sie eine gleichmäßige Einteilung hinbekommen Schüler bauen den Versuch ab und bringen das Experimentiermaterial nach vorne Festhalten des Ergebnisses: Flüssigkeiten erhöhen bei Erwärmung ihr Volumen. Wären die Flaschen ganz voll, könnten sie platzen. Dies kann man dazu benutzen, ein Thermometer zu bauen Benzintank im Sommer nicht voll tanken Anwendung Sprenkleranlage Lehrerschülerinterak tion Gruppenarbeit Gruppenarbeit Plenum, Unterrichtsgespräch Frontal Experimentiermaterial, Gruppenkarten Experimentiermaterial, Stift Experimentiermaterial, Stift Whiteboard Starboard

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13 Gruppe 1 Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 3 Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4

14 Gruppe 4 Gruppe 5 Gruppe 5 Gruppe 6 Gruppe 7 Gruppe 4 Gruppe 5 Gruppe 6 Gruppe 6 Gruppe 7

15 Gruppe 7 Gruppe 8 Gruppe 8 Gruppe 8