Thema WETTER
Topic outline
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WetterstationFür viele gehört der morgentliche Blick aus dem Fenster einfach dazu. Es wird beobachtet, ob die Sonne scheint, es regnet, schneit oder stürmt. Das hilft dabei zu entscheiden, was man anzieht oder welche Aktivitäten gemacht werden können. Schon vor Jahrtausenden begann man, das Wetter zu beobachten und aufzuzeichnen. Im Laufe der Zeit wurden aus den verschiedenen Wetterphänomenen Gesetzmäßigkeiten abgeleitet, die wir als Bauernregeln kennen. Heutzutage gibt es in der Meteorologie hochtechnische Geräte und Methoden, um das Wetter zu beobachten und vorherzusagen. Bei dieser Tinkering-Aufgabe bauen sich die Schülerinnen eigene Messgeräte und erforschen damit als Meteorologinnen das Wetter.
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ThemenbereicheAnhand der Tinkering-Aufgabe „Wetterstation“ können verschiedene Themenbereiche sowie grundlegende Konzepte der Physik den Kindern auf leicht verständliche, spielerische Weise zugängliche gemacht werden. Dazu zählen u.a. folgende Bereiche:
- Wärmelehre: Temperatur, Aggregatzustände, Verdunsten, Wärmeenergie, Wetter und Klima
- Mechanik: Luftdruck, Wetterkarten
- Optik: Lichtreflexion
- Elektrizitätslehre: Blitze
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Ziel der Tinkering-AufgabeDie Schülerinnen erforschen bei dieser Tinkering-Aufgabe die Grundlagen von Wetterphänomenen und Meteorologie. Dazu sollen verschiedene Experimente durchgeführt und eigene Instrumente zur Wettermessung gebaut werden. Diese Messgeräte sollen zu einer Wetterstation zusammengefügt und die Werte acht Tage lang protokolliert werden.
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Aufgabenstellung für KinderKurzes T-Shirt oder Winterjacke, Spielplatz oder Hallenbad, Wäsche drinnen oder draußen aufhängen, Gartengießen oder nicht? – viele unserer täglichen Entscheidungen hängen vom Wetter ab. Für einige Menschen spielt das Wetter sogar im Beruf eine wichtige Rolle. Sie arbeiten zum Beispiel in Gärtnereien, in der Landwirtschaft, am Bau oder in der Schifffahrt. Es gibt also zahlreiche Gründe dafür, schon im Voraus zu wissen, wie das Wetter wird.
Bei dieser Girls Day Junior Aufgabe sollt ihr selbst in die Rolle einer Meteorologin schlüpfen und mindestens drei Messgeräte für eine Wetterstation bauen. Die Messdaten müssen dann acht Tage lang abgelesen werden.
Für die Wettervorhersage sind Meteorologen und Meteorologinnen zuständig. Diese WetterforscherInnen nutzen Daten von Wetterstationen, die auf der ganzen Welt verteilt sind, um Wetterberichte zu erstellen. In Wetterstationen werden Dinge wie Niederschlagsmenge, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Windstärke und Temperatur gemessen. Aber auch Satellitenbilder der Erde und Computerprogramme helfen den Meteorologinnen bei ihrer Arbeit. -
AufgabenstellungDas Wetter gezielt zu erforschen ist eine unterhaltsame und bereichernde Möglichkeit, um die Schülerinnen auf die natürliche Welt um sie herum aufmerksam zu machen und gleichzeitig physikalische Einsichten zu entwickeln. So sollen die Schülerinnen bei dieser Aufgabe eine eigene Wettermessstation errichten, wobei mindestens drei darin enthaltene Messgeräte selbst gebaut sein sollen. Die Schülerinnen sollen die Messwerte ihrer Wetterstation acht Tage ablesen, die Umgebung hinsichtlich Wetterphänomene beobachten und alles protokollieren. Eine entsprechende Vorlage finden Sie im Anhang. Diese kann entsprechend der gebauten Messgeräte angepasst werden. Natürlich ist es möglich auch eigene Protokolle zu verwenden. Vielleicht schaffen es die Schülerinnen sogar, basierend auf ihren Beobachtungen, eine eigene Wettervorhersage zu erstellen.
Mögliche Wettermessgeräte sind:
- ein Niederschlagsmessgerät (Regenmenge messen)
- ein Thermometer (Temperatur messen)
- ein Barometer (Luftdruck messen)
- ein Hygrometer (Luftfeuchtigkeit messen)
- ein Anemometer (Windstärke messen)
- ein Windrichtungsmessgerät (Windrichtung messen)
Beim Tinkering sollen die Schülerinnen nach Möglichkeit eigene Ideen zu einer Aufgabenstellung entwickeln und nicht vorgegebene Anleitungen Schritt für Schritt nachbauen. Die Schülerinnen sollten selber tüfteln, Ideen umsetzen und auch das Material eigenständig auswählen. Die Lehrkraft kann bei Problemen helfen und motivierend auftreten. Für die Wetterstation könnten die Aufgabenstellungen für ein Niederschlagsmessgerät bzw. ein Windrichtungsmessgerät zum Beispiel so formuliert werden:Entwickelt ein Gerät zum Messen der Regenmenge. Es soll damit Regen aufgefangen werden. Es muss daher auch wasserfest sein und darf nicht von Bäumen oder Sträuchern abgedeckt werden. Achtet auch darauf, dass der Auffangbehälter nicht zu niedrig ist, sonst könnte Wind die Tröpfchen wieder heraus wehen. Zudem benötigt das Gerät eine Skala, auf der ihr die Regenmenge in Millimeter ablesen könnt.
Aus welcher Himmelsrichtung kommt der Wind? Bestimmt habt ihr schon einmal einen Windsack am Flughafen oder auf einer Autobahnbrücke gesehen. Auch auf Hausdächern findet man immer wieder Windfahnen oder Wetterhähne welche die Windrichtung anzeigen. Entwickelt ein eigenes Gerät das sich im Wind ausrichtet und so die Windrichtung anzeigt. Tipp: Kompass nicht vergessen!
Eine wichtige Kompetenz in der naturwissenschaftlichen Grundbildung ist die Kommunikation. So sollen die Schülerinnen die Wetterbeobachtungen und Wetterphänomene auch beschreiben und benennen können, um eigene Gedanken zur ordnen und einen Austausch untereinander zu ermöglichen.
Mögliche Formulierungen:
- Es ist strahlend sonnig.
- Aus Westen ziehen hohe Wolken auf.
- Es gibt strengen Morgenfrost mit um die -10 Grad.
- Die Temperaturen stiegen von 8 Grad am Morgen auf 15 Grad zu Mittag.
- Nach dem es am Dienstag sehr windig war, gibt es heute zahlreiche Schauer.
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Bezug zum UnterrichtDer Bau einer Wetterstation und die Datenerfassung fördert viele Kompetenzen die auch im Lehrplan der Volksschule angeführt werden. In den Erfahrungs- und Lernbereichen Zeit, Natur und Technik lassen sich vor allem folgende Bereiche hervorheben:
- Erfahrungen und Begegnungen mit der Natur
- Technische Gegebenheiten erforschen
- mit naturwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten experimentieren
- Kenntnisse über Kräfte und ihre Wirkungen erlangen (z.B. Wettererscheinungen und Gefahrenquellen, Ausdehnung von Stoffen > Thermometer, )
- Sachgemäßes und verantwortungsbewusstes Handeln beim Gebrauch der Technik
- Spezifische Arbeitstechniken erlernen (z.B. Langzeitbeobachtung des Wetters, Dokumentation in Wetterkarten oder Tabellen, Vergleichen und Messen)
- Verständnis für Zukünftiges anbahnen (z.B. Unsicherheit zukünftiger Ereignisse bewusst machen)
Zudem fördert das Arbeiten an der Wetterstation Kompetenzen, wie etwa
- Sach- und problembezogene Gespräche führen
- Einfache Sachverhalte und Handlungsabläufe beobachten und möglichst genau beschreiben
- Fragen zu naturwissenschaftlichen Vorgängen stellen
- Anderen aufmerksam zuhören
- Kreativität
- Logisches Denken
- Konzentrationsfähigkeit
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Anregungen zur Vorbereitung und DurchführungDamit die Schülerinnen das physikalische Verständnis in Bezug auf Wetterphänomene und zu den Messgeräten erhalten, ist es empfehlenswert vorab kleine Experimente durchzuführen. Im nachstehenden Ideenpool finden Sie auch verschiedene Anleitungen für den Bau von Messgeräten für die Wetterstation.
Niederschlagsmessgerät (Regenmenge messen)
- Experimente:
- Experimente:
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Thermometer (Temperatur messen)
- Experimente:
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- Anleitungen:
- Anleitungen:
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Barometer (Luftdruck messen)
Die Messung des Luftdrucks ist wichtig für die Wettervorhersage:
- hoher Druck: schönes Wetter
- starker Druckabfall: näherndes Tief = schlechtes Wetter / Wind, Böen, Sturm
- langsamer Druckabfall: Wetterveränderung, Ende der Schönwetterperiode
- Experimente:
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- Anleitung:
Hygrometer (Luftfeuchtigkeit messen)
- Experimente:
- Anleitungen:
- https://www.science.lu/de/wettervorhersage/was-ein-kiefernzapfen-ueber-das-wetter-sagen-kann
- https://www.umwelt-bildung.at/barometer-und-hygrometer-selbst-bauen
- https://www.21680stade.de/bastel_hygro.html
- https://www.geo.de/geolino/basteln/10748-rtkl-bastelanleitung-wetterstation#258357-das-hygrometer (unten)
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- Anleitungen:
Windrichtungsmessgerät (Windrichtung messen)
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Beispiele für LösungenIm Internet finden Sie Beispiele für selbstgebaute Wetterstationen und Wetterprotokolle. Hier ein paar Beispiele:
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