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Holz schwimmt und Stahl geht unter - wirklich? Was schwimmt, was sinkt? Was passiert mit dem Wasser im Glas, wenn ich etwas hineintauche? Wie kommt es, dass ein Schiff nicht untergeht? Warum geht ein Stück Eisen unter, ein Stück Wachs aber nicht?
Solche Kinderfragen umschreiben komplexe physikalische Sachverhalte wie Auftrieb, Dichte und Verdrängung. Die Materialien und Versuchsanordnungen der Klassenkisten "Schwimmen und Sinken" folgen den Fragen der Kinder und helfen ihnen, über eigene Experimente zu einem Verständnis physikalischer Phänomene zu gelangen.
Sequenz 1: Was schwimmt – was sinkt? Wir untersuchen Vollkörper
(Vorbereitungen für das Konzept der Dichte)
In der Einstiegssequenz geht es zunächst darum, dass die Schülerinnen und Schüler anhand von Vollkörpern untersuchen, welche Materialien im Wasser schwimmen und welche sinken. Hier sollen sie also Wissen über Materialien aufbauen: Es gibt Materialien, die sind für ihre Grösse leicht. Und es gibt Materialien, die sind für ihre Grösse schwer.
Sequenz 2: Was passiert mit dem Wasser, wenn ich etwas eintauche?
(Konzept der Verdrängung)
In Sequenz 2 lernen sie das Phänomen der Verdrängung kennen. Sie erfahren, dass eingetauchte Gegenstände Wasser wegdrücken und dass die Menge des weggedrückten Wassers nicht vom Material, dem Gewicht oder der Form, sondern nur vom Volumen abhängt.
Sequenz 3: Was macht das Wasser mit einem Gegenstand, wenn man diesen eintaucht?
(Konzept des Auftriebs)
In Sequenz 3 erfahren die Schülerinnen und Schüler, was „Auftrieb“ ist. Sie lernen, dass das Wasser eingetauchte Gegenstände nach oben drückt und dass es umso stärker drückt, je grösser das Volumen der eingetauchten Gegenstände ist.
Sequenz 4:(1) Warum schwimmt ein Schiff? (2) Wie kann ich allein durch Gewichtsmessung vorhersagen, ob ein Würfel schwimmen oder sinken wird?
Lernwirksamkeit wissenschaftlich geprüft
Die Unterrichtseinheiten wurden auf der Grundlage von Ergebnissen aus der aktuellen Lehr- und Lernforschung entwickelt. Die KiNT-Kisten sind in ihrer Lernwirksamkeit bewährt und mehrfach wissenschaftlich geprüft.
Weiterarbeit in der Klasse
Die KiNT Kisten umfassen neben sehr ansprechend gestalteten Experimentiermaterialien für die Schülerinnen und Schüler auch sehr gut ausgearbeitete Ordner mit Anleitungen und Hilfestellungen für die Lehrpersonen. Nach Besuch einer halbtägigen Weiterbildung sind die Lehrpersonen befähigt, mit der eigenen Klasse am Thema weiter zu arbeiten. Die nötigen Materialien können bei der Startbahn 29 ausgeliehen werden.
Videobeitrag
Dauer
Ab 2 Std. nach Vereinbarung
Details Kursdaten
Es kann eine beliebige Anzahl Lektionen gebucht werden in einem beliebigen Rhythmus nach Absprache.
Es ist nicht entscheidend, wie gross oder wie schwer Gegenstände sind – und ob sie Löcher haben oder nicht. Es ist allein entscheidend, aus welchem Material die Gegenstände bestehen (Materialkonzept). Gegenstände, die bei gleichem Volumen leichter sind als Wasser, schwimmen. Ein Vollkörper schwimmt, wenn seine Dichte geringer ist als die Dichte der Flüssigkeit, in die er eintaucht. Ob ein Gegenstand schwimmt, hängt von seiner Dichte ab.(Im Unterricht wird noch nicht von „Dichte“ gesprochen) Die Kinder sollen eine Vorstellung davon bekommen, dass Materialien bei gleicher Grösse ein unterschiedliches Gewicht haben können:Etwas ist schwer / leicht für seine Grösse.
2. Unterrichtseinheit
Die Menge des verdrängten Wassers hängt nur vom Volumen eines eingetauchten Gegenstandes ab. Ein eingetauchter Gegenstand mit grösserem Volumen verdrängt mehr Wasser als ein eingetauchter Gegenstand mit kleinerem Volumen. Gegenstände, die hohl sind, verdrängen mehr Wasser als ein gleich schwerer Vollkörper aus demselben Material.
3. Unterrichtseinheit
Das Wasser drückt einen Gegenstand hoch, weil es wieder an seinen Platz zurück „will“. Das Wasser drückt gegen alle Gegenstände, auch gegen die, die untergehen. Der Auftrieb wird durch das Volumen der verdrängten Flüssigkeit und durch die Dichte der Flüssigkeit beeinflusst. Er ist umso grösser, je grösser das Volumen der vom Gegenstand verdrängten Flüssigkeit ist und je grösser die Dichte der verdrängten Flüssigkeit ist. In Flüssigkeiten entsteht durch deren Gewicht ein so genannter Schweredruck. Der Schweredruck nimmt mit der Tiefe zu. Er ist die Ursache für den Auftrieb.
Vor-/Nachbereitung in der Klasse
Nach dem Besuch einer halbtägigen Weiterbildung können Klassenlehrpersonen in der eigenen Klasse am Thema weiterarbeiten.
Bemerkungen
Weiterführende Artikel zur Wirksamkeit der Arbeit mit KiNT-Kisten: