Arbeitsauftrag 4

Arbeitsblätter

Hilfsmittel:

2 gleiche Einmachgläser mit Deckel, 2 Thermometer, Knete, Stoppuhr, weißes und schwarzes Papier (gleiches Material), Klebstof

Arbeitsvorgang:

In der vierten Aufgabe untersuchen die Schüler, wie die Lufttemperatur von der Farbe abhängig ist. Die Schüler werden einen wichtigen Faktor (Farbe) untersuchen, der zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen der Erde führen kann. Lehrer können das Concept Cartoons © -Bild mit dem Namen Schwarzes und Weißes Fahrzeug zu Beginn der Aktivität verwenden, das auch im Arbeitsblatt enthalten ist:

Abbildung 58: Schwarzes und Weißes Fahrzeug

Die Schülerinnen und Schüler werden gefragt, in welchem Auto es wärmer sein wird, wenn die Sonne auf beide scheint – in dem weißen oder dem schwarzen Auto. Die Lehrerin oder der Lehrer erlaubt den Schülerinnen und Schülern über die dargestellten Aussagen im Bild nachzudenken – die Schülerinnen und Schüler schließen sich der Aussage/ Aussagen an, mit deren Begründung sie einverstanden sind. Wenn sie mit keiner Aussage einverstanden sind, können sie ihre eigene erstellen.

Die Lehrerin oder der Lehrer diskutiert dann mit ihnen, welcher Aussage sie zustimmen bittet sie um eine Begründung. Es ist ratsam, wenn die Schülerinnen und Schüler ihre Meinung durch ihre eigenen Erfahrungen begründen (z. B. „Ich denke, das dunkle Auto wird wärmer, weil ich Barfuß über eine Asphaltstraße gelaufen bin und meine Füße mehr brannten als wenn ich auf dem Rasen gestanden hätte.“). Sie werden ihre Vermutungen in die Arbeitsblätter schreiben.

Die Lehrerin oder der Lehrer fragt dann die Schülerinnen und Schüler, wie sie ihre Vermutungen überprüfen können. Sie/Er erlaubt den Schülerinnen und Schülern in Gruppen zu diskutieren, wie ein Versuch entworfen werden kann, um ihre Annahmen über das angezeigte Phänomen zu überprüfen. Die Schülerinnen und Schüler können vorschlagen, dass sie sich zum Beispiel mit einem weißen und schwarzen Hemd kleiden können – auf diese Weise würden sie wahrscheinlich die Temperatur nicht messen können (es wäre nur ein subjektiver Ausdruck). Im Falle eines Problems mit dem Vorschlag hilft die Lehrerin oder der Lehrer ihnen mit dem Vorschlag.

Abbildung 59: Schwarzes und Weißes Glas

Dieses Problem kann mit zwei identischen Bechern (z. B. Plastik-/Papierbecher) untersucht werden, von denen einer in weißes Papier und der andere in schwarzes Papier eingewickelt ist. Es ist wichtig, dass die Papiere der gleichen Art sind und nur eine andere Farbe haben. An der Oberseite der Becher setzen sie einen Deckel auf, in den das Loch zum Platzieren des Thermometers vorgebohrt wird (so angepasste Deckel können im Voraus vorbereitet werden). Sie platzieren das Thermometer so in der Deckelöffnung, dass die Skala über dem Deckel und der untere Teil des Thermometers unter dem Deckel liegt (die Thermometer sollten den gleichen Wert Anzeigen). Das Thermometer wird mit Knete im Deckel befestigt, um ein Austreten von Wärme zu verhindern. Auf diese Weise unterstützt der Lehrer die Entwicklung der Fähigkeit, die Realität objektiv zu untersuchen

Dann platzieren sie das Thermometer in die Gläser. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass weder ein Loch noch eine Fuge im Deckel sein sollte, durch die die Wärme entweichen kann. Die so gebildeten Becher werden in das Sonnenlicht gestellt. Nach ungefähr 30 Minuten überprüfen die Schüler den Wert und schreiben die Ergebnisse auf.

Eine kompliziertere Variante kann sein, die Temperatur in beiden Bechern in regelmäßigen Abständen (z. B. alle 5 Minuten) aufzuzeichnen. Damit die Schüler ihre Zeit kontrollieren können, können sie beispielsweise eine Sanduhr oder eine Stoppuhr verwenden. Die Ergebnisse werden erneut aufgezeichnet und auf deren Grundlage schaffen sie eine Schlussfolgerung, indem sie zu Beginn der Aktivität, zu der Frage zurückkehren, die sie beantworten wollen.

Auf diese Weise ermutigt die Lehrerin oder der Lehrer die Schülerinnen und Schüler, ihre Fähigkeiten zur Messung und Schlussfolgerung aus den erworbenen Werten zu entwickeln. Die Schülerinnen und Schüler stellen fest, dass die hellen und dunklen Oberflächen (aus dem gleichen Material) einen unterschiedlichen Temperaturanstieg aufweisen, wobei die gemessene Temperatur im dunklen Behälter höher ist als die Temperatur (dunkle Oberflächen absorbieren Sonnenenergie) im weißen Behälter (weiße oder helle Flächen reflektieren die Energie der einfallenden Strahlung). Je höher die Absorption, desto höher ist die Temperatur im Behälter (Auto).