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Unterrichtsverlauf
1. Schritt: Erwärmen durch die Sonne
- Die Kinder berichten, wie sich an einem heißen Sommertag mit strahlendem Sonnenschein die verschiedenen Bodenarten anfühlen, wenn sie barfuß darüber laufen: trockener Sand, feuchte Erde/Sand, eine Steinplatte etc. Sie vergleichen auch aus ihrer Erinnerung den Unterschied zwischen früh am Morgen und in der Mittagszeit.
- Die Frage nach dem Grund der Erwärmung ist für sie klar, die Sonne(nstrahlung) ist dafür verantwortlich.
2. Schritt: Versuchsplanung - Erwärmen sich verschiedene Böden tatsächlich unterschiedlich?
- Lehrerfrage: Ihr habt berichtet, dass verschiedene Böden mittags unterschiedlich warm sind: Wie können wir überprüfen, ob das tatsächlich so ist?
- Entweder realisiert man einen Vorschlag der Kinder oder führt das Gespräch zum oben beschriebenen Versuch d). In beiden Fällen sollte eine Tabelle mit den Bodenarten und der Temperaturentwicklung als Ergebnis fixiert werden (wobei der Vergleich zwischen zwei Zeitpunkten ausreichend ist).
3. Schritt: Versuchsdurchführung
4. Schritt: Ergebnisbesprechung und -formulierung
- Als Ergebnis wird festgestellt, dass sich verschiedene Böden tatsächlich unterschiedlich stark erwärmen.
5. Schritt: Hängt die Erwärmung auch davon ab, ob die Oberfläche der Materialien hell oder dunkel sind?
- Man entwickelt zusammen mit den Kindern im Gespräch Versuchsanordnungen zur Überprüfung der Frage. Beispiele zur Orientierung sind die Versuche a) und b) (hier könnte auch AB.3.2 eingesetzt werden. Nach der Durchführung des Versuchs/ der Versuche wird das Ergebnis besprochen und die Frage bejaht.
- Als nächstes sollte eine erste Erklärung gefunden werden: Was könnte passieren, wenn das Sonnenlicht auf ein weißes Papier und auf ein schwarzes Papier fällt? Eine naheliegende Erklärung ist: Dunkle Oberflächen verschlucken viel von dem auftreffenden Sonnenlicht und werden deshalb warm. Weiße bzw. helle Flächen werfen viel von dem auftreffenden Licht zurück und verschlucken nur sehr wenig, weshalb die hellen Oberflächen sich nicht so stark erwärmen.*)
- Dies ist auch aus folgendem Grund plausibel: Im intensiven Sonnenlicht blendet ein weißes Blatt Papier – es wird viel von dem einfallenden Sonnenlicht zurückgeworfen. Bei einem dunklen Papier ist dies nicht der Fall.
*) Dass Oberflächen bei Bestrahlung Licht abstrahlen, ist für Kinder wenig einsichtig, verschlucken/aufnehmen von Licht dagegen schon. Für manche Kinder ist dann der Hinweis darauf, dass weiße Flächen bei intensiver Beleuchtung blenden, hilfreich.
6. Schritt: Formulierung des Gesamtergebnisses
- Abschließend wird eine Formulierung für das Ergebnis der Einheit gesucht, z.B. sinngemäß: Scheint die Sonne auf einen Gegenstand, wird ein Teil des Sonnenlichtes zurückgeworfen (reflektiert) und der andere Teil wird verschluckt. Je dunkler die Oberfläche des Gegenstandes ist, desto mehr wird aufgenommen. Je heller die Oberfläche des Gegenstandes, desto mehr wird zurückgeworfen.
- Wasser erwärmt sich nicht so stark wie trockener Sand. Nasser Sand oder feuchte Erde erwärmen sich nicht so stark wie trockener Sand, trockene Erde oder Steine.
- Zur Ergebnissicherung kann das AB 3.1 ausgefüllt werden.