Lernen und Experimentieren mit den 4 Elementen

Feuer (Energie): Wir bauen eine Zitronenbatterie (Galvanische Zelle)

Für jedes Zweierteam benötigen Sie:

• eine Zitrone (es klappt auch mit anderem Obst und Gemüse, wie z. B. Kartoffeln)
• ein kleines Lämpchen oder Kopfhörer
• Eisen- oder Zinknagel, -blech oder -draht
• Kupfernagel, -blech oder -draht
• 2 Drähte mit Krokodilklemmen

Der Versuch

• Die Schüler rollen die Zitrone auf dem Tisch und üben dabei Druck auf sie aus, um die Leitfähigkeit zu erhöhen und das Ergebnis des Versuchs zu verbessern.
• Danach stecken sie in die Zitrone ein edles und ein unedles Metall (z. B. Kupfer und Zink) in Form eines Nagels, Drahts oder Blechstücks. Sie dienen als Elektroden. Die Zitronensäure wirkt als Elektrolyt, also eine Substanz, die Strom leiten kann.
• Jetzt wird je ein Draht mit der Krokodilklemme an je einem Metallelement befestigt.
• Die anderen Enden der Drähte werden mit einem Lämpchen (eines am Kontaktpunkt, das andere an der Windung) oder dem metallenen Ende des Kopfhörerkabels verbunden. Der Stromkreis ist nun geschlossen und es läuft eine chemische Reaktion ab: Das unedle Metall kann Elektronen nicht so fest an sich binden, wie das edle Metall. Das Zink gibt deshalb Elektronen an das Kupfer ab. Dieser Fluss der Elektronen ist im Prinzip nichts anderes als Strom.
• Wenn alles richtig angeschlossen ist und genug Strom erzeugt wird, leuchtet die Lampe oder der Kopfhörer beginnt zu knistern.

Element Luft: Treibhauseffekt im Versuch sichtbar machen

Der Treibhauseffekt

Zum natürlichen Treibhauseffekt kommt aber der Menschgemachte:

Das benötigen Sie:

• 2 Thermometer (z.B. Klassenthermometer)
• 1 Glasschüssel
• einen sonnigen Tag (oder einen Overheadprojektor ;-) )

Der Versuch

Während Sie warten, dürfen die Kinder Vermutungen aufstellen, welches Ergebnis der Versuch zeigen wird und was der Grund dafür sein könnte.

Nach einer halben Stunde Zeit lesen die Kinder die Temperaturen ab und vergleichen sie. Haben sich die Vermutungen bestätigt?

Die Kinder notieren ihre Beobachtungen und erklären in eigenen Worten, was ihre Beobachtungen mit dem Treibhauseffekt zu tun haben könnten. Fällt ihnen vielleicht ein Beispiel ein, wo dieser Effekt noch genutzt wird? Welche Folgen könnte es haben, wenn es auf der Erde immer wärmer wird?

Element Erde: Regenwurmbeobachtungsstation bauen

• Sie brauchen einen transparenten Behälter, wie z.B. ein großes Einmachglas oder Messbecher mit etwa 1000 ml Fassungsvermögen. Noch besser geeignet sind spezielle Regenwurm-Beobachtungskästen.

• Um den Behälter zu befüllen, brauchen Sie Erde. Damit die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die Regenwürmer für eine Durchmischung des Bodens sorgen, ist Erde in verschiedenen Brauntönen hilfreich (z. B. dunkle Pflanzerde, Sand, lehmige Erde …).
• Nahrung für die Regenwürmer: geeignet sind z. B. Gras, Salat, Obst- und Gemüseabfälle und Laub.
• Ein Tuch zum Abdecken der Station.
• Etwa 10 Regenwürmer :)

Eine Regenwurm-Beobachtungsstation einrichten

• Die Erde schichtweise in den Behälter geben. Falls die Erde trocken ist, können Sie mit einer Sprühflasche für etwas Feuchtigkeit sorgen.
  Damit die Regenwürmer nicht abhandenkommen, einen ausreichenden Abstand zum Rand des Behälters lassen.
• Auf die Erde wird Nahrung für die Würmer gelegt. Die Nahrung für die Würmer muss immer wieder nachgefüllt werden.
• Jetzt fehlen noch die Bewohner. Am einfachsten sind Regenwürmer nach einem Regenguss zu finden, da sie dann an die Oberfläche kommen.
• Wenn die Regenwürmer eingezogen sind, sollte der Behälter mit einem Tuch abgedeckt werden, da sie lichtempfindlich sind. Für die Beobachtungszeit kann das Tuch natürlich kurz entfernt werden.
• Der Standort sollte eher kühl und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt sein. Damit die Erde nicht austrocknet, muss sie regelmäßig mit Wasser besprüht werden.

Element Wasser: Versuche zu „Schwimmen und Sinken“

Das benötigen Sie:

• ausgedruckte Arbeitsblätter
• durchsichtige Becher (z. B. Set mit 5 Messbechern)
• Pipetten (z. B. Pipetten aus Kunststoff)
• Löffel (z. B. 10 Mischlöffel)
• Tinte oder Tusche
• frische Eier
• Salz
• Speiseöl
• Alufolie

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1. Ei in Wasser

2. Tinte in Wasser

3. Schiffchen versenken