DRK Fachtagung,Verden Durchführung: Heike Achmus Dr. Petra Böhmer-Brinks Sabine Scholz

Transkript

1 DRK Fachtagung,Verden 2004 Heike Achmus Dr. Petra Böhmer-Brinks Sabine Scholz

2 Frau Sabine Scholz, die Leiterin des Kindergartens Am Ebersberg Springe, erzählte wie das Projekt Naturwissenschaftliche Bildung im Vorschulalter, Chemie und Physik zum Mitmachen im Kindergarten in ihrem Kindergarten als Elternpartnerschaft zu Stande kam. Nach erfolgreicher Durchführung in 2004 wird das Projekt auch 2005 Bestandteil des Vorschulprogramms Am Ebersberg sein. Frau Scholz sprach über die Finanzierung und erklärte, warum sie das Projekt nicht in Eigenregie sondern von externen Fachkräften, den Diplom Biologinnen Heike Achmus und Dr. Petra Böhmer-Brinks, durchführen lässt. Im Anschluss präsentierten Frau Heike Achmus und Frau Dr. Petra Böhmer-Brinks den theoretischen Hintergrund der naturwissenschaftlichen Bildung im Vorschulalter. Die Teilnehmer erfuhren, dass naturwissenschaftliche Bildung im Vorschulalter für die kindliche Entwicklung wichtig ist. So werden die Kinder für Natur- und Umweltzusammenhänge sensibilisiert, sie lernen Alltags- und Naturphänomene kennen und verstehen und erfahren zusätzlich eine ganzheitliche Förderung. Dies wird erreicht durch den Kontakt mit der naturwissenschaftlichen Denkweise und der selbstständigen Durchführung der Experimente. Dabei lernen die Kinder genau zu beobachten, Fragen zu formulieren, logisch zu denken und konzentriert im Team zu arbeiten. Die Fachfrauen betonten, dass gerade Kinder im Vorschulalter ein außergewöhnliches Interesse an naturwissenschaftlichen Fragen und Zusammenhängen zeigen und mit Neugierde, großem Interesse und Spaß experimentieren. Damit die Begeisterung und Freude am Forschen und Beobachten bleibt, ist die Gestaltung der Experimente, das Material und der experimentelle Verlauf von großer Bedeutung. Die Experimente sollten immer von den Kindern selbstständig durchgeführt werden und auch gelingen. Die ganze Experimentiereinheit sollte nicht länger als 20 bis 25 min dauern. Die Experimente sollten einen Alltagsbezug aus dem Leben der Kinder haben und das Experiment als auch die wissenschaftliche Erklärung müssen kind- und altersgerecht sein und verständlich vermittelt werden. Für die erforderlichen Materialien gilt, dass sie preiswert zu erwerben und völlig ungefährlich sein müssen. Nach dem theoretischen Überblick wurden die Teilnehmer eingeladen einige Experimente zu den Naturelementen Wasser und Luft durchzuführen. Experimente zu Luft und Wasser eignen sich hervorragend für den Einstieg in und den ersten Kontakt mit den Naturwissenschaften. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften lassen sich sehr gut in einfachen Experimenten mit altersgerechten Erklärungen darstellen. Während der Experimente und gegen Ende der Veranstaltung gaben die Referentinnen noch einige Tipps zur Umsetzung naturwissenschaftlicher Experimente im Kindergarten und zur Fachliteratur. Basisliteratur und einige gute online-angebote sowie die experimentelle Anleitung der durchgeführten Versuche wurden den Teilnehmern angeboten.

3

4 Modul: "Luft begreifen" Luft und Kerze (Sauerstoff wird gebraucht) 1 Glas mit Wasser gefüllt 1 leeres Glas (mit Luft gefüllt) mehrere Teelichter 1 flaches Glasschälchen Feuerzeug oder Streichhölzer Die Flamme benötigt zum brennen Sauerstoff Die Kinder bekommen nun den Tip, das Glas über die Kerze zu stellen und beobachten, was passiert. Anschließend gießen sie Wasser über eine weitere Kerze Beobachtung und Erklärung Eine Kerze benötigt Luft, um zu brennen. Stülpt man ein Glas über die Kerze, so wird der Sauerstoff in der Luft unter dem Glas verbraucht. Wenn kein Sauerstoff mehr vorhanden ist, geht die Kerzenflamme aus. Den gleichen Effekt erzielt man mit Wasser. Es verdrängt den Sauerstoff von der Flamme, so daß sie erlischt Modul: "Luft begreifen" Sauerstoff wird beim Brennen verbraucht und Kohlendioxid gebildet. 1 flaches Glasschälchen, mit Wasser gefüllt 1 hohes schlankes Glas 1 Teelicht Feuerzeug Luft besteht nicht nur aus Sauerstoff Erlischt die Kerze, so kühlt sich die Restluft im Glas ab und zieht sich zusammen Ein brennendes Teelicht wird in das Glasschälchen gestellt, dessen Boden mit Wasser bedeckt ist. Nun wird das Glas über das Teelicht gestülpt. Die Öffnung des Glases taucht ins Wasser ein. Was ist zu beobachten? Beobachtung und Erklärung: Wie im vorangegangenen Versuch kann von außen kein Sauerstoff mehr in das Glas eindringen. Ist der Sauerstoff unter dem Glas verbraucht, erlischt die Kerze. Kurz darauf steigt der Wasserspiegel im Glas an. Luft besteht nicht nur aus Sauerstoff, sondern ist ein Gasgemisch aus Sauerstoff (21 %), Stickstoff, Kohlendioxyd und anderen Gasen). Erlischt die Kerze, so kühlt sich die Restluft im Glas ab und zieht sich zusammen. Dadurch entsteht ein Sog, der das Wasser in das Glas reinzieht. Außerdem entsteht beim Verbrennen Kohlendioxid, das sich besonders gut im Wasser löst. Der Anteil an Luft, der durch Verbrennen verschwindet wird durch Wasser ersetzt, denn ein Vakuum gibt es in der Natur nicht.

5 Modul: "Luft begreifen" Luft ist ein Gasgemisch 1 Teelicht Feuerzeug 2 Gläser 1 Teelöffel Mehl Backpulver (Natriumhydrogencarbonat) Essig Luft ist ein Gasgemisch hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid Kohlendioxid ist schwerer als Luft 1. Zunächst vergleicht man Mehl und Backpulver. Beide sind weiße Pulver, die aber verschieden schmecken. Nun wird etwas Backpulver in ein Glas gegeben. Darauf wird ein Teelicht gestellt und angezündet. Dann gießt man etwas Essig in das Glas. Zum Vergleich wird das gleiche Experiment auch mit Mehl gemacht. 2. Anschließend wird der gleiche Versuch in einer größeren Schale mit drei Teelichtern gemacht, die unterschiedlich hoch auf dem Boden der Schüssel stehen (Kaskade). Um die Teelichter streut man Backpulver und gibt den Essig darauf. Beobachtung und Ergebnis Luft ist ein Gasgemisch hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid. Aus den vorherigen Experimenten wissen wir, daß eine Kerze erlischt, wenn der Sauerstoff verbraucht ist. Zurück bleiben Stickstoff und Kohlendioxid. Eine Verbrennung ist nicht mehr möglich. Gibt man den Essig auf das Backpulver so schäumt es. Es entsteht ein Gas (Kohlendioxid). Kohlendioxid bildet sich, wenn Essigsäure mit Backpulver (Natriumhydrogencarbonat ) reagiert. Es ist schwerer als Luft und sammelt sich am Boden des Schälchens. Je mehr gebildet wird, umso höher steigt der Kohlendioxidspiegel. Ist dieser bis zur Kerzenflamme vorgedrungen, so erlischt sie, da durch das Kohlendioxid der Sauerstoff verdrängt wurde. Bei der Kaskade erlöschen die Kerzen nacheinander, immer wenn das Kohlendioxid die jeweilige Höhe erreicht hat Dieses Phänomen macht man sich bei der Weinherstellung zunutze. Beim Gärprozeß entsteht auch Kohlendioxid, das sich allmählich auf dem Boden des Weinkellers sammelt. Deshalb stehen Kerzen am Boden. Wenn diese erlöschen, weiß man, daß dringend gelüftet werden muß (Erstickungsgefahr). Wird das gleiche Experiment mit Mehl statt Backpulver durchgeführt, passiert nichts. D.h. Stoffe können gleich aussehen aber völlig verschiedene Eigenschaften haben.

6 Modul: "Wasser, Quelle des Lebens" Mischen durch Diffusion ( der Vulkan ) 1 Schnur 1 kleine Flasche 1 großes Glas kaltes Wasser heißes Wasser Tinte (rot oder blau) 1 Schere Warmes Wasser ist leichter als kaltes Wasser. Teilchen bewegen sich und verteilen sich gleichmäßig (Diffusion). Zunächst wird das Glas etwa zu ¾ mit kaltem Wasser gefüllt. Dann wird die Schnur am Flaschenhals befestigt. Nun wird die Tinte in die Flasche gegeben. In der Flasche wird dann die Tinte mit warmem Wasser gemischt. Zuletzt hält man die Flasche an der Schnur in das mit Wasser gefüllte Glas, bis sie komplett eingetaucht ist. Beobachtung und Erklärung: Sobald die Flasche ganz eingetaucht ist, schießt das warme Wasser wie ein Vulkan als farbige Wolke ins kalte Wasser. Bald ist das ganze Wasser gefärbt. Stellt man die Flasche mit warmem Wasser in kaltes Wasser, so steigt das warme Wasser nach oben, weil es leichter ist als kaltes Wasser, und ergießt sich ins Glas. Wasserteilchen bewegen sich, im warmen Wasser viel schneller als im Kalten (Braunsche Molekularbewegung). Durch diese Bewegung verteilt sich das gefärbte Wasser im ganzen Glas bis überall gleich viele gefärbte Wasserteilchen sind. Den Vorgang, durch Bewegung überall die gleiche Konzentration an Teilchen zu erlangen, bezeichnet man als Diffusion Modul: "Wasser, Quelle des Lebens" Aufheben der Oberflächenspannung Gläser, randvoll mit Wasser gefüllt ein Wollfaden ca. 5 cm lang Spülmittellösung Durch Spülmittel oder andere Emulgatoren wird die Oberflächenspannu ng zerstört Auf die Wasseroberfläche wird ringförmig der Wollfaden gelegt In den Wollring gibt man ein paar Tropfen Spülmittellösung

