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 8
61169 Friedberg (Hessen)
Raum: NW 10 (Treffen vorher im Lehrerzimmer gegen 7:50)
Datum: 12. 09. 2012
Zeit: 7:55-8:40
Ausbilder Physik: Herr Sach
Ausbilder DFB: Herr Linnemann
Schulleiterin: Frau Wesemann
Herr D‘Alcamo
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
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
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
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
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.
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. 1-12
[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
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
Aggregatzustände benennen. Buch S. 93
2 Ich kann die Übergänge zwischen den
Aggregatzuständen benennen. Buch S. 94-96
3 Ich weiß, was mit der Temperatur bei
Zustandsänderung passiert. Buch S. 95
4 Ich kenne die Schmelztemperatur von
Wasser. Buch S. 94
5 Ich kenne die Siedetemperatur von Wasser Buch S. 94
6 Ich kenne dass Teilchenmodell. Buch S. 98
7 Ich kann bei einem Brand anhand von
Schmelztemperaturen feststellen, welche
Temperaturbereich geherrscht hat
Buch S. 95
8 Ich kann erklären, warum sich Wasser
höchstens für ein Zimmerthermometer als
Thermometerflüssigkeit eignet.
Buch S. 95
9 Ich kann erklären, warum
Außenthermometer meist mit Alkohol oder
Quecksilber gefüllt sind.
Buch S. 95
10 Ich kenne die Gefahren im Umgang mit
Wasserdampf. Buch S. 95
11 Ich kann aus vorgegebener
Temperaturerhöhung von Wasser in einer
bestimmten Zeit den weiteren
Temperaturverlauf vorhersagen.
Buch S. 95
12 Ich kann verschiedenen Vorgängen die
zugehörigen Übergänge zwischen den
Aggregatzuständen zuordnen.
Arbeitsblatt
„Schmelzen
und Erstarren“
13 Ich weiß, was mit dem Volumen von
Flüssigkeiten geschieht, die erwärmt
werden.
Versuch, siehe
Arbeitsblatt
14 Ich kann Gründe nennen, warum
Getränkeflaschen nicht ganz voll sind. Sammlung
Heft
15 Ich kann verschiedene Wärmequellen
benennen Kopie Seite 65
16 Ich kenne den Unterschied zwischen der
Kelvinskala und der Celsiusskala Kopie Seite 64
Wenn Du unsicher bist, solltest Du es mithilfe der angegebenen Seiten noch
nachlesen
Arbeitsauftrag zur Versuchsdurchführung 1. Der Materialwart jeder Gruppe holt die Kiste mit
der Experimentiereinrichtung.
2. Der Materialwart 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 Materialwart holt Eiswasser aus dem bereit-
gestellten 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 Protokollant 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.
kalt heiß mittel
Geplanter Tabellarischer Unterrichtsverlauf Phase/
Unterrichts-
schritte
Didaktische Funktion/
Intendierte
Kompetenzerweiterung/
Förderaspekte
Unterrichtsgeschehen Sozialform/
Methode
Material
7:55
Einstieg in die Stunde
Begrüßung Lehrer stellt Gäste vor
Begrüßung der Schüler und der
Besucher
Frontal,
Unterrichtsgespräch
7:57
Einstieg in das Thema
Problemstellung,
dadurch
Aufmerksamkeit und
Interesse auf das
Problem lenken.
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
Frontal
Unterrichtsgespräch
Trinkflaschen
8:02
Erarbeitung
Schüler überlegen,
stellen Hypothesen auf
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
Partnerarbeit Heft
8:05
Sammlung und
Sicherung
Schüler nehmen sich
selbst dran. Steigert das
Interesse des
gegenseitigen
Zuhörens.
Lehrer bittet Schüler und
Schülerinnen eine Idee zu nennen
und dann einen anderen dranzu-
nehmen (Redekette).
Ein Schüler hält Ideen am
Whiteboard fest.
Schüler tauschen Ihre Ideen aus.
Unterrichtsgespräch Whiteboard.
8:05
Sicherung
Schüler ergänzen gleichzeitig ihre
Vorschläge
Einzelarbeit Heft
8:10
Einführung in das
Experiment
Transparenz des
Arbeitsauftrags
Lehrer greift den Grund mit der
Wärmeausdehnung der Flüssigkeit
heraus oder, falls er nicht genannt
Frontal,
Lehrer-
Schülergespräch
Zeigen der
Experimentiergegenstände
Durchgehen des Versuchs
wurde, geht er direkt zum
Experiment über.
Klärung des Versuchsaufbaus und
Besprechung der Durchführung des
Versuchs.
Durchgehen des Arbeitsauftrags.
8:15
Vorbereitung des
Experiments
Mahnung zur Vorsicht
mit den Glasmaterialien
und heißem Wasser
Ausgabe des Experimentier-
materials, dabei Einteilung in
Gruppen
Lehrerschülerinterak
tion
Experimentiermaterial,
Gruppenkarten
8:17
Aufbau des Versuchs
und Experimentierens
Schüler steigern Ihre
Sozialkompetenz und
Ihre Fähigkeit zum
Experimentieren
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
Gruppenarbeit Experimentiermaterial, Stift
8:27
Abbau des Versuchs
Schüler lernen, ihre
benutzten Sachen auch
wieder wegzuräumen
Schüler bauen den Versuch ab und
bringen das Experimentiermaterial
nach vorne
Gruppenarbeit Experimentiermaterial, Stift
8:30
Sicherung
Die aus dem Versuch
erlangte Erkenntnis
wird gefestigt
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
Plenum,
Unterrichtsgespräch
Whiteboard
8:35
Ausblick
Anwendungen im
realen Leben
Benzintank im Sommer nicht voll
tanken
Anwendung Sprenkleranlage
Frontal Starboard
Gruppe 1
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 1
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 1
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 2
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 2
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 2
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 3
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 3
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 3
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 4
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 4
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 4
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 5
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 5
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 5
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 6
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 6
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 6
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 7
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 7
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder
Gruppe 7
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 8
Materialwart Du bist für das Holen und Zurückbringen des
Versuchsmaterials verantwortlich, sowie den
pfleglichen Umgang damit. Du kontrollierst,
dass alles richtig zusammengebaut wird.
Gruppe 8
Zeitwächter Du bist für den zügigen Auf und Abbau des
Versuchs verantwortlich, und
dafür, dass alle Mithelfen und die Phasen des
Versuchs nicht zu lang dauern.
Außerdem dafür, dass das
Experimentiermaterial zur angekündigten
Zeit wieder eingeräumt auf dem Wagen ist.
Gruppe 8
Protokollant Du achtest auf die Befolgung des
Arbeitsauftrags und liest diesen
gegebenenfalls nochmal vor.
Außerdem protokollierst Du die
Versuchsdurchführung, sofern sie nicht auf
dem Arbeitsauftrag steht, sowie trägst die
gemessenen Wasserhöhen und die
zugehörigen Temperaturen an die Bilder