NaWi kreativ: 20.000 Meilen unter dem Meer

Naturwissenschaftliche Phänomene mit Jules Verne lehrplanorientiert entdecken (5. bis 8. Klasse)

Blick ins Material

NaWi kreativ: 20.000 Meilen unter dem Meer

Naturwissenschaftliche Phänomene mit Jules Verne lehrplanorientiert entdecken (5. bis 8. Klasse)

Typ:
Unterrichtseinheit
Umfang:
83 Seiten (20,3 MB)
Verlag:
Persen
Autor:
Meyer, Cornelia / Kessler, Olaf
Auflage:
1 (2018)
Fächer:
Physik, Naturwissenschaft
Klassen:
5-8
Schultyp:
Hauptschule, Realschule

Diese Unterrichtseinheit versucht in einem exzellenten und praxisbezogenen Ansatz, Kindern die Freude für die technisch-naturwissenschaftlichen Vorgehensweisen von Problemerkenntnis und Problemlösung zu wecken. Lehrreich, aber auch spielerisch wird anhand eines im 19. Jahrhundert verfassten Science-Fiction-Romans von Jules Verne mit dem Titel „20 .000 Meilen unter dem Meer“ veranschaulicht, welche Vorstellungen sich die Menschen im 19. Jahrhundert von der Welt, aber auch dem Fortschritt durch Wissenschaft und Technik machten. Anhand dieses Romans werden sowohl tatsächliche Erkenntnisse als auch Irrtümer aufgezeigt, die naturwissenschaftlich durchleuchtet werden und bei den Kindern mit der Befassung dieses Themas zu eigenen Erkenntnissen und Erfolgserlebnissen führen können. Es werden nicht nur Lesestoff und Textaufgaben trocken präsentiert, sondern Aufgaben gestellt, die die Schüler zum eigenen Erleben und Erfahren veranlassen und durch Versuch und Irrtum zum Nachdenken darüber bewegen, wie sie eine Aufgabe am besten angehen oder eine Lösung für ein Problem finden können. Zudem ist der Lehrer hier mehr ein begleitender Tutor, der darauf aufmerksam macht, welche Werkzeuge zur Wahrheitsfindung angewendet werden können und dabei gleichfalls auf Entdeckungstour geht.

Sehr schön ist auch der fachübergreifende Lehrplanbezug, der sehr deutlich zeigt, dass Themen unserer Umwelt nicht unbedingt mit der Brille weniger für sich stehender Fachbereiche betrachtet werden müssen, sondern dass gerade in den Fragen der Naturwissenschaften ein fließender Übergang zwischen den klassischen Fachbereichen Mathematik, Physik, Chemie und Biologie besteht, um Problemerkenntnis und die Fähigkeit der Problembehandlung ganzheitlich zu erlangen. Behandelt man Aufgaben, die sich mit der Umwelt des Ozeans befassen, so muss man sich beispielsweise erst einmal auf dem Ozean orientieren können. Physikalische Kenntnisse über die Natur unseres Planeten und seines Umfeldes im All sind dabei ebenso entscheidend, um den eigenen Standort auf dem Wasser auch ohne GPS zu finden, als auch chemische Erkenntnisse über das einen Seereisenden umgebende Wasser, welches schwerlich in seiner salzigen Natur unbehandelt bzw. unbearbeitet getrunken werden kann. Auch biologische Erkenntnisse sind sowohl wichtig für den eigenen Nahrungserwerb auf See als auch für das Erkennen von Zusammenhängen, die sogar das Gesamtsystem unseres Planeten Erde umfassen. Ohne die Algen im Meer könnten wir Menschen z.B. nicht auf der Erde atmen, denn der Sauerstoff in der Atmosphäre wurde erst durch diese einfachen Mikroorganismen mithilfe von Licht, Kohlendioxid und Wasser hergestellt. Auch sind technische Grundlagen von entscheidender Bedeutung, um zu wissen, wie man sich beispielsweise optimal auf dem Wasser per Schiff oder unter der Wasseroberfläche mit einem U-Boot fortbewegen kann und was im Medium Wasser für eine optimale Fortbewegung zu beachten ist. Sowohl das Wetter als auch Meeresströmungen muss man gut einschätzen oder besser noch so gut wie möglich berechnen können. Auch die Konstruktion eines Schiffes oder U-Bootes ist hier nicht trivial und in jedem Fall müssen die Berechnungen so angestellt werden, dass sowohl die Statik als auch die Form des Schiffes es erlaubt, den Kräften von Wind und Wasser zu trotzen und optimal durch das Wasser gleiten zu können. Ansätze aus der Bionik erlauben es, z.B. Schiffe und U-Boote so stromlinienförmig und fischgleich zu konstruieren, dass wenig Reibung entsteht und ein gleitendes, effizientes Vorwärtskommen möglich wird. Diese Erkenntnisse werden sogar in der Luft- und Raumfahrt genutzt, da das Medium Atmosphäre beim Fliegen, Starten oder Wiedereintritt einer Rakete auch zu Reibung führen kann. Würden Raketen nicht dahingehend optimiert, würden sie kurz nach dem Start allein aufgrund der großen Reibungshitze zerstört oder bei wiederverwendbaren Raketen beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verglühen.

Inhaltsverzeichnis:

  • Die Suche nach dem Seeungeheuer
    • Seeungeheuer versenken
    • Der Sextant
    • Der Kompass
    • Moderne Navigation mit GPS
    • Projektpräsentation und Wissenstest
  • Ein U-Boot, das wie ein Narwal aussieht
    • Bionik: Was hat Natur mit Technik zu tun?
    • Meerestiere und ihre besonderen Merkmale
    • U-Boote entwerfen nach dem Vorbild der Natur
    • Projektpräsentation und Wissenstest
  • Nützliches und Schönes aus dem Meer
    • Algen in der Küche
    • Biolumineszenz – Licht aus Algen
    • Kunst aus dem Meer
    • Projektpräsentation und Wissenstest
  • Wie taucht und fährt ein U-Boot?
    • Auftrieb – Wie taucht und steigt ein U-Boot?
    • Antrieb – Wie fährt ein U-Boot?
    • Projektpräsentation und Wissenstest
  • Das Leben unter dem Meer
    • Die Pflanzenwelt der Tiefsee
    • Die Tierwelt der Tiefsee
    • Die eigene Tiefseewelt
    • Projektpräsentation und Wissenstest
  • Meeresgeologie
    • Vulkane brechen aus
    • Wenn der Meeresboden bebt
    • Ebbe und Flut, Sonne und Mond
    • Der Mahlstrom
    • Abschluss

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