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Unesco-Dekade

Projekttag Strom für die Grundschule (Kl. 3/4)

von Rita Gennies, Annika Weitkunat und Tilman Langner

Ziele

Schülerinnen und Schüler einer vierten Klasse bringen eine Glühlampe mit einer Batterie zum Leuchten
Gemeinsam Stromkreise zu basteln, macht Spaß (Nobertschule Barth).

Fachbezug

Vorbereitungs- und Durchführungsaufwand

II (ein Projekttag; erfordert aber einen hohen Materialaufwand)

Zeitbedarf

Ein Projekttag, 5 Unterrichtsstunden.

Voraussetzungen und Vorbereitung

Folgende Materialien werden benötigt:

Experimentier- und Bastelmaterial für 12 Kinder (4 Gruppen):

  • 8 Glühlämpchen (3,5 V)
  • 4 Lampenfassungen
  • 4 Flachbatterien (4,5 V)
  • 4Leuchtdioden (LEDs)
  • 4 Motoren
  • 24 Leitungen mit Krokodilklemmen
  • Büroklammern
  • 4 Schalter
  • 1 Seitenschneider
  • 1 Abisolierzangen
  • 4 Summer
  • 4 CDs
  • 4 Murmeln
  • div. Wollfäden
  • 4,5 V Alkaline-Flachbatterie 3 LR 12, mit Batteriefach für 3 Mignon (AA) von westfalia.de und Akkuladegerät
  • einadriges Kabel
  • starrer Kupferdraht
  • Magnete
  • kleiner Schraubenzieher

Ferner

  • 30 Klimadetektive-Buttons
  • 7 Edding-Stifte
  • Kreppklebeband
  • Quizfragen für das Stromquz

Pädagogisches Material

  • Kärtchen mit elektrischen Geräten

Folgende Ausrüstung sollte die Schule für das Stromkreis-Spiel bereitstellen:

  • 3 große, lange Seile oder farbige Markierungen am Boden
  • leuchtfarbener Kriechtunnel und große, zweiseitige Bildkarte (eine Seite: Zeichnung eines einfachen Lämpchens, andere Seite: Zeichnung eines leuchtenden Lämpchens)
  • Alternativ: farbiger Turnreifen und farbige Tücher
  • Bodenmatte
  • 4 Stühle oder Markierungshütchen

Demo- und Messtechnik (unabhängig von der Schülerzahl)

  • 1 Plasmalampe
  • 1 Fön
  • Löwenzahn-Film
  • Stahlwolle + 1 Batterie
  • 2 Energiekostenmessgeräte
  • 1 Wattcher und / oder 1 Lastgangmessgerät

Folgende Ausrüstung muss von der Lehrperson selber mitgebracht werden:

  • Laptop mit funktionsfähigen Lautsprechern

Das Foto zeigt einen Jungen, der eine Plasmalampe anfasst. In dieser Lampe - eine Glaskugel - sind blau-rote Blitze zu sehen.Das Foto zeigt vier Mädchen, die mit Batterien und Stromkabeln basteln.
Projekttag Strom in der Juri-Gagarin-Schule Stralsund. Links: Sieht gefährlich aus, macht aber Spaß: Plasmalampe. Rechts: Gemeinsam Stromkreise basteln...

Durchführung

Zeit Lernziel Inhalt Methode

20 – 30 min

Gegenseitiges Kennenlernen

Gegenseitiges Kennenlernen

Begrüßung, Vorstellung und Kennenlernen der Kinder.

Die Kinder erhalten einen Klimadetektive-Button und schreiben ihren Namen drauf. Jedes Kind stellt sich kurz vor. Zum Besseren Kennenlernen kann ein Kennenlernspiel durchgeführt werden.

Spiel

30 min

Die Kinder erkennen, dass Elektrizität eine zentrale Bedeutung in ihrem täglichen Leben hat.

Aktivierung persönlicher Erfahrungen und gegenseitiger Austausch

Sammeln des Vorwissens und Förderung von Interesse an naturwissenschaftlich-technischen Vorgängen.

Die Kinder entdecken die vielfältigen Anwendungen von Elektrizität in ihrem täglichen Leben.

Sie reflektieren, wie ihr Leben ohne Elektrizität aussehen würde.

Ausblick der Lehrperson, dass elektrischer Strom Thema des Projektteils sein wird

① Elektrizität im täglichen Leben

1. Hinführung

Lehrperson ermuntert die Kinder, eine Geschichte zu erfinden, in der der Strom eine „Hauptrolle“ spielt.

2. Aktivierung von Vorwissen und Vorerfahrungen

Kinder sammeln in Gruppenarbeit Ideen zu der Frage:
"Was passiert, wenn der Strom ausfällt?" "Welche Geräte funktionieren nicht mehr?" Sie erfinden eine Phantasiegeschichte.

3. Präsentation der Gruppenarbeit
Kinder präsentieren ihre Ergebnisse

4. Zusammenfassung, Reflexion und Ausblick

Wir kommen gemeinsam zu der Erkenntnis, dass elektrischer Strom in unserem Alltag eine große Rolle spielt. Das Thema Strom wird Inhalt des Projektteils sein.

Gruppenarbeit
(jeweils 3-4 Kinder)

Phantasiegeschichte

evtl. Gedankenkarte

35 min

Die Kinder entwickeln eine Modellvorstellung vom elektrischen Stromkreis.

Sie entwickeln eine Vorstellung davon, dass Strom quantifizierbar und damit messbar ist.

② Einführung ins Thema Strom

1. Hinführung

Die Lehrperson führt mit den Kindern ein einleitendes Gespräch zu Stromquellen. Mögliche Fragestellungen sind:

Wo kommt der Strom her? Welche Stromquellen kennt ihr?

Wie kann man Strom erzeugen?

2. Demonstration (Film)

Was ist elektrischer Strom und wie kommt er zu uns nach Hause?
Wofür wird Strom benötigt / genutzt?
Was ist ein Stromkreis?
Strom kann gemessen werden.
Eine Kilowattstunde entspricht der benötigten Energiemenge, die man braucht um....

3. Erkennen - Im Stromkreis fließen Elektronen (Analogiebildung/Modellvorstellung)

Gespräch

Medieneinsatz- Film als gezielte Informationsquelle

Demonstration des Stromverbrauchs bei aus- und eingeschalteter Plasmalampe

Bewegungsspiel

Wir spielen den Stromkreis

30 min

Die Kinder lernen Wirkungen des elektrischen Stromes kennen: Wärme -> Licht, magnetische Wirkung -> Bewegung;

Sie benennen elektrische Geräte, unterscheiden diese hinsichtlich der Wirkung, die mit dem elektrischen Strom verknüpft sind und ordnen die Geräte den Wirkungen zu

Die Kinder wissen, dass Strom gefährlich ist.


③ Der elektrische Strom ist über seine Wirkungen erfahrbar

1. Hinführung

Elektrischen Strom sieht, hört und riecht man nicht. Er ist substanzlos und nur über seine Wirkungen erfahrbar. Die Wärmewirkung gehört dabei (neben Licht, Bewegung und Elektromagnetismus) zu den täglichen Normalitäten, die die Menschen schätzen gelernt haben. Es wird an bereits Bekanntes angeknüpft.

2. Anknüpfung an das Vorwissen und die Alltagserfahrungen der Kinder

Die Kinder benennen elektrische Geräte, die Wärme, Licht, Bewegung oder Schall erzeugen. Strom kann auch gefährlich sein!

3. Bedeutung der Elektrizität im Alltag

Auf welche Geräte könnte man
sehr leicht – leicht – schwer
verzichten?



Demonstration durch Lehrperson






Visualisierung / Tafelbild, Cluster

Zuordnung von Bildern (falls welche fehlen, können die Kinder diese selbst malen)

45 min

Die Kinder entdecken elektrische Geräte in ihrer Schule.

Sie machen sich mit der Idee vertraut, Geräte bedarfsgerecht zu nutzen und nicht benötigte Geräte auszuschalten.









Sie sammeln Informationen, die für das Klimaschutzkonzept benötigt werden.

Die Schüler erfassen eigenständig Daten und bewerten diese.

④ Elektrischen Strom sparsam einsetzen

Strom sparen = Geld sparen + Kohlendioxid sparen

1. Einführung

Die Lehrperson führt in den Gedanken ein, elektrische Geräte nur dann einzuschalten, wenn sie benötigt werden.

Die Lehrperson erklärt die geplante Schuluntersuchung, stellt die Checkliste vor, sichert ab, dass alle Schüler die Aufgabe verstanden haben und sorgt für die Gruppeneinteilung.

Jede Gruppe bekommt einen Teil der Schule als Untersuchungsgebiet zugewiesen. Die Schüler werden aufgefordert, sich leise und rücksichtsvoll zu verhalten.

2. Schuluntersuchung

In Kleingruppen untersuchen die Schüler ihre Schule: Welche elektrischen Geräte werden in welchen Räumen und Nebenräumen genutzt?
Welche sind evtl. unnötig in Betrieb? Hier insbesondere auf die Beleuchtung achten:
Wo brennt Licht in ungenutzten Räumen bzw. obwohl das Tageslicht ausreichen würde?
Wo könnte die Beleuchtung auch flexibel geschaltet werden?
Wo könnte das Tageslicht besser genutzt werden?)

3. Ergebnisse und Auswertung

Die Kleingruppen stellen ihre Ergebnisse mündlich vor. Die Lehrperson überprüft, ob die Checklisten lesbar ausgefüllt wurden und ob die Angaben plausibel sind, ggf. muss sie nachfragen.

Die Schüler bewerten ihre Untersuchungsergebnisse.

Gibt es vielleicht erste Ideen zur Verbesserung?

Aufgabe für zu Hause:

Zusätzlich können die Schüler den Stromzähler zu Hause beobachten und versuchen, ihn zum Stehen zu bringen.

Aufgabe nach dem Projekttag:

Untersuchungen auch nach dem Projekttag weiterführen,

Erfahrungsbericht der Kinder beim nächsten Treffen





Demonstration wie sich der Stromverbrauch der Schule verringert, wenn im Klassenzimmer das Licht ausgeschaltet wird.









An dieser Stelle Rundgang durch die Schule als Stromforscher.














Präsentation der Ergebnisse durch Schülervortrag

60 min

Die Kinder erlernen den fachgerechten Umgang mit Materialien und Werkzeug.

Sie explorieren unter Berücksichtigung der Arbeitsaufträge frei mit dem zur Verfügung gestellten Material.

Sie skizzieren ihre jeweiligen Versuche.

Sie verbalisieren ihre Erfahrungen und Erkenntnisse.

Sie diskutieren Erfahrungen und Erkenntnisse im Unterrichtsgespräch.

Sie bauen einfache Stromkreise auf.

Sie lernen die Anschlussbedingung kennen.




Der einfache Stromkreis oder
Wie bringen wir das Lämpchen zum Leuchten?

1. Schritt: Anleitung zur Exploration

Wahl der Sozialform (Einzel-, Partner-, oder Gruppenarbeit) je nach Menge des zur Verfügung stehenden Materials.

Die SchülerInnen erhalten das vorbereitete Material.

2. Schritt: Versuche

Arbeitsaufträge:
Versucht verschiedene Möglichkeiten zu finden, das Lämpchen zum Leuchten zu bringen!
Wie habt ihr euer Material aufgebaut? Zeichnet/Skizziert euren Versuchsaufbau jeweils auf. Bei welchem Aufbau leuchtet das Lämpchen, bei welchem nicht?

einfacher Stromkreis
Flachbatterie, Glühlampe
→ Kabel hinzunehmen
→ Schalter einbauen
→ Leiter und Nichtleiter testen
→ Motor und/oder Solarmodul benutzen
→ einfachen Elektromagneten bauen
Die SchülerInnen arbeiten in EA, PA oder GA.

3.Schritt: Präsentation und Diskussion der Ergebnisse/ Unterrichtsgespräch

  • Präsentation der Ergebnisse, in denen das Lämpchen geleuchtet hat.

  • Die SchülerInnen demonstrieren ihre Versuche, zeigen ihre Skizzen, verbalisieren ihre Beobachtungen.

  • Die Lehrperson visualisiert das Ergebnis an der Tafel.

Zielvorstellung des Erkenntnisprozesses - Anschlussbedingung:
Das Lämpchen leuchtet, wenn ein Anschluss der Batterie mit einem Anschluss des Lämpchens verbunden ist und der zweite Anschluss der Batterie mit dem anderen Anschluss des Lämpchens verbunden ist. Man sagt dann: Der Stromkreis ist geschlossen.

4.Schritt: Vertiefung

Bei welchen Versuchsanordnungen hat das Lämpchen nicht geleuchtet! Warum?

Diskussion der Erfahrungen.

Formulierung von Vermutungen/Hypothesen. Dabei auch auf einen 'Kurzschluss' eingehen.






 


Experiment















Erstellen von eigenen Dokumentationen der Experimente in Skizzenform

30 min

Die Kinder wenden ihre Erfahrungen und Erkenntnisse an

Sie festigen ihr Wissen auf spielerische Weise.

Sie lernen bereits erworbenes Wissen zu reproduzieren.

Die Kinder üben sich im Einschätzen ihrer eigenen Leistung.

Strom verwenden statt verschwenden.

Wir fassen zusammen, wie Strom umweltfreundlich erzeugt bzw. eingespart werden kann.

1. Schritt: Die Lehrkraft erklärt die Aufgabe

Die Kinder sollen zuerst die Quizkarten aus vorgedrucktem Material selbst herstellen. Die Lehrperson unterstützt die Kinder bei der Verteilung der Aufgaben.

2. Schritt: Lösung der Quizfragen

Je nach Situation liest die Lehrperson oder ein Kind die Quizfragen und die möglichen Antworten vor.

3. Schritt: Vergleich der Ergebnisse und gemeinsame Auswertung

Es werden je Frage 3 Antwortmöglichkeiten vorgegeben. Für jede mögliche Antwort wird ein „Standpunkt“ geschaffen. Die Kinder können dann ihren Standpunkt vertreten, indem sie sich dorthin begeben. (wie bei 1-2 oder 3 auf KiKa). Die Auswertung erfolgt sofort.

Wissensquiz mit Bewegung

 

Erfahrungen und Ergebnisse

Das ist ein aufwändiger aber schöner Projekttag, den wir - in verschiedenen Varianten - im Klimadetektive-Projekt mehrfach in Grundschulen durchgeführt haben.

Das Foto zeigt Schüler in einem Klassenraum. Sie sitzen an einem Tisch und basteln elektrische Stromkreise.
Projekttag Strom in der Evangelischen Grundschule Barth.

Spezielle Tipps

Setzen Sie die Arbeit am Thema Strom fort, bauen Sie Solarboote und beteiligen Sie sich am Stralsunder Solarbootrennen!

Das Foto zeigt ein kleines rotes Bootsmodell, das mit einer Solarzelle und einem Elektromotor ausgestattet ist.Das Foto zeigt Schüler, die um ein Wasserbecken herum stehen. Darin schwimmen kleine Solarboote.
Solarboote - Auch eine Anwendung des elektrischen Stroms für Kinder: Links: Juri-Gagarin-Schule Stralsund; rechts: 3. Stralsunder Solarbootrennen.

 

Literatur und Kontakte

 

Förderer und Partner der Klimadetektive