Europaschule Regine Hildebrandt Grundschule Cottbus. Dokumentation 1. Projekttag - Der Traum vom Fliegen

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1 Europaschule Regine Hildebrandt Grundschule Cottbus Dokumentation 1. Projekttag - Der Traum vom Fliegen

2 Europaschule Regine Hildebrandt Grundschule Cottbus Projekt: Bau eines Solarballons Dauer: Schuljahr 2003/2004 Jahrgangsstufe: Klasse 6 Anzahl der beteiligten Schüler: 50 Sachbezug: Ziel: Projektbeschreibung Physik Themenbereich Körper und Stoffe fachübergreifend Mathematik, Deutsch, Kunst, Biologie Mit diesem Unterrichtsprojekt wird den Schülern gezeigt, dass Luft etwas Faszinierendes und doch Alltägliches ist. Es werden eine Vielzahl von physikalischen, biologischen und chemischen Phänomenen anschaulich dargestellt. Ein Lernen mit Kopf, Herz und Hand steht im Mittelpunkt. 1. Projekttag Der Traum vom Fliegen Dezember 2003 Die Schüler beschäftigten sich fächerübergreifend an einem gemeinsamen Projekttag in Deutsch, Kunst und Physik mit dem Thema Fliegen. Dabei bearbeiteten sie in Deutsch die Anfänge und die Geschichte des Fliegens, behandelten das Gedicht Der Schneider von Ulm sowie die Sage Daidalus und spielten es als kleines Theaterstück nach. In Kunst gestalteten sie das Modell einer Montgolfiere. In verschiedenen physikalischen Experimenten beobachteten die Schüler die Eigenschaften und Erscheinungsformen der Luft. Sie erkannten, dass Luft aus Teilchen besteht, einen Raum einnimmt und Kraft ausüben kann. Diese Erkenntnisse sollten sie beim Bau des Modells eines Heißluftballons anwenden. Dazu erhielten die Schüler langfristige Projektaufgaben und unterschiedliche Bauanleitungen. 2. Projekttag Bau eines Solarballons Mai 2004 Zu Beginn wurden die Projektaufgaben und Projektmappen sowie die verschiedenen Modelle der Heißluftballons vorgestellt und getestet. Anschließend wurden unterschiedliche Versuche zum Thema Auftrieb durchgeführt. Dabei fanden die Schüler heraus, dass Ballons nicht nur aufsteigen, wenn sie mit Gas gefüllt sind oder wenn ein Brenner warme Luft erzeugt, sondern dass das auch durch die Nutzung der Energie der Sonnenstrahlung möglich ist. Deshalb war es für alle sehr interessant, einen Solarballon zu bauen. So entstanden zwei unterschiedliche Modelltypen von Solarballons. 3. Projekttag Schüler lernen von Schülern Juni 2004 Am Ende des Schuljahres luden die Schüler der 6. Klassen ihre jüngeren Mitschüler aus den 5. Klassen zu einer gemeinsamen Unterrichtsstunde zum Thema Fliegen in die Aula ein. Sie führten gemeinsam mit den Jüngeren einfache Versuche zum Thema Auftrieb durch, stellten die verschiedenen Heißluftballon-Modelle vor und erklärten den Bau und die Wirkungsweise des Solarballons. Neugierig und fasziniert hörten die Schüler der 5. Klasse zu und waren begeistert von den Ergebnissen. In einer Luftikus-Werkstatt konnten sie dann selbst viele Versuche gemeinsam mit den Schülern der 6. Klasse durchführen und waren erstaunt, wie spannend doch das Thema Luft sein kann.

3 - Schülergruppen stellen ihr Modell eines Heißluftballons vor - Schüler führten Versuche zum Thema Auftrieb durch - Schüler bauten in Schülergruppen zwei unterschiedliche Solarballons

4 Die Schüler besprachen zuerst die Anfänge des Fliegens. Das Gedicht Der Schneider von Ulm wurde gelesen und als kleines Theaterstück gespielt. Außerdem beschäftigten sie sich mit der Sage Ikarus und Dädalos. Jedes Kind zeichnete oder gestaltete etwas zum Gedicht oder zur Sage.

5 Eine der bekanntesten griechischen Sagen ist die von Ikarus. Ikarus entfloh der Gefangenschaft des Königs Minos mit Hilfe von Flügeln, die er zusammen mit seinem Vater Dädalus aus Wachs und Vogelfedern gebaut hatte. Das Wagnis gelang! Jedoch, bei ihrer Flucht kam Ikarus trotz der Warnungen seines Vaters der Sonne zu nahe das Wachs schmolz und Ikarus stürzte ins Meer. Zu sehr hatte er sich vom Hochgefühl des Fliegens mitreißen lassen. Eine Sage! Schüler suchen den Weg von Ikarus und Dädalus auf der Karte und zeichnen ihn nach.

6 Zuerst sprachen die Schüler über die Anfänge des Fliegens. Sie lasen, wie alles anfing und erfuhren so interessante Dinge über die erste bemannte Ballonfahrt, das erste lenkbare Luftschiff, den Zeppelin, lernten Otto Lilienthal und seine selbstgebauten Luftgleiter kennen und noch vieles mehr. Im Jahre 1783 gelang es den Brüdern Joseph und Etienne Montgolfiere in Paris einen Ballon, die Montgolfiere zu bauen und tatsächlich damit zu fliegen. Am 5. Juni 1783 stiegen sie vor vielen Schaulustigen etwa 300 Meter mit ihrem Ballon in die Luft. Der Traum vom Fliegen war endlich wahr geworden.

7 Schüler beschäftigen sich mit dem Gedicht Der Schneider von Ulm und gestalten es im Bild nach.

8 Als erstes haben die Schüler die Aufgabe, aus einfachen DIN-A 4-Bögen eine Kugel zu bauen. Dabei merken Sie, dass die Bögen eigentlich viel zu groß sind und eine ovale Form haben müssten. Danach bekommen sie einen Bastelbogen von einer Montgolfiere und bauen ein kleines Modell.

9 Schüler beobachten in verschiedenen Experimenten die Eigenschaften und Erscheinungsformen der Luft. Luft besteht aus: Sie erkennen, dass Luft aus Teilchen besteht, einen Raum einnimmt und Kraft ausüben kann. 0,03 l Kohlenstoffdioxid 0,97 l andere Gase, hauptsächlich Edelgase 21 l Sauerstoff

10 1. Stelle die Teelichter in die Mitte jedes Tellers auf die Klebestelle und zünde sie an. Stülpe die Gläser 1 und 2 vorsichtig über je eine Kerze. Pass gut auf! Was passiert? Welchen Unterschied bemerkst du? Was wird wohl passieren, wenn du Glas 3 nimmst? Notiere erst deine Vermutung und überprüfe dann, ob du recht hast. Blatt 1 2. Stelle jetzt die Kerze auf den Teller. Gieße etwas gefärbte Flüssigkeit auf den Teller. Zünde die Kerze an und stülpe das Glas 2 darüber. Was passiert? Schreibe deine Beobachtungen auf! Hast du eine Erklärung dafür?

11 Blatt 2

12 Ziehe den Kolben aus der Fahrradluftpumpe. Verschließe mit dem Daumen die seitliche Öffnung der Pumpe. Glaubst du, du kannst den Kolben wieder in die Pumpe zurück drücken? Probiere es aus! Was geschieht? Lasse nun den Griff der Luftpumpe los. Was passiert? Warum ist das so?

13 Lege das Lineal so auf die Tischkante, dass es 5 cm darüber hinausragt. Drücke dann sanft auf das Ende des Lineals. Was passiert? Lege jetzt das Lineal zurück und breite einen Bogen Zeitungspapier darüber aus. Was passiert, wenn du jetzt auf das freie Ende des Lineals drückst? Hast du eine Erklärung dafür?

14 Blatt 1 Stülpe einen Luftballon über eine Flasche. Stelle die Flasche für eine Minute in heißes Wasser. Was passiert? Warum? Stelle jetzt die Flasche in kaltes Wasser. Was kannst du beobachten? Erkläre es!

15 Blatt 2 Erwärmung Abkühlung im kalten Wasser

16 Bau den Versuch entsprechend der Abbildung auf! Versuche dann Wasser in die Trichter zu gießen. Was kannst du beobachten? Warum ist das so?

17 Miss das Gewicht des leeren Luftballons mit Bindfaden auf der mg-waage. Blase danach den Luftballon auf, verschließe ihn mit dem Faden, so dass keine Luft mehr austreten kann. Wiege nun den gefüllten Luftballon erneut. Was stellst du fest?

18 Lege ein Stück Watte in das Becherglas auf den Boden! Nimm nun den Fön und blase die Luft direkt über das Becherglas. Was kannst du beobachten? Hast du eine Erklärung dafür?

19 Blatt 1 1. Luft quetschen Blase einen Luftballon auf. Umfasse dabei mit deinen Händen den Ballon! Was spürst du? Was bewegt sich im Ballon, wenn du ihn zusammendrückst? Stelle einen Plastikbecher auf den Tisch. Halte den Ballon hinein und blase ihn auf. Halte sein Mundstück fest und hebe ihn hoch. Was stellst du fest?

20 2. Ballon in der Flasche Blatt 2 Blase den Ballon auf. Ist es einfach oder schwer ihn aufzublasen? Lass jetzt die Luft wieder aus dem Ballon. Stecke den Ballon vorsichtig in die leere Flasche. Stülpe dabei das Mundstück des Ballons über die Öffnung der Flasche. Versuche jetzt den Ballon so aufzublasen, dass der Ballon die ganze Flasche ausfüllt! Was passiert? Warum ist das so? Es gibt einen Trick, der dir hilft! Hast du eine Idee? Beachte alle Materialien der Station!

21 1. Fülle die Kunststoffwanne mit Wasser. Tauche das Becherglas mit der Öffnung nach unten verschieden tief in das Wasser! Was beobachtest du? Blatt 1

22 2. Kippe nun das Becherglas zur Seite, bis es waagerecht in der Wanne liegt. Das Glas füllt sich mit Wasser. Stelle nun das Glas unter Wasser wieder senkrecht und hebe es langsam an, ohne es ganz aus dem Wasser zu nehmen. Was beobachtest du? Warum ist das so? Blatt 2

23 In einem mit Wasser gefüllten Messbecher, der umgekehrt in einer wassergefüllten Wanne gehalten wird, wird von unten mit Hilfe eines Strohhalmes die ausgeatmete Luft aufgefangen. Wieviel Luft hast du ausgeatmet? Was hast du beobachtet?

24 Stopfe ein Papiertaschentuch fest unten in das Glas hinein. Drehe das Glas herum und tauche es verkehrt herum in das Wasser. Achte darauf, dass du es gerade nach unten hältst! Was vermutest du? Ist das Papier trocken oder nass? Schreibe deine Beobachtungen auf! Kannst du erklären, wie das funktioniert?

25 Fülle den Becher bis zum Rand mit Wasser. Drücke die Karte mit der glatten Seite nach unten fest auf den Becher. Halte die Postkarte mit der Hand fest und drehe den Becher über einer Schüssel um. Drücke dabei die Karte fest gegen den Rand. Was wird wohl passieren, wenn du die Postkarte los lässt? Versuche es einmal! Was ist geschehen? Hast du richtig vermutet? Kannst du erklären, was hier passiert ist?

