Umkehrbare Veränderungen: Gefrierfach gegen Ofen

Stundenentwurf

Lässt es sich zurückschmelzen?

Eine umkehrbare Veränderung lässt sich rückgängig machen: Geschmolzene Schokolade wird wieder fest, gefrorene Farbe taut auf. Eine nicht umkehrbare Veränderung macht etwas Neues, das nicht zurückgeht, wie ein gekochtes Ei, Karamell oder verbranntes Papier. In 40 Minuten vermuten die Kinder, testen mit Gefrierfach und Ofen an der Tafel und schmelzen dann echte Schokolade.

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40 Minuten
Klasse 3 und 4
Nur kostenlose Werkzeuge

Gemalte Illustration: Zwei Blätter Papier, eines voller Eisblumen aus dem Gefrierfach, eines goldbraun aus dem Ofen; der Maler hält einen Eiswürfel und einen Ofenhandschuh.

Auf einen Blick

Alter

8 bis 10 Jahre (Klasse 3 und 4 in Deutschland und Österreich; Zyklus 2 in der Schweiz)

Passt zu

Sachunterricht, naturwissenschaftliche Perspektive (Perspektivrahmen der GDSU) · Lehrplan 21 NMG.3

Zeit

40 Minuten (eine Schulstunde mit Puffer)

In der App (alles kostenlos)

Eis, Schokolade, Ei, Eiswürfel, Bügeleisen, Im Ofen backen, Ins Gefrierfach legen, Rückgängig

In echt

Schokolade, kleine Gefrierbeutel mit Zipper, Schüsseln mit warmem Wasser, Eiswürfel, eine Scheibe Brot und eine Scheibe Toast, ein rohes und ein hart gekochtes Ei

Nur auf dem Bildschirm

Verbrennen (das Werkzeug Feuer), als Beispiel für eine nicht umkehrbare Veränderung

Lernziel und Lehrplanbezug

Lernziel: Die Kinder können alltägliche Veränderungen danach ordnen, ob sie sich umkehren lassen oder nicht, und ihre Entscheidung mit Beobachtungen begründen.

Ich kann …

… vermuten, ob sich eine Veränderung rückgängig machen lässt.
… meine Vermutung überprüfen und sagen, was ich gesehen habe.
… erklären, dass manche Veränderungen einen neuen Stoff machen, der nicht mehr zurückgeht.

GDSU Lehrplan 21

Wo es passt

Deutschland, Sachunterricht: naturwissenschaftliche Perspektive des Perspektivrahmens Sachunterricht (GDSU), Stoffe und ihre Veränderungen; in vielen Lehrplänen der Länder unter Themen wie „Wasser“, „Stoffe im Alltag“ oder „Feuer“. Gleichen Sie den Wortlaut Ihres Landes ab.
Österreich: Sachunterricht der Volksschule, Erfahrungs- und Lernbereich Natur.
Schweiz, Lehrplan 21: NMG.3, Stoffe, Energie und Bewegungen beschreiben, untersuchen und nutzen.
Arbeitsweisen: vermuten, beobachten, vergleichen, mit Belegen begründen.

Was die App zeigt

Alles für diese Stunde steckt im kostenlosen Teil der App.

Ins Gefrierfach legen schickt das Blatt für drei Stunden ins Gefrierfach. Alles, was Wasser enthält, friert fest: Pfützen, Farbe, Soßen, und das Eis wird wieder steinhart. Wachs, Eierschale und Karamell frieren nicht, weil kein Wasser darin ist. Danach taut alles innerhalb von etwa einer Minute wieder auf: dünne Schichten zuerst, dicke Klumpen zuletzt.
Schokolade schmilzt glänzend und flüssig, wenn sie warm wird (das Bügeleisen darüber halten), und wird etwa 20 Sekunden, nachdem die Wärme weg ist, wieder fest.
Im Ofen backen gibt dem Blatt zwanzig Minuten bei 180 °C. Eiweiß stockt weiß mit knusprig braunen Rändern, Honig und Eis werden zu Karamell, und das Papier bräunt an den Rändern. Nichts davon kommt beim Abkühlen zurück.
Feuer brennt Löcher ins Papier. Das bleibt auf dem Bildschirm.

