Unterrichtsmaterialien → Sache und Technik

Tipp der Redaktion

Geräusche

In dieser interaktiven Unterrichtseinheit erarbeiten die Lernenden die Bedeutung des Tons in Hörspielen und Videos und erzeugen selbst mit einfachen Mitteln effektvolle Geräusche.

Tipp der Redaktion

Fahrzeuge

Mithilfe dieser Unterrichtseinheit für die Grundschule entwerfen und beschreiben die Lernenden ein Zukunftsmobil.

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Energie mit Erik und Tina entdecken

Unterrichtseinheit

Die Schülerinnen und Schüler lernen Erik und Tina kennen und entdecken mit ihnen gemeinsam typische Arbeitsaufgaben eines Elektronikers und einer Elektronikerin. Dabei setzen sie sich auch spielerisch und entdeckend mit aktuellen Fragen zu erneuerbaren Energien und Nachhaltigkeit auseinander.Das Unterrichtsmaterial vermittelt Schülerinnen und Schülern mithilfe der Figuren Erik und Tina grundlegendes Wissen zu den Aufgaben, dem Arbeitsalltag und den Arbeitsmitteln von Elektroniker/-innen. Dabei geht es auch um die Themen Elektromobilität und Energiegewinnung. Einen Schwerpunkt bildet hier auch die altersgerechte Auseinandersetzung mit erneuerbaren Energien. Neben Erik und Tina als Identifikationsfiguren sorgen Lückentexte, Bildergeschichten, Zuordnungsaufgaben oder ein Memory für die spielerische und zugleich handlungsorientierte Auseinandersetzung. Durch wechselnde Sozialformen wird darüber hinaus der Kompetenzaufbau gefördert.Die vorliegende Unterrichtseinheit "Energie mit Erik und Tina entdecken" richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Grundschule, insbesondere an die Klassenstufen 3 und 4. Sie baut auf der Unterrichtseinheit "Erik und Tina, die Elektroniker" auf, kann aber auch unabhängig von dieser genutzt werden. Die Lernenden erarbeiten sich grundlegende Informationen zum Beruf des Elektronikers/der Elektronikerin. Als Identifikationsfiguren dienen Erik und Tina. Mit ihrer Hilfe erfahren die Lernenden, wie der Arbeitsalltag der beiden Elektroniker/-innen aussieht und welche typischen Aufgaben sie haben. Darüber hinaus erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie Strom gewonnen wird. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem nachhaltige Möglichkeiten wie Windkraft, Sonnenenergie, Erdwärme, Wasserkraft oder mithilfe einer Wärmepumpe. Auf dieser Grundlage setzen sie sich im gemeinsamen Austausch mit dem Begriff und den Merkmalen "erneuerbare Energie" auseinander. Ziel ist es, dass sie erkennen, dass erneuerbare Energien vor dem Hintergrund des menschlichen Zeithorizonts nahezu unerschöpflich zur Verfügung stehen oder sich verhältnismäßig schnell erneuern. Verschiedene didaktische Angebote, wie Lückentexte, Bildergeschichten, Zuordnungsaufgaben oder ein Memory ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen abwechslungsreichen und handlungsorientierten Einstieg. Sie können in Einzel- oder Gruppenarbeit, aber auch im Plenum bearbeitet werden. Vertiefende Aufgaben dienen der Differenzierung. Lehrplanbezug Die Themen Elektrizität und Energie sind elementare Lehrplanbestandteile des Unterrichts in der Grundschule aller deutschen Bundesländer. Hier werden den Kindern erste Grundkenntnisse im Fach Sachkunde/Sachunterricht/Heimat- und Sachkunde vermittelt. Diese Vorgaben greift die Unterrichtseinheit auf. Sie vermittelt sowohl Sachinformationen regt aber auch zum handlungsorientierten, entdeckenden Lernen an und fördert durch Diskussionsanregungen die Reflexionsfähigkeit. Einsatzmöglichkeiten Ganz gleich, ob Präsenzunterricht oder hybrides Lernen: "Energie mit Erik und Tina entdecken" eignet sich besonders für den Sachkundeunterricht. In Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Zeit können sowohl einzelne Aspekte der Unterrichtseinheit als auch alle Themen der Unterrichtseinheit behandelt werden. Darüber hinaus bieten auch Projektwochen Einsatzmöglichkeiten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen, wie Strom entsteht und wie man sich sicher im Umgang mit Strom verhält. kennen Möglichkeiten der nachhaltigen Stromgewinnung diskutieren Vorteile einer Stromgewinnung mithilfe erneuerbarer Energien. erfahren, dass Haushalte nicht nur Strom konsumieren, sondern auch selbst produzieren können. tragen zusammen, wie man sich bei einem Stromausfall verhält. erkennen, dass Menschen unterschiedliche Fähigkeiten und Interessen haben. lernen den Beruf des Elektronikers/der Elektronikerin kennen. erkennen, dass auch Mädchen eine Ausbildung als Elektronikerin ergreifen und in diesem Beruf arbeiten können. setzen sich altersangemessen mit dem Arbeitsalltag und den typischen Aufgaben von Elektroniker/-innen auseinander. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren Texte zielgerichtet entsprechend einer Aufgabenstellung. lernen, Medien zur Informationsbeschaffung zu nutzen. üben sich darin, wichtige von unwichtigen Informationen zu unterscheiden und wichtige Inhalte aus einem Medienbeitrag zu extrahieren. erkennen die Interdependenz von Bild- und Textinformationen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen von Partner- beziehungsweise Gruppenarbeit ihre Zusammenarbeit mit anderen Personen. lernen das strukturierte Erfassen von Informationen aus Sachtexten. lernen Diskussionen argumentativ und rational zu führen. schulen im Rahmen von Diskussionen die eigene Ausdrucksfähigkeit und aktives Zuhören. stärken ihr Gemeinschaftsgefühl in der Klasse.

  • Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben / Fächerübergreifend / Technik / Sache & Technik / Ich und meine Welt
  • Primarstufe

Erik und Tina, die Elektroniker

Unterrichtseinheit

Das Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler der Primarstufe spielerisch, mithilfe schülerorientierter Texte und Methoden, an das Thema Elektrizität und elektrische Spannung heran.Das Unterrichtsmaterial vermittelt Schülerinnen und Schülern der Grundschule erste Grundlagen zum Thema Elektrizität. Mithilfe von sympathischen Figuren, Rätseln und Experimenten lernen sie spielerisch den Stromkreis kennen. Durch Wiederholungen und handlungsorientierte Methoden sowie wechselnde Sozialformen wird der Kompetenzaufbau gezielt gefördert. Ein ergänzendes interaktives Tafelbild ermöglicht eine spielerische und schülerorientierte Vermittlung wichtiger Sicherheitshinweise im Umgang mit Elektrizität. Spielerische Heranführung an das Thema "Elektrizität" Das Unterrichtsmaterial "Erik und Tina, die Elektroniker" richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Grundschule, insbesondere an die Klassenstufen 3 und 4. Die Kinder sollen mithilfe der beiden sympathischen Figuren spielerisch an Themen rund um die Elektrizität herangeführt werden. Verschiedene didaktische Angebote, wie Rätsel und Experimente, Spiele oder Bilder, ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen abwechslungsreichen und anregenden Einstieg in diesen Themenkomplex. Das Material kann sowohl in Gruppen als auch in Einzelarbeit, zum Beispiel als Zusatzaufgabe, von der Lehrkraft angeboten werden. Lehrplanbezug Die Themen Elektrizität und Energie sind elementare Lehrplanbestandteile des Unterrichts in der Grundschule aller deutschen Bundesländer. Hier werden den Kindern erste Grundkenntnisse im Fach Sachkunde/Sachunterricht/Heimat- und Sachkunde vermittelt. Beobachten die Schülerinnen und Schüler in den Klassen 1 und 2 zunächst ihre Umwelt, werden sie in den Klassenstufen 3 und 4 projektorientiert und mithilfe von Experimenten deutlich stärker an verschiedene, komplexere Themenbereiche herangeführt. Diese Vorgaben greift die Unterrichtseinheit auf. Sie ermöglicht neben fundierten Sachinformationen auch die experimentelle Anwendung des neu Gelernten und fördert die Neugier der Schülerinnen und Schüler. Sie entdecken selbstständig die Funktionsweise eines Stromkreises, erstellen eine Signalanlage und überprüfen Materialien und Stoffe auf ihre spezielle elektrische Leitfähigkeit. Einsatzmöglichkeiten Die Unterrichtseinheit eignet sich besonders für die Projektarbeit, da die Durchführung der Versuche vom Aufbau über das Experiment bis hin zu der Dokumentation der Ergebnisse eine gewisse Zeit beansprucht. Die Arbeitsblätter legen den Schwerpunkt zwar auf Projektarbeit, ermöglichen aber auch eine individuelle Anpassung an die Lerngruppe und die schulischen Rahmenbedingungen und bieten sich daher auch für den Vertretungsunterricht an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können erklären, was Elektronen und Protonen sind. können einen einfachen Stromkreis erklären und zeichnen. können den Unterschied zwischen offenen und einem geschlossenen Stromkreis erkennen. können mithilfe einer Bauanleitung einen Stromkreis bauen. können einfache Worte mithilfe des Morsealphabets übersetzen. können zwischen Stoffen der Gruppen "Leiter" und "Nichtleiter" unterscheiden. können Hypothesen über die Leitfähigkeit von Stoffen und Materialien aufstellen und diese durch ein Experiment überprüfen. kennen die Gefahren im Zusammenhang mit Strom beziehungsweise Elektrizität. wissen, dass Elektrizität auch in der Natur vorkommt. können berechnen, wie weit ein Gewitter von ihnen entfernt ist. entdecken die Wirkung positiv und negativ geladener Teilchen auf Gegenstände. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen von Partner- beziehungsweise Gruppenarbeit ihre Zusammenarbeit mit anderen Personen. lernen das strukturierte Erfassen von Informationen aus Sachtexten. erarbeiten in Gruppen mithilfe eines Versuchsaufbaus ein eigenes Experiment und führen dieses durch. stärken ihr Gemeinschaftsgefühl in der Klasse. Kennenlernen der Figuren Die Schülerinnen und Schüler lernen die Figur Erik kennen, die sie durch die Arbeitsblätter begleiten wird. Darüber hinaus erhalten sie erste Sicherheitshinweise für die Arbeit mit Elektrizität. Im weiteren Verlauf stellt Erik den Schülerinnen und Schülern seine Freunde vor, die sie in den nächsten Stunden wiedererkennen werden. Sie sind aufgefordert, sich die Geschichten zu Eriks Freunden anzuhören, die die Lehrerin oder der Lehrer ihnen vorliest. Parallel hierzu können die Schülerinnen und Schüler die einzelnen Figuren farbig ausmalen. In einem Lückentext haben sie die Möglichkeit, das Gehörte anzuwenden und einzutragen. Kreuzworträtsel In einem Kreuzworträtsel tragen die Schülerinnen und Schüler Begriffe zum Thema Elektrizität, die ihnen bereits bekannt sind, ein. Einige der bereits vorgestellten Figuren werden ebenfalls wiederholt. Ein Lösungsblatt wird für die Lehrkräfte bereitgestellt, das sie an die Schülerinnen und Schüler bei Bedarf verteilen können. Einführungstext Die Schülerinnen und Schüler beginnen die Versuchsphase mit einem ersten einführenden Text, der sie mit den Begriffen vertraut macht. Sie lesen den Text in Einzelarbeit und markieren Worte oder Passagen, die sie nicht verstanden haben. In Gruppenarbeit können erste Fragen beantwortet und gegebenenfalls an der Tafel mit allen Schülerinnen und Schülern gemeinsam besprochen werden. Hierbei schulen sie nicht nur ihre Fachkompetenz durch das Erlernen neuer Begriffe und Sachverhalte, sondern stärken ebenfalls ihre Lesekompetenz. Die Anwendung des neu Erlernten wird durch das Bearbeiten einer kurzen Skizze gewährleistet. Versuch zu einem einfachen Stromkreis In der darauffolgenden Stunde werden die neuen Begriffe zunächst wiederholt, um diese zu festigen. Die Schülerinnen und Schüler sind im Anschluss aufgefordert, in Gruppenarbeit einen Versuch zu einem einfachen Stromkreis durchzuführen. Hierfür benötigen sie verschiedene Materialien, die ihnen seitens der Lehrkraft zur Verfügung gestellt werden müssen. Mithilfe einer kurzen Anleitung können die Schülerinnen und Schüler dann eine Signalanlage bauen. Sie können die Funktion direkt überprüfen und erste Signale untereinander ausprobieren. Eine Hausaufgabe leitet zu der nächsten Stunde über, in der sie das Morsealphabet kennenlernen. Morsealphabet In Partnerarbeit stellen sich die Schülerinnen und Schüler Aufgaben und üben so das Morsealphabet ein. Hierfür benötigen Sie einen leicht abgedunkelten Klassenraum, um die Lichtzeichen eindeutig zu identifizieren. In einem Quiz können Gruppen innerhalb der Klasse gegeneinander antreten und in einem kleinen Wettbewerb die Morse-Meister ermitteln. Dabei wenden die Schülerinnen und Schüler ihre neuen Fähigkeiten und Fertigkeiten immer wieder an und festigen diese. Versuch zur Leitfähigkeit verschiedener Materialien Anschließend führen sie einen weiteren Versuch durch, bei dem sie mit verschiedenen Materialien experimentieren, um ihre Leitfähigkeit zu testen und dokumentieren ihre Ergebnisse. Elektrische Spannung in der Natur: (NEU) Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass Elektrizität auch in der Natur vorkommt. Anhand eines Einführungstextes und eines Suchbildes erfahren sie, wie ein Blitz bei einem Gewitter entsteht. Anschließend lernen sie, wie sie selbst berechnen können, wie weit ein Gewitter von ihnen entfernt ist. Die auf dem Arbeitsblatt hinterlegte Rechenaufgabe kann in Einzelarbeit gelöst, die Frage der Entfernung im Klassenverband diskutiert werden. Optional kann die Lösung der Rechenaufgaben auch als Wettbewerb gestaltet werden, in dem der schnellste „Blitzrechner“ der Klasse ermittelt wird. Spiele zur elektrostatischen Ladung (NEU) Anschließend setzen sich die Schülerinnen und Schüler anhand eines Versuchs mit dem Thema elektrostatische Ladung auseinander. Dabei entdecken sie die Wirkung positiv und negativ geladener Teilchen. Das Spiel „Froschkönig“ macht dieses physikalische Phänomen noch einmal auf andere Weise sichtbar. Da die Schülerinnen und Schüler bei diesem Spiel in Teams antreten, wird neben Fach- und Sozialkompetenzen auch das Gemeinschaftsgefühl gestärkt. Die Materialien können zur Vertiefung in der Projektarbeit oder im Vertretungsunterricht zum Einsatz kommen. Durch ein interaktives Tafelbild erhalten die Schülerinnen und Schüler wichtige Informationen und Tipps zu den Gefahren durch Strom. Das Tafelbild kann später ausgeteilt und von den Schülerinnen und Schülern ausgemalt werden. Sie haben hierdurch erneut die Möglichkeit, die Hinweise zu verinnerlichen.

  • Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben / Fächerübergreifend / Technik / Sache & Technik / Ich und meine Welt
  • Primarstufe

Kennst du Johannes Gutenberg?

Kopiervorlage

Auf diesem Arbeitsblatt zu Johannes Gutenberg lösen die Schülerinnen und Schüler ein Kreuzworträtsel und erfahren auf spielerische Art mehr über den Erfinder und den Buchdruck. Es dient nicht nur dazu, ihr thematisches Wissen zu erweitern, sondern auch den Wortschatz. Die Bedeutung von Johannes Gutenberg Johannes Gutenberg ist untrennbar mit dem Buchdruck verbunden. Auch wenn schon vor seiner Zeit gedruckt wurde, dank der Erfindung des Buchdrucks mit beweglichen Lettern und der Druckerpresse leistete er einen wesentlichen Beitrag zur Vereinfachung des Druckvorgangs und schuf eine effektive und gleichmäßige Übertragungsmöglichkeit des Druckbildes. Weiter trug diese Erfindung dazu bei, dass schneller und günstiger Bücher und Schriften produziert werden und damit der breiteren Masse zur Verfügung gestellt werden konnten. Die lateinische Bibel ist hier als historisches Beispiel zu nennen, das erste mit beweglichen Lettern gedruckte Buch der westlichen Welt, welches zwischen 1452 und 1454 in Gutenbergs Mainzer Werkstatt gedruckt wurde. Außerdem bot seine Erfindung die Möglichkeit, dass mehr Menschen Zugang zum Erlernen des Lesens und Schreibens erhielten, ein wesentlicher Schritt in der kulturellen Entwicklung. Das Thema im Unterricht Aufgrund der weitreichenden Bedeutung des Erfinders und seines Schaffens bietet sich ein Aufgreifen des Themas im Unterricht an. So erfahren die Lernenden nicht nur Wissenswertes zu Johannes Gutenberg sowie dem Buchdruck, sondern erweitern auch ihren Wortschatz im Bereich Technik und Sache, der auch in anderen Kontexten Anwendung findet. Bei dieser Aufgabe wird demnach der Wissensvermittlung sowie der Förderung von Sprachkompetenz Rechnung getragen, welche wesentliche Bestandteile im Sachunterricht der Grundschule sind. Wissenswertes im Quiz Bei dem vorliegenden Rätsel erhalten die Lernenden Definitionen, die zu dem Thema passen, und zu denen ein Lösungswort gefunden werden soll. Vorgegebene Felder zur Buchstabenanzahl dienen als Orientierung. Wenn alles richtig gelöst wurde, ergeben Buchstaben den richtigen Namen von Johannes Gutenberg. Vielseitige Einsatzmöglichkeiten Das Arbeitsblatt kann in verschiedenen Phasen des Unterrichts eingesetzt werden. Zu Beginn einer Einheit dient sie der Aktivierung von Vorwissen, zwischendurch oder am Ende zur Sicherung des Erlernten. Demnach bieten sich verschiedene Sozialformen bei der Bearbeitung an. Lösungen zur Selbstkontrolle ermöglichen dabei eigenverantwortliches Lernen. Es bietet sich dennoch an, die Lösungen gemeinsam zu besprechen. Das dient sowohl der Sicherung als auch der vertiefenden Auseinandersetzung mit dem Thema. Des Weiteren kann inhaltlich angeknüpft und das Arbeitsblatt als Ausgangspunkt für eine weitere Beschäftigung mit dem Thema (beispielsweise die Person Johannes Gutenberg oder der Buchdruck) dienen.

  • Früher und Heute  / Sache und Technik
  • Primarstufe

Flieger und Flugzeuge

Kopiervorlage

Dieses Unterrichtsmaterial zum Thema "Flieger und Flugzeuge" informiert die Lernenden über unterschiedliche Möglichkeiten der Luftfahrt, die Faszination der Menschen am Fliegen, die ersten Flugversuche sowie über die Geschwindigkeiten einiger Flieger. Gleichzeitig üben die Kinder mit dem Komparativ und dem Superlativ spielerisch die Steigerungsformen der deutschen Sprache ein.Einige Kinder der Grundschule sind bereits einmal mit dem Flugzeug in den Urlaub geflogen, andere sind zumindest ebenso fasziniert vom Fliegen. Dieses Unterrichtsmaterial kann zum Beispiel vor den Sommerferien und der bevorstehenden Urlaubszeit eingesetzt werden, um spielerisch Wissen aus dem Bereich "Sache und Technik" zu vermitteln und gleichzeitig sprachliche Fähigkeiten zu fördern. Drei Arbeitsblätter mit kurzen einfachen Texten und authentischen Fotos informieren die Lernenden über Möglichkeiten der Luftfahrt. Dabei erfahren sie beispielsweise auch, wie schnell eine Rakete im Vergleich zu einem Zeppelin fliegen kann. Die ersten Flugversuche werden ebenso thematisiert wie kleine Segelflugzeuge oder schnelle Jets. In diesem Zusammenhang trainieren die Schülerinnen und Schüler am Beispiel der Adjektive hoch , schnell , langsam , klein und groß mit dem Komparativ und dem Superlativ die Steigerungsformen der deutschen Sprache. Die Informationen werden so vermittelt, dass die Kinder der Grundschule sie ab der ersten Klasse selbst lesen können. Die Materialien motivieren aber nicht nur zum Lesen, sondern auch zum Rätseln: Abschließend können die Lernenden testen und ein Lösungswort erfahren. Das Unterrichtsmaterial kann fächerübergreifend in Sachunterricht, Lesen und Schreiben sowie in DaF oder DaZ eingesetzt werden.

  • Früher und Heute  / Sache und Technik
  • Primarstufe

Luft oder Wasser: Was ist stärker?

Kopiervorlage

In diesem Experiment erforschen die Lernenden im Unterricht, ob Luft oder Wasser stärker ist. Die Kinder lesen zunächst eine Anleitung mit Bildern, bevor sie den Versuch selbstständig durchführen können.Was ist stärker: Luft oder Wasser? Dieses Experiment zum Thema "Vier-Elemente-Lehre" zeigt den Schülerinnen und Schülern der Grundschule anschaulich auf, welcher Druck von der Luft ausgeht. Das Arbeitsblatt für den Sachunterricht fordert die Kinder zunächst dazu auf, ein Glas, festes Papier wie zum Beispiel eine Postkarte und Wasser bereitzustellen. Dann wird mithilfe von einfachen Abbildungen gezeigt, wie die Lernenden Wasser in ein Glas füllen und das Papier festdrücken sollen. Dann legen sie ihre Hand auf das Papier, drehen das Glas um und ziehen ihre Hand weg. Ihre Beobachtung, ob das Wasser aus dem Glas läuft oder nicht, sollen sie mithilfe eines Kreuzes notieren. Die authentischen Fotos in Kombination mit kurzen einfachen Sätzen ermöglichen eine selbstständige Durchführung des Versuchs. Die Schülerinnen und Schüler lernen dadurch in einem ersten Schritt einfaches Experimentieren und Beobachten . Ganz nebenbei verbessern sie darüber hinaus ihre Lesekompetenz : Dadurch, dass die Lernenden die Anleitung lesen und die Anweisungen direkt umsetzen, wird das Leseverstehen in besonderer Weise bedeutsam. Das Experiment kann im Unterricht zwischendurch ohne große Vorbereitung, am Nachmittag zu Hause, aber beispielsweise auch in einer Projektwoche zum Thema Forschen und Experimentieren durchgeführt werden. Ein weiterführender Auftrag kann darin bestehen, dass die Lernenden den Versuch filmen und dokumentieren , um das Ergebnis anschließend in der Klasse zu präsentieren .

  • Sache und Technik
  • Primarstufe

Virtueller Naturwissenschaftsunterricht mit dem "Virtual Lab" von BASF

Fachartikel

Dieser Artikel zum Thema "Einsatz eines virtuellen Labors im naturwissenschaftlichen Unterricht" informiert über die Einsatzmöglichkeiten des "Virtual Lab" von BASF im Präsenz- und Online-Unterricht. Neben den Themen, zu fördernden Kompetenzen sowie den Vor- und Nachteilen berichtet der Autor von seinen Erfahrungen mit dem Virtual Lab im Online-Unterricht. Funktionsweise des virtuellen Labors Die Themenbereiche des virtuellen Labors "Virtual Lab" sind wie ein reales naturwissenschaftliches Labor aufgebaut. Die Schülerinnen und Schüler können so virtuell mit den Gerätschaften aus einem Labor experimentieren und lernen zugleich deren Anwendung kennen. Unterstützt werden sie dabei vom virtuellen Assistenten "Dr. Blubber". Einführende Erklärvideos liefern zu jedem Thema Hintergrundwissen, Quizfragen ermöglichen einen selbstständigen Verständnistest. Zudem gibt es verschiedene Belohnungsmöglichkeiten für das erfolgreiche Absolvieren von Experimenten und Tests. Einsatzmöglichkeiten des virtuellen Labors Der Einsatz des Systems ist ab der Grundschule möglich. Je nach Thema ist für die Erklärungen Vorwissen erforderlich, weshalb sich manche Labore an die Klassenstufen der Sekundarstufe I richten, die dieses bereits erworben haben. Beim eigenständigen Einsatz müssen die Kinder grundlegende Fertigkeiten im Umgang mit dem PC (zum Beispiel Steuerung mit der Maus) haben. Die Einsatzmöglichkeiten im Überblick: Einsatz zur Präsentation eines Versuchs über Beamer oder Smartboard virtuelles Bearbeiten der Experimente in Einzel- Partner oder Kleingruppenarbeit im Präsenzunterricht Durchführung der Experimente als Aufgabe für den Fernunterricht. Hier liegt eine besondere Stärke des Systems, da die Schülerinnen und Schüler mit Labormaterial und Rohstoffen virtuell arbeiten können ohne diese reale anschaffen zu müssen. zur Vertiefung für besonders interessierte und begabte Kinder (Enrichment). als virtuelle Vorbereitung auf die reale Durchführung der Versuche im Unterricht. Themen des virtuellen Labors Folgende Laborthemen werden aktuell angeboten: Lüfte das Geheimnis des "grünen Wunders" (Fotosynthese) Der rote Fleckenteufel (Wirkweise von Buntwaschmittel untersuchen) Dem Boden auf den Grund gehen (physikalische Bodenuntersuchung) Nutze die Kraft der Sonne (Funktionsweise von Solarzellen) Probiere das süße Brot (Untersuchung der Bestandteile von Lebensmitteln) Werde zum Filterexperten (Experimente zum Bau einer Minikläranlage) Finde den richtigen Absender (Chromatograhie von Farbstiften) Besuche die Backstube Chemielabor (chemische Prozesse beim Kuchenbacken) Lass es blubbern (Wirkung Kohlenstoffdioix in Wasser) Die schäumenden Perlen (Vergleich von Dämmstoffen) Rostschutz für Lebensmittel (Stoffe gegen die Oxidation von Obst) Kompetenzerwerb Generell lassen sich durch den Einsatz des virtuellen Labors folgende Kompetenzen vermitteln: Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen oder sichern die Sicherheitsregeln im Labor. lernen oder sichern die Bezeichnung von Laborgeräten und deren Anwendungsgebiete sowie verschiedene Untersuchungsverfahren aus den Naturwissenschaften. lernen, wie man die verwendeten Stoffe nach dem Versuch richtig entsorgt. üben die Durchführung von Experimenten nach Anleitung. lernen die physikalischen und chemischen Hintergründe der einzelnen Themen kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Umgang mit virtuellen Lernumgebungen. Sozialkompetenz (beim Einsatz als Partner- oder Gruppenarbeit) Die Schülerinnen und Schüler trainieren ihre Kommunikations- und Kooperationsfähigkeit, indem sie gemeinsam die gestellten Aufgaben im virtuellen Labor lösen. Grenzen des virtuellen Labors Die Schülerinnen und Schüler sehen zwar den Umgang mit den einzelnen Laborgeräten und Labormaterialien, es fehlt jedoch das praktische Nutzen. Dadurch wird die für die Laborarbeit nötige Fingerfertigkeit nicht und das genaue Arbeiten nur bedingt geübt. Möglicher Ablauf einer Unterrichtseinheit mit dem "Virtual Lab" Vor Einsatz des virtuellen Labors sollen die Regeln besprochen werden, die generell für die Laborarbeit gelten (Sicherheitsausrüstung, gängige Labormaterialien, genaues Lesen beziehungsweise Zuhören bei den Versuchsanleitungen, Reihenfolge beim Durchführen des Versuchs beachten). Diese werden zwar auch durch den virtuellen Assistenten vermittelt, allerdings verlängert dies die Zeit für die Durchführung einzelner Versuche massiv. Wichtig sind beim Einsatz im Präsenzunterricht klare Absprachen, was im virtuellen Labor genutzt werden darf. Das System bietet auch einige spielerische Elemente als Ergänzung. Diese sollten die Schülerinnen und Schüler aufgrund der Ablenkungsgefahr nicht nutzen dürfen. Nach der Einführung können die Lernenden in der gewünschten Sozialform den virtuellen Versuch durchführen. Damit jeder Schüler und jede Schülerin die Chance hat einen Teil zu übernehmen, sollte die Gruppengröße drei Personen nicht überschreiten. Vor Öffnen des Versuchs sollen die Schülerinnen und Schüler Vermutungen zur Fragestellung des Versuchs notieren. Im Anschluss an den Versuch werden Durchführung und Ergebnisse in der Klasse besprochen und offene Fragen geklärt. Erfahrungen des Autors zum Einsatz des Labors im Fernunterricht Der Autor dieses Artikels hat das virtuelle Labor im Rahmen eines virtuellen Biologiekurses für hochbegabte Grundschulkinder ergänzend eingesetzt. Es handelte sich um Kinder der zweiten bis vierten Klasse. Im Rahmen einer Videokonferenz wurden zuvor die Regeln für Laborarbeit und das Vorgehen bei Versuchen besprochen. Zur Anwendung kam das Labor zur Fotosynthese. In der Konferenz wurden zudem Hypothesen gesammelt, was alles für die Fotosynthese nötig ist und was dabei hergestellt wird. Die Funktionsweise des virtuellen Labors wurde mithilfe der Bildschirmübertragung erklärt. Nach der Konferenz führten die Kinder zu Hause selbstständig das virtuelle Experiment durch. In der Folgekonferenz wurden Beobachtungen und Ergebnisse besprochen. Es stellte sich heraus, dass alle Kinder gut mit dem virtuellen Labor zurechtkamen und Spaß an der Durchführung hatten. Das nötige Wissen wurde durch den Versuch und die Erklärungen des virtuellen Labors vermittelt. Zwei Versionen des Virtual Lab Neben der Schülerversion mit allen spielerischen Elementen gibt es eine Version für den Unterrichtseinsatz, bei dem das Belohnungsspiel entfernt wurde. Fazit Das "virtual Lab" von BASF bietet vielfältige Möglichkeiten zu Hause oder bei fehlender Laborausstattung in der Schule spannende Experimente durchzuführen. Es kann jedoch nicht dauerhaft den experimentellen praktischen Unterricht ersetzen. Quellen Vorstellung des Virtual Lab durch den Anbieter Informationen über die Schulversion

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Biologie / Ernährung & Gesundheit / Chemie / Natur & Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik

Tipps von GEOlino: Experimente für Kinder

Fundstück

Durch spannende Experimente können Kinder spielerisch an die Naturwissenschaften herangeführt werden. Wir zeigen Ihnen Ideen und Anleitungen für Versuche, die Kinder in der Schule oder zu Hause durchführen können.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Biologie / Ernährung & Gesundheit / Chemie / Natur & Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik

Animationsfilme "Kometen": die Mission der Raumsonde Rosetta im Märchenstil

Video

In dieser Animationsreihe für Schülerinnen und Schüler der Primar- und Sekundarstufe I wird die Mission der Raumsonde Rosetta altersgerecht im Märchenstil erzählt. Rosetta hat eine ganz besondere Mission: Sie soll den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko erforschen und sogar auf ihm landen! Die Animationsreihe ist informativ und liebevoll gestaltet und kann flexibel im Unterricht eingesetzt werden – viel Spaß bei der Kometenerforschung!Es war einmal die Raumsonde Rosetta. Sie war zusammen mit ihrem Lander Philae unterwegs zum Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Die beiden hatten eine ganz besondere Mission. Zehn Jahre sind eine sehr lange Zeit und Philae kann es kaum erwarten, endlich anzukommen. Philae und Rosetta erfahren von vergangenen Kometenmissionen und was dabei bereits spannendes entdeckt wurde. Aber viele Fragen sind noch ungeklärt. Außerdem bergen Kometen viele Geheimnnisse über die frühen Tage des Sonnensystems: Wie sind die Planeten entstanden? Woher kommt das Wasser auf der Erde? Jetzt ist es an der Zeit, dass Rosetta und Philae ihren eigenen Beitrag zur Erforschung unseres Weltalls liefern. Nach einer 10-jährigen Reise sind Rosetta und Philae endlich am Ziel angekommen: Sie erreichen den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Rosetta verbringt mehrere Wochen damit, die Oberfläche des Kometen zu studieren und Informationen zurück zur Erde zu schicken. Aber wo würde Philae wohl landen können? Philae und Rosetta sind bereit für die große Herausforderung: Die Landung von Philae auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko! Rosetta berichtet, was sie während des ersten Jahres mit dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko gelernt hat. Außerdem erwacht Philae aus seinem tiefen Schlaf. Rosetta erzählt von ihren spannenden Entdeckungen, die sie während ihres zweiten Jahres am Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko gemacht hat, nachdem dieser den sonnennächsten Punkt auf seiner Umlaufbahn erreicht hat. Außerdem berichtet sie, wie sie versucht hat, mit Philae Kontakt aufzunehmen und wie sie sich auf das Ende ihrer Mission vorbereitet. Rosetta versucht sich noch einmal die verschiedenen wissenschaftlichen Entdeckungen zu vergegenwärtigen, die sie während ihrer Zeit mit dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko gemacht hat. Der letzte Tag der unglaublichen Mission: Rosetta sinkt langsam auf die Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Nachdem sie die während ihrer Mission gesammelten Daten an die Erde gesendet hat, hat sie sich die gemeinsame Erholung mit Philae mehr als verdient. Die erstaunlichen Abenteuer von Rosetta und Philae gibt es auch in Spielfilmlänge. Viel Spaß beim Eintauchen in ihre besondere Mission zum Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko!

  • Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik / Geographie / Jahreszeiten
  • Primarstufe, Sekundarstufe I

Kreide erforschen und Zucker-Kreide herstellen

Kopiervorlage

Mit diesem Material erfahren die Lernenden im Unterricht oder auch zu Hause, wie Tafelkreide hergestellt wird und wie sie selbst ganz einfach mit Zucker ihre Kreide zum Leuchten bringen.Kreide begegnet den Schülerinnen und Schülern nicht nur im Unterricht. Viele Kinder malen auch zu Hause in ihrer Freizeit mit Kreide auf der Straße oder auch auf Papier. Doch woraus besteht Kreide eigentlich und wie wird sie hergestellt? Diesen Fragen gehen die Lernenden mit diesen Arbeitsblättern für die Grundschule nach. Kurze Texte und anschauliche Illustrationen laden die Kinder zum Forschen und Experimentieren ein. Spielerisch lernen sie auf diese Weise, wie Schulkreide aus Steinen entstehen. Sie erweitern ihren Wortschatz beispielsweise auch in Deutsch als Fremd- oder Zweitsprache um Begriffe wie Bagger , Gips , Maschine , Pulver und Mischung . Anschließend werden die Kinder selbst produktiv und stellen in einem Experiment Zucker-Kreide her. Dabei bringen sie bunte Kreide mit Zucker und Wasser zum Leuchten und erkennen, dass im Wasser Luft aus der Kreide kommt und Zuckerwasser hineinfließt. Das Arbeitsmaterial eignet sich neben dem Einsatz im Sachunterricht, Kunst, DaF oder DaZ beispielsweise auch für eine Projektwoche. Es fördert genaues Beobachten, die Sprachkompetenz sowie feinmotorische Fähigkeiten. Tipp: Wenn man keine Kreide zur Hand hat, die man verschönern möchte, kann man diese auch ganz leicht selbst herstellen: Dafür mischt man etwa eine halbe Tasse Wasser mit drei Esslöffeln Gips, rührt die Masse glatt und fügt nach Belieben Lebensmittelfarbe hinzu.

  • Sache und Technik
  • Primarstufe

Eigene Programme erstellen: Programmieren mit dem Calliope mini

Fachartikel

Dieser Fachartikel zum Thema "Eigene Programme erstellen – Programmieren mit dem Calliope mini" beschreibt, wie bereits Kindern der Grundschule die Grundlagen des Programmierens näher gebracht werden können. Zum Programmieren wird der Mikrocontroller "Calliope mini" verwendet. Der Artikel wurde im Kontext des von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten Programms "Digitales Lernen Grundschule" entwickelt. Hintergründe zum Projekt Im Rahmen einer Explorationsstudie der Universität Bremen wurde mit dem Calliope mini gearbeitet. Dies ist ein sogenannter Mikrocontroller , der explizit dafür entwickelt wurde, Grundschulkindern erste eigene Programmiererfahrungen zu ermöglichen. Der Calliope mini kann puzzelnd programmiert werden. Das bedeutet, dass nicht direkt eine Programmiersprache zur Programmierung verwendet wird. Einzelne Programmier-Elemente in Form von Puzzleteilen werden zusammengesetzt. So können auch nur Teile zusammengesetzt werden, die funktional zusammenpassen. Der Mikrocontroller reagiert dann entsprechend der Programmierung auf Knopfdruck oder auf Umgebungsbedingungen wie Licht, Schütteln, Wärme oder seine eigene Lage und zwar indem er beispielsweise blinkt, Laufschrift anzeigt, etwas steuert oder Töne erzeugt. Benötigt werden ein Computer (Laptop, Tablet oder ähnliches), ein Calliope mini und eigene Ideen oder Anregungen. Insgesamt wurden im Projekt sechs Unterrichtsvorschläge entwickelt, deren Ziel es war, Grundlagen der Programmierung bereits im Grundschulalter begreifbar zu machen. Diese wurden in drei verschiedenen Schulen erprobt. Dabei sollte Verschiedenes in Erfahrung gebracht werden: Was brauchen Lehrkräfte, um mit Kindern im Grundschulunterricht zu programmieren? Was verstehen Kinder? Welche Ideen und Umsetzungen können sie in kleinen Teams selbstständig entwickeln? Welche Randbedingungen sind nötig, um den Calliope mini erfolgreich im Deutsch-, Sach- oder Mathematik-Unterricht einzusetzen? Die Unterrichtseinheiten wurden in insgesamt sechs Module eingeteilt. Modul 1 dient dabei der Einführung "Was ist Programmieren?" Die übrigen fünf Module lassen sich weitestgehend unabhängig voneinander durchführen. Als Basis ist jedoch immer die Durchführung des ersten Moduls empfohlen. Informatische Bildung in der Grundschule Die Schülerinnen und Schüler der heutigen Generation wachsen als Digital Natives auf. Technik gehört rund um die Uhr zum Alltag vieler Kinder. Die reine Nutzung der Geräte führt jedoch nicht zu einem Grundverständnis der Funktionsweisen . Es bietet sich also an, informatische Konzepte bereits in der Grundschule einzuführen. Dies soll durch forschendes Lernen, algorithmisches Denken und vor allem lebensweltnah umgesetzt werden. Türen, die sich öffnen, wenn man sich ihnen nähert, Rolltreppen, die anspringen, wenn man sie betritt, Bedarfsampeln, Apps auf dem Smartphone – wir alle begegnen im Alltag oft unbewusst programmierten Funktionen und Geräten. Wie Steuerungen für Geräte aufgebaut sind und was nötig ist, um per Knopfdruck eine Laufschrift zu starten, können Kinder am besten erfahren, indem sie selbst solche Programme erstellen. Der Calliope mini lässt sich beispielsweise so programmieren, dass er als Alarmanlage für eine Schatztruhe eingesetzt werden kann: Wenn der Deckel der Truhe geöffnet wird, fällt Licht auf den Lichtsensor und ein Warnton ist zu hören. Unterrichtsvorschlag "Sensoren und Aktoren (Alarmanlage)" Im Folgenden wird eine Einheit aus den Handreichungen (siehe Linkliste am Ende der Seite) exemplarisch dargestellt. Dabei wird gezeigt, wie Schülerinnen und Schüler der Grundschule mit dem Calliope mini eine kleine Alarmanlage produzieren . Diese lässt sich fächerübergreifend in den Sachunterricht einbetten und ist auf etwa zwei Unterrichtsstunden ausgelegt. Ziel der Einheit ist es, dass Schülerinnen und Schüler den Unterschied zwischen Sensoren und Aktoren begreifen. Sensoren können Dinge erfassen, zum Beispiel ein Temperatur-Sensor. Aktoren können hingegen Dinge bewirken. Ablauf Nach einem Einstieg kann ein Gespräch darüber folgen, welche Sensoren und Aktoren den Schülerinnen und Schülern aus ihrem Alltag bekannt sind. Mögliche Antworten sind hier Türen, die sich automatisch bei Annäherung öffnen oder Straßenlaternen, die anfangen zu leuchten, wenn es dunkel wird. Anschließend erfolgt die Definition der Begrifflichkeiten und wie diese in Beziehung zueinander stehen. Daraufhin beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Lichtsensor: Diesen können die Lernenden auf dem Calliope mini identifizieren. Zudem erfolgt eine Einteilung, ab welchen Werten Licht hell und ab welchen es dunkel ist. Nach der theoretischen Einführung besprechen die Schülerinnen und Schüler, wofür eine Alarmanlage genutzt werden kann: Haustür, Tresor oder auch Keksdose. Somit kann auf andere Sensoren eingegangen werden (Lichtsensor, Lagesensor). Es ist in allen Einheiten üblich, dass mit den Schülerinnen und Schülern gemeinsam überlegt wird, welche Bausteine sie für nun für die Programmierung benötigen. Der entsprechende Code wird abschließend auf dem Calliope mini gesichert und kann beispielsweise an einer Box oder einem Schuhkarton getestet werden. Didaktisch-methodische Hinweise und Empfehlungen Es erscheint sinnvoll, wenn diese Unterrichtseinheit in eine kleine Geschichte eingearbeitet wird, zum Beispiel: " Stellt euch vor, ihr habt eine Box, in der ihr etwas sehr Wertvolles aufbewahren wollt. Ihr möchtet nicht, dass eine andere Person an den Inhalt eurer Box kommt. Deshalb möchtet ihr eine Alarmanlage programmieren, um eure Box zu schützen. Was benötigt ihr dafür? " Die Geschichte kann natürlich entsprechend der aktuellen Unterrichtsthemen angepasst und verändert werden. Dies gilt auch für die Programmierung: Soll der Alarm losgehen, wenn die Box geöffnet wird oder bereits, wenn die Box bewegt wird? Einen detaillierten Ablaufplan, Arbeitsblätter und nähere Erläuterungen finden Sie in der folgenden Linkliste. Dort sind auch alle weiteren Unterrichtsvorschläge mit den entsprechenden Handreichungen zu finden.

  • Sache und Technik

Erklärvideos im Sachunterricht: Versuche durchführen und protokollieren

Kopiervorlage

Dieses Arbeitsmaterial führt Schülerinnen und Schüler schrittweise an die Durchführung und Protokollierung von Experimenten sowie darauf basierend Erstellung eines eigenen Erklärvideos heran. Es wurde im Kontext des von der Deutschen Telekom Stiftung geförderten Programms "Digitales Lernen Grundschule" entwickelt.Das Arbeitsblatt entstand gemeinsam in einem Projekt mit der Ludwig-Maximilians-Universität München. Dabei wurden Erklärvideos von Studierenden mit Kindern entwickelt. Hier stand die naturbezogene Perspektive häufig im Mittelpunkt. Durch das eigene Erstellen von Videos zu verschiedenen Versuchen erlebten und deuteten die Kinder beispielsweise Naturphänomene. Diese inhaltliche Auseinandersetzung mit eigenen Worten wiederzugeben, motivierte bereits junge Grundschulkinder sehr und bot so Verzahnungen mit ihrem eigenen Alltagserleben. Die Videos zu vielen Experimenten sind auf der Seite eis-videos.de veröffentlicht. EIS steht dabei für Experimentieren im Sachunterricht. Die Grundschulkinder experimentieren wie Forscher. Die Versuche sind niedrigschwellig angelegt und verwenden hauptsächlich Gegenstände, die in fast jedem Haushalt zu finden sind. Im Unterricht der Grundschule lernen die Kinder schrittweise, wie Experimente durchgeführt und protokolliert werden. Ein selbst durchgeführtes Experiment kann direkt in der Protokollvorlage festgehalten werden. Das Versuchprotokoll ist die Basis für ein eigenes EIS-Video.Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Sachverhalte angemessen. versprachlichen Beobachtungen, Vermutungen, Erkenntnisse und Empfindungen. halten Ergebnisse in geeigneter Form fest.

  • Sache und Technik
  • Primarstufe

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