26 Die Schüler beschäftigen sich in langfristigen Projektaufgaben mit dem Thema Ballon. In gemeinsamer Gruppenarbeit bauen die Schüler nach einem vorgegebenen Bauplan das Modell eines Ballons nach. An einem weiteren Projekttag werden die Modelle vorgestellt und ihre Funktionsweise demonstriert. Der Höhepunkt soll der Bau eines Solarballons werden. Schülerteams erhalten ihre Bauanleitung!

27 Aufgaben zum 1. Erforsche die Geschichte der Ballonfahrt! 2. Aus welchen Teilen besteht ein Ballon und welche Aufgaben haben diese? 3. Welche Ballonarten gibt es? Erkläre ihre Funktionsweise! Welches physikalische Prinzip wirkt? 4. Warum fliegt ein Ballon nicht sondern fährt? 5. In welcher Jahreszeit ist es am günstigsten, einen Ballon steigen zu lassen? Warum? 6. Baue gemeinsam mit deinen Mitschülern einen Ballon nach vorgegebenen Bauplan. Um welche Art von Ballon handelt es sich? Dokumentiere in einem Bericht die Entstehung und ersten Flugversuche eures Ballons!

28 Du bräuchtest 6 Hände, wenn du den Seidenpapierballon alleine zusammenbauen wolltest, deshalb ist Teamwork angesagt. Mit einem Freund und noch einer erwachsenen Person dazu macht's richtig Spaß! Du brauchst: 4 Bogen, 50 x 70 cm, farbiges Seidenpapier 4 Bogen, 35 x 50 cm, weißes Seidenpapier 1 Bogen, 50 x 50 cm, weißes Seidenpapier Bleistift, Lineal, Klebestift, leichtes Klebeband, Falzbein, Schere Heißluftföhn Lege die 4 Bogen farbiges Seidenpapier, 50 x 70 cm, nebeneinander, bestreiche die jeweils die rechte Kante mit Klebstoff und klebe sie zu einem breiten Streifen zusammen. Schneide die 4 weißen Bogen, 35 x 50 cm, wie gezeigt zurecht. Jeweils die linke und die rechte untere Ecke wird abgeschnitten.

29 Klebe die 4 zurechtgeschnittenen Teile unten an den bunten Streifen. 4 Klebe den weißen Bogen Seiden-papier, 50 x 50 cm, oben an Teil 4 des Streifens. Knicke alle Klebekanten nach dem Trocknen sorgfältig mit dem Falzbein zu einem Quader. Schließe die offene Seite und klebe den Deckel oben an. Verschließe die schrägen Kanten mit dem Klebeband. Übrig bleibt eine Öffnung von 12 x 12 cm. Umklebe auch die Öffnung mit Klebeband, damit sie stabiler wird.

30 Die beste Startbedingung für deinen Seidenpapierballon ist ein kalter, windstiller Tag. Deine Helfer dürfen das Papier nicht zu fest halten, denn es reißt sehr schnell. Schließe den Heißluftföhn mit einem Verlängerungskabel an und puste heiße Luft in die Öffnung. Der Ballon bläht sich auf und steigt behutsam nach oben.

31 Du brauchst: - 4 Bögen Seiden-Papier (ca. 50x70 Zentimeter, am besten je zwei in einer Farbe) - etwas Draht und Schnur - 1 Bogen Karton (DIN A4) - 3 Blatt Papier (DIN A4) - Zeitung zum Unterlegen - Lineal und Bleistift - Klebstoff und Cuttermesser oder Schere 1. Fertigen einer Schablone Klebe die drei DIN-A4-Blätter hintereinander, zeichne dann Linien auf (wie in der Abbildung), und schneide die so entstandene Form aus. Sie dient als Schablone für die Seidenpapier-Bahnen, aus denen dein Ballon entsteht. 2. Zuschnitt Lege die Schablone jeweils so auf das Seidenpapier, dass du aus jedem Bogen zwei Bahnen ausschneiden kannst. Wenn du einen Cutter benutzt, schneide damit vorsichtig entlang der Schablone. Nimmst du eine Schere, solltest du den Umriss erst mit einem Bleistift nachzeichnen und dann ausschneiden. Am Ende hast du acht Bahnen - vier von jeder Farbe, wenn du verschiedenfarbiges Seidenpapier benutzt hast.

