Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Da bewegt sich doch was?! Die Molekularbewegung im Wasser

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Da bewegt sich doch was?! Die Molekularbewegung im Wasser Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 32. Die Molekularbewegung im Anfangsunterricht 1 von 12 Da bewegt sich doch was?! Die Molekularbewegung im Wasser Hendrik Josch-Pieper, Oberhausen Die Bewegung von Molekülen ist ein alltägliches Phänomen, das selten direkt betrachtet werden kann. Mithilfe dieses Beitrags werden Ihre Schüler in die Lage versetzt, diese Bewegung zu erkennen. Im kalten Wasser sind nach einer Minute Tintenschlieren zu erkennen. Foto: H. Josch-Pieper Genaues Beobachten und Beschreiben der Beobachtung ist hier gefordert! Der Beitrag im Überblick Klasse: 5/6 (G8) Dauer: Ihr Plus: 3 4 Stunden ü Eigenständiges Experimentieren ü Genaues Beobachten ü Lernerfolgskontrolle ü Geeignet für das Unterrichten im Rahmen eines Fächerverbundes (Chemie, NaWi, NwT) Inhalt: Was ist ein Molekül? Teilchenmodell Aggregatzustände Experimente mit Wasser

3 2 von Die Molekularbewegung im Anfangsunterricht Fachliche und didaktisch-methodische Hinweise Dieser Beitrag zur Molekularbewegung des Wassers bei verschiedenen Temperaturen fördert bei Ihren Schülern speziell die Fähigkeit, genau zu beobachten, eine Kompetenz, die laut den Lehrplänen im Einstiegsunterricht Physik oder Naturwissenschaften vermittelt werden soll. Die Schüler führen einfache Experimente durch. Beobachtungsaufträge lenken ihre Aufmerksamkeit auf physikalische Phänomene, die die Lernenden zu erklären versuchen. Mit dem Teilchenmodell und der Unterscheidung verschiedener Aggregatzustände erhalten die Schüler schließlich eine verständliche Deutung für ihre Beobachtungen. Lehrplanbezug Mit diesem Material wird die Teilchenvorstellung entsprechend dem Basiskonzept Struktur der Materie erarbeitet. Anhand einfacher physikalischer Phänomene wird das Beobachten und Beschreiben eingeübt (vgl. Kernlehrplan Physik NRW 1 ). Fachlicher Hintergrund Moleküle sind Teilchen, die aus mindestens zwei Atomen aufgebaut und nach außen hin elektrisch neutral sind. Die Atome eines Moleküls sind untereinander durch Elektronenpaarbindung verknüpft. Je nach Anzahl der Atome unterscheidet man zwischen zweiatomigen Molekülen, mehratomigen (n > 2 Atome) und Makromolekülen, die zum Teil aus mehr als 1000 Atomen aufgebaut sind. Das Wassermolekül ist rechts abgebildet. Es besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom und hat die Bezeichnung H2O. Dorling Kindersley RF/Thinkstock Das Wassermolekül Wassermolekül H 2 O Wasser liegt in den Aggregatzuständen fest (Eis), lüssig und gasförmig (Dampf) vor. Beim Eis sind die Teilchen fest und in geordneten Strukturen angeordnet und können nur ein wenig hin- und herschwingen. In lüssigem Zustand sind die Teilchen nicht ortsfest, sondern können sich gegenseitig verschieben. Beim Dampf bewegen sich die Teilchen schnell und frei und haben großen Abstand zueinander. Methode Die Experimente (M 2 M 4) unterrichten Sie zur Schüleraktivierung mit der Methodik des Kooperativen Lernens. Dabei sind folgende Arbeitsformen in verschiedenen Ausprägungen möglich: Think Pair Share, Gruppenpuzzle und die Gruppenrallye. Vgl

4 32. Die Molekularbewegung im Anfangsunterricht 3 von 12 Hinweise zur Gestaltung des Unterrichts Ablauf Mit dem Einstiegsmaterial M 1 können Sie die oft unterschiedlichen Voraussetzungen und Vorstellungen der Kinder herausinden und die Experimente entsprechend vorbereiten. Material M 1 dient der Wiederholung der Aggregatzustände fest, lüssig und gasförmig und der Einführung der dazu passenden Teilchenmodelle. Auch wenn es für Ihre Schüler das erste Mal ist, dass sie mit der Teilchenvorstellung konfrontiert werden, ist es ihnen in der Regel möglich, die Eigenschaften bzw. Beschreibungen der Aggregatzustände und die Beispiele richtig zuzuordnen. Wie geübt sind Ihre Schüler im Beschreiben von Phänomenen? Die Materialien M 2 und M 3 können Sie, wenn es der Kenntnisstand Ihrer Klasse zulässt, gleichzeitig als Gruppenpuzzle 2 unterrichten. Bilden Sie dazu drei Gruppen und lassen Sie Gruppe 1 mit kaltem, Gruppe 2 mit warmem Wasser und Gruppe 3 mit dem Eiswürfel experimentieren. Dies ist dann sinnvoll, wenn Ihre Schüler das Beschreiben von physikalischen Phänomenen bereits in anderem Zusammenhang geübt haben. Sind die Kinder hingegen noch ungeübt im Beobachten, erarbeiten Sie anhand des Versuches mit dem kalten Wasser Kriterien für das Beobachten. Wichtig ist die Darstellung der Situation nach genau festgelegten Zeiten, die dann beim Experimentieren mit dem warmen Wasser bzw. mit dem Eiswürfel ebenfalls eingehalten werden müssen. Ein weiteres Kriterium ist das Ausblenden aller nebensächlichen Aspekte (z. B. Art der Farbe der Tinte; kleinere Temperaturunterschiede; der Lupeneffekt, der bei der Verwendung von Bechergläsern eintritt etc.). Wenn Ihre Schüler beide Experimente (a) mit kaltem und b) mit warmem Wasser) durchführen sollen, so kopieren Sie Material M 2 für jeden Schüler zweifach, sodass die Beobachtungen neben die Skizzen geschrieben werden können. Von der Hypothese über das Experiment zum physikalischen Satz Beim abschließenden Versuch (M 3) werden zunächst Vermutungen zum Verhalten des Tintentropfens auf dem Eiswürfel aufgestellt. Das Experiment kann dann durch die genaue und zuvor eingeübte Beobachtung diese jeweiligen Vermutungen bestätigen oder auch widerlegen. Denkbar ist z. B. die Vermutung, dass die Tinte auf dem Eiswürfel liegen bleibt, sich mit der Schmelze vermischt und abließt. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Tinte den Eiswürfel mit der Zeit durchdringt. Erklärung anhand des physikalischen Modells Eine Erklärung der jeweiligen Versuchsbeobachtungen ist mit Unterstützung der Systematik von Material M 1 möglich. Die Teilchenvorstellung mit den unterschiedlichen Beschreibungen zur Bewegungsart der Teilchen liefern Hinweise zur Deutung der jeweiligen Situation. Eine weitere Ergänzung könnte die Beobachtung der Bewegung von Rauch, z. B. von einer ausgepusteten Kerze, sein. Brown sche Molekularbewegung sichtbar gemacht mit dem Rauch einer Kerze. istock/thinkstock 2

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