Die Schülerinnen und Schüler können die Begriffe Klimawandel, Treibhauseffekt und Erderwärmung mit Inhalt füllen und lernen in diesem Zusammenhang den natürlichen und den vom Menschen verstärkten Treibhauseffekt kennen. Mit Hilfe eines Experiments können sie den Treibhauseffekt nachvollziehen. Dabei erkennen sie, dass der natürliche Treibhauseffekt an sich nichts Negatives darstellt, sondern für uns Menschen überlebenswichtig ist.

Der Begriff Klimawandel ist den meisten Schülerinnen und Schülern geläufig, kann jedoch in den meisten Fällen nicht genau beschrieben werden. Ebenso ist der Treibhauseffekt meist unbekannt und kann nicht zur Erklärung des Klimawandels und der Erderwärmung herangezogen werden.

Einstieg im Sitzkreis:

• Die Lehrkraft gibt einen stummen Impuls, indem sie Bilder von Gewächshäusern im Winter ausgelegt, die im Inneren ein deutlich stärkeres Wachstum der Pflanzen zeigen als außerhalb.
• Die Schülerinnen und Schüler äußern sich hierzu spontan. Der Begriff Treibhaus wird genannt.
• Die Frage für die Stunde wird formuliert: Warum können in einem Treibhaus auch im Winter Palmen wachsen? Vermutungen werden gesammelt.
• Ideen für die Umsetzung in einem Experiment werden gesammelt. Das entsprechende Material kann als Impuls dienen. Weiterhin wird der Ablauf des Experiments besprochen. Gemeinsam wird das Experiment draußen aufgebaut und die Zeit gestartet: Zwei Schalen werden mit der gleichen Anzahl Eiswürfel gefüllt und in die Sonne gestellt. Über eine der beiden Schalen wird eine Glasschüssel gestülpt. Die Analogie zum Treibhaus sollte mit den Kindern an dieser Stelle nochmal deutlich hervorgehoben werden.
• Zusammen wird vermutet wie sich das Eis in beiden Schalen entwickeln wird.

• Die Schülerinnen und Schüler protokollieren den Versuch in Partnerteams. Die Teams gehen einzeln zum Experiment, um die Veränderungen zu beobachten. Während die Beobachtung und die verstrichene Zeit im Protokollbogen am Platz festgehalten werden, kann bereits das nächste Team mit der Beobachtung fortfahren. - Dies wird so lange wiederholt, bis das Eis in einer Schale geschmolzen ist. Jedes Team sollte mehrere Beobachtungen dokumentiert haben, um eine Veränderung feststellen zu können.
• Währenddessen arbeiten die Kinder, die gerade nicht an der Reihe sind, an einer anderweitigen Aufgabe. Beispielsweise können sie in den Partnerteams mit einem Tablet zu selbst gewählten Fragen zum Thema Klima und Klimawandel forschen.
• Die Partnerteams versuchen zum Abschluss des Experiments eine eigene Erklärung zu finden, wie es zu dem Ergebnis kommt und versuchen so die zu Beginn der Stunde formulierte Fragestellung zu beantworten.

Abschluss im Sitzkreis:

• Der Verlauf des Experiments wird gemeinsam reflektiert. Fragestellungen können hier sein: „Was für einen Unterschied hast du gesehen?“ oder „Ab wann hast du den Unterschied gesehen?“ An dieser Stelle gibt es nicht die eine richtige Lösung. Stattdessen ist viel entscheidender, ob exakt beobachtet und dokumentiert wurde.

• Erwartetes Ergebnis: Die Eiswürfel unter der Glasschüssel schmelzen schneller, als die Eiswürfel ohne Schüssel
• Anschließend wird den Kindern Raum für eigene Erklärungen des beobachteten Phänomens gegeben. Dabei kann nochmal der Bezug zum Treibhaus hergestellt werden, indem die Impulsbilder aus der Einstiegsphase erneut bereitgelegt werden.
• Der Übertrag zum Treibhauseffekt wird in Form eines Vortrags mithilfe einer Präsentation durch die Lehrkraft erklärt. Um die einzelnen Schritte des Treibhauseffekts besser nachvollziehen zu können, wird die Präsentation sukzessive besprochen:
  • Mögliche Erklärung des Treibhauseffektes: Genauso wir die Glasscheiben eines Gewächshauses lässt die Luft, die die Erde umgibt (die Atmosphäre) das Sonnenlicht zur Erde durch. Das Licht erwärmt die Erdoberfläche, so dass diese die Wärme wieder in Richtung Weltraum zurückstrahlt.
  • Die Treibhausgase in der Luft (Atmosphäre) nehmen diese Wärmestrahlung aber auf und lassen nur einen Teil in Richtung Weltraum durch, der andere Teil der Wärme wird wieder in Richtung Erde abgegeben. Das führt dazu, dass sich die Erde weiter erwärmt.
  • Der gleiche Effekt kann im Gewächshaus beobachtet werden, in dem es bei Sonnenschein innen wärmer ist als außerhalb. Hier halten nicht bestimmte Gase, sondern die Glasscheiben die Wärme im Inneren fest.
• Dabei werden auch die Grenzen der Analogie zwischen einem gläsernen Treibhaus (bzw. Gewächshaus) und dem Treibhauseffekt auf der Erde besprochen:
  • Die Treibhausgase innerhalb der Luft (Atmosphäre) entsprechen bei der Analogie dem Glas des Gewächshauses. Diese befinden sich aber nicht erst in einer bestimmten Schicht oberhalb der Erde (wie die Analogie zum Glas vermuten lässt), sondern sind in der gesamten Atmosphäre verteilt.
  • Die Atmosphäre ist also anders als eine Glasscheibe durchlässig und nicht als feste Trennwand zu verstehen. Man kann sich die Atmosphäre stattdessen eher wie eine (durchlässige) Bettdecke vorstellen, die einen Teil der Wärme einfängt, die von der Erdoberfläche abgegeben wird.
• Weiterhin sollte der Unterschied zwischen dem natürlichen Treibhauseffekt und dem vom Menschen verstärkten Treibhauseffekt deutlich gemacht werden:
  • Durch die Lebensweise der Menschen kommen immer mehr Treibhausgase in die Atmosphäre („Die Decke wird immer dichter“). Dadurch wird immer weniger Wärme in den Weltraum durchgelassen und immer mehr Wärme zurück zur Erde geschickt. Die Erde wird somit immer wärmer.
• Zum Abschluss können Wortkarten mit den Begriffen „Treibhauseffekt“, „Erderwärmung“ und „Klimawandel“ genutzt werden, um diese inhaltlich zu differenzieren und in Beziehung zueinander zu setzen (Durch den Treibhauseffekt, der vom Menschen verstärkt wird, kommt es zur Erderwärmung. Die Erderwärmung führt dann wiederum zum beobachtbaren Klimawandel.).

• Als Sicherung dienen die entsprechenden Seiten im Entdeckungsheft. Die Kinder haben hier die Möglichkeit, die Schritte des Treibhauseffekts noch einmal selbstständig nachzuvollziehen, indem sie die dazugehörigen Aufgaben bearbeiten.

• Die Schülerinnen und Schüler können mit Hilfe des Experiments (und des Aktionsspiels) den Treibhauseffekt nachvollziehen und auf die Erde beziehen. Sie verstehen, dass der Treibhauseffekt durch den Menschen verstärkt wird. Dabei können sie inhaltliche Verknüpfungen zwischen den Begriffen Klimawandel, Erderwärmung und Treibhauseffekt anstellen.

Alternative für den Distanzunterricht:

Die Seiten im Entdeckungsheft sind grundsätzlich so gestaltet, dass sie von den Kindern selbstständig bearbeitet werden können. Da der Ausgang des Experiments jedoch stark von äußeren Einflüssen abhängig ist, sollten mit den Kindern die idealen Bedingungen für das Experiment im Vorfeld besprochen werden. Wenn absehbar ist, dass diese Bedingungen nicht erfüllt werden können, besteht die Möglichkeit, die Aufgabe mithilfe eines Videos zu bearbeiten (siehe Materialien zum Download). Die gemeinsame Reflexion ist von großer Bedeutung. Es bietet sich an, im Rahmen einer Videokonferenz die Präsentation zur Erklärung des Treibhauseffekts gemeinsam anzuschauen und zu besprechen.