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Strom erzeugen mit der Kartoffelbatterie - Elektrische Energie erforschen und Stromkreise entdecken

Strom erzeugen mit der Kartoffelbatterie
Was ist Strom und wie entsteht elektrische Energie? In dieser Unterrichtseinheit erforschen die Kinder das Thema Strom mit einer selbstgebauten Kartoffelbatterie. Dabei lernen sie anschaulich die Grundlagen von Stromkreisen, Batterien und elektrischer Energie kennen. Mit einfachen Materialien erzeugen die Schülerinnen und Schüler selbst Strom und überprüfen ihre Ergebnisse experimentell. Abschließend bauen sie weitere Obstbatterien und vergleichen deren Leistungsfähigkeit. Die handlungsorientierten Versuche fördern naturwissenschaftliches Denken, Beobachten und gemeinsames Forschen im Sachunterricht der Grundschule.
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Grundschule

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3. | 4. Klasse

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Kompetenzen

Klassenstufe:3 bis 4
Dauer:ca. 8 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Zusammenhänge herstellen; Experimente durchführen; Bilder interpretieren; Informationen aus Sachtexten herausfiltern
Thematische Bereiche:Der Weg von der Stromquelle zum Gerät; Stromkreis; Stromausfall; Was sind Batterien; Experiment Kartoffelbatterie; weitere Batterie-Experimente mit Obst
Medien:Bilder; Sachtexte; Spiele; Experimente; Test; Selbsteinschätzungsund Beobachtungsbogen

Inhaltsangabe

1./2. Stunde

Thema:Strom: Wo kommt er her, wo geht er hin?
M 1 (BD)Ohne ihn läuft es nicht / SuS betrachten das Bild, benennen die Gegenstände und analysieren, was alle gemeinsam haben: Sie brauchen Strom (UG)
M 2 (AB)Ideensammlung: Woher kommt der Strom / SuS spekulieren, woher der Strom kommt; L sammelt die Antworten an der Tafel; SuS malen oder schreiben auf, welche Stromquellen genannt werden (UG)
M 3–M 5 (AB)Von der Quelle zum Gerät / SuS vollziehen den Weg des Stroms gemäß Differenzierung nach (EA)
Benötigt:Scheren und Kleber für M 3–M 5

3./4. Stunde

Thema:Batterien: Energie im Taschenformat
Einstieg:Rekapitulation: Strom wird erzeugt und über Leitungen in unsere Häuser geleitet; L erklärt: Strom ist unsichtbar und fließt durch Drähte; er lässt Geräte leuchten, sich bewegen oder Geräusche machen; damit Strom fließen kann, müssen Steckdose, Kabel und Gerät miteinander verbunden sein; Strom kann mit Wasser verglichen werden, das durch einen Schlauch fließt (LV)
M 6 (SP)Was ist Strom? / SuS spielen Stromkreis: sie erhalten Rollenkärtchen und eine Erklärung ihrer Rolle, kleben beides aufeinander und klären die Spielregeln (UG); Ball symbolisiert Strom; SuS sitzen im Kreis und geben den „Strom-Ball“ immer weiter: Er fließt; SuS spielen verschiedene Szenarien durch (GA)
M 7 (AB)Gedankenexperiment Stromausfall / L beschreibt das Szenario eines abendlichen Stromausfalls; SuS erklären, was sie in dem Fall tun würden (UG)
M 8 (AB)Aufgaben zum Gedankenexperiment / SuS malen Symbole, um drei wichtige Regeln zu illustrieren, und bearbeiten das AB (EA)
M 9–M 11 (AB)Was ich über Batterien wissen muss / SuS bearbeiten das AB gemäß Differenzierung (EA)
M 12 (AB)Das habe ich über Batterien gelernt / SuS bearbeiten das AB (EA); Material eignet sich auch als Hausaufgabe (EA)
Benötigt:Schere und Kleber für die Rollenkärtchen (M 6); kleiner Ball, der den Strom symbolisiert (M 6)

5./6. Stunde

Thema:Die Kartoffelbatterie: Ein spannendes Experiment
M 13a/M 13b (AB)So funktionieren Batterien / SuS lesen Sachtext über Batterien (EA); je nach Niveau kann auch L diese Informationen vermitteln (LV); anschließend bearbeiten SuS Aufgaben zum Input (EA); als Überleitung zum Experiment zeigt L mehrere Gegenstände: eine Kartoffel, eine Socke, ein Lineal, ein Teelicht und ein Glas (LV); SuS raten, woraus sich eine Batterie bauen lässt, L löst auf (UG)
M 14 (BD)Unsere Forschungsregeln / SuS lernen die Forschungsregeln kennen, die für den anschließenden Versuch eingehalten werden müssen, und geben im Plenum ein Forscherversprechen ab (UG)
M 15 (AL)Checkliste und Versuchsanleitung / SuS bilden KG, holen sich die Materialien, die in der Checkliste aufgeführt sind, bauen den Versuch gemäß Anleitung auf und führen ihn durch (GA); L hilft bei Bedarf (LV)
M 16–M 18 (AB)Kartoffelbatterie-Versuch / Gemäß Differenzierung rekapitulieren SuS den Versuchsaufbau, was passiert ist, als alles angeschlossen war (EA)
Vorbereitung:Die Kartoffeln vorab mit einem Gemüsemesser einschneiden und die Isolierung des Kupferdrahts jeweils an den Enden lösen
Benötigt:Pro KG 5 Kartoffeln, 10 Kupfermünzen, 5 Zinknägel, 1 LED-Lampe, 1 Krokodilklemme und 4 Drahtstücke für das Experiment mitbringenZur Sicherheit ein paar zusätzliche Materialien parat halten, falls etwas kaputtgeht

7./8. Stunde

Thema:Obstbatterien im Vergleich
Einstieg:Rekapitulation: SuS berichten, wie die Kartoffelbatterie aufgebaut ist und ob ihnen der Versuch gefallen hat (UG); L baut eine Kartoffelbatterie auf einem Tisch nach (UG)
M 19 (AB)Warum funktioniert die Kartoffelbatterie? / SuS spekulieren über die Funktionsweise, hören einen kurzen Sachtext, beantworten mündlich Verständnisfragen (UG); zur Sicherung stellen sie Szenen in einem „Erklär-Theater“ nach (GA)
M 20 (AB)Obstbatterien: Experimente im Vergleich / SuS bauen in KG eine Obstbatterie (mit unterschiedlichem Obst), spekulieren, welche Batterieform besser funktioniert und werten den Versuch aus (GA)
Vorbereitung:Obst vorab mit Gemüsemesser einschneiden und Isolierung des Kupferdrahts jeweils an den Enden lösen
Benötigt:Scheren; Abspielgerät Audio M 19; Material (s. M 15) 5 Früchte (Zitrone, Apfel, Birne, Kiwi); alle Materialien für eine Kartoffelbatterie

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