Ein gemeinsames KIWISS Projekt
Schule an der Isebek & Max Planck Institut für Meteorologie
gefördert durch die Körberstiftung
Durchgeführt haben das Projekt 'Wolkenbruch und Blitzeschein' 13 Kinder der 3. und 4. Klasse, Brita Kliemt-Meyer (Lehrerin), Dr.Klaus Winkler, Dr.Ulrike Niemeier, Dr.Luis Kornblueh (beide Meteorologen).
Innerhalb eines Schuljahres haben wir einmal pro Woche 60 Minuten im Wahlpflichtkurs rund um das Thema 'Wetter' experimentiert. Dabei wurde teilweise der Ansatz des forschenden Lernens verfolgt, indem die Kinder versucht haben, eigene Fragen forschend zu beantworten.
Womit haben wir uns beschäftigt
- Wie misst man Temperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung?
- Regelmäßige Wetterbeobachtung in der 1. Pause
- Exkursionen zum Max Planck Institut für Meteorologie
- Forschendes Lernen: Eigene Fragen stellen und beantworten
- Viele Experimente rund um das Thema Wetter
- Auswertung der Wetterbeobachtung
Wie misst man Temperatur?
- Erste einfache Thermometer
Damit die Kinder etwas mit den Begriffen Temperatur, Wind, Wolken und Niederschlag anfangen konnten, wurden sie in grundlegende Messmethoden eingeführt. So haben sie einfache Thermometer gebaut und erkannt, dass ohne einheitliche Skala jeder etwas anderes misst. Mit richtigen Thermometern wurde dann die Temperatur an verschiedenen Orten innerhalb der Schule, z.B. Dachboden oder Keller und auf dem Schulhof, bestimmt.
Die Bestimmung der Windrichtung war immer sehr schwierig. Der Schulhof innerhalb Eimsbüttels ist von Häusern und Bäumen umgeben und liegt sehr windgeschützt. Nur bei einzelnen Böen zeigten die Geräte etwas an. Kleine Spielchen die den Windschatten von Häusern oder den Tunneleffekt von Straßenschluchten zeigen waren nicht möglich zumal zum Unterrichtszeitpunkt auch keine höheren Windgeschwindigkeiten auftraten.
Die Kinder konnten schnell sicher mit einem Kompass umgehen und damit die Windrichtung bestimmen. Schwieriger war der Transfer aus der Richtung eines Fähnchen auf die tatsächliche Windrichtung zu schließen.
Niederschlagsarten wurden besprochen und die verschiedenen Wolkenarten bestimmt. Auch hier meinte es das Wetter nicht unbedingt gut mit uns, denn meistens fanden wir einen einheitlich grauen Himmel vor. Als Niederschlag gab es im ganzen Jahr nur Regen und Niesel.
Regelmäßige Wetterbeobachtung in der 1. Pause
Die fixen kleinen Wetterbeobachter nutzten ihr Wissen, um regelmäßig in der ersten Pause eine Beobachtung durchzuführen. Die Werte wurden in Tabellen gesammelt und im Schulhaus an einer Tafel für alle deutlich sichtbar ausgehängt. Am Ende des Schuljahres haben 3 eifrige Viertklässler daraus tolle Klimakurven erstellt. Bei der Besprechung stellten alle fest, dass es im Winter kaum Frost und keinen Schnee gegeben hatte. Das folgende Bild zeigt in rot die gemessene Temperatur und in blau den Niederschlag. Zusätzlich enthält das Diagramm Angaben über Wolkenbedeckung, Windrichtung und -geschwindigkeit und die Niederschlagsart.
Exkursion zum Windkanal
Die Abteilung Technische Meteorologie am Meteorologischen Institut der Universität Hamburg betreibt mehrere Windkanäle , davon einen der weltweit größten wissenschaftlich genutzen Windkanäle. Wir wurden von Dr.Bernd Leitl empfangen und geführt. Nach einer kurzen Einführung sahen wir uns die Modelle verschiedener Kraftwerke und Städte an, die für frühere Experimente gebaut wurden. Dann durften wir einen Windkanal steuern und die Windgeschwindigkeit einstellen. Wir konnten uns sogar in den Windkanal hineinstellen und nun endlich einmal hohe Windgeschwindigkeiten messen - anders als auf dem Schulhof. Die mitgebrachten Windmessgeräte, die Anemometer, kamen alle zum Einsatz.
Anschließend sahen wir uns den großen neuen Windkanal an, in dem ein Modell der Stadt Oklahoma aufgebaut war. Als Abschiedgeschenk bekamen wir mit Helium gefüllte Luftballons. Der eine oder andere flog schon vor dem
Geomatikum in die Luft und wir konnten ganz toll beobachten, dass der Ballon einen Weg nahm, den Herr Leitl uns vorher beschrieben hatte: Das Helium ließ den Ballon zunächst aufsteigen, doch oben an der Hauskante wurde er von der Luftströmung um das Hochhaus wieder nach unten gedrückt.
Exkursion zum Regenradar
Auf dem Dach des Geomatikums wird vom Max Planck Institut für Meteorologie ein
Regenradar betrieben. Dazu gab uns Dr.Gerhard Peters eine sehr anschauliche Demonstration des Radarprinzipes auf dem Dach des Geomatikums. Zudem faszinierte auch der gute Ausblick auf den eigenen Stadtteil die Kinder sehr.
Eigene Fragen beantworten:
Die Kinder haben in den ersten Wochen ihre Fragen auf Karten geschrieben und an einer Pinnwand gesammelt.
| Warum wird aus Eis Schnee? | Wie wechselt Sonne zu Schnee und Schnee zu Regen? | Wie kam das Wasser zu Stande? |
| Wo ist es am kältesten und wo am wärmsten? | Wann wird es so kalt, dass wir nicht mehr leben können? | |
| Wie entsteht Wind? | Wie entstehen Stürme? | Wie entsteht ein Tornado? |
| Wie schnell ist ein Wirbelsturm? | Wie schnell ist ein Hurrikan? | |
| Wie entstehen Wolken? | Wie hoch sind Wolken? | Wieviel km/h sind für Wolken normal? |
| Sind Wolken warm? | Wie warm sind Wolken? | Warum regnet es? |
Die hervorgehobenen Fragen wurden jeweils von einer Gruppe, bestehend aus drei bis vier Kindern, zum eigenständigen Bearbeiten ausgewählt.
Unsere Erfahrungen beim freien Forschen
- Die Kinder sind von extremen Wettersituationen fasziniert. Für den Forschungsprozess war es dadurch nicht leicht eine anschauliche Handlungsebene zu finden. Entsprechend wurden die Fragen auch wärend des Forschungsprozesses mehrfach modifiziert.
- Bei einer Gruppe waren die Zeichnungen der Kinder und ihre ausgedachten Experimente eine guten Möglichkeit, mit ihnen auf Augenhöhe über ihre Lösungswege zu sprechen. Die Kinder konnten die Ergebnisse relativieren. Bei einem Vergleich des Experiments mit der Realität wurde ein direkter Transfer der Ergebnisse als unwahrscheinlich eingestuft. Zwar hielten die Ergebnisse quantitativen wissenschaftlichen Kriterien noch nicht Stand, aber der Prozess war grundsätzlich richtungsweisend.
- Andere Gruppen zogen Sachbücher heran, um eine Lösung zu finden. Allzu leicht haben sich die Kinder dabei in der Fülle der Informationen noch verloren. In diesen Fällen haben Erwachsene passende Experimente vorgeschlagen. Das so unterstützte Forschen ergab zielgerichtetere Ergebnisse und klarere Antworten.
- Jede Gruppe erstellte zu ihren Ergebnissen ein Plakat und stellte den anderen ihre Ergebnisse vor. Dabei fiel es den Kindern nicht leicht, sich auf die Fragestellung anderer einzulassen.
- Ergebnisse des freien Forschens
"Forscherergebnisse"
Die folgenden Zitate sind dem nebenstehenden Poster entnommen:
Wie entsteht Wind?
"Wir fanden die Frage so spannend, weil wir im Windkanal waren."
Ab wieviel km/h weht der Wind ein Schiff um?
"So sind wir vorgegangen: Wir haben ein Schiff gebaut aus Papier, dann haben wir das Schiff in Wasser gelegt (und mit dem Föhn Wind gemacht).
Ergebnis: Unser Ergebnis ist, das die Schiffe immer nur abgetrieben sind. Aber nicht gekentert. Doch durch die Wellen ist das Schiff mit dem Holraum wo Wasser rein gekommen ist einmal gesunken. Die Schiffe konten wir auch nicht lenken und man konte sie nicht in eine Stabiele Position geben. in wirklichkeit könte man sie in eine Stabile Position geben.
Der Föhn bläst anders als der echte Wind den der Wind hat nicht immer das gleiche Tempo (Windgeschwindigkeit) und die gleiche Windrichtung."
Fazit
- Grundsätzlich waren die Kinder für alle Aufgaben und Experimente sehr ansprechbar, welche die Erscheinungs- bzw die Erfahrungsebene spiegelten. Daher war es Schade, dass sich eindrucksvolle Ereignisse wie Schnee und Frost nicht auftraten. Wetter ist und bleibt ein Naturereignis, dass sich nicht nach dem Stundenplan richtet!
- Es war für die Kinder nicht leicht, ihre inhaltlich anspruchsvollen Fragen auf einer Handlungsebene anschaulich zu entwickeln.
- Selbst Kinder- und Jugenbücher zum Thema Wetter enthalten eine große Fülle von Informationen, in welcher die Kinder sich verloren haben. So fällt es ihnen noch schwer, die für ihr Thema wichtigen Informationen zu sammeln.
- Angeleitetes Experimentieren im Sinne von Werkstattunterricht hat den Kinder Freude gemacht.
- Die Entdeckung von Zusammenhängen war für die Kinder noch schwierig. So konnten z.B. Themen wie die "Entstehung des Wetters", "Klima", "Treibhaus", "Was ist Regen" nur anklingen.
- 60 min Unterrichtszeit waren zum Experimentieren, Notieren und Reflektieren recht kurz.
- Die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Lehrkraft und Wissenschaftlern war sehr anregend. Während des Kurses gab es regelmäßige Besprechungen und Planungen für die weitere Vorgehensweise.
Bei Fragen
Brita Kliemt-Meyer
Schule an der Isebek
Email: Brita.Kliemt@gmx.de
Ulrike Niemeier
MPI für Meteorologie
Email: Ulrike.Niemeier@zmaw.de
Tel: 040 41173 130