7 Beobachtung und Erklärung: Legt man den Wollfaden auf die Wasseroberfläche, so bleibt er dort liegen, er scheint das Wasser kaum zu berühren. Gibt man einen Tropfen Spülmittel dazu, so versinkt der Wollfaden. Zunächst wird der Faden von der Oberflächenspannung getragen. Durch Spülmittel wird die Oberflächenspannung zerstört und der Gegenstand versinkt. Wasserläufer haben die Oberfläche ihrer Füße durch kleine Borsten vergrößert. Durch die Oberflächenspannung können sie damit auf dem Wasser laufen. Sie registrieren die Wasserbewegung, wenn Insekten ins Wasser fallen und schnappen sofort zu. Würde Spülmittel oder Waschpulver in den Teich gelangen, müßten die Wasserläufer ertrinken Modul: "Wasser, Quelle des Lebens" Eine Bootsfahrt ohne Motor Boot: 1 Bleistift, 1 Lineal Schere, bunter Karton Spülmittel 1 Schale, mit Wasser gefüllt Zunächst schneidet man aus dem Karton ein kleines dreieckiges Papierboot aus. Dann legt man es am Rand der Schale auf die Wasseroberfläche. Nun gibt man ein wenig Spülmittel auf den Finger und taucht ihn leicht direkt hinter dem Boot ins Wasser Soll der Versuch wiederholt werden muß neues Wasser in die Schüssel gegeben werden Beobachtung und Erklärung: Das Boot saust nach vorne weg, sobald man den Finger mit Spülmittel ins Wasser steckt. Die Wasseroberfläche ist, anders als z.b. ein Tisch, beweglich. Daher kann sich die Oberfläche verändern, wenn man z.b. wie hier Spülmittel ins Wasser gibt. Der Oberflächenfilm wird straff gespannt, weil sich die Spannung am Dreieck (Boot) durch das Spülmittel vergrößert. Deshalb saust das Boot nach vorne weg.

8 Einige Literatur, Buchtipps und online-angebote zu Experimenten und zur naturwissenschaftlicher Bildung im Vorschulalter - Handbuch der naturwissenschaftlichen Bildung Theorie und Praxis für die Arbeit in Kindertageseinrichtungen, G. Lück, 2003, Herder-Verlag - Leichte Experimente für Eltern und Kinder, G. Lück, 2000, Herder-Verlag Experimente für jeden Tag, 2002, Moses-Verlag GmbH - Der Bayrische Bildungs- und Erziehungsplan für Kinder in Tageseinrichtungen bis zur Einschulung. Beltz Verlag Weinheim 2003, darin II naturwissenschaftliche und technische Bildung, S Mehr zu Frau Prof. G. Lück und ihren Arbeiten zur naturwissensch. Früherziehung - Wikipedia, eine freie Enzyklopädie; empfehlenswert, nicht nur für naturwissenschaftliche Fragen, - Mit Spaß und Neugierde Phänomene der Natur entdecken, MINT for kids, ZIRP- Zukunftsinitiative Rheinland-Pfalz, Physik für Kinder, - Chemie für Kinder, - Einfache Experimente der belebten und unbelebten Natur, - Luftikus, ein Projekt der Uni Bielefeld, Experimente und mehr - Prof. Blumes Bildungserver für Chemie; Fragen, Experimente, Antworten für alle Altersklassen, - Naturgesetze prägen unser Leben Mathematische-naturwissenschaftliche und technische Bildung im Kindergarten, D. Winterhalter-Salvatore, 2001 Kindergartenpädagogik Online Handbuch, - Erziehung und Bildung für die Zukunft, M.R. Textor, 2001, Kindergartenpädagogik Online Handbuch, - Gehirnentwicklung und lernen im Kleinkindalter Konsequenzen für die Erziehung im Kindergarten, M.R. Textor, 2002, - Mathematisch, naturwissenschaftliche und technische Bildung im Kindergarten, D. Winterhalter-Salvatore, 2003, Institut für Frühpädagogik Bayern, - Lernen als lebenslanger Prozess, Interview mit Dr. Ben Godde, P.Du Bois, Lingua Online, 2003,