Ein Punkt zum Ansprechen: Die App hat einen Knopf Rückgängig, und der holt auch ein gebackenes Blatt zurück. Das echte Leben hat keinen Rückgängig-Knopf. Genau das ist der Unterschied zwischen den beiden Arten von Veränderung.

Im Browser spielen

Die Stunde, Schritt für Schritt

Vor der Stunde vorbereiten: die Browser-Version an der Tafel geöffnet, ein frisches Blatt Papier, und pro Gruppe die echten Materialien auf einem Tablett. Ein Ei vorher hart kochen.

5 Minuten
Einstieg: eine Kugel Eis an der Tafel
Eine Kugel Eis aufs Papier fallen lassen und die Klasse zuschauen lassen, wie sie zu einer Pfütze zerläuft (das dauert etwa anderthalb Minuten). Fragen: Bekommen wir unser Eis zurück?
5 Minuten
Vermuten
Vier Dinge an der Tafel zeigen: das geschmolzene Eis, eine Tafel Schokolade, ein Ei und das leere Papier. Zu jedem vermuten die Kinder zu zweit: Gefrierfach oder Ofen, und geht es danach wieder zurück? Die Vermutungen in einer Tabelle mit zwei Spalten festhalten: geht zurück / geht nicht zurück.
10 Minuten
An der Tafel ausprobieren
Auf Ins Gefrierfach legen tippen: Die Pfütze wird hart und taut dann wieder auf. Die Schokolade mit dem Bügeleisen schmelzen, das Bügeleisen wegnehmen und bis zwanzig zählen: Sie wird fest. Dann Im Ofen backen: Das Eiweiß wird weiß, das Eis wird zu Karamell, das Papier bräunt. Abkühlen lassen. Geht irgendetwas zurück? Ein Kind darf auf Rückgängig drücken, und alle überlegen, warum das im echten Leben nicht geht.
15 Minuten
In echt ausprobieren
In Gruppen: ein paar Stücke Schokolade in einen Gefrierbeutel geben und ihn in eine Schüssel mit warmem Wasser halten, bis sie schmilzt; dann flach auf eine kühle Fläche legen und zuschauen, wie sie fest wird. Einen Eiswürfel auf eine Untertasse legen und beim Schmelzen beobachten. Dann eine Scheibe Brot mit einer Scheibe Toast vergleichen und ein rohes Ei mit dem hart gekochten: Kann jemand sie zurückverwandeln?
5 Minuten
Erklären
Zurück zur Tabelle mit den Vermutungen. Welche stimmten? Die Regel gemeinsam formulieren: Schmelzen und Gefrieren ändern den Zustand und können zurückgehen; Kochen, Backen und Verbrennen machen einen neuen Stoff, der nicht zurückgeht. Abschlussfrage: Ist ein abgebranntes Streichholz umkehrbar?

Wortschatz und Differenzierung

Wichtige Wörter

umkehrbare Veränderung: eine Veränderung, die sich rückgängig machen lässt
nicht umkehrbare Veränderung: eine Veränderung, die sich nicht rückgängig machen lässt, meist weil ein neuer Stoff entsteht
schmelzen / gefrieren: von fest zu flüssig, von flüssig zu fest
erstarren / fest werden: eine Flüssigkeit wird beim Abkühlen fest
auftauen: Gefrorenes wird warm und schmilzt
Zustand (Aggregatzustand): fest, flüssig oder gasförmig
neuer Stoff: etwas, das vorher nicht da war, wie Karamell oder Asche

Unterstützung

Sortieren statt schreiben

Bildkarten (Eiswürfel, Schokolade, Ei, Toast, Asche) in zwei Reifen sortieren lassen. Für jüngere Kinder (Klasse 2) reicht das schon: eine Begründung mit Belegen, ganz ohne Schreiben.

Basis

Vermuten und festhalten

Die Tabