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?

Diese Unterrichtseinheit möchte Schülerinnen und Schülern verdeutlichen, dass es sich bei sauberem Wasser um eine endliche und kostbare Ressource handelt, mit der die heutige und alle nachfolgenden Generationen besonders sparsam umgehen müssen.Der weltweite Wasserverbrauch steigt rasant an. Das UN-Millenniumsziel, bis 2015 eine Halbierung des Anteils der Menschen ohne dauerhaft gesicherten Zugang zu hygienisch einwandfreiem Trinkwasser zu erreichen, ist in Gefahr. Schon heute ist Trinkwasser knapp, schon heute sind eine Milliarde Menschen auf Grundwasserreserven angewiesen, Tendenz steigend. Bei weiterer Klimaerwärmung drohen die Gletscher zu schmelzen, die für viele Menschen und Regionen eine Trinkwasserreserve darstellen. Die zunehmende Wasserverschmutzung durch uns stellt eine zusätzliche Gefahr dar. Heute schon zählt der WWF in einem vor Kurzem veröffentlichten Bericht mehr als 50 bewaffnete Konflikte, ausgelöst durch den Kampf um Wasser. Expertinnen und Experten gehen davon aus, dass zunehmend Kriege um Wasser beziehungsweise Trinkwasserreserven geführt werden. Das "blaue Gold" wird immer mehr zu einem Objekt der Begierde.Die Thematik "Wasser und Wasserverbrauch" auf nationaler und globaler Ebene wird in dieser Unterrichtseinheit dargestellt. Sie umfasst vier bis fünf Unterrichtsstunden und soll anhand dreier Arbeitsblätter erarbeitet werden. Die Sequenz kann an fast jeder Stelle in der Abfolge der curricular vorgesehenen Themen für die Jahrgangsstufen 9 und 10 durchgeführt werden. Besondere Vorkenntnisse sind nicht erforderlich, da die Schülerinnen und Schüler bereits mit den meisten Begriffen rund ums Wasser vertraut sind - auch aufgrund der Vorarbeiten in anderen Fächern. Die Bearbeitung der Arbeitsblätter kann in Einzel- oder Partnerarbeit erfolgen. Ablauf der Unterrichtseinheit "Globaler Wasserverbrauch" Die Lernenden setzen sich intensiv mit den Themen Wasserverbrauch, Wasserknappheit und Wasserverschwendung im nationalen und globalen Kontext auseinander. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass die Erde als Ganzes ein geschlossener Wasserkreislauf ist, die Ressource Wasser aber ungleich verteilt und ungleich genutzt/verschwendet wird. den Begriff des "virtuellen Wassers" kennen und anwenden können. die größten Wasserverschwender in Form des Wasser-Fußabdrucks begründet benennen können. lernen, dass nur "nachhaltige" Wassernutzung zur Bekämpfung des Problems der (zukünftigen) Trinkwasserknappheit führt. anhand des Beispiels der baden-württembergischen Stadt Knittlingen eine mögliche Form der Wassernutzung kennenlernen und das hier vorgestellte Konzept erklären können. die Vor- und Nachteile des Landgewinnungsprojektes nahe der Stadt Turbajal benennen und dessen Nutzen kritisch reflektieren können. die Aussage, dass das Wassersparen in Deutschland nichts bringt außer Rohrverstopfungen, erörtern können. Diese Unterrichtseinheit entstand im Rahmen von MS Wissenschaft 2012 - Zukunftsprojekt ERDE. Im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) schickt Wissenschaft im Dialog (WiD) das schwimmende Science Center auf Tour durch Deutschland und Österreich. Die interaktive Ausstellung an Bord des Schiffes steht im Wissenschaftsjahr 2012 ganz im Zeichen der Nachhaltigkeitsforschung. Die Ausstellung zum Ausprobieren, Mitmachen und Mitforschen wendet sich an Besucherinnen und Besucher ab zehn Jahren. Unter www.ms-wissenschaft.de steht der Tourplan zur Verfügung und Schulklassen und größere Gruppen können Termine für einen Besuch auf dem Ausstellungsschiff buchen. Zum Einstieg in die Thematik bietet sich das Gespräch über verschiedene Schlagzeilen an, wie zum Beispiel: Auf die Energiekrise folgt die Wasserkrise Die Welt ist hungrig, weil sie durstig ist Zukünftig wird es nicht mehr Kriege um Öl geben, sondern Kriege ums "blaue Gold" Die Schülerinnen und Schüler können zu diesen Schlagzeilen in einem Brainstorming ihre Vermutungen äußern und Hypothesen aufstellen, die am Ende der Unterrichtseinheit widerlegt oder aber verifiziert werden. Mithilfe von Arbeitsblatt 1 lernen die Schülerinnen und Schüler den Wasserkreislauf auf Basis ihres Vorwissens detaillierter kennen und erkennen zudem, dass nur ein geringer Teil des Wassers für den Menschen nutzbar ist. Im Zusammenhang mit dem Wasserkreislauf sollen die Begriffe Niederschlag, Verdunstung und Grundwasserbildung fallen. Des Weiteren sollen die Lernenden erfahren, dass Wasser in den Ländern Europas und in den Industrieländern ganz unterschiedlich verwendet und zuweilen verschwendet wird. Video zum Weltwassertag Zur Bearbeitung von Arbeitsblatt 2 können die Schülerinnen und Schüler ein Video auf YouTube nutzen, das anlässlich des Weltwassertages am 22. März 2012 von der Food and Agriculture Organization (FAO) veröffentlicht wurde. Hier soll im Wesentlichen deutlich werden, dass die Landwirtschaft den höchsten Wasserverbrauch aufweist. Woran dies liegt, zeigt dann wiederum der sogenannte Wasser-Fußabdruck. Virtuelles Wasser und Wasser-Fußabdruck In diesem Zusammenhang sollte der Begriff des "virtuellen Wassers" fallen, der wahrscheinlich einigen Schülerinnen und Schülern bekannt vorkommt. Wenn wir beispielsweise heute in den Supermarkt gehen und Produkte aus südlichen Ländern oder beispielsweise eine Jeans kaufen, ist uns vielfach nicht klar, dass für die Produktion dieser Güter Unmengen an Wasser verwendet werden. An dieser Stelle ist es besonders wichtig, bei der Besprechung des Arbeitsblatts den Focus darauf zu lenken, dass gerade die Produktionsländer (vor allem Billiglohnländer) hier ihr äußerst knappes Wasser verschwenden. Den Schülerinnen und Schülern fällt es erfahrungsgemäß nicht schwer, Lösungsstrategien zur Senkung des Wasserverbrauchs anzugeben. Konflikte aufgrund von Wassermangel Das Konfliktpotenzial des "blauen Goldes" in den trockenen Regionen der Erde soll ebenfalls verdeutlicht werden. Hier kann auf Konflikte im Nahen Osten oder aber als ein konkretes Beispiel auf den Grenzfluss Lauca in Südamerika eingegangen werden. Sinnvoll ist bei der Präsentation der Ergebnisse natürlich auch eine kurze Darstellung des Konflikts und der dazugehörigen Konfliktparteien. Das Projekt DEUS 21 in Deutschland Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt DEUS 21 ist ein beispielhaft nachhaltiges Konzept zur kommunalen Wasserwirtschaft. Derzeit wird das Projekt in einem Neubaugebiet in der baden-württembergischen Stadt Knittlingen realisiert. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich im Internet über das Projekt. Anschließend sollen sie die Funktionsweise von DEUS 21 darstellen und erkennen, dass es sich dabei um eine Art "Wasserkreislaufwirtschaft" handelt. Das Pilotprojekt DEUS 21 ist zudem auf Effizienz und allgemeine Durchsetzungsfähigkeit innerhalb Deutschlands uns Europa zu prüfen. Moderne Landgewinnung in der Wüste Syriens Ein krasses Gegenbeispiel zu DEUS 21 stellt ein Bewässerungskonzept in der syrischen Wüste dar. Hier wird der Erde quasi der letzte Tropfen Wasser abgerungen, um erfolgreich Landwirtschaft zu betreiben. Bei der Benennung der Vor- und Nachteile dieser Form der Wassernutzung (siehe Arbeitsblatt 3) können die Schülerinnen und Schüler ihr gesamtes (Vor-)Wissen einbringen. Es sollte beim Vergleich der Lösungen aber auch darauf geachtet werden, dass in dem Zusammenhang Begriffe wie Versalzung, Überdüngung, Verdunstung, Tröpfchenbewässerung und Absenken des Grundwasserspiegels fallen. Auch ist es möglich, noch einmal auf die bereits bekannten Formen der Wasserförderung in der Wüste einzugehen, wie beispielsweise Oasen mit artesischem Brunnen , Flussoasen und Grundwasseroasen. Am Schluss der Sequenz steht eine Aussage zum Thema Wassersparen des Leiters des Hannoveraner Umwelt-Instituts Ecolog, Hans-Jürgen Leist, im krassen Gegensatz zu allem vorweg behandelten. Im Artikel " Schluss mit dem Wassersparen! " (ZEIT ONLINE vom April 2012) sagte Leist, dass Wassersparen in Deutschland gar nichts bringe und den Menschen in den wasserarmen Regionen der Erde damit nicht geholfen werde. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich kritisch mit dieser Aussage auseinandersetzen und sinnvoll Stellung dazu beziehen (siehe Arbeitsbaltt 3). Dabei ist es sinnvoll, die Lernenden diese Aufgabe in Einzelarbeit erledigen zu lassen, da die Argumentation jeder einzelnen Schülerin und jedes einzelnen Schülers zugleich auch eine Möglichkeit ist, den Lernzuwachs zu prüfen. Die Stellungnahmen der Schülerinnen und Schüler werden abschließend kurz diskutiert.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema sauberes Wasser werden ausgehend von einer kleinen Lernplattform gezielt kindgerechte Webseiten zur Lösung der gebotenen Arbeitsaufträge besucht. 71 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt, und es kehrt in einem ewigen Kreislauf immer wieder zu uns zurück. Oberflächlich gesehen könnte es danach für alle Menschen auf der Erde genug Wasser geben. Leider ist nur ein Bruchteil des Wasservorkommens trinkbares Süßwasser, das sich immer mehr Menschen teilen müssen. Außerdem ist der weltweite Handel mit riesigen Wasserverschiebungen verbunden. Wir kaufen Produkte, für deren Herstellung viel Wasser benötigt wird, sehr oft in Ländern, in denen sowieso schon Wasserknappheit herrscht. Damit verschärfen wir dort die Wasserkrise, während es uns selbst immer besser geht. Es muss weltweit für eine gerechtere Verteilung des Trinkwassers gesorgt werden - und zwar nicht nur durch die Sensibilisierung für den Kauf von lokalen Produkten, sondern gelegentlich auch durch Direkthilfe in den betroffenen Gebieten durch Spenden. Diese fächerübergreifende interaktive Lerneinheit bietet die Plattform für eine Internetrecherche, von der aus gezielt kindgerechte Webseiten zur Lösung der Arbeitsaufträge besucht werden. Interaktive Übungen sowie Puzzles und Spiele am Computer und herkömmliche Arbeitsblätter runden die Arbeit ab. Zur theoretischen und virtuellen Aufarbeitung des Themas ist das Internet ein ideales Medium. Es gibt eine Reihe kindgerechter Seiten, die den Kindern Gelegenheit zum selbstständigen Erforschen geben. Hintergrundinformationen Wissenswerte Informationen rund um das Themenfeld Wasser und virtuelles Wasser sind hier zusammengestellt. Lernumgebung und Projektablauf Hier erfahren Sie mehr über den Aufbau der interaktiven Lernumgebung und erhalten Hinweise zur Planung der Projektarbeit. Hinweise zum Arbeitsmaterial Die interaktive Lernumgebung bietet eine Fülle von Informationsquellen und Übungen. Die dazu gehörenden Arbeitsblätter stehen hier zum Download bereit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen über die Lebensverhältnisse von Kindern und ihren Familien in vertrauten und fremden Ländern und Kulturen aus bereitgestellten Informationsquellen entnehmen und verarbeiten. Meldungen und Bildmaterial zu aktuellen Ereignissen in vertrauten und fremden Ländern und Kulturen aus den Tagesmedien entnehmen. bei Lösungsvorschlägen zu problematischen Lebensverhältnissen in fremden Ländern und Kulturen deren Wertorientierungen berücksichtigen. eine leicht überschaubare Entwicklungsmaßnahme als eher nachhaltig oder eher nicht nachhaltig beurteilen. Beispiele naturräumlicher Nutzung als eher nachhaltig oder eher nicht nachhaltig beurteilen. bei Entwicklungsmaßnahmen und naturräumlicher Nutzung unterschiedliche Interessen erkennen und beurteilen. aus der Kenntnis schwieriger Lebensverhältnisse von Kindern bei uns und in anderen Ländern und Kulturen ein Gefühl der Solidarität entwickeln. umweltbewusstes Verhalten im eigenen Umfeld als Beitrag zur Zukunftsvorsorge darstellen. trotz der Schwierigkeiten, problematische Lebensverhältnisse bei uns und in anderen Ländern zu ändern, Lösungsmöglichkeiten erfinden und ausprobieren. Aktionen zur Lösung von Entwicklungsproblemen vorschlagen und begründen und sind bereit, sich daran zu beteiligen. Aktionen zur Lösung von Umweltproblemen vorschlagen und begründen und sind bereit, sich daran zu beteiligen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können gezielte Recherchen im Internet durchführen und das Netz als Informationsquelle nutzen. eine interaktive Lerneinheit am PC bearbeiten und dabei das Prinzip der Verlinkung anwenden. ein interaktives Memo lösen. interaktive Übung durchführen (Hot Potatoes: Quiz, Zuordnungsübungen, Kreuzworträtsel). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können aus der Kenntnis schwieriger Lebensverhältnisse von Kindern bei uns und in anderen Ländern und Kulturen ein Gefühl der Solidarität entwickeln. sich über ein für die Schule eventuell passendes Hilfsprojekt einigen. Absprachen zur Benutzung der PC-Arbeitsplätze treffen. sich als Partner über die Reihenfolge der Aufgaben einigen. sich gegenseitig helfen. *in Auszügen entnommen aus: Orientierungsrahmen für den Lernbereich Globale Entwicklung 4.1 Grundschule: Sachunterricht und weitere Fächer, Seite 94 ff. Lernschwerpunkte Die Schülerinnen und Schüler kennen die Einteilung Salzwasser, Süßwasser, Trinkwasser. wissen, dass der größte Anteil in ihrem Körper Wasser ist. wissen, wie Flüssigkeit ausgeschieden wird und dass die ausgeschiedene Flüssigkeit ersetzt werden muss. wissen, dass wir ohne Wasser nicht leben können. wissen, dass auch Tiere und Pflanzen Wasser brauchen. kennen die Aggregatzustände des Wassers. kennen den Wasserkreislauf. wissen, wofür wir Wasser verbrauchen und wer weltweit am meisten Wasser verbraucht. wissen, dass Wasser gereinigt werden muss, und wie das geht. können ein Experiment zur Wasserreinigung durchführen. wissen, dass es verstecktes (virtuelles) Wasser bei der Herstellung von Produkten gibt. kennen den Begriff Wasserfußabdruck und finden eine Lösung, ihn zu verkleinern. haben einen Überblick über Länder mit Wassermangel. kennen Länder, die dringend Hilfe brauchen, und auch die Gründe dafür. kennen die Organisation Welthungerhilfe und ihre wichtigsten Ziele. kennen den Begriff "Hilfe zur Selbsthilfe". kennen den Begriff WASH und wissen, warum sauberes Trinkwasser und sanitäre Hygiene wichtig sind. kennen Hilfsaktionen der Welthungerhilfe und wählen die für ihre eigene Schule günstigste aus. kennen vielfältige Verben zum Element Wasser. kennen eine Wassergeschichte und ordnen ihren Verlauf chronologisch. erfinden einen eigenen Schluss zu einer Geschichte. erkennen Rechtschreibschwierigkeiten in einem Text (Diktattext). können zusammengesetzte Nomen mit "Wasser" bilden. kennen gegensätzliche Adjektive zum Element Wasser und können sie in Sätzen anwenden. kennen das Wort Wasser in verschiedenen Sprachen. Das Menschenrecht auf Zugang zu sauberem Wasser Viele Millionen Menschen haben heutzutage immer noch keinen Zugang zu sauberem Wasser. Die Welthungerhilfe ruft gemeinsam mit anderen Organisationen dazu auf, unser Möglichstes zu tun, damit allen Menschen dieser Erde sauberes Trinkwasser zur Verfügung steht. Wasser ist unser wichtigstes Lebensmittel, aber in vielen Teilen der Welt ist Trinkwasser knapp. Für diese Regionen ist noch ein anderer, bisher kaum beachteter Aspekt sehr wichtig: der Verbrauch von virtuellem Wasser. Virtuelles Wasser Virtuelles Wasser ist die Wassermenge, die zur Produktion von Gegenständen oder Lebensmitteln nötig, aber im Endprodukt nicht mehr zu finden ist. So verbergen sich etwa in einem T-Shirt 2.700 Liter virtuelles Wasser, und um ein Kilogramm Reis zu ernten, benötigt man 3.400 Liter Wasser. Der durchschnittliche direkte Wasserverbrauch beträgt in Deutschland derzeit pro Kopf und Tag etwa 126 Liter und ist damit leicht gesunken. Dazu kommen allerdings noch etwa 4.000 Liter an virtuellem Wasser. Weltweiter Wasser-Handel Problematisch dabei ist, dass wir dieses Wasser nicht aus eigenen Beständen nehmen, sondern durch den weltweiten Handel den größten Anteil davon importieren - und zwar vornehmlich aus Gebieten, die durch Dürreperioden sowieso mit Wasserknappheit zu kämpfen haben. Während wir also unsere Ressourcen schonen, lassen wir es uns auf Kosten anderer gut gehen, die oft lange Wege zurücklegen müssen, um zu Trinkwasser zu gelangen und denen sanitäre Einrichtungen fehlen. Dadurch sind Infektionskrankheiten und Epidemien vorprogrammiert. Hilfe zur Selbsthilfe Diese Regionen sind auf Hilfe von außen angewiesen, die in kleinem Rahmen auch Kinder leisten können, wenn sie sich etwa an schulischen Aktionen, die auf Anregung der Welthungerhilfe durchgeführt werden, beteiligen. Hilfe von außen bedeutet aber nicht Wasser und Lebensmittelspenden, sondern Hilfe zur Selbsthilfe: Die Menschen in den Zielländern sollen in die Lage versetzt werden, Brunnen und Pumpstationen zu bauen, Wasser bei Überfluss zu lagern und durch verbesserte Bildungsmöglichkeiten Einsicht in den Zusammenhang von Hygiene und Gesundheit gewinnen. Struktur Die interaktive Lerneinheit besteht neben der Eingangsseite aus vier weiteren Hauptseiten (Wasser-Infos, Wasser-Sprache, Wasser international, Experimente, Spiel und Spaß), einer Unterseite mit einer Kontrollmöglichkeit, sechs intern verlinkten interaktiven Übungen (Hot Potatoes-Übungen, Quiz) und 35 externen Links. Die Arbeit mit der Lernumgebung Die Arbeitsanweisungen auf vielen Arbeitsblättern beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet (durch ein Computer-Icon), auch auf den Deckblättern. Die internen Links dagegen können offline bearbeitet werden. Die Arbeitsblätter 1 bis 13 und die dazu gehörende Seite der interaktiven Lernumgebung (Wasser-Infos) sollten der Reihenfolge nach bearbeitet werden, da sie das Thema sukzessive entwickeln. Eine Ausnahme ist Arbeitsblatt 8: Die Aussaat der Kresse sollte als Einstieg mit der gesamten Klasse vorgenommen werden. Das Messen des benutzten Wassers kann täglich durch ein anderes Kind geschehen, das dann auch das Ergebnis bekannt gibt. Die restlichen Arbeitsblätter können je nach Neigung bearbeitet werden. Infrastruktur Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen von der Anzahl der jeweils vorhandenen PC-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der eventuell auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die Partnerkinder sich gegenseitig unterstützen können. Als zusätzliches Angebot können im Bedarfsfall weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: beispielsweise Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Wasser-Wörter suchen, Partnerdiktat oder eine eigene Wasser-Geschichte schreiben. Integration von Sach- und Fachthemen Als Fachlehrkraft haben Sie aber auch die Möglichkeit, nur die Sachthemen zu behandeln und die Fächer Deutsch und Kunst auszuklammern, wenn der fächerübergreifende Ansatz aus stundenplantechnischen Gründen nicht oder nur sehr schwer durchführbar ist. Vorschläge aus der Klasse aufgreifen Wichtig ist außerdem die Organisation des Unterrichtsablaufs. Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle Kinder gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll und eine entsprechende Einteilung vorzunehmen (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder von der Lehrkraft bestimmt). Kinder als Computer-Experten Es hat sich zudem bewährt, "Computer-Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium als erste Ansprechpartner fungieren sollen. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Selbstständig lernen Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Erklären sollte man auf jeden Fall, dass die Rückkehr auf den heimischen Rechner über den Rückwärtspfeil des Browsers erfolgt. Erfolgskontrolle Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrerin oder vom Lehrer überprüft werden kann. Einführung Hier befindet sich eine kurze Einführung in die Arbeit mit der Lernumgebung. Die Kinder können auch zwischendurch davon Gebrauch machen, um sich Dinge ins Gedächtnis zu rufen. Wasser als Grundlagen des Lebens Die Kinder erfahren, dass die Erde der einzige bisher bekannte Planet ist, auf dem es Leben gibt, was daran liegt, dass wir Wasser haben, denn dies ist für das Leben unabdingbar. Der größte Teil unseres Planeten besteht zwar aus Wasser, aber nur ein geringes Maß davon ist auch trinkbar. Sie lernen, dass auch unser Körper zu einem Großteil aus Wasser besteht, dass wir Wasser verlieren und es dem Körper wieder zuführen müssen. Aber nicht nur wir Menschen brauchen Wasser, sondern auch Pflanzen und Tiere. Die Kinder bekommen einen Überblick über die Aggregatzustände des Wassers (fest, flüssig, gasförmig) und wiederholen den sicher schon bekannten Kreislauf des Wassers (vorgegebene Sätze werden in der richtigen Reihenfolge geordnet, die Abbildung und Informationen aus dem Internet helfen dabei) und informieren sich noch einmal über den Wasserverbrauch in Haushalten weltweit. Sie erfahren, wie man Wasser reinigt, und bauen sich ihren eigenen Wasserfilter. Hier ist es aus Raumgründen wohl angebracht, den Filter gemeinsam zu bauen und das Experiment gemeinsam durchzuführen. Virtuelles Wasser als Phänomen kennen lernen Die Kinder werten ihr Experiment mit der Kresse aus und erfahren, dass in der Pflanze verstecktes Wasser vorhanden ist und lernen den Begriff "virtuelles Wasser" kennen. Am Beispiel von Äthiopien, Kenia und der Sahelzone erfahren sie, wie diese Gebiete unter Wassermangel leiden. Der Schritt zur Einsicht, dass jeder Mensch das Recht auf sauberes Wasser hat, ist danach nicht mehr groß. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass Hilfe allein nicht genügt, sondern dass Hilfe zur Selbsthilfe geboten ist, die beispielsweise die Welthungerhilfe mit ihren Projekten gibt. Das Ziel dieser Hilfe auf lange Sicht ist, als Helfer überflüssig zu werden. Die Kinder lernen das Projekt "WASH" kennen. Hier können die Kinder mit einem interaktiven Lückentext und zwei interaktiven Kreuzworträtseln das anstehende Diktat zusätzlich üben. Sie hören sich im Internet eine Wasser-Geschichte an, ordnen vorgegebene Orte aus der Geschichte in chronologischer Reihenfolge und erfinden einen eigenen Schluss. Das Gedicht von James Krüss, das sie aus dem Internet abschreiben (Arbeitsblatt 19) und in Arbeitsteilung auswendig lernen, beschreibt auf lyrische Weise den Kreislauf des Wassers. Die Kinder lernen das Wort Wasser in verschiedenen Sprachen kennen: Englisch, Französisch, Spanisch, Italienisch, Polnisch, Portugiesisch, Türkisch. Im Internet können sie sich die Wörter nicht nur ansehen, sondern auch die Aussprache üben und anschließend in zwei Zuordnungsübungen ihr Wissen überprüfen. Das interaktive Quiz wurde bestückt mit Fragen der Welthungerhilfe rund um das Thema Wasser. Hier findet zum Teil eine Wiederholung der bearbeiteten Problematik in spielerischer Form statt. Das Quiz zu den Wassergeräuschen fordert genaues Hinhören. Hier wäre es angebracht mit Kopfhörern zu arbeiten, um Nebengeräusche auszuschließen. Das Wassermemo ist eine Konzentrationsübung und kann entweder zwischendurch zur Lockerung oder zum Schluss als Belohnung durchgeführt werden. Das Eiswürfel-Experiment sollte zu Hause durchgeführt werden, weil es in der Schule schwierig wird, für alle zum richtigen Zeitpunkt Eiswürfel bereit zu halten. Die Kinder sollten aber in der Schule die Möglichkeit bekommen, sich die Internetseite zum Experiment anzusehen und zu notieren, was gebraucht wird, weil unter Umständen nicht alle Kinder zu Hause über Internetzugang verfügen. Der Wasserfußabdruck (Arbeitsblatt 9), Wassermangel 1 (Arbeitsblatt 10) Die Kinder befassen sich mit dem Begriff "Wasserfußabdruck", indem sie aufspüren, aus welchen Ländern die Produkte stammen, die sie zu Hause vorfinden. Bei einem Vergleich untereinander wird deutlich, dass die meisten Produkte nicht in Deutschland selbst produziert, sondern importiert werden. Da oft aus Ländern importiert wird, die sowieso unter Wasserarmut leiden, (Arbeitsblatt 10) erschließt sich ihnen das soziale Problem der ungerechten Nutzung unserer Wasserressourcen.

In dieser Materialsammlung finden Sie Unterrichtsmaterialien rund um die Erneuerbaren Energien – Wasserkraft, Windenergie und Sonnenenergie. Erneuerbare Energien aus nachhaltigen Quellen wie Wasserkraft, Windenergie, Sonnenenergie, Biomasse und Erdwärme sind zum Schlagwort schlechthin der internationalen Klimabewegung geworden. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Erdöl, Erdgas, Stein- und Braunkohle sowie dem Uranerz verbrauchen sich diese Energiequellen nicht. Erneuerbare Energien sollen in Deutschland zukünftig den Hauptanteil der Energieversorgung übernehmen – bis zum Jahr 2050 soll ihr Anteil an der Stromversorgung mindestens 80 Prozent betragen. Im Jahr 2020 betrug ihr durchschnittlicher Anteil pro Jahr an der Nettoostromerzeugung über 50 Prozent. Die erneuerbaren Energien müssen daher kontinuierlich in das Stromversorgungssystem integriert werden, damit sie die konventionellen Energieträger mehr und mehr ersetzen können. Schon im alten Ägypten und im römischen Reich wurde die Wasserkraft als Antrieb für Arbeitsmaschinen wie Getreidemühlen genutzt. Im Mittelalter wurden Wassermühlen im europäischen Raum für Säge- und Papierwerke eingesetzt. Seit Ende des 19. Jahrhunderts wird aus Wasserkraft Strom erzeugt. Heute ist die Wasserkraft eine ausgereifte Technologie und weltweit neben der traditionellen Biomassenutzung die am meisten genutzte erneuerbare Energiequelle. Die Windenergie als Antriebsenergie hat bereits eine lange Tradition. Windmühlen wurden zum Mahlen von Getreide oder als Säge- und Ölmühle eingesetzt. Moderne Windenergieanlagen gewinnen heute Strom aus der Kraft des Windes. Sie nutzen den Auftrieb, den der Wind beim Vorbeiströmen an den Rotorblättern erzeugt – heute hat die Windenergie einen Anteil von über 25 Prozent an der deutschen Stromversorgung. Aus der Sonnenenergie kann sowohl Wärme als auch Strom gewonnen werden. Photovoltaikmodule auf dem Dach oder auf großen Freiflächen wandeln mithilfe von Halbleitern wie Silizium das Sonnenlicht in elektrische Energie um. Mit Solarkollektoren , in denen Flüssigkeit zirkuliert, wird Wärme zum Heizen und zur Warmwasserbereitung sowie für Klimakälte gewonnen. Eine dritte Technologie macht es möglich, Strom, Prozesswärme und Kälte durch die Konzentration und Verstärkung der Sonnenstrahlen zu erzeugen. Dabei wird in solarthermischen Kraftwerken das Sonnenlicht mit Reflektoren gebündelt und auf eine Trägerflüssigkeit gelenkt, die dadurch verdampft. Mit dem Dampf können dann ein Generator oder eine Wärme- und Kältemaschine betrieben werden. Biomasse ist ein vielseitiger erneuerbarer Energieträger und wird in fester, flüssiger und gasförmiger Form zur Strom- und Wärmeerzeugung und zur Herstellung von Biokraftstoffen genutzt. Pflanzliche und tierische Abfälle kommen genauso zum Einsatz wie nachwachsende Rohstoffe , zum Beispiel Energiepflanzen oder Holz . Die größte Bedeutung kommt der Bioenergie in Deutschland aktuell beim Heizen zu – aber auch für die Stromerzeugung und als Biokraftstoff kommt Biomasse zum Einsatz. Unter Geothermie (Erdwärme) versteht man die Nutzung der Erdwärme zur Gewinnung von Strom, Wärme und Kälteenergie. Die Temperaturen im Erdinneren erwärmen die oberen Erdschichten und unterirdischen Wasserreservoirs. Mithilfe von Bohrungen wird diese Energie erschlossen. Bei einer Erdwärmenutzung in bis zu 400 Metern Tiefe ("oberflächennah") nutzt eine Wärmesonde in Kombination mit einer Wärmepumpe das unterschiedliche Temperaturniveau zwischen Boden und Umgebungsluft. In tieferen Schichten wird heißes Wasser und Wasserdampf zur Stromerzeugung und für Fernwärmenetze gewonnen.

In diesem Unterrichtsprojekt werden "versteckte" Wassermassen aufgespürt, die zwar nicht in Produkten enthalten sind, jedoch bei der Produktion verbraucht werden. Hierdurch wird die ungleiche Verteilung der Wassernutzung, bedingt durch den weltweiten Handel, aufgezeigt. Dass Wasser unser wertvollstes Lebensmittel ist, ist landläufig bekannt. Auch wissen die meisten Kinder über seinen Kreislauf Bescheid und kennen den Wasserverbrauch in Haushalten. Ihnen ist schnell klar, dass wir mit dem wertvollen Nass sparsam umgehen müssen. Was aber nicht nur Kindern, sondern auch Erwachsenen nicht unbedingt bewusst ist, ist die Tatsache, dass es neben dem sichtbaren auch den versteckten Verbrauch von Wasser gibt, der bei uns in Deutschland pro Kopf ungefähr 4.000 Liter täglich ausmacht. Dieses "virtuelle Wasser" ist die Wassermenge, die zur Herstellung von Gegenständen oder Lebensmitteln verwendet wird, im Endprodukt aber nicht enthalten ist. Die fächerübergreifende interaktive Lerneinheit dient als Plattform für die Internetrecherche, von der aus gezielt kindgerechte Webseiten zur Lösung der Arbeitsaufträge angeklickt werden können. Verschiedene interaktive Übungen sowie Puzzles und Spiele am Computer und herkömmliche Arbeitsblätter runden die Arbeit ab. Die benutzten Zahlen zum virtuellen Wasserverbrauch sind ungefähre Angaben und können in anderen Berechnungen unterschiedlich sein. Vorbereitung und Inhalte der Lernumgebung Diese Seite bietet einige Hintergrundinformationen zum Thema Virtuelles Wasser und führt in die Nutzung der interaktiven Lernumgebung ein. Arbeitsmaterial zur interaktiven Lernumgebung Auf dieser Seite finden Sie Informationen zu den einzelnen Arbeitsblättern und Hinweise, wie sie im Unterricht eingesetzt werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erreichen in den Fächern Sachkunde, Deutsch, Mathematik und Kunst ihre Lernziele . Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen gezielte Recherchen im Internet durch und nutzen das Internet als Informationsquelle. bearbeiten eine interaktive Lerneinheit am Computer und machen dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung. lösen ein interaktives Puzzle (drag & drop) und ein Memo. führen zwei interaktive Übungen (Hot Potatoes) durch. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler treffen Absprachen zur Benutzung der Computer-Arbeitsplätze. einigen sich über die Reihenfolge der Aufgaben. helfen sich gegenseitig. Thema Virtuelles Wasser Autorin Margret Datz Fächer Sachunterricht, Deutsch, Mathematik, Kunst Zielgruppe Klasse 3-4 Zeitraum Circa eine Woche Technische Voraussetzungen Computerraum / Medienecke mit Internetanschluss Erforderliche Vorkenntnisse Genereller Umgang mit dem Computer, Erfahrungen im Bereich der offenen Unterrichtsformen Planung Verlaufsplan "Virtuelles Wasser" Die Schülerinnen und Schüler sollen den Wasserkreislauf wiederholen. den Wasserverbrauch im Haushalt wiederholen. ein Experiment mit Kresse durchführen und erkennen, dass zu ihrem Wachstum Wasser benötigt wird, das man dem fertigen Produkt nicht mehr ansieht. erfahren, was "virtuell" bedeutet. erfahren, was "virtuelles Wasser" bedeutet. erfahren, wo sich virtuelles Wasser befindet. den Begriff "Wasserfußabdruck" kennen lernen und einen fiktiven Wasser-Fußabdruck nachzeichnen. den eigenen Wasser-Fußabdruck nachzeichnen. erfahren, wie viel Wasser zur Produktion eines T-Shirts nötig ist. erfahren, wo am meisten Wasser zur Herstellung landwirtschaftlicher Produkte benötigt wird und erkennen, dass es sich dabei meistens um Länder handelt, die unter Wasserknappheit leiden. erfahren, dass wir durch vermehrte Importe aus diesen Ländern den Wassermangel noch verstärken. überlegen, was sie selbst zu einer gerechten Verteilung des Wassers beitragen können. Die Schülerinnen und Schüler sollen Fragen zu einem Text beantworten. Bildunterschriften einfügen. Tabellen ausfüllen. Schaubildern Informationen entnehmen. Kreuzworträtsel lösen. eine Rätselschrift entziffern. richtige und falsche Aussagen unterscheiden. Adjektive zum Wortfeld "Wasser" finden. zusammengesetzte Nomen mit "Wasser" bilden. ein Diktat einüben. ein Akrostichon zu "Virtuelles Wasser" zu Ende schreiben. Fremdwörter mit "v" und "V" kennen lernen. Wörter den richtigen Oberbegriffen zuordnen. Die Schülerinnen und Schüler sollen eine Collage erstellen. Sauberes Trinkwasser Der 22. März wurde im Dezember 1992 von den Vereinten Nationen zum "Tag des Wassers" erklärt. Damit soll aufmerksam gemacht werden auf die Tatsache, dass viele Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser haben. Wir werden dazu aufgerufen unser Möglichstes zu tun, damit allen Menschen dieser Erde sauberes Trinkwasser zur Verfügung steht. Wasser ist unser wichtigstes Lebensmittel, aber in vielen Teilen der Welt ist Trinkwasser knapp. Für diese Regionen ist noch ein anderer, bisher kaum beachteter Aspekt sehr wichtig: der Verbrauch von virtuellem Wasser. Verbrauch von Virtuellem Wasser Virtuelles Wasser ist die Wassermenge, die zur Produktion von Gegenständen oder Lebensmitteln nötig, aber im Endprodukt nicht mehr zu finden ist. So verbergen sich zum Beispiel in einer Tasse Kaffee 140 Liter virtuelles Wasser und um einen Hamburger herzustellen, benötigt man 2.400 Liter. Der durchschnittliche direkte Wasserverbrauch beträgt in Deutschland pro Kopf cirka 140 Liter. Dazu kommen cirka 4.000 Liter an virtuellem Wasser. Besonders problematisch dabei ist die Tatsache, dass wir dieses Wasser nicht aus eigenen Beständen nehmen, sondern bedingt durch den weltweiten Handel den größten Anteil davon importieren und zwar vornehmlich aus Gebieten, die sowieso mit Wasserknappheit zu kämpfen haben. Während wir also unsere Ressourcen schonen, lassen wir es uns auf Kosten anderer gut gehen. Forschen und Sensibilisieren Kinder können zwar zur Regulierung dieser Ungerechtigkeit nur begrenzt beitragen, wichtig ist es jedoch, sie durch Aufklärung zu sensibilisieren, damit ihnen als Erwachsene der nachhaltige Umgang mit Wasser ein möglichst selbstverständliches Anliegen ist. Zur theoretischen und virtuellen Aufarbeitung des Themas ist das Internet ein ideales Medium. Es gibt eine Reihe kindgerechter Seiten, die den Kindern Gelegenheit zum selbstständigen Erforschen geben. Inhalte Die interaktive Lerneinheit (Ausschnitt siehe Abb. 1, zum Vergrößern bitte anklicken) besteht neben der Eingangsseite aus vier weiteren Hauptseiten (Bekanntes vom Wasser/ Virtuelles Wasser/ Sprache/ Spaß und Spiel), zwei Unterseiten mit Zusatzinformationen, zehn intern verlinkten interaktiven Übungen (Hot Potatoes-Übungen, Puzzle und Memo) und zehn externen Links. Die Arbeitsanweisungen auf vielen Arbeitsblättern beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet (durch einen Computer), auch auf dem Deckblatt. Die internen Links dagegen können offline bearbeitet werden. Die Arbeitsblätter Nr. 1 bis 8 und die dazu gehörenden Seiten der Lernumgebung (Bekanntes vom Wasser/ Virtuelles Wasser) sollten in diesem Fall der Reihenfolge nach bearbeitet werden, da sie das Thema sukzessive entwickeln. Eine Ausnahme ist Arbeitsblatt Nr. 3. Mit der Aussaat der Kresse und dem Messen des benutzten Wassers muss ca. eine Woche vorher begonnen werden, damit das Ergebnis rechtzeitig vorliegt. Bei den restlichen Arbeitsblättern entscheidet das Kind/die Gruppe nach Neigung. Zeitlicher Ablauf Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen von der Anzahl der jeweils vorhandenen Computer-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die Partner sich gegenseitig unterstützen können. Als zusätzliches Angebot können im Bedarfsfall weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: zum Beispiel Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Wasser-Wörter oder Fremdwörter mit v oder V suchen, Partnerdiktat oder weitere Mathematikaufgaben. Als Fachlehrer haben Sie aber auch die Möglichkeit, nur die Sachthemen zu behandeln und die Fächer Deutsch, Mathematik und Kunst ausklammern, wenn der fächerübergreifende Ansatz aus stundenplantechnischen Gründen nicht oder nur sehr schwer durchführbar ist. Organisation des Ablaufs Wichtig ist außerdem die Organisation des Unterrichtsablaufs. Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll. Anschließend muss eine entsprechende Einteilung vorgenommen werden (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder vom Lehrer bestimmt). Es hat sich zudem bewährt, "Computer -Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium als erste Ansprechpartner fungieren sollen. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Erklären sollte man auf jeden Fall, dass die Rückkehr auf den heimischen Rechner über den Rückwärtspfeil des Browsers erfolgt. Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und vom Lehrer überprüft werden kann. Hier befindet sich eine kurze Einführung in die Arbeit mit der Lernumgebung. Die Kinder können auch zwischendurch davon Gebrauch machen, um sich Dinge ins Gedächtnis zu rufen. Den gleichen Text zum Virtuellen Wasser bearbeiten sie zur Festigung noch einmal als interaktive Übung (Lückentext 1). Zwei Hot Potatoes-Zuordnungsübungen unterstreichen noch einmal den immensen Wasserverbrauch bei der Produktion von Gütern. Hier können die Kinder mit einem interaktiven Kreuzworträtsel und einem interaktiven Lückentext das anstehende Diktat zusätzlich üben. In zwei Zuordnungsspielen wird ihnen die Bedeutung der eingeführten Fremdwörter mit v, V klar, bevor sie die Zuordnung auf dem Arbeitsblatt vornehmen. Das Puzzle ist eine Konzentrationsübung und gibt gleichzeitig noch einmal einen Überblick über den weltweiten Verbrauch von Wasser. Das Quiz dient als Ergebnissicherung, das Memo-Spiel als Entspannung. Lösungen zu den Wasserrechnungen 1) 1.160:2= 580; 4x135=540; 1.000:4=250; 4x50=200; Summe: 1.570 2) 4x8.000=32.000 3) 2x20.000=40.000 4) 4x135=540 5) 2x14.000=28.000

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.

Wasser ist Thema, wenn es um Gegenwart und Zukunft unserer Umwelt geht. Viele lokale Umweltinitiativen haben Wasser im Blick: Trinkwasserqualität, Sicherung der Wasserversorgung, Abwasserentsorgung oder Probleme mit dem Grundwasser sind nur einige ausgewählte Themen. Wasser ist aber auch ein Thema in globalen Zusammenhängen. Wenn auch genug Wasser auf der Erde vorhanden ist, so haben doch nicht alle Menschen Zugang zu Wasser, und noch mehr Menschen fehlt ein Abwassersystem. In den "Millennium Development Goals", die im Jahr 2001 unter anderem von den Vereinten Nationen formuliert wurden, wird in Ziel 7 (Umwelt) dem Wasser ein wichtiger Schwerpunkt gewidmet. Jährlich erstellt die UNESCO einen "Weltwasserbericht", in dem Fortschritte und Probleme zur Wasserproblematik Thema sind. Um dieses Themenfeld geht es in diesem Unterrichtsvorschlag. In fünf Bausteinen werden lokale und globale Bezüge hergestellt. Um Fortschritte und Probleme rund um das Thema Wasser geht es in diesem Unterrichtsvorschlag. In fünf Bausteinen werden Aspekte wie der eigene Wasserverbrauch, globale Wasserprobleme und Wasser als Entwicklungsziel behandelt. Informationen zu den Bausteinen Die verschiedenen Themen und Schwerpunkte der fünf Bausteine werden hier in einer kurzen Übersicht dargestellt. Lehrplanbezüge und Methoden Lehrplanbezüge und didaktisch-methodische Hinweise zum Unterrichtsvorschlag finden Sie auf dieser Unterseite. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschaffen Informationen zu Fragen der Globalisierung und Entwicklung - hier insbesondere im Blick auf das Problemfeld Wasser - und verarbeiten diese themenbezogen. erkennen die soziokulturelle und natürliche Vielfalt in der Einen Welt. erkennen gesellschaftliche Handlungsebenen vom Individuum bis zur Weltebene in ihrer jeweiligen Funktion für Entwicklungsprozesse sowie Möglichkeiten von Nichtregierungsorganisationen. machen sich eigene und fremde Wertorientierungen in ihrer Bedeutung für die Lebensgestaltung bewusst, würdigen und reflektieren sie (unter anderem bei der Suche nach Möglichkeiten, selbst zu handeln). erkennen Bereiche persönlicher Mitverantwortung für Mensch und Umwelt und nehmen sie als Herausforderung an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Kommunikationsformen des Internet (Web, E-Mail, Chat, Forum, Newsdienste) kennen und nutzen diese im Rahmen ihrer Möglichkeiten zur Information und Meinungsbildung. nutzen das Internet, E-Mail und Newsdienste als Medium zur aktuellen und authentischen Recherche und reflektieren diese Nutzung kritisch. setzen sich intensiv mit einzelnen Online-Angeboten auseinander und versuchen, diese zu bewerten. präsentieren ihre Arbeiten mithilfe von multimedialen Elementen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen interessenbestimmte und soziokulturelle Möglichkeiten in Kommunikation und Zusammenarbeit und überwinden sie bei Konfliktlösungen. sichern die gesellschaftliche Handlungsfähigkeit im globalen Wandel durch Offenheit und Innovationsbereitschaft sowie durch eine angemessene Reduktion von Komplexität. sind fähig und aufgrund ihrer mündigen Entscheidung bereit, Ziele der nachhaltigen Entwicklung im privaten, schulischen und beruflichen Bereich zu verfolgen und sich an ihrer Umsetzung auf gesellschaftlicher und politischer Ebene zu beteiligen. Wasser ist lebensnotwendig. Bei uns kommt es aus dem Wasserhahn und ist eines der am meisten kontrollierten Lebensmittel, das Abwasser wird zuverlässig entsorgt. In diesem Baustein wird unser täglicher Wasserverbrauch näher unter die Lupe genommen. Hintergründe und Zusammenhänge erarbeiten Auf der Erde gibt es so viel Wasser, dass selbst wenn die Menschheit weiter wächst, alle Menschen versorgt werden könnten. Was nicht in Ordnung ist, ist, dass nicht alle Menschen auf der Welt Zugang zu gesundem Wasser haben. Die UN schätzen, dass 2025 von 8,5 Milliarden Menschen drei Milliarden keinen Zugang zu Wasser haben werden. In diesem Baustein sollen Hintergründe und Zusammenhänge erarbeitet werden. Zur Arbeitsform Hier kann in Einzelarbeit oder in arbeitsgleicher Gruppenarbeit gearbeitet werden. Wichtig ist, dass in einem zweiten Schritt die Arbeitsergebnisse verglichen und in komprimierte Form, zum Beispiel als Präsentation oder Wandzeitungsbeitrag, festgehalten werden. Die UNESCO - eine Unterorganisation der Vereinten Nationen (UN) - hat am 12. März 2012 den vierten Weltwasserbericht vorgestellt. In dem globalen Programm zur Wasserbewertung arbeiten 19 UN-Organisationen mit der UNESCO zusammen. Das Thema dieses Berichts lautet "Wasserbewirtschaftung - Unsicherheiten und Risiken". Der Baustein kann ab Klassenstufe 9 eingesetzt werden. Vier Handlungsfelder festgelegt Die Millenniumserklärung ist im Jahr 2000 aus dem bis dahin größten Gipfeltreffen der Vereinten Nationen in New York entstanden. Vertreter von 189 Ländern kamen zusammen, um die Aufgaben für die internationale Politik im 21. Jahrhundert zu beschreiben. Dabei wurden vier programmatische und sich wechselseitig bedingende Handlungsfelder bestimmt: Frieden, Sicherheit und Abrüstung Entwicklung und Armutsbekämpfung Schutz der gemeinsamen Umwelt Menschenrechte, Demokratie und gute Regierungsführung Millennium-Entwicklungsziele im Mittelpunkt des Bausteins Die Staatengemeinschaft stellt in der Millenniumserklärung dar, wie sie diesen zentralen Herausforderungen zu Beginn des neuen Jahrtausends begegnen will. Somit wurde eine neue globale Partnerschaft für die Entwicklung eingeleitet. Dieser Baustein will auf die Millennium-Entwicklungsziele aufmerksam machen und stellt das Ziel 7, eine nachhaltige Umwelt zu gewährleisten, in den Mittelpunkt. Der Baustein kann ab Klasse 8 im Unterricht eingesetzt werden. In diesem Baustein stehen Handlungsmöglichkeiten im Mittelpunkt. Es geht um Tätigwerden mit Blick auf die Wassersituation am eigenen Wohnort und um Engagement hinsichtlich weltweiter Problemlagen. Der Baustein kann ab Klassenstufe 8 angewandt werden. Bezug zum Lernbereich Globale Entwicklung Die Unterrichtssequenz hat "Wasser in seinen lokalen und globalen Bezügen" im Blick. Im Orientierungsrahmen für den Lernbereich Globale Entwicklung - erstellt von der Kultusministerkonferenz (KMK) und dem Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) - hat das Thema einen wichtigen Stellenwert. Es gehört in den Themenbereich "9. Schutz und Nutzung natürlicher Ressourcen und Energiegewinnung" und berührt die Themenbereiche "6. Gesundheit und Krankheit" sowie "19. Entwicklungszusammenarbeit und ihre Institutionen". Im Bereich weltweiter Bemühungen im Rahmen der UNO berührt es auch den Bereich "20. Global governance - Weltordnungspolitik". Umsetzbar in mehreren Unterrichtsfächern Die Sequenz ist modular einsetzbar in den Unterrichtsfächern der politischen Bildung, im Erdkundeunterricht, im Religions- und Ethikunterricht und natürlich im fächerübergreifenden Unterricht. Anknüpfung an die Lebenssituation der Lerngruppe Die Arbeit im ersten Baustein knüpft an die Lebenssituation der Lerngruppe an. Die Planungsidee, die hinter dieser Unterrichtssequenz steht, geht davon aus, dass Schülerinnen und Schüler bei intensiver Beschäftigung mit den Materialien selbst vertiefend tätig werden. Hier wird natürlich aufbauend auf die in der Klasse vorhandenen methodischen Fertigkeiten gearbeitet. Je weniger die Klasse an ein solch selbständiges Arbeiten gewöhnt ist, desto stärker sollten die Hilfestellungen durch die Lehrkraft sein. Voreinstellungen und Problembewusstsein berücksichtigen In der Erarbeitungsphase sollen die Schülerinnen und Schüler in Arbeitsgruppen mithilfe der auf den Arbeitsblättern präsentierten Adressen recherchieren. Je nach Vorerfahrungen der Lerngruppe kann dies um eigene Recherchen, zum Beispiel ausgehend von der Linkliste, ergänzt werden. Die Problemstellung für diese Phase sollte in der Lerngruppe vorher gemeinsam entwickelt werden. Dies soll sicherstellen, dass die Arbeit möglichst eng an die Voreinstellungen und das in der Klasse vorhandene Problembewusstsein anknüpft. Ähnliches gilt für die Präsentation der Gruppenarbeitsergebnisse: Auch hier sollte auf die in der Lerngruppe erprobten Möglichkeiten zurückgegriffen werden.

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 eröffnet den Schülerinnen und Schülern einen neuen Blickwinkel auf das Thema Wasser und zeigt ihnen auf, wie wichtig sauberes Wasser für unseren Alltag ist.Im Jahr 2015 haben 193 Länder 17 Ziele formuliert (Agenda 2030), die aufzeigen, wie die Welt lebenswert bleiben kann. Diese Nachhaltigkeitsziele werden auch als Sustainable Development Goals (SDGs) bezeichnet. Alles Leben auf der Erde ist abhängig von Wasser. Jeden Tag verwenden wir ganz selbstverständlich Wasser. Wir trinken Wasser, benutzen es zum Waschen und in der Landwirtschaft. Doch etwa zwei Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Beispielsweise ist in vielen Ländern das Wasser aus den Brunnen häufig nicht sauber oder der Brunnen pumpt gar kein Wasser mehr hoch. Manchmal sind keine Duschen und Toiletten vorhanden, sodass die Menschen im Freien auf die Toilette gehen müssen. Die vorliegende Unterrichtseinheit fokussiert das SDG 6 – Sauberes Wasser und Sanitäreinrichtungen. In acht Lernstationen steht die Sensibilisierung für die Kostbarkeit der Ressource Wasser, ein nachhaltiger Umgang mit ihr und ein Bewusstsein für die global gesehen ungleiche und ungerechte Wasserversorgung im Fokus. Die Lernstationen sind in jeweils bis zu drei Differenzierungsstufen erstellt und mit einem Erklärvideo ergänzt. Die Materialien finden Sie über die Links am Ende der Seite.Das Thema der Unterrichtseinheit ist hochaktuell. Die Lernstationen ermöglichen eine Verbindung nachhaltigkeitsrelevanter Inhalte sowie den Einbezug des SDG 6 in den täglichen Unterricht. Je nach Wahl der Kontexte können die Lernstationen in unterschiedlichen Jahrgangsstufen eingesetzt werden: Bei jüngeren Schülerinnen und Schülern eignen sich die Lernstationen zum Einstieg in die Thematik, bei älteren Schülerinnen und Schülern können sie Ausgangspunkt für zahlreiche Vertiefungen sein (beispielsweise Trinkwasseraufbereitung, Funktionsweise eines Klärwerks, ...). Die Lernstation – insbesondere die Experimente – sind ohne Vorkenntnisse durchführbar und liegen in unterschiedlichen Differenzierungsstufen vor: vereinfachte Sprache und fotografischer Handlungsablauf. Zusätzlich sind auditive Unterstützungen, beispielsweise über einen Vorlesestift, möglich. Abgerundet werden die Lernstationen durch Erklärvideos. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen Die Lehrenden sollten in der Lage sein, die (digitale) Lernumgebung so in ihren Unterricht einzubetten und mit entsprechenden Sicherungsphasen thematisch nachzubereiten, dass die Lernenden einen möglichst großen Lerneffekt haben. Es wird empfohlen, die Modellexperimente wenigstens einmal selbst getestet oder im besten Fall komplett durchlaufen zu haben (3.1. Lehren). Außerdem sollten sie die Lernenden unterstützen, ihr eigenes Lernen zu planen, zu überprüfen und zu reflektieren, Fortschritte zu dokumentieren, Ergebnisse zu kommunizieren und kreative Lösungen zu erarbeiten (3.4. Selbstgesteuertes Lernen). Es muss zudem gewährleistet werden, dass allen Lernenden unabhängig von ihrer digitalen Affinität zu den eingesetzten Endgeräten ein Zugang zu der (digitalen) Lernumgebung ermöglicht wird (5.1. Digital Teilhabe). Und schließlich sollten die Lehrenden Aktivitäten integrieren, in denen Lernende digitale Medien nutzen, um Informationen und Ressourcen beispielsweise zu den Nachhaltigkeitszielen (SDGs) zu finden, zu organisieren, zu verarbeiten, zu analysieren und zu interpretieren und die Glaubwürdigkeit und Zuverlässigkeit der Informationen und ihrer Quellen kritisch zu bewerten (6.1. Informations- und Medienkompetenz). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen Wasser als Grundbedingung des Lebens selbst, die Bedeutung von Wasserqualität und -quantität sowie die Ursachen, Auswirkungen und Folgen von Wasserverschmutzung und Wasserknappheit. wissen über die ungleiche globale Verteilung des Zugangs zu sauberem Trinkwasser. verstehen das Konzept des "virtuellen Wassers". Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler setzen die in den Lernstationen zur Verfügung gestellten technischen Hilfsmittel bedarfsgerecht ein und passen sie zum persönlichen Gebrauch an. analysieren die aus den Erklärvideos gewonnenen Informationen, interpretieren und bewerten diese kritisch. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren über Wasserverschmutzung, Zugang zu Wasser und Wassersparmaßnahmen und erzeugen Sichtbarkeit von Erfolgsgeschichten. zeigen sich verantwortlich für ihren Wasserverbrauch. sind in der Lage, ihren individuellen Wasser- Fußabdruck zu verringern und im Alltag Wasser zu sparen 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler analysieren die aus den Lernstationen gewonnenen Informationen, interpretieren sie und bewerten sie kritisch. kommunizieren über Wasserverschmutzung, Zugang zu Wasser und Wassersparmaßnahmen und erzeugen Sichtbarkeit von Erfolgsgeschichten. planen Aktivitäten gemeinsam, die zu einer Verbesserung der Wasserqualität und -sicherheit beitragen.