Wasser ist für uns überall und jederzeit verfügbar. Deshalb vergessen wir oft, dass Wasser Leben bedeutet – und darauf lenkt der Weltwassertag am 22. März die Aufmerksamkeit. Wasser ist leider in vielen Ländern aufgrund von natürlichen Gegebenheiten, langen Dürreperioden, aber auch Kriegen und Krisen absoluter Luxus. Mehr als 800 Millionen Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Wasser. Zwei Millionen sterben jährlich an den Folgen. Das Deutsche Rote Kreuz möchte diese Zahl reduzieren und ruft Lehrkräfte auf, den Weltwassertag zum Anlass zu nehmen, um Schülerinnen und Schülern zu vermitteln, was Trinkwassermangel bedeutet. Um Lehrkräfte dabei bestmöglich zu unterstützen, hat das DRK geeignetes Unterrichtsmaterial entwickelt, um Schulklassen für die Bedeutung von Trinkwasser zu sensibilisieren und sie zu sozialem Engagement, beispielsweise in Form einer Spendenaktion, zu motivieren. Lernziele Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass sauberes Wasser nicht selbstverständlich ist. werden für die Folgen von Trinkwassermangel sensibilisiert. erfahren, wie das DRK Wassernot bekämpfen hilft. organisieren gemeinsam eine eigene Spendenaktion. trainieren ihre Empathie, Problemlösungskompetenz und Teamfähigkeit. Ziel und Aufbau Die Unterrichtsmaterialien sind auf zwei Module angelegt: Im ersten Teil der Doppelstunde erfahren Schülerinnen und Schüler mehr darüber, wie wichtig Wasser für unseren Körper ist. Im zweiten Teil der Doppelstunde geht es darum, Wassernot bekämpfen zu helfen. Dazu erarbeitet die Klasse gemeinsam eine Idee für eine Spendenaktion. Die Kopiervorlagen helfen Ihren Schülerinnen und Schülern dabei. Fußballorientierte Spendenaktion Fußball gehört hierzulande zu den beliebtesten Sportarten. Viele Schülerinnen und Schüler sind bestimmt selber Fußballerinnen oder Fußballer oder Fans. Sport ist in einem Land wie Deutschland, in dem Wasser selbstverständlich ist, ein guter Aufhänger, um greifbar zu machen, was Durst bedeutet. Zugang zu sauberem Wasser ist ein existenzielles Menschenrecht. Ziel dieser Unterrichtsmaterialien ist deshalb, den Fokus auf Menschen zu richten, die täglich Durst leiden müssen, weil sie kein sauberes Trinkwasser haben - und Ihre Klasse für eine fußballorientierte Spendenaktion zu begeistern. Kontakt E-Mail: schulen@drk.de , Internet: www.drk.de/schulaktionen

Wasser ist ein Lebensmittel - mehr noch, ohne Wasser können wir uns kein Leben vorstellen. Im Zentrum dieser Unterrichtseinheit steht das technische Problem, Wasser durch Filter zu reinigen. lSchon früh in der Entwicklung von Zivilisationen wurde den Menschen bewusst, wie wichtig sauberes Trinkwasser ist. Zu diesem Zweck wurden bereits in der Steinzeit einfache Wasserfilter aus Rinden, später aus Moosen gebaut. Die heutige Filtertechnik ist sehr ausgeklügelt, mit ihr lassen sich Verunreinigungen bis in den Nanometer-Bereich beseitigen. Diese Unterrichtseinheit greift das Problem der Reinigung von Wasser auf. Wasser ist, zumal bei jüngeren Schülerinnen und Schülern, ein dankbares Unterrichtsthema, das sich ohne Weiteres an alltäglichen Erfahrungen anknüpfen lässt. Diese Erfahrungen lassen sich aber auch recht leicht mit dem Stichwort "sauberes Wasser" problematisieren. Im Zentrum dieser Unterrichtseinheit steht das technische Problem, Wasser durch Filter zu reinigen. Damit lässt sie sich in den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Sekundarstufe I - in reduzierter Form auch im Sachunterricht im Primarbereich - einbauen. Hat man Zeit und organisatorische Möglichkeiten, lassen sich insbesondere im Technik-Unterricht eigene Filtersysteme erproben. Darüber hinaus kann man sich dem Thema fächerübergreifend kulturgeschichtlich nähern und betrachten, wie die Entwicklung technischer Möglichkeiten Hand in Hand ging mit der Entwicklung der Zivilisation. Bedeutung sauberen Wassers Die Bedeutung von Wasser für die Menschheit und das Erkennen nicht sichtbarer Inhaltstoffe im Wasser führt die Schülerinnen und Schüler in die Thematik ein. Wie wird das Wasser sauber? In Übungen sammeln die Schülerinnen und Schüler erste Erfahrungen mit der Wasserfiltration. Was können Filter leisten? Der Aufbau eines starken Filters sowie der Blick auf moderne Filtertechniken und weiterführende Aspekte können die Unterrichtseinheit abschließen. Die Schülerinnen und Schüler sollen für die Bedeutung sauberen Wassers sensibilisiert werden. den Stellenwert der Filtration von Wasser für die menschliche Zivilisation einschätzen lernen. die Verschmutzung von Wasser untersuchen. verschiedene Techniken zur Filtrierung von Wasser sowie deren jeweilige Wirksamkeit kennenlernen. die Details moderner Techniken (Querstromfilterung, Wafer-Membran) verstehen lernen (ab Klasse 7). Thema Das Wasser - Filtration und Reinhaltung Autor Martin Wetz Fach Biologie, Naturwissenschaften, fächerverbindender Unterricht, Sachkunde Zielgruppe Klassen 3 bis 9 Zeitraum 2-4 Unterrichtsstunden Voraussetzungen und Kontext Wenn diese Unterrichtseinheit in einen größeren Zusammenhang eingebettet ist, in welchem bereits viel über Wasser und dessen Bedeutung und Eigenschaften erarbeitet worden ist, kann man direkt mit dem Problem der Wasserreinigung beginnen. Falls dies nicht geschehen ist und diese Einheit einzeln durchgenommen werden soll, so ist als Hinführung die Bedeutung von Wasser für die Menschheit zu besprechen. Hierfür sollten ein bis zwei Unterrichtsstunden eingeplant werden. Wo wird Wasser genutzt? Aus mutmaßlich vielen Einzelnennungen (Trinken, Duschen, Gießen und so weiter) sollten die Schülerinnen und Schüler möglichst eigenständig Oberbegriffe bilden, um - eventuell unter Hilfestellung - auf die Bereiche Landwirtschaft, Industrie, Haushalt zu kommen. Die dabei möglicherweise entstehenden Diskussionen, wie zum Beispiel ob das Gießen des Kräutertopfs am Küchenfenster Landwirtschaft oder Haushalt ist, mögen aus Erwachsenensicht unproduktiv erscheinen, sind aber Teil der für Kinder wichtigen Begriffsbildung. Wie wird Wasser genutzt? Hier wären die Funktionen des Wassers zu erarbeiten: Wasser als Lebensmittel (für Menschen, Tiere und Pflanzen), Wasser als chemischer Grundstoff in der Industrie sowie als Lösungsmittel. Jeder dieser Punkte kann für sich ausführlicher unter biologischen und chemischen Aspekten behandelt werden. In welchen Mengen wird Wasser genutzt? Abschätzungen sind in der Regel für die Schülerinnen und Schüler motivierend. Die Ergebnisse der Abschätzungen beziehungsweise die korrekten Zahlenangaben können modellhaft visualisiert werden, zum Beispiel die Anzahl Mineralwasserflaschen, die eine Familie pro Woche verbraucht, die zum Zähne Putzen oder zum Duschen verwendet wird. An dieser Stelle können die Schülerinnen und Schüler nebenbei eine Vorstellung davon erhalten, dass es sinnvolle und weniger sinnvolle Maßeinheiten gibt. Filtration von Wasser Als Einstieg in das eigentliche Thema "Filtration von Wasser" dient die Frage nach der Bedeutung sauberen Wassers. Wozu wird sauberes Wasser benötigt? Und was genau heißt "sauberes" Wasser? Woran kann man es erkennen? Die erste Frage kann fragend-entwickelnd geklärt werden, insbesondere die Folgen verschmutzten Trinkwassers können demonstriert werden. Bei der zweiten Frage kann das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler eingebracht werden. Zusätzlich lassen sich eine Reihe von Beispielen zeigen, die belegen sollen, dass man dem Wasser seine Inhaltsstoffe nicht unbedingt immer "ansieht", weil es eben ein sehr gutes polares Lösungsmittel ist: Zwei identisch aussehende Bechergläser sind mit Wasser gefüllt (gleiche Füllhöhe verstärkt das Erstaunen): In dem einen ist Leitungswasser, in dem zweiten zusätzlich Zucker oder Salz (Meerwasser!) gelöst. Die Schülerinnen und Schüler schmecken den nicht sichtbaren Unterschied. Zwei identisch aussehende Bechergläser sind wie oben mit Wasser gefüllt: In dem einen ist Leitungswasser, in dem zweiten ist destilliertes (oder demineralisiertes) Wasser. In jedes Becherglas werden nun zwei Kontakte, die mit einer Batterie und einem entsprechenden Lämpchen verbunden sind, gehalten: Aufgrund des Ladungstransportes durch die Ionen leuchtet das Lämpchen in dem einen Fall, während bei der zweiten Probe kein Strom fließt. Drei Bechergläser wie oben: Demineralisiertes Wasser, Wasser mit darin gelöster Lauge (beispielsweise ein wenig Kaliumhydroxid) und Wasser mit ein wenig gelöster Säure (farblos, also zum Beispiel Zitronensaft, kein Essig). In jedes Glas wird nun Universalindikator hineingetropft, jedes Wasser zeigt eine andere Färbung. Klares Wasser aus einem Aquarium, Teich oder See wird mikroskopisch untersucht: Man entdeckt Mikroorganismen (je nach Möglichkeit als Film demonstrierbar). Umgekehrt kann man Wasser verunreinigen und die Zusätze verstecken: Kochsalz oder Alkohol wird in Wasser gegeben und "verschwindet" (interessant insbesondere für jüngere Schülerinnen und Schüler ist es aber, das Wasser jeweils zu wägen). Bedeutung des Filters Arbeitsteilig in zwei Gruppen - oder in entsprechend vielen Teilgruppen - erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung des Filters. Die erste Gruppe sucht nach allem, was Wasser verschmutzt, sichtbare wie unsichtbare Stoffe. Die zweite Gruppe überlegt, womit Wasser gefiltert werden könnte und welche speziellen Filter sie kennt (zum Beispiel Kaffeefilter, Aquarienfilter). Anschließend werden die Ergebnisse in der Form zusammengetragen, dass im Plenum oder in Partnerarbeit geklärt wird, welcher Filter welche Verunreinigung beseitigt. Das Ergebnis kann in Form einer Tabelle festgehalten und in einer PowerPoint-Präsentation dargestellt und präsentiert werden. Erfahrungen mit dem Filtern Nach dieser Phase sollten die Schülerinnen und Schüler praktische Erfahrungen sammeln und selbst filtern. Hierzu können verschiedene Gemenge mit verunreinigtem Wasser hergestellt werden, zum Beispiel Erbsen, Sand, Erde, Milch, Pflanzenreste (von getrockneten Blättern etwa). Als Filter könnte zur Verfügung stehen: Prähistorische Werkzeuge, wie Rinden oder Moosstücke; herkömmliches Filterpapier in Form von Kaffeefiltern; Kartuschen, die zur Entkalkung von Leitungswasser verwendet werden; Filter für Aquarien; selbstgebaute Sedimentschichten aus Sand. Bei der praktischen Erprobung könnten den Schülerinnen und Schülern verschiedene Probleme der Filtration bewusst werden. Passiert dies nicht automatisch, sollte die Lehrkraft das Augenmerk darauf lenken: Die Filter-Leistung: Diesen Begriff gilt es dann genau zu fassen als gefilterte Wassermenge pro Zeit. Die Qualität des gefilterten Wassers: Hierbei ist zu bedenken, dass man, wie oben gezeigt, nicht alles sieht, also entsprechende Testverfahren benötigt. In etwas älteren Klassen lässt sich bereits über entsprechende Nachweismethoden der Wasserverunreinigung sprechen und entsprechende Verfahren durchführen. Die Verschmutzung des Filters: Dies lässt sich anschaulich mit einem Kaffeefilter zeigen, der nach einer bestimmten Zeit vollgelaufen und damit nicht mehr einsatzfähig ist. Grundprinzip des Filters Ziel der praktischen Erprobung - zumindest in der Primarstufe - ist es außerdem, das Grundprinzip des Filters durch das Sieb zu verdeutlichen. Entscheidende Größe ist die "Lochgröße". In modernen Filtersystemen ist diese bis in den Nanobereich verkleinert, so dass auch Mikroorganismen und selbst organische Moleküle gefiltert werden können. Frisches Quellwasser Einen Hinweis ist das "frische" Quellwasser wert. Das, was an vielen Stellen im Wald oder Gebirge als Quelle entspringt, ist klares Wasser. Quellwasser ist in der Regel Regenwasser, das durch mehrere Sedimentschichten dringt, bevor es als Quelle wieder an die Oberfläche kommt. Auch dies ist ein Filter-Prozess. Wo immer es die Gelegenheit gibt, sollten die Schülerinnen und Schüler zu einer Quelle gehen und dieses Wasser untersuchen (nach vorheriger Rücksprache mit dem entsprechenden Forstamt, um womöglich bekannte schädliche Verunreinigungen zu klären). Lösungsmöglichkeiten der Filtration Nach der Problematisierung des Filterns bieten sich nun zwei Möglichkeiten an: Man kann die Unterrichtseinheit ausklingen lassen, indem man verschiedene Lösungsmöglichkeiten andeutet, beispielsweise den Austausch der filternden Substanz, Reinigung der Filter, modernere Techniken wie die Wafer-Membran. Dies dürfte sich in der Primarstufe anbieten. Bei Lerngruppen, die noch weiterdenken können oder wollen, kann man die Schülerinnen und Schüler Lösungsansätze für die gefunden Probleme suchen lassen. Aufbau eines starken Filters In jedem Fall sollte als Abschluss der Aufbau eines starken Filters, wie er in den Schule zumeist vorhanden ist, gezeigt werden, nämlich das Gerät zur Demineralisierung des Leitungswassers, wie es sich meistens in den Chemie-Sammlungen findet. Die Demonstration kann, je nach Alter und Interesse der Schülerinnen und Schüler, mehr oder weniger detailgenau sein. In jedem Fall sollte das gefilterte Wasser zum Abschluss untersucht werden. Rotierende Scheiben und Flüssigkeit Bei höheren Klassen lässt sich insbesondere die Technik mit rotierenden Scheiben und Flüssigkeit darstellen, welche aufgrund ihrer selbstreinigenden Eigenschaft besonders effizient ist. Das Wasser über Filterscheiben rotieren zu lassen, findet sich in zwei unterschiedlichen Arten von selbstreinigenden Querstromfilteranlagen wieder. Vergleichbar mit einem Karussell auf einem Volksfest rotieren die mehrschichtigen Filterscheiben um ihre eigene Achse durch das unbewegte, verschmutzte Wasser. Bei der zweiten Variante wird das verunreinigte Wasser im Filterbehälter durch Düsen in Rotation versetzt und bringt die zu filtrierende Flüssigkeit über statisch montierte Scheiben in Bewegung. Den Schülerinnen und Schülern können bei Bedarf weiterführende Aspekte genannt werden, die auch zur Vertiefung der Thematik dienen können: Gefiltert wird nicht nur Wasser, sondern auch Luft oder Abgase. Sämtliche Kraftwerke, die durch Verbrennung fossiler Brennstoffe Strom erzeugen, müssen mit entsprechenden Filtern ausgestattet sein. Ökologische und rechtliche Aspekte der Wasserreinhaltung. Kläranlagen: Wie findet die großtechnische Reinigung von Wasser statt?

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Wasser ist Leben" befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit Sachtexten und Lyrik sowie dem biblischen Symbol des Wassers. Zwei verschiedene Schwierigkeitsstufen ermöglichen den Einsatz der Sequenz in verschiedenen Jahrgangsstufen von Klasse 3 bis 10. Das Thema "Wasser ist Leben" lässt sich fachübergreifend ab Ende der Primarstufe bis in die Sekundarstufe I hinein als Projekt für den Deutsch- und Sachkunde- beziehungsweise den naturwissenschaftlichen Unterricht behandeln. Nach einem deduktiven Zugang zum Thema Wasser folgen Sachtexte zum Wasserkreislauf sowie zum realen und virtuellen Wasserverbrauch, deren Informationen anschließend produktionsorientiert im Bereich der Lyrik umgesetzt werden. Dritter Baustein dieses Projekts ist der Umgang mit dem biblischen Symbol des Wassers. Als abschließendes Material wird eine schriftliche Leistungsüberprüfung mit Bewertungsraster angeboten. Sachtexte zu Wasser und virtuelles Wasser Diese Unterrichtseinheit wird binnendifferenzierend auf zwei didaktisch-methodisch unterschiedlichen Schwierigkeitsstufen angeboten, sodass die Lehrkraft je nach Alter und Leistungsfähigkeit der Lerngruppe entscheiden kann, wie das Material eingesetzt werden soll. Einstieg ins Thema Der Einstieg ins Thema ist deduktiv. Über eine Bildbetrachtung (Arbeitsblatt 1) leiten die Lernenden selbst die Arbeitshypothesen her, dass es in den nachfolgenden Unterrichtsstunden um das Thema Wasser gehen wird. Vorbereitend zum Aspekt des Wasserkreislaufs sollen sie dabei Formen und Funktionen von Wasser beschreiben, die sie aus ihren eigenen Lebenswelt kennen (siehe weiterführende Teilaufgabe in Arbeitsblatt 1). Zwei Schwierigkeitsstufen Assoziationen zum Wasser Auf einem leichteren Niveau 1 füllen die Schülerinnen und Schüler nun ihre Assoziationen zum Wasser auf Arbeitsblatt 2 aus – wahlweise handschriftlich auf dem ausgedruckten Arbeitsblatt oder durch Einfügen von Legenden in der Textverarbeitung. Auf einem anspruchsvolleren Niveau 2 nutzen die Schülerinnen und Schüler ein Programm zur Erstellung von MindMaps, sofern ein solches zugänglich ist. Der Wasserkreislauf Jüngere oder weniger leistungsstarke Lernende (Niveau 1) erarbeiten sich im Folgenden den Wasserkreislauf mithilfe von Arbeitsblatt 3, eventuell kann als Hilfe Arbeitsblatt 4, zum Beispiel mit abgedecktem Text auf Folie, vorgegeben werden. Auf Niveau 2 erarbeiten die Schülerinnen und Schüler allein anhand der Bilder und ihres Hintergrundwissens den Wasserkreislauf gemeinsam im Unterrichtsgespräch. Zur Sicherung erstellen sie dann mit einem Textverarbeitungsprogramm und mithilfe einer Internet-Bilder-Recherche selbst ein Schaubild zum Wasserkreislauf. Animationsvideo In einer Eventualphase sehen sich die Lernenden ein Erklärvideo an und erklären sich danach gegenseitig, was sie verstanden haben. Virtuelles Wasser In einer weiteren Doppelstunde wird der Aspekt des virtuellen Wassers erarbeitet. Auf beiden Niveaus soll über Arbeitsblatt 5 (Präsentation über Beamer oder Folie) die absichtliche Anordnung der linken und rechten Bilderreihe zur eigenständigen Erschließung des Themas führen. Sachtexte zum Thema Jüngere oder lernschwächere Schülerinnen und Schüler (Niveau 1) sollten nun mithilfe der Arbeitsblätter 6 und 9 vorentlastend auf die nachfolgenden Sachtexte vorbereitet werden. Hierzu sollen sie die Kurzdefinitionen den passenden Schlagworten zuordnen. Die Arbeitsblätter 6 und 9 können dabei arbeitsteilig in Gruppenarbeit (je eine Klassenhälfte für ein Thema) vorbereitet und anschließend als Ganztexte im Plenum präsentiert werden. Die Arbeitsschritte im einzelnen Zuordnung der Begriffe im Lexikon (Arbeitsblätter 6 und 9) auf dem ausgedruckten Arbeitsblatt oder mithilfe von "Copy and Paste" in den Spalten des Arbeitsblatts. Vergleich mit der Lösung in den Händen der Lehrkraft (Arbeitsblatt 6: Lösungen) im Plenum Bearbeiten der Lückentexte (Arbeitsblätter 8 und 11) Präsentation der Ganztexte zur Lösung der Gruppenarbeit im Plenum (Arbeitsblätter 7 und 10). Zur zeitlichen Reduktion oder bei lernschwächeren Schülerinnen und Schülern können anstelle der Lückentexte auch nur die Ganztexte ausgegeben und im Plenum besprochen werden. Lückentexte zur Grammatik Die vorbereiteten Lückentexte wurden grammatisch integrativ als Lückentexte zu Verben beziehungsweise zu Verben und Adjektiven erstellt. Je nach Thema des aktuellen Deutschunterrichts könnten die Lückentexte von der Lehrkraft entsprechend gewählt werden. Eigene Arbeitsblätter erstellen Leistungsstärkeren Lernenden (Niveau 2) können nach der Zuordnungsübung (Arbeitsblätter 6 und 9) und dem Vergleich im Plenum (Arbeitsblatt 6: Lösungen und Arbeitsblatt 9: Lösungen) die Ganztexte gegeben werden, um sie online Arbeitsblätter für eine jeweils andere Kurshälfte erstellen zu lassen. Anschließend können die neu erstellten Arbeitsblätter für die Mitschülerinnen und Mitschüler hochgeladen werden, um sie im Wechsel in der jeweils anderen Gruppe bearbeiten zu lassen. Wasser-Lyrik und Wasser als biblisches Symbol Die zuvor erarbeiteten Informationen werden produktionsorientiert im Bereich der Lyrik umgesetzt. Außerdem wird das biblische Symbol des Wassers behandelt. Kreative Auseinandersetzung mit dem Thema Produktionsorientierte Gedichte In einer weiterführenden Doppelstunde sollen die Schülerinnen und Schüler sich kreativ mit dem Wasser-Thema auseinander setzen. Hierzu präsentiert die Lehrkraft die Anleitungen und Beispiele für produktionsorientierte Gedichte in Arbeitsblatt 12. Je nach Leistungsfähigkeit des Kurses können hierzu einzelne Methoden ausgewählt oder als Ganzes präsentiert und von den Schülerinnen und Schülern gewählt werden. Denkbar ist das Hochladen einzelner oder aller Arbeitsblätter auf dem Schulserver, sodass in den entsprechenden Ordnern auch die fertigen Ergebnisse gezeigt und zum Beispiel über Foren beurteilt werden können. Die Gestaltung der neuen Gedichte sollte, wie die Beispiellösungen zeigen, in der Textverarbeitung mithilfe verschiedener Schrifttypen und -farben geschehen. Wasser-Lyrik Ergänzend zu ersten eigenen produktionsorientierten Zugängen zur Lyrik lernen die Schülerinnen und Schüler mithilfe von Arbeitsblatt 13 bekannte klassische und moderne Wasser-Gedichte kennen. Aus diesen sollen sie diejenigen auswählen, die ihnen besonders zusagen, und auch hier noch einmal kreativ mit ihnen arbeiten. Eigene Gedichte schreiben – Verdichtung oder Montage Schülerinnen und Schüler auf höherem Lernniveau oder mit schnellerem Lerntempo können daran arbeiten, während die anderen sich noch mit dem Schreiben eigener Gedichte beschäftigen. Zur methodischen Auswahl stehen die Verdichtung, das heißt sinnvolle Verkürzung originaler Werke, wie sie leicht über die Textverarbeitung am Rechner geschehen kann, oder die Montage von zwei zueinander passenden oder bewusst gegensätzlich ausgewählten Werken (siehe Arbeitsblatt 14). Öffentliche Würdigung der Ergebnisse Auch hier könnten die originalen Werke gut aus der Vorlage herauskopiert und in einem neuen Word-Dokument zusammengefügt werden (Copy and Paste). Erneut sollten alle Ergebnisse öffentlich gewürdigt werden, zum Beispiel durch Hochladen in einem Ordner und Kommentierung über Foren durch die Mitschülerinnen und Mitschüler. Gebatikte Kleidung herstellen Handlungsorientiert geht die nächste Einheit weiter: In Arbeitsblatt 15 wird anschaulich beschrieben, wie Jugendliche selbst gebatikte Kleidung herstellen können. Das Projekt kann in der Schule oder zuhause durchgeführt werden. Besonders lernschwächere Schülerinnen und Schüler haben so ein haptisch greifbares Erfolgserlebnis, das ihnen die Bedeutung von virtuellem Wasser anschaulich vor Augen führt. Transzendente Ebene Wasser in der Bibel Arbeitsblatt 16 geht schließlich über die bisherigen konkreten Informationen und Erfahrungen von Wasser hinaus und wechselt auf eine transzendente Ebene. Die bekannten biblischen Erzählungen von der Erschaffung der Welt und der Aussetzung des kleinen Moses in einem Weidenkörbchen auf dem Nil können auch religiös nicht geprägten Jugendlichen aus ihrem Allgemeinwissen heraus bekannt sein. Mögliche Ergebnisse Als mögliche Ergebnisse ergeben sich folgende Paarungen aus konkreter und übertragener Bedeutung: Urflut – Wasser als eines der ersten Elemente Gottes Geist über dem Wasser – Gottes Segen gilt dem Wasser Wasser als Trennlinie zwischen Himmel und Erde – Beginn des Lebens Dann: Trennung Meer und Land – Gemeinsamer Ursprung von Land und Meer, Zusammenhang Kind wird im Wasser des Nils ausgesetzt (Binsenkörbchen) – Lebensgefahr für das Kind; Rettung durch das Wasser, das es fortträgt Pharaonentochter badet im Nil – Fluss als Lebensmittelpunkt und Ort des Wohlbefindens Mose = "Ich habe ihn aus dem Wasser gezogen" – Wasser schenkt Leben, Mose wird gerettet Wasser ist "überall" – Wasser ist Leben Das biblische Weltbild Vertiefend kann die Zeichnung in Arbeitsblatt 17 das biblische Weltbild, wie es in der ersten Bibelstelle zum Ausdruck kommt, visualisieren. Die dazu passende Aufgabe lautet, das Bild farbig zu gestalten, um den Schülerinnen und Schülern einen Einblick in die Vorstellung von der Welt der damaligen Zeit zu vermitteln. Anschließend sollen sie im Rückgriff auf Genesis 1,1ff. noch einmal in eigenen Worten diesen Aufbau erklären. Schriftliche Übung und Bewertung Den Abschluss der Unterrichtseinheit bildet eine schriftliche Übung, die in einer Einzelstunde bearbeitet werden kann. Die anschließende Bewertung beziehungsweise Korrektur kann wahlweise in Partnerkorrektur erfolgen oder durch die Lehrkraft selbst. Weitere Aspekte Das Thema "Wasser" ist sehr umfangreich, und viele weitere Aspekte hierzu könnten im Unterricht in verschiedenen Fächern oder fachübergreifend behandelt werden. Dazu zwei Beispiele: Bedeutung des Trinkens Reisen in die Unterwasserwelt: Das Programm "Google Earth" besitzt eine Zusatzfunktion, mit der nicht nur Wasseroberflächen betrachtet werden können, sondern auch Reisen in die Unterwasserwelt möglich sind. Schauen Sie mit der Klasse gemeinsam bei Google Ocean vorbei. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren im Rückgriff auf ihre persönliche Lebenswelt verschiedene Formen und Funktionen von Wasser. lernen naturwissenschaftliche Fachbegriffe des Umgangs mit realem und virtuellem Wasser kennen. erarbeiten sich den Wasserkreislauf und lernen Tipps zum Wassersparen kennen. resümieren ihre Erkenntnisse, indem sie sie produktionsorientiert in Lyrik verarbeiten. übertragen ihr Sachwissen auf eine transzendente Ebene, indem sie anhand ausgewählter Bibelstellen Wasser als Symbol des Lebens interpretieren. lernen das biblische Weltbild und die damalige Vorstellung von Wasser anhand einer passenden Skizze und Genesis 1,1ff. kennen. arbeiten handlungsorientiert mit virtuellem Wasser, indem sie Kleidung batiken. überprüfen ihr erarbeitetes Wissen, indem sie eine schriftliche Übung bearbeiten und sich in dieser anschließend gegenseitig beurteilen.

Ohne Wasser funktioniert im menschlichen Körper praktisch nichts. Deshalb verdurstet ein Mensch auch viel schneller als er verhungert. Aber was und wie viel soll man trinken? Und was passiert bei Wassermangel? Mengenmäßig ist Wasser der Nährstoff Nummer eins. Keinen anderen brauchen wir in so großen Mengen und ohne ihn funktioniert im Körper nichts. Ziel dieser Lerneinheit ist es, die Trinkgewohnheiten der Schülerinnen und Schüler auf den Prüfstand zu stellen. Wie viel trinken sie eigentlich über den Tag verteilt? Wie viel Wasser braucht der Mensch überhaupt? Würde regelmäßiger trinken gut tun? Woran erkennt man, dass der Körper Wassernachschub braucht? Kann man auch über das Essen Wasser zu sich nehmen? Im Rahmen der Unterrichtseinheit werden folgende Inhalte vermittelt: Wasser als essentieller Nährstoff Auswirkungen von Wassermangel Abschätzung der täglichen Trinkmenge nach den Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung Möglichkeiten, die eigene Trinkmenge zu erfassen Einfluss der Lebensmittelauswahl auf die Wasserzufuhr Gestaltung der eigenen Wasserzufuhr Diese Lerneinheit besteht aus zwei Teilen. Zwischen Teil 1 und 2 sollen die Schülerinnen und Schüler über ein paar Tage hinweg ein Trinktagebuch führen. Es geht nicht um den erhobenen Zeigefinger oder die Erzeugung eines schlechten Gewissens. Vielmehr sollen das eigene Verhalten und das Wohlbefinden reflektiert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen ein Trinktagebuch und lernen, dass Wasser zu den essentiellen Nährstoffen gehört. rechnen den eigenen Trinkbedarf aus und lernen, wie viel Wasser sie ungefähr aufnehmen sollen. lernen, welche Lebensmittel besonders wasserarm und -reich sind. erkennen, dass die tägliche Trinkmenge auch von der Art der Ernährung abhängt. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler filtern wichtige Informationen aus Filmmaterial. versetzen sich in die Rollen von Journalisten und Experten und interviewen sich gegenseitig. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten verschiedene Aufgaben gemeinsam und stärken damit ihre Teamfähigkeit. bewerten das eigene Verhalten selbstkritisch und erarbeiten neue Verhaltensstrategien. erweitern ihre Kommunikationsfähigkeit, indem sie in der Klasse diskutieren.

In dieser Unterrichtseinheit zu Wasser auf dem Mond lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Eigenschaften des Mondes hinsichtlich seiner Beschaffenheit kennen, zum Beispiel durch abschätzen und berechnen. Außerdem wird wissenschaftliches Arbeiten angebahnt und anhand von Fallbeispielen nähergebracht. Die Unterrichtseinheit "Wasser auf dem Mond: Mond-Eisbohrkerne filtern, um Wasser zu gewinnen" soll eine Diskussion zum Wasser-Verbrauch und zur Aufbereitung von Wasser sowohl auf der Erde als auch im All anstoßen und die Lernenden zum Nachdenken anregen. Des Weiteren lernen die Schülerinnen und Schüler die Vorgehensweisen beim wissenschaftlichen Arbeiten und die jeweiligen Teilschritte kennen (Versuchsaufbau, systematisches Messen und Aufnahme von Daten sowie deren Auswertung). Probleme werden hierbei selbstständig durch die Anwendung der Mathematik, von Messungen und Maßeinheiten gelöst. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. In dieser Unterrichtseinheit schreiben die Schülerinnen und Schüler einen Tag lang auf, wieviel Wasser sie ungefähr bei verschiedensten Aktivitäten in ihrem Alltag verbrauchen. Diese Aufzeichnungen werden dann für anschließende Berechnungen im Plenum weitergenutzt. Es wird die Beschaffenheit des Mondes erklärt und in welcher Form man auch auf dem Mond Wasser finden kann. Dem folgen experimentelle Aufgaben im Klassenzimmer, bei denen die Lernenden vorbereitete "Mond-Eisbohrkerne" benutzen und filtern, um Wasser zu erhalten. Die Wirkungsweise eines Filtersystems wird hierbei näher erläutert. Die Ergebnisse der ersten beiden Übungen werden dann benutzt, um zu berechnen, wieviel Mond-Eis die Schülerinnen und Schüler ausgraben müssten, um genug Wasser für einen kompletten Tag zu erhalten. Die Schülerinnen und Schüler berechnen den Wasserverbrauch einer Person an einem durchschnittlichen Tag. lernen, dass manche permanent im Schatten liegende Regionen des Mondes Wasser in Form von Eis enthalten. schätzen ab, wieviel Mondsand man benötigen würde, um genug Wasser für eine Person für einen durchschnittlichen Tag zu gewinnen. verstehen, dass ein Filtersystem genutzt werden kann, um Feststoffe und Flüssiges zu trennen. machen sich mit dem wissenschaftlichen Arbeiten, insbesondere dem Versuchsaufbau, systematischem Messen und der Aufnahme von Daten vertraut. lösen Problemstellungen mithilfe der Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division sowie durch Messungen und Maßeinheiten.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler anhand von abwechslungsreichen und interaktiven Aufgaben, wie die Luft zusammengesetzt ist. Mithilfe eines interaktiven Versuchsvideos des Kolbenproberversuchs zur Bestimmung des Sauerstoffanteils der Luft können die Schülerinnen und Schüler selbstständig den Versuch durchlaufen. Sie erkennen, dass Sauerstoff durch die Verbrennung mit Eisen reagiert und dadurch in der Luft nicht mehr vorhanden ist. Die Schülerinnen und Schüler fixieren ihre Beobachtungen und Ergebnisse auf einem Arbeitsblatt. Anschließend wird durch ein digitales "Drag the words"-Quiz die Zusammensetzung der Luft erarbeitet. Es folgt eine Gruppenarbeit mit vorgefertigten Informationstexten über die Stoffe, die in der Luft enthalten sind. Jede Gruppe bearbeitet einen Steckbrief per Arbeitsblatt über den zugewiesenen Stoff und stellt diesen im Anschluss der Klasse vor. Die Mitschülerinnen und Mitschüler fixieren die Stoffe auf dem Arbeitsblatt. Als Transfer beziehungsweise Vertiefung kann das Video des Schwimmkerzenversuchs gezeigt werden. Hier vermutet man das gleiche Prinzip, warum die Kerze mit dem Wasser nach oben steigt. Tatsächlich ist es jedoch vor allem die Abkühlung der Luft und der damit entstehende Unterdruck, der die Wassersäule im Glas ansteigen lässt. Die Schülerinnen und Schüler sehen, dass ähnliche Phänomene unterschiedliche Erklärungen haben können. Zur Gesamtzusammenfassung lösen die Schülerinnen und Schüler selbstständig ein Quiz. Nach dem Bearbeiten des interaktiven Videos kann die Lehrkraft die Schülerinnen und Schüler dazu auffordern, den Versuch in eigenen Worten wiederzugeben. Dadurch werden die Fachsprache und das freie Formulieren geübt. Im Kreisdiagramm auf dem Arbeitsblatt sind die Spurenstoffe in der Luft nicht dargestellt. Diese sind auf dem Arbeitsblatt unter dem Diagramm zu notieren. Je nach Gruppenarbeitserfahrung der Klasse sollte hier mehr oder weniger Zeit eingeplant werden. Die Gruppen erhalten durch das Ausfüllen des Steckbriefes einen konkreten Auftrag und sollten dadurch relativ zügig sein. Am einfachsten stellt die Lehrkraft den Gruppen jeweils den zugeteilten Text zur Verfügung. Falls möglich, können die Gruppen den ausgefüllten Steckbrief während der eigenen Präsentation zeigen, z. B. per Dokucam. Die Notizen durch die Klasse können bereits während oder nach dem Präsentieren angefertigt werden. Als Transfer/Vertiefung kann der Schwimmkerzenversuch als Video gezeigt werden. Die Schülerinnen und Schüler könnten diesen auch selbst ansehen. Hier könnte man vermuten, ähnlich wie beim Kolbenproberversuch, dass allein der Verbrauch des Sauerstoffs durch die Verbrennung für das Ansteigen des Wassers im Glas verantwortlich ist. Da aber ebenfalls Kohlenstoffdioxid bei der Verbrennung entsteht, ist dieser Effekt kaum wahrnehmbar. Der Hauptgrund für das Ansteigen des Wassers ist die Abkühlung der Luft und der dadurch entstehende Platz, da sich warme Luft ausdehnt. Der Unterdruck lässt das Wasser im Glas steigen. Die Einheit ist so gestaltet, dass die Schülerinnen und Schüler möglichst viel selbstständig und eigenverantwortlich erarbeiten. Die Einheit könnte mit einigen Hinweisen auch als Arbeitsauftrag für eine Lerngruppe durchgeführt werden. Sollte die Lerngruppe noch nicht in Berührung mit H5P-Formaten gekommen sein, so müsste die Lehrkraft hier eventuell unterstützen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären den Kolbenproberversuch. beschreiben die Zusammensetzung der Luft. zählen die Eigenschaften der Stoffe, die in der Luft enthalten sind auf. erklären den Schwimmkerzenversuch. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verarbeiten Informationen. bearbeiten ein digitales Quiz. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vergleichen eigene Informationen mit Informationen von Mitlernenden. sammeln und verarbeiten in einer Gruppe Informationen. präsentieren Informationen vor der Klasse.

In dieser Unterrichtseinheit wird die Löslichkeit von Gasen in Wasser mithilfe einfacher medizinischer Spritzentechnik untersucht und durch die kritische Hinterfragung von Werbeaussagen zu einem sauerstoffhaltigen "Powergetränk" kontextnah erarbeitet.Ausgehend von der Werbung für ein sauerstoffhaltiges Getränk wie ?Active O2? wird in der Sekundarstufe I untersucht, wie viel Sauerstoff sich in Wasser lösen kann. In der Oberstufe kann man anhand der Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser das Prinzip von Le Chatelier einführen und dieses dann auf das sauerstoffhaltige Getränk übertragen. Sämtliche Experimente lassen sich kostengünstig, sicher und unkompliziert mit medizintechnischen Geräten durchführen. Die Verknüpfung mit der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler ermöglicht neben einer Einführung der Löslichkeit von Gasen auch Berechnungen zu den Gasgesetzen oder zum Massenwirkungsgesetz. Dabei liefert der motivierende Aufhänger des Modegetränks ?Active O2? die Gelegenheit zur kritischen Auseinandersetzung mit Werbeaussagen. Klasse 9 und 10: Was ist dran am "Powergetränk"? Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die in einem Getränk gelösten Gase, bestimmen die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser und hinterfragen die Werbeversprechen zum "Powergetränk". Jahrgangsstufe 11: Le Chatelier und die Kohlensäure Ausgehend vom Kontext "Kohlensäure in Getränkeflaschen" werden die Möglichkeiten zur Beeinflussung der chemischen Gleichgewichts untersucht, bevor das sauerstoffhaltige "Powergetränk" kritisch bewertet wird. Die Schülerinnen und Schüler sollen gemäß der Bildungsstandards (PDF-Download) im Kompetenzbereich "Fachwissen" die Löslichkeit von Gasen in Abhängigkeit verschiedener Parameter kennen lernen und diese beeinflussen (F3). gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Erkenntnisgewinnung" Versuche eigenständig entwickeln, durchführen und gegebenenfalls optimieren (E1-E5 und E8). gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Kommunikation" im Team Versuche durchführen, dokumentieren und fachsprachlich korrekt präsentieren (K3, K5 und K6). gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Bewertung" erkennen, dass wissenschaftlich anmutende Behauptungen in der Werbung häufig suggestiv wirken und zu bewerten sind. gemäß der Bildungsstandards im Kompetenzbereich "Bewertung" in die Lage versetzt werden, ihr Konsumverhalten kritisch zu hinterfragen (B3-6). Thema Das Prinzip von Le Chatielier - einmal anders Autor Gregor von Borstel Fach Chemie Zielgruppe Klasse 9 und 10, Jahrgangsstufe 11 Zeitraum Klasse 9 und 10 (Löslichkeit von Sauerstoff): 1 Stunde Jahrgangsstufe 11 (Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff): 2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Abspielmöglichkeit für Videoclips, Kunststoffspritzen und Zubehör Planung Tabellarischer Verlaufsplan für Das Prinzip von Le Chatelier - einmal anders (Klasse 9 und 10 ) sowie Das Prinzip von Le Chatelier - einmal anders (Jahrgangsstufe 11) Gregor von Borstel und Andreas Böhm Le Chatelier einmal anders, Gleichgewichtsverschiebungen am Kontext Sprudelwasser, Naturwissenschaft im Unterricht Chemie, Heft 96, Sicher Experimentieren, 6/2006, S. 34-37 Gregor von Borstel und Andreas Böhm "Active O2" - Powerstoff mit Sauerstoff, kontextorientierte Prüfung von Werbeaussagen, MnU 59/7 (15.10.2006), S. 413-415 Seit 2001 ist "Active O2" auf dem Markt. Es handelt sich um ein "Sauerstoffwassergetränk", das, verglichen mit einem konventionellen Mineralwasser, mit der 15-fachen Menge an Sauerstoff angereichert ist. Nach den Angaben des Herstellers wird der Sauerstoff unter Veränderung der physikalischen Parameter Druck und Temperatur und unter starker Verwirbelung in das Wasser eingebracht. Der Sauerstoff ist dann physikalisch im Wasser gelöst. Nach dem Öffnen der Flasche dauert es überraschend lange, bis er langsam entweicht und sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellt. "Active O2" ist gegenwärtig in der Sport- und Outdoor-Szene als "Powerstoff zum Auftanken" sehr gut positioniert und somit vielen Schülerinnen und Schülern bekannt. Ausgehend von der Werbung für das Getränk wird die Frage aufgeworfen, warum es so beliebt ist und was sich konkret hinter der Werbeaussage verbirgt, es enthalte 15-mal mehr Sauerstoff als herkömmliches Mineralwasser. Damit ist der Anreiz gegeben, das Getränk einmal genauer zu untersuchen. Active-O2-Homepage Auf der Webseite wirbt der Hersteller für die Vorzüge des Produktes. Partner- oder Gruppenarbeit Experimentell können die Schülerinnen und Schüler die Werbeaussage mit sehr einfachen medizintechnischen Plastikgeräten in Partner- oder Gruppenarbeit untersuchen: Welches Gas ist im Getränk gelöst? Alles Gas wird durch Auskochen aus dem Getränk ausgetrieben und aufgefangen. Das gewonnene Gas untersucht man durch einfache Nachweisreaktionen darauf, ob es sich im Wesentlichen um Sauerstoff handelt. Lösen von Sauerstoff in Wasser Einen etwas anderen Weg beschreitet man, wenn die Schülerinnen und Schüler untersuchen lässt, wie viel Sauerstoff sich tatsächlich bei Raumtemperatur und Normaldruck in Wasser löst. Austreibung und Nachweis gelöster Gase Das Gas kann direkt aus einer Getränkeflasche ausgetrieben werden. Will man die Flasche nicht öffnen, stülpt man über den Flaschenverschluss ein Stück eines abgequetschten, alten Fahrrad- oder Silikonschlauchs zur Abdichtung und durchbohrt Schlauch und Verschluss mit der Kanüle. Die Kanüle verbindet man gasdicht mit mehreren leicht laufenden Luer-Lock Spritzen zum Auffangen des Gases. Die Flasche wird dann im Wasserbad erwärmt. Um zu überprüfen, ob man neben Sauerstoff auch Kohlenstoffdioxid freisetzt, leitet man etwas Gas pneumatisch in ein Reagenzglas um und führt die Glimmspanprobe durch. Dann spritzt man den Rest des aufgefangenen Gases mithilfe einer flexiblen Kunststoffkanüle durch wenige Milliliter Kalkwasser. Prinzipiell kann man durch Überleiten über heißes Kupfer oder Eisen den freigesetzten Sauerstoff auch quantitativ erfassen. Wie viel Sauerstoff löst sich in Wasser? Sehr leicht kann man auch ohne Glasgeräte herausfinden, wie viel Sauerstoff sich bei Raumtemperatur und Normaldruck in einer vorgegebenen Menge Wasser löst. Dazu werden zwei Spritzen gasdicht miteinander verbunden. In die eine füllt man 40 Milliliter abgekochtes und auf Zimmertemperatur abgekühltes Wasser, in die andere im Überschuss Sauerstoff. Das Gas wird solange durch das Wasser gedrückt, bis sich kein weiteres löst. Verblüfft stellen die Schülerinnen und Schüler fest, dass dies in der Regel nur ein Milliliter ist. Damit wird die Aussage, dass in der Flasche 15-mal mehr Sauerstoff als in normalem Wasser enthalten sind, zugleich begreifbar und hinterfragt. Die Ergebnisse werden vorgestellt und festgehalten. Um wieder auf das Eingangsproblem zurückzukommen ("Wie ist die Werbeaussage zum ?Powergetränk' zu bewerten?"), kann man zum Vergleich ausrechnen, wie viel Sauerstoff man mit einem tiefen Atemzug aufnehmen kann. Vereinfachend geht man von einem maximalen Lungenvolumen von fünf Litern und einem Sauerstoffanteil in der Atemluft von 20 Prozent aus. Basierend darauf kann der mögliche Wirkungsgrad des Powergetränks bezüglich der Sauerstoffversorgung des Organismus über den Verdauungstrakt eingeschätzt, und auf die Frage hingelenkt werden, ob sich der Kauf des Getränkes aufgrund des versprochenen Sauerstoffgehaltes überhaupt "auszahlen" kann. Um den Slogan "Der Powerstoff mit Sauerstoff" weiter zu hinterfragen bietet es sich auch an, im Internet die Informationen des Getränkeanbieters mit seriösen Aussagen zu vergleichen (im Unterricht oder als Hausaufgabe). Zum Abschluss kann den Schülerinnen und Schülern die Frage gestellt werden, welche Auswirkungen die gefundenen Ergebnisse auf ihr Verbraucherverhaltens haben werden. Bei der Herleitung des für viele Sachverhalte grundlegenden Prinzips von Le Chatelier steht zunächst die Frage im Mittelpunkt, welche Parameter die Lage eines dynamischen Gleichgewichts beeinflussen. Herkömmlicherweise greift man in der Schule auf Versuche mit Stickstoffdioxid oder Kobaltchlorid zurück, die aufgrund der toxischen beziehungsweise kanzerogenen Eigenschaften nicht von den Schülerinnen und Schülern durchzuführen sind. In dieser Unterrichtseinheit werden die Möglichkeiten zur Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts am Kontext Kohlensäure eingeführt. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten dabei die meisten Versuche mit einfachen Plastikmaterialien aus der Medizintechnik völlig eigenständig (unter der Voraussetzung, dass sie mit dem Einsatz medizinischer Spritzentechnik im Chemieunterricht vertraut sind). Im Rahmen dieser als "Egg Race" bezeichneten Unterrichtsform können die Lernenden Experimente selbstständig entwickeln und so eigene Wege finden. Egg Races und Robinsonaden - kreatives Experimentieren Allgemeine Informationen und verschiedene Egg-Race-Ideen für den Chemieunterricht auf der Website des Autors. Spritzentechnik "ChemZ" Unterrichtsideen und Informationen zu der hier eingesetzten Spritzentechnik auf der Website des Autors. Filme zur Spritzentechnik und zum Kohlenstoffdioxid Videos zum Umgang mit medizinischer Spritzentechnik für Ungeübte (Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler) auf der Website des Autors. 1. Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid unter Normalbedingungen Der Einfluss von Druck und Temperatur auf die Löslichkeit von Gasen ist den meisten Schülerinnen und Schülern prinzipiell vertraut - zum Beispiel über Sodastreamer oder aufgewärmte Sprudelflaschen im Sommer. Was noch fehlt, ist eine quantitative Erfassung dieser Faktoren. Ausgehend vom Sprudelwasser wird die Frage aufgeworfen, wie viel Kohlenstoffdioxid sich in Wasser lösen kann. Mithilfe eines einfachen Versuchs untersuchen die Schülerinnen und Schüler dies zunächst unter Standardbedingungen (CO2_le_chatelier.pdf, Versuch 1). Die in den Schülerversuchen ermittelten Ergebnisse liegen in der Regel bei 20 bis 22 Milliliter gelöstem Kohlenstoffdioxid pro 25 Milliliter Wasser und damit nahe am Literaturwert. Die Ergebnissicherung beinhaltet zugleich die Frage, was beim Lösen passiert. Wenn man dazu die entsprechenden Reaktionsgleichungen festhält, lässt sich im Anschluss diskutieren, welche Parameter das Gleichgewicht beeinflussen könnten. Aufbauend auf Alltagserfahrungen mündet die Hypothesenbildung (Temperatur, Druck, pH-Wert) in weitere Versuche, die mit medizinischer Spritzentechnik durchgeführt werden können (CO2_le_chatelier.pdf, Versuche 2 bis 5). 2. Einfluss der Temperatur Die Schülerinnen und Schüler erstellen mit dem aus dem ersten Experiment bekannten Versuchsaufbau eine Messreihe mit abgekochtem Wasser unterschiedlicher Temperatur. Heißes Wasser wird in einer Thermoskanne bereitgestellt und mit bereits erkaltetem gemischt, um die gewünschten Wassertemperaturen zu erhalten. Aus Sicherheitsgründen sollte das verwendete Wasser nicht heißer als 50 Grad Celsius sein! Heizungsrohrisolierungen aus dem Baumarkt, die über die Spritzen gezogen werden können, gewährleisten, dass die Wassertemperatur während des Versuchs nur um wenige Grad abnimmt. 3. Einfluss von Druck Zur Untersuchung des Einflusses von Druck gibt man etwas Sprudelwasser in eine Spritze, verschließt diese und erzeugt durch Ziehen des Stempels einen Unterdruck. Etwas weiter geht die Variante mit Indikator (Unisol 113 für pH 1 bis 13, steht in den meisten Schullaboren zur Verfügung). Dazu wird eine Spritze wie folgt präpariert: Man zieht den Stempel maximal heraus und durchbohrt ihn mit einem erhitzten Nagel. Später wird der Nagel dann als "Riegel" benutzt, um den Stempel bei Unterdruck zu fixieren (siehe Grafik im Arbeitsblatt CO2_le_chatelier.pdf). Danach zieht man in diese Spritze zehn Milliliter abgekochtes Wasser mit Indikator (wenig) und sprudelt Kohlenstoffdioxid durch das Wasser, bis die Farbe gerade nach gelb umschlägt (etwa fünf Milliliter). Überschüssiges Kohlenstoffdioxid wird verworfen, und die Flüssigkeit auf zwei Spritzen verteilt. Beide Spritzen werden verschlossen. Eine dient später dem Farbvergleich. Der Stempel der präparierten Spritze wird maximal herausgezogen (Erzeugung eines Unterdrucks) und fixiert. Die Lösung wird geschüttelt. Zu beobachten ist das Ausperlen von Gas sowie ein deutlicher Farbwechsel, der auf eine Erhöhung des pH-Wertes von etwa 3 auf 5 zurückgeführt werden kann. Die Schülerinnen und Schüler schlagen bei der Untersuchung des Einflusses von Druck in der Regel zunächst vor, per Überdruck eine größere Löslichkeit des Gases zu erreichen. Die damit einhergehende pH-Wert Erniedrigung solle über einen Indikator sichtbar gemacht werden. Dies lässt sich in der Praxis jedoch nicht umsetzen, so dass man den hier beschriebenen, umgekehrten Weg der Druckerniedrigung und der Beobachtung von ausperlendem Gas wählen sollte. 4. Einfluss des pH-Wertes Auch in dieser Versuchsreihe wird mit abgekochtem Wasser gearbeitet, das durch Zugabe von Natronlauge/Salzsäure leicht sauer/alkalisch gemacht wurde. Man kann 0,1 bis 1-molare Lösungen verwenden. In 1-molarer Natronlauge löst sich mehr als zweieinhalb Mal soviel Kohlenstoffdioxid wie in abgekochtem Wasser. Auch wenn die Gefahr der Verätzung bei 0,1-molaren Lösungen auch sehr gering ist, müssen - wie bei allen Versuchen - die Sicherheitsvorschriften beachtet werden. Sollten Sie sich für den Einsatz höher konzentrierter Lösungen mit deutlicheren Ergebnissen entscheiden, müssen die Schülerinnen und Schüler insbesondere bei der Verwendung der Natronlauge auf die Verätzungsgefahr hingewiesen werden. 5. Gelöste Stoffe Wenn die Zeit reicht, können die Schülerinnen und Schüler auch noch den Einfluss gelöster Stoffe auf die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser untersuchen. Dabei bietet es sich an, eine Messreihe mit verschieden konzentrierten Kochsalzlösungen durchzuführen. Wenn die Schülerinnen und Schüler im Umgang mit medizinischer Spritzentechnik noch nicht geübt und der Egg-Race-Unterrichtsform noch nicht verraut sind, können sie "klassisch" mit Versuchsanleitungen versorgt oder unterstützt werden. Im Anschluss an die Sicherung der Ergebnisse erfolgt eine Verallgemeinerung. Anknüpfungspunkte bietet der Kalkkreislauf in Natur und Technik, der außerdem als Klausuraufgabe denkbar wäre. Zudem kann auch auf den Einfluss der Weltmeere auf den natürlichen Kohlenstoffdioxidkreislauf und den Treibhauseffekt eingegangen werden. Einen bewährten Schlusspunkt des Themas stellt die Untersuchung des vielen Schülerinnen und Schülern bekannten "Powergetränks Active O2" dar. Wie in den Ausführungen zur Bearbeitung des Themas in Klasse 9 und 10: Was ist dran am "Powergetränk"? beschrieben, können die Lernenden auch hier mithilfe medizinischer Spritzentechnik völlig eigenständig ermitteln, wie viel Gas in einer Getränkeflasche gelöst ist und wie viel Sauerstoff sich unter Normalbedingungen in Wasser löst. Die im Chemieunterricht sich selten bietende Gelegenheit des Transfers von Vorwissen zur kritischen Hinterfragung von Werbeaussagen sollte auf jeden Fall genutzt werden.

Diese Unterrichtseinheit zeigt am Beispiel der Thematik „Wasser im Nahen Osten“, wie Schülerinnen und Schüler ab Klasse 7 mit dem kostenlosen GIS-Tool ArcExplorer an die Arbeit mit Geografischen Informationssystemen herangeführt werden können.Die Einarbeitung in ein GIS und dessen didaktisch durchdachter Einsatz im Unterricht fordert von Lehrenden und Lernenden einen im Vergleich zum klassischen Unterricht zweifellos höheren Zeitaufwand, der aber ebenso zweifelsfrei belohnt wird. Um ?Berührungsängste? und auch die finanziellen Hürden der Anschaffung kommerzieller GIS-Software und -Datenbausteine aus dem Weg zu räumen, bietet sich der Einsatz des kostenlosen GIS-Viewers ArcExplorer der Firma ESRI an. Die Schülerinnen und Schüler lernen mithilfe eines ebenfalls kostenfreien Datenbausteins die Grundfunktionen eines GIS-Tools kennen. Im Kernbereich der einführenden Thematik geht es um das Kennenlernen der Länder des Nahen Ostens (Name, Hauptstadt, Größe) und deren geografische Eingliederung mithilfe eines GIS. Das Auswerten thematischer Karten ergänzt diese Lerneinheit.Um die Schülerinnen und Schüler an eine sinnvolle und weitgehend selbstständige Arbeit mit einem GIS heranzuführen, ist ein wiederholter Einsatz der Software unumgänglich. Zielgerichtete Übungen zur Arbeit mit einem Geografischen Informationssystem können und sollten bereits ab der 7. Klasse durchgeführt werden. Wie solche Übungen aussehen können, wird mit dieser Unterrichtseinheit am Beispiel des vom Autor entwickelten Datenbausteins "Wasser im Nahen Osten" aufgezeigt. Die Ausführungen und Arbeitsmaterialien (Thematik, Arbeitsblätter, Folien) richten sich an Schülerinnen und Schüler der Klasse 7. Damit die vorgeschlagenen Aufgabenstellungen ohne Probleme gelöst werden können, sollten im Vorfeld Absprachen mit der Mathematik-Kollegin oder dem -Kollegen hinsichtlich sicherer Kenntnisse der Lernenden im Runden, zur Arbeit mit dem Taschenrechner und zur Umwandlung von Dezimalzahlen in Brüche erfolgen. Das GIS-Datenmaterial ist jedoch so umfangreich und flexibel, dass es auch in anderen Klassenstufen der Sekundarstufe I und auch in Sekundarstufe II einsetzbar ist. Anleitungen, Folien, Arbeitsblätter, Daten, ArcExplorer Themenübersicht und Einführung in die Funktionen des ArcExplorers, Arbeitsblätter zu Ländern und Hauptstädten sowie Flüssen und Seen des Nahen Ostens mit Musterlösungen und der Datenbaustein. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung und die Anwendungsmöglichkeiten eines GIS kennen lernen. den Umgang mit dem ArcExplorer einüben. sich ein topografisches Grundgerüst der Länder, Hauptstädte und Gewässer des Nahen Ostens erarbeiten. thematische Karten vergleichend auswerten. Thema Wasser im Nahen Osten Autor Karl-Heinz Streiter Fach Geografie Zielgruppe ab Klasse 7, Sek I und II Zeitraum 4 Stunden Technische Voraussetzungen idealerweise ein Rechner pro Schülerin bzw. Schüler, ArcExplorer (kostenloser Download), Overheadprojektor (Beamer wäre ideal), ggf. Dia- oder Videoprojektor 1. Stunde Einführung in die Thematik "Geografische Informationssysteme" (Bedeutung, Aufgaben, Verbreitung), erstes Kennenlernen des Programms ArcExplorer. 2. Stunde Länder des Nahen Ostens (Arbeitsblatt 1). 3. Stunde Festigung der Wissensbasis (Hausaufgabenkontrolle), Arbeit mit den Möglichkeiten des ArcExplorers zur Veränderung und Erweiterung von Kartendarstellungen, erste Untersuchungen zur Wasserthematik (Arbeitsblatt 2). 4. Stunde Übungen im Umgang mit ArcExplorer, Abschluss und Auswertung der Untersuchungen zur Wasserthematik. Vorbereitung Die Einarbeitung in den Umgang mit der GIS-Software sollte im Einklang mit der Erarbeitung neuen Wissens stehen. Deshalb verbinden die folgenden Materialien die GIS-Arbeit mit Aufgabenstellungen zum Thema "Was wissen wir vom Orient?". Stellen Sie sicher, dass alle Schülerinnen und Schüler das Projekt ohne Probleme öffnen können. Es empfiehlt sich, bereits im Vorfeld des Unterrichts die reibungslose Nutzung des Programms mit den Datenbausteinen zu testen.

In der Einheit "Wasser sparen: Tipps für einen verantwortungsvollen Wasserverbrauch" setzen sich die Lernenden mit der Bedeutung von Trinkwasser sowie der Wasserknappheit aufgrund von Klimawandel, steigendem Lebensstandard und Bevölkerungswachstum auseinander. Sie werden für einen bewussten Umgang mit Wasser zum Schutz der Umwelt sensibilisiert, indem sie begleitend ihren eigenen Konsum in einem Tagebuch festhalten und hinterfragen. Wasser und der richtige Umgang damit wird aufgrund von Klimawandel und der damit verbundenen Trockenheit immer wichtiger. Ein heißer Sommer führt dazu, dass die Wasserwerke in den Medien Alarm schlagen: Das Trinkwasser wird aufgrund der Hitzewelle knapp! Behörden fordern die Bürger dazu auf, aufgrund der Wasserknappheit sparsam mit Leitungswasser zu sein. Sie verbieten deshalb sogar in vielen Gebieten, den Rasen zu sprengen oder das Auto zu waschen. Derartige Verbote schränken den Verbrauch von Trinkwasser ein und zeigen die Bedeutung von Wasser als wichtige Ressource für Mensch und Umwelt auf. Hält sich die Bevölkerung nicht daran, drohen gar Kontrollen und Strafen, um die Trinkwasserversorgung sichern zu können. In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler im Sachunterricht der Grundschule oder auch in Geographie beziehungsweise Erdkunde der Sekundarstufe I deshalb für den verantwortungsvollen Umgang mit Wasser sensibilisiert. Die Kinder lernen zunächst die Gewinnung von Trinkwasser kennen, bevor sie in einem Tagebuch ihren eignen Wasserverbrauch festhalten. Im Anschluss entwickeln sie Ideen, wie sie Trinkwasser als kostbares Gut einsparen können. Zur Festigung führen die Lernenden Versuche durch, die aufzeigen, wie viel Wasser sie tatsächlich bei einzelnen Tätigkeiten sparen könnten. Sie erfahren, dass Trinkwasser nicht in jedem Land einfach aus dem Wasserhahn kommt und werden so sensibler im Umgang mit Wasser. Das Thema "Wasser sparen für einen verantwortungsvollen Wasserverbrauch" im Unterricht Um ein Verständnis dafür zu entwickeln, woher Wasser kommt und wie wir es nutzen, ist es sinnvoll, im Unterricht zunächst die theoretischen Grundlagen dafür zu klären. Fragen, die Kinder in diesem Zusammenhang beschäftigen sind beispielsweise: Wofür brauchen wir Wasser? Wieso müssen wir Wasser sparen? Wie wird Wasser zu Trinkwasser? Die Aspekte Trinkwassergewinnung, Wasser sparen und Wasser in anderen Ländern werden mit diesem Unterrichtsmaterial im Sachunterricht der Grundschule oder auch zu Beginn der Sekundarstufe I genauer beleuchtet. Dabei sollte im Sinne der Umwelterziehung verdeutlicht werden, dass der Süßwasservorrat begrenzt und für Menschen lebenswichtig ist. Vorkenntnisse Die Nutzung des Internets wird in dieser Unterrichtseinheit vorausgesetzt. Außerdem sollte die Maßeinheit Liter bereits bekannt sein und die Verwendung eines Litermaßes klar sein. Didaktisch-methodische Analyse Um einzelne Arbeitsblätter zu bearbeiten, können Hilfekarten zur Binnendifferenzierung im Sinne der individuellen Förderung ausgeteilt werden, sodass auch die Lernenden der unteren Klassenstufen sowie vermeintlich leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler den gleichen Wissensstand erreichen können. Es empfiehlt sich, diese Hilfestellungen als freiwilliges Angebot auszudrucken, zu laminieren und an einem Gruppentisch auszulegen. Die Lernenden können dann bei Bedarf eigenverantwortlich auf diese Form der Unterstützung zurückgreifen. Dadurch, dass auf einem Arbeitsblatt zudem Lösungen zur Selbstkontrolle zur Verfügung stehen, wird die Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler in besonderer Weise gefördert. Durch die Führung des Tagebuchs als Selbstreflexion erkennen die Schülerinnen und Schüler ihre eigene Wassernutzung und begreifen, wo sie selbst sorgsamer sein könnten. Die Lernenden recherchieren in Gruppen, wobei sie sich im Sinne einer positiven Abhängigkeit gegenseitig unterstützen können. So ist die Beschaffung und Analyse von Informationen ein Schwerpunkt, der durch vorgegebene Videos entschärft wird. Das Experimentieren in Gruppen zum Thema Wasserknappheit soll die die Verschwendung von Trinkwasser nachhaltig aufzeigen. Zum Abschluss der Unterrichtseinheit können die Schülerinnen und Schüler ihr gelerntes Wissen auf Plakaten im Flur auch ihren Mitschülerinnen und Mitschülern zugänglich machen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie sie Wasser sparen können. lernen die Wasseraufbereitung kennen. erfahren, welche Rolle Wasser in anderen Ländern spielen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und entnehmen Videos die wesentlichen Informationen. führen ein Tagebuch zur Selbstreflexion. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler experimentieren in der Gruppe. geben ihre Ergebnisse in Kurzvorträgen an ihre Mitschülerinnen und Mitschüler weiter. reflektieren gemeinsam über ihren persönlichen Wasserverbrauch.