32 3. Zusammenkleben - 1. Teil Bevor der Klebstoff zum Einsatz kommt, lege Zeitungspapier unter, damit du nicht die ganze Arbeitsfläche verschmierst. Achte unbedingt darauf, dass dir deine Bahnen nicht an der Zeitung haften bleiben - das Seidenpapier reißt leicht! Nun klebst du die Bahnen an jenen Kanten, die im spitzen Ende münden, so zusammen, dass am Ende eine Art unvollständiger Stern (wie auf unserem Bild) vor dir liegt. Schließlich fügst du die erste und die letzte Bahn zusammen. 4. Zusammenkleben - 2. Teil Das alles wiederholst du mit den unteren Kanten der Bahnen - du musst aber jeweils den letzten Zentimeter aussparen. Während dein Ballon langsam Form annimmt, wird es immer schwieriger, die Bahnen sauber aneinander zu fügen. Am einfachsten geht es, wenn du dir das ganze Gebilde immer so zurechtfaltest, dass die beiden zu verklebenden Kanten genau aufeinander liegen. 5. Öffnungsring und Gondel Biege aus dem Draht einen Ring, der etwas größer ist als die Öffnung deines Ballons. Steck diesen Ring dann in die Öffnung hinein und befestige ihn, indem du den letzten Zentimeter jeder Bahn nach innen umklappst und festklebst (oben). Schließlich schneidest du aus dem Kartonbogen eine Form aus, wie sie die Abbildung unten zeigt, und faltest daraus die würfelförmige Gondel.

33 6. Fertig! Mit vier Schnüren hängst du die Gondel an den Ballon - und jetzt kannst du dein Seidenpapier- Modell steigen lassen. Halte den Ballon an der Spitze und fülle ihn mit warmer Luft aus dem Fön (nicht zu heiß). Sobald die Luft im Innern wirklich warm ist, lasst ihr den Ballon aufsteigen.

34 Wir bauen einen Wenn du den Angaben auf dem Bauplan genau folgst, wirst du bald deinen eigenen Heißluftballon steigen lassen können. Besorge dir zunächst 6 Bögen Seidenpapier (70 cm x 30 cm). Wenn dein Ballon bunt werden soll, brauchst du entsprechend buntes Seidenpapier. Bauplan (A) Fertige eine Schablone aus Pappe, mit deren Hilfe sechs Bahnen aus dem Seidenpapier ausgeschnitten werden. Klebe die Bahnen an den 1 cm breiten Rändern zusammen. Die Kleberänder müssen im Balloninneren sein. (B) Jetzt brauchst du einen 62,8 cm langen, dünnen Blumendraht. Forme den Draht zu einem Ring und löte die Enden zusammen, ohne sie übereinander zu legen. Klebe den Ring unten in den Ballon ein. (C) Schneide aus farbiger Pappe den angegebenen Streifen aus und klebe ihn so zusammen, dass der 2 cm breite Klebestreifen innen ist. Klebe den Ring unten in den Ballon ein. (D) Der Ballon muss oben noch zugeklebt werden. Schneide dazu aus Papier einen Kreis mit mindestens 10 cm Durchmesser aus. Klebe zunächst eine Schlaufe aus dünnem Bindfaden darauf und klebe dann die Papierscheibe oben auf den Ballon. (E) Hänge den Ballon an einen Holzstab. Erwärme vorsichtig die Luft im Inneren des Ballons mit einem Fön. Wenn er zu tanzen beginnt, stelle den Fön ab und ziehe die Schlaufe vom Holzstab.