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Einsatz im Unterricht


Themen
• chemische Elemente
• Elementverbindungen
• Silizium
• Kohlenstoff
• Sauerstoff
• Eisen
• Wasser

Fächer
• MeNuK
• Sachunterricht

Klassenstufen
ab Klasse 3

  • Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Angesprochene Themen

Eine Auswahl der chemischen Elemente stellt sich „kindgerecht“ seinem Publikum vor. Dabei plaudern sie aus ihrem Leben, von den ewigen Kreisläufen, in die sie eingebunden sind, und verweisen dabei immer wieder auch einmal auf längst vergangene Zeiten, als sie im Universum entstanden sind. Damit greifen sie ein Thema auf, das Kinder in diesem Alter umtreibt. Die Ankunft der Elemente auf der Erde und ihre Präsenz in allem Unbelebten und Belebten machen Kindern die Dimension und Wichtigkeit dieser winzigen Teilchen bewusst. Im Film kommen Wasser – als Lebenselement und Elementverbindung – sowie die Elemente Kohlenstoff, Eisen, Silizium und Sauerstoff zu Wort. Die Stationen, wo diese Elemente teilweise jahrtausendlang isoliert oder „gebunden“ verharren, sind aus einer den kindlichen Zuschauern bekannten Lebenswelt entnommen und daher gut einzuordnen. Felslandschaften, Computerbauteile, Pflanzen und Edelsteine zeigen ihre innerste Struktur bis auf die Elementebene. Der Film verzichtet auf wissenschaftlichen Anspruch. Dennoch oder vielleicht gerade deshalb gelingt es den personifizierten Elementen im Film, bei den jungen Zuschauern wissenschaftliches Interesse zu wecken und regt sie an, Fragen zu stellen, die über das reine Filmgeschehen hinausgehen. Damit schaffen es die fünf Elemente auf unterhaltsame Weise, für eine sonst eher trocken und kopflastig empfundene Materie zu werben, die “es in sich hat“.

  • Schneeflocke. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Das Wassermolekül in gefrorener Form, als Schnee (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)
  • Kohlenstoff-Kette. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Das Kohlenstoffatom und seine “Kumpels” stecken in Erdöl (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Fächeranbindung und Kompetenzen

Der Bildungsplan fordert in allen Klassenstufen – vorwiegend im Fächerverbund MeNuK - eine durchgängige „Anregung zum Staunen im Zusammenhang mit der Natur und mit Naturphänomenen.“ Dabei legt der Bildungsplan bereits ab Klasse 2 fest, dass das Entwickeln des Konzepts von „belebt“ / „unbelebt“, das Erkennen und Einordnen von Pflanzen und Tieren in Naturkreisläufen sowie von Naturmaterialien und deren Materialeigenschaften als Lerninhalte im Unterrichtsgeschehen verankert sein sollten. Unterricht sollte nach den Richtlinien des Bildungsplans so beschaffen sein, dass Schülern genügend Raum gegeben wird, um Fragen zu speziellen Naturphänomenen „forschenderweise“ selbst aufzuwerfen.

Für Klasse 3 und 4 sieht der Bildungsplan die Vermittlung des Zusammenhangs zwischen gesundem Körper und Ernährung vor. Im Zusammenhang mit Naturphänomenen sind das Themenfeld „Wasser als Lebensgrundlage“ sowie erste physikalische Zusammenhänge von Wärme und Materialveränderung im Bildungsplan integriert. Ebenfalls in Klasse 4 tauchen Themen, die über die reine Phänomenologie hinausgehen, als Lernziel auf: Die Fragen nach Endlichkeit und Unendlichkeit von Raum und Zeit werden schon in dieser Klassenstufe als Bildungsauftrag formuliert. Auch das Systematisieren von Zeitetappen und Zeiträumen in Form von Zeitleisten fällt in diesen Themenbereich.

Im Rahmen dieses naturbezogenen Themas ist die Verzahnung mit den vier Sprachfertigkeiten (dabei insbesondere Sprechen, Lesen, Schreiben) in der Grundsprache Deutsch ein versteckter, aber durchwegs geforderter Bildungsplananspruch: Bei der Bearbeitung der oben genannten Themen legt der Bildungsplan immer wieder verstärkten Wert darauf, Übungsformate für den Unterricht zu wählen, die dazu auffordern, Phänomene der realen Welt , Gedachtes und Empfundenes mündlich oder schriftlich zu versprachlichen. Darüber hinaus sollen Anreize zur Leselust und zum schnellen Leseverstehen gegeben werden. Die Textsorte „Sachtext“ soll – vorbereitend auf weiterführende Schulen – verstärkt eingesetzt werden, sowie Methoden zur Texterschließung (kursives Lesen, Texthervorhebungen) eingeübt werden.

  • Kohlenstoff und Sauerstoff. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Zusammen mit Sauerstoff bildet Kohlenstoff Rauch (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Methodisch-didaktische Hinweise

Unterrichtsablauf/Hinweise für Lehrer

Der Film bricht das anspruchsvolle Thema „Elemente“, chemische Naturphänomene und Zusammenhänge auf verständliches und altersgerechtes Niveau für die Grundschulklassen herunter. Die Filmsequenzen eignen sich sowohl zur Einzelvorführung als auch zur Gesamtschau. Die Sequenzen lassen sich mit den verschiedenen Arbeitsblättern zum einen vertiefen, zum anderen ermöglichen diese es, den flüchtigen Charakter der verfolgten Szenen zu verstetigen.

Die Arbeitsblätter sind für die unterschiedlichen Klassenstufen oder je nach Vorwissen unterschiedlich in ihren Schwierigkeitsgraden. Einige Arbeitsblätter können binnendifferenziert angeboten werden (Arbeitsblätter mit Hinweisen versehen).
Wissensvorentlastung, Aufarbeitung des Filminhalts, Rechercheaufträge sowie Anlegen von Vertiefungswissen mit Zusatzmaterial sind wesentliche Schwerpunkte der Arbeitsblätter. Dabei wurde versucht, Chemie nicht rein wissenschaftlich und systematisch zu beleuchten, sondern, ausgehend von Phänomenen, die den Kindern größtenteils bekannt sind, Hinweise auf chemische Zusammenhänge zu vermitteln und somit ein Interesse für „unsichtbare Strukturen“ zu wecken.
Für eine Verzahnung mit dem Fach Deutsch wird ein Arbeitsblatt mit einem teilweise gesteuerten Schreibauftrag mit Filmbezug angeboten. Auch dieses Arbeitsblatt ist mit Hinweisen zur Binnendifferenzierung versehen.

Arbeitsblatt 1 bereitet vor allem jüngere Lerngruppen auf das Thema der „unsichtbaren chemischen Elemente“ auf anschauliche Weise vor. Es sollte im Rahmen einer Lego-Spielrunde eingesetzt werden. Dabei sollten verschiedene Bausteintypen, verschiedene Farben und Größen in ausreichender Menge zum Bauen zur Verfügung stehen. Durch diese Vorgehensweise wird Kindern veranschaulicht, dass Bauteile in der Chemie und Bauteile, wie die Kinder sie aus der Lego-Welt kennen, ähnlich funktionieren: Sie lassen sich zusammenfügen, auseinandernehmen, lassen sich zu Gruppen sortieren, und so weiter. Diese spielerische Runde wird den Kindern den Einstieg in die Teilchenwelt, die der Film zeigt, ermöglichen.

  • Eisenatom in Blutbahn. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Eisenatom im Blut (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Arbeitsblatt 7 (ebenfalls Vorentlastung) holt die Kinder höherer Klassenstufen bei ihrer Frage nach der Entstehungsgeschichte der Elemente und des Universums ab. Das zweiteilige Arbeitsblatt, das diese Entstehungsgeschichte in verdichteter Textform zusammenfasst, verlangt den Schülern eine Situierung der Geschehnisse, auf die im Film verwiesen wird, ab. Dies sichert ein gewisses Vorverständnis für die im Film genannten Zusammenhänge, weckt Grundinteresse für die Thematik und regt bereits in dieser Unterrichtsphase zu Fragen an. Da auf dem Zeitstrahlbild sehr große Zahlen verortet werden müssen, sollte dieses Arbeitsblatt mit lehrerseitiger Unterstützung in den Kleingruppen gelöst werden. Das Arbeitsblatt lässt sich gegebenenfalls auch als Hausaufgabenblatt zum Abschluss der Lerneinheit in besonders lernstarken Gruppen verwenden.

Im Anschluss an diese Phase bietet es sich an, den Film je nach Alter und Konzentrationsfähigkeit in Einzelsequenzen oder als Gesamtfilm gemeinsam zu schauen. Um sich die durchgängige Aufmerksamkeit der Schüler während des Films zu sichern, ist es ratsam, vor dem Abspielen des Films spezielle Zuhör-Aufträge zu verteilen, z.B. solche, die auf die Bearbeitung von Arbeitsblatt 2 abzielen (welche Elemente sind in welchen Gegenständen enthalten?) Diese Eingrenzung entlastet die Zuschauer in der doch inhaltsdichten Elemente-Vorstellung.

  • Eisenatom in Pflanzenzelle. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Eisenatom in einer Pflanzenzelle (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Arbeitsblatt 2 fragt die elementaren Bestandteile der im Film gezeigten Gegenstände in Tabellenform ab. Um die gesamte Tabelle bearbeiten zu können, muss der ganze Film gezeigt worden sein. Alternativ dazu kann die Tabelle genutzt werden, indem man nur das eine Element abfragt, das man als Filmsequenz vorgeführt hat. Idealerweise werden zusätzlich zum Arbeitsblatt auch vergleichbare eigene Gegenstände in den Unterricht mitgebracht.

Arbeitsblatt 3 geht über das im Film Dargestellte hinaus und bedient eher die tüftel- oder knobelbegeisterten Schüler. Demnach eignet es sich als Zusatzgruppenaufgabe oder Hausaufgabe für lernschnellere oder besonders motivierte Schüler. Das Arbeitsblatt greift die Molekülstruktur auf, die im Film als Zeichentrickanimation mehrfach erscheint. Schüler werden in die chemische Kurzschreibweise der Elementverbindungen eingeweiht und sollen diese für die im Film vorkommenden Verbindungen herausfinden.

Arbeitsblatt 4 greift den im Film gezeigten Nahrungskreislauf und das Vorhandensein der Elemente in der menschlichen Ernährung auf. Das Arbeitsblatt fragt – ebenfalls in Tabellenform – ab, an welcher Stelle im menschlichen Körper welche chemischen Elemente vorhanden sind und welche Funktion sie dort haben. Diese Aufgabe kann gut im Plenum gelöst werden. Fast alle Antworten hierzu sind im Film genannt. Die dritte Aufgabe des Arbeitsblattes ist ein Rechercheauftrag für Schüler, die selbständig mit Internet oder einer Ernährungstabelle umgehen können. Hierbei soll es darum gehen, herauszufinden, welche Nahrungsmittel wir essen müssen, damit die im Film genannten Elemente und Elementverbindungen in unseren Körper gelangen, um die ihnen zugedachte Funktion übernehmen zu können.

  • Sauerstoffatome in der Luft. (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Sauerstoffatome sind gerne zu zweit (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Arbeitsblatt 5 ist ein teilweise gesteuerter Schreibauftrag, der sich direkt auf das Filmgeschehen bezieht. Die im Film gesehenen Stationen, die die Elemente in ihrer Daseins-Geschichte durchlaufen, sollen – ebenfalls aus deren Erzählperspektive – nacherzählt werden. Die Stationen sind auf dem Arbeitsblatt in gemischter Form (aller Elemente) in Form eines Schüttelkastens hinterlegt. Die Schüler müssten sich bei dieser Übungsform also zunächst an die richtigen Stationen erinnern. Wenn man den Schwierigkeitsgrad für diese Schreibübung verringern will, kann man den Schülern die im Lösungsteil gruppierten Stationen der einzelnen Elemente vorgeben, sodass sie diese Übung als reinen Schreibauftrag erledigen, ohne sich dabei an die Stationen selbst erinnern zu müssen.

  • Fahrrad mit Rost (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) Zusammen mit Wasserstoff und Eisen bildet Sauerstoff Rost (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung)

Arbeitsblatt 6 bietet sich als Abschlussphase im Wettkampfstil an. Dabei wird die Klasse in zwei bis vier Wettkampfgruppen eingeteilt, die beim Quiz gegeneinander antreten. Das Quiz fragt sowohl Filminhalte ab als auch Inhalte, die durch schnelles Lesen der Lösungskärtchen gefunden werden sollen. Auch dieses Quiz kann je nach Klassenstufe in zwei Schwierigkeitsstufen angeboten werden. Zur Vorbereitung der Quizrunde muss die Kopiervorlage (Arbeitsblatt 6c) in der Anzahl der beteiligten Gruppen kopiert und ausgeschnitten werden. Jede Gruppe erhält einen Umschlag mit allen Lösungstexten. (leichtere Spielversion: Kärtchenvariante mit fett gedruckten Wörtern im Text – Arbeitsblatt 6d).

Die Kleingruppen sollen so schnell wie möglich die Fragen („richtig oder falsch“) mithilfe der Kurztexte lösen. Hierbei soll die Lesemotivation für Sachtexte, das kursive und vor allem schnelle Lesen angetrieben werden, da die schnellste Gruppe siegt. Sobald eine Gruppe fertig ist, sollte lehrerseitig ein Schnellcheck auf Richtigkeit durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob die schnellsten Antworten auch richtig sind. Finden sich Fehler, spielen alle Gruppen weiter, bis eine Gruppe als Erste alle Aufgaben richtig gelöst hat. In der anschließenden Auswertungsrunde werden die Lösungen aus den Kurztexten aus der Erinnerung der Schüler nochmals so gut wie möglich vorgetragen, um die Antworten nicht auf ein bloßes „richtig“ oder „falsch“ zu reduzieren. Die Kopiervorlage („Wissenswertes...“, Arbeitsblatt 6d) mit allen Lösungstexten sollte abschließend für alle ausgeteilt werden.

Phase Inhalt Sozialform Medien
Einstieg Vorentlastung zum Thema (ab Kl. 2) / Was sind Elemente? Plenum Arbeitsblatt 1
Legosteine
Vorentlastung zum Thema (ab Kl. 4) / Entstehung der Elemente Kleingruppen Arbeitsblatt 7a/b
Erarbeitung gemeinsames Anschauen der einzelnen Filmsequenzen und Zuordnen der gesehenen Elemente zu Gegenständen Plenum PC / Beamer
Film
Arbeitsblatt 2
andere Realia
Kurzinput zur „Geheimschrift der Chemiker“
Bearbeiten der Aufgabe mit chemischen Formeln
Plenum
Einzelarbeit oder
Hausaufgabe /
Knobelaufgabe
Arbeitsblatt 3
Erarbeiten des Themas: „Kreislauf der Elemente im menschlichen Körper“ Abfrage von Filminhalten Plenum Arbeitsblatt 4
Rechercheauftrag zum Thema: „Elemente in unserer Ernährung“ Partnerarbeit Arbeitsblatt 4
Ernährungstabellen
PC mit Internetzugang
Beschreibung der natürlichen Kreisläufe von Elementen in Form eines Schreibauftrags Einzelarbeit Arbeitsblatt 5
Elemente-Quiz im Wettbewerbsformat 2-4 Wettkampfgruppen Arbeitsblatt 6a-c
Abschluss Auswertung des Quiz und Ermittlung der Siegergruppe Plenum Arbeitsblatt 6d

Methodische Erläuterungen

Die Thematik des Films beschäftigt Kinder bereits im Grundschulalter und lässt sich daher bereits ab Klasse 2 im Fächerverbund MeNuK ansiedeln. Insbesondere die im Grundschulalter bevorzugte Trickfilm-„Machart“ des Films schafft Zugang zu dem sonst erst ab höheren Klassenstufen unterrichteten Thema. Der Film ist ideal, um die unsichtbaren chemische Elemente in ihrer isolierten Form in den Wahrnehmungsbereich junger und neugieriger Kinder zu rücken, ohne dabei systematisches Wissen vermitteln zu wollen. Die Filmsequenzen lassen sich einzeln abspielen (je circa 5 Minuten), geben allerdings erst als Gesamtheit den eigentlich erwünschten Effekt: Die fünf Elemente gehen ständig neue Verbindungen ein und sind somit in unzähligen Stoffen und Materialien eingebunden. Sie treten gerade nicht – oder eher selten – isoliert auf. Eine Möglichkeit ist es, den Film sequenzweise und abschließend als Ganzes anzuschauen.

Material

Legosteine, Einzel-PC-Arbeitsplätze, Gegenstände (Realia aus Stoffen mit den im Film genannten Elementen: Glas, Plastik, Steine, Kristalle, Mikrochips, Holz,...)