Wir sind Luftdetektive
Intention
Die SuS untersuchen Alltagsgegenstände auf eingeschlossene Luft hin und versuchen ihre jeweilige Funktion zu erklären.
Lernausgangslage
An dieses Vorwissen/Vorerfahrungen können Sie anknüpfen:
- Die SuS sollten aufgrund der vergangenen Stunde über anschauliches Wissen bezüglich der Isolationswirkung von eingeschlossener Luft verfügen. Auch die Tatsache, dass die Isolierung sowohl bei hohen als auch niedrigen Temperaturen wirksam ist, sollte vorhanden sein.
- Die zu untersuchenden Materialien kennen die Kinder fast alle. Diese allerdings aus dem Blickwinkel der eingeschlossenen Luft hin zu untersuchen, ist für fast alle neu.
- Die Wirkweise der aufgeplusterten Federn bei der Amsel kennen manchen Kindern vermutlich aus dem Fernsehen.
Mögliche Vorgehensweisen
Einstieg
Die Gegenstände, die untersucht werden sollen, liegen in der Kreismitte. Das Stundenthema können die Kinder der Themenleine entnehmen.
Gemeinsam wird herausgearbeitet, dass auch hier überall Luft eingeschlossen ist. Die Kinder werden nun darauf angesetzt die Sachen genauer in Augenschein zu nehmen. Sie sollen wie Detektive überlegen, wo genau die Luft sich befindet und welche Aufgabe sie haben könnte.
Hinweis zur Auswahl der zu untersuchenden Gegenstände
Geeignet sind Alltagsgegenstände, in denen die in Poren oder Kammern eingeschlossene Luft gut nachweisbar ist, z.B. Schaumstoffmatratze, dicke Wollkleidungsstücke, Topfschwamm, Luffa etc. Um den Bezug zum Hausbau aufrechtzuerhalten sollten auch zwei oder drei Baustoffe dabei sein wie z.B. Porenbeton oder Styropor.
In der Erprobung wurden eingesetzt:
- Porotonstein
- Styroporplatte
- Daunenjacke
- luftgefüllte Isomatte
- Thermoskanne
- Wollmütze
- Bild einer aufgeplusterten Amsel
Zur Untersuchung sind Lupen vorteilhaft. Bei manchen Materialien kann man die eingeschlossene Luft auch in einer Wasserschüssel herauspressen, so dass Bläschen sichtbar werden.
Erarbeitung
Mit Hilfe des Detektivheftes untersuchen die SuS in Einzel- oder Partnerarbeit mehrere der bereitgestellten Materialien (Das Detektivheft verfügt absichtlich über weniger Seiten als Gegenstände, damit die Kinder sich die Dinge aussuchen können, zu denen sie eine Idee haben).
Abschluss
Im abschließenden Expertenkreis werden die einzelnen Gegenstände der Reihe nach thematisiert und die Rolle der Luft herausgearbeitet. Angeregt durch die vorhandenen Baumaterialien wird dann explizit der Blick auf die Rolle der Luft bei Dämmmaterialien im Hausbau gelenkt.
Erfahrungen aus der Erprobung
Erfahrungen aus der Erprobung in einem 4.Schuljahr
Während der Arbeitsphase setzt sich die SuS sehr genau mit den Gegenständen auseinander.
Besonders beeindruckend war der große Porotonstein, der so schwer aussah, sich aber als sehr leicht erwies. Hier staunten und verharrten die SuS besonders intensiv und entdeckten dann auch Löcher ( „so wie in dem Käse mit den Löchern“). Ein Junge erzählte, dass er mal ein Stück von solche einem Stein in Wasser getaucht habe und da seien ganz viele Bläschen aufgestiegen.
Sehr ähnlich aufgebaut wie der Porotonstein ist die Styroporplatte. Auch diese wurde von allen Seiten gedreht und gewendet und als 'viele Bläschen mit Luftlöchern dazwischen' beschrieben.
Bei der Daunenjacke konnten die SuS die Luft herausdrücken, so dass es auch einen optischen Effekt gab. Mal war die Daunenjacke 'aufgeplustert', mal ganz platt – auf diese Weise wurde die eingeschlossene Luft richtig greifbar. Allerdings konnten die SuS nur schlecht erklären, wo genau sich die Luft befindet, da ihnen der Aufbau von Daunen nicht präsent war. Sie sprachen von Kammern, die enthalten sind.
Parallelen zur Daunenjacke hatte die luftgefüllte Isomatte, welche vielen SuS bekannt ist. Hier lässt sich die Luft ebenfalls herausdrücken und neben einer polsternden Wirkung hat die Luft auch spürbar eine isolierende.
Die Thermoskanne war vielen SuS in ihrem Aufbau nicht klar und sie gestattet auch keinen Einblick in ihr Inneres. Einzelne hatten schon einmal etwas dazu gesehen oder gehört und konnten den Vergleich zu den beiden PET-Flaschen der vergangenen Stunde herstellen.
Das Bild der Amsel mit ihrem aufgeplusterten Federkleid war mehreren SuS aus Büchern oder dem Fernsehen bekannt und sie konnten das Aufstellen der Federn und das Schaffen eines Luftpolsters zum Wärmeerhalt beschreiben.
Ähnlich wie beim Federkleid der Amsel war der Effekt der 'eingeschlossenen' Luft bei der Wollmütze fast am schwierigsten zu fassen. Auch hier wurde das Kleidungsstück gedreht und gewendet, letztlich konnten aber nur Mutmaßungen angestellt werden.
Spannend war es, am Beispiel des Porotonsteins den isolierenden Effekt der beiden Baumaterialien in der Abschlussreflexion auch auf den Hausbau zu übertragen. Dass er das Haus warm hält, war allen klar. Aber auch der Umkehrschluss, dass es unser Haus im Sommer kühl hält, wurde von den SuS eingebracht.
Angestrebtes Unterrichtsergebnis
Auch in unserem Alltag spielt eingeschlossene Luft als Isolator eine unsichtbare aber große Rolle. Im Hausbau findet man das Phänomen in fast allen Dämmmaterialien, die wir in der 4. Sequenz kennengelernt haben. Die Luft hilft entscheidend mit, unsere Häuser im Winter warm und im Sommer kühl zu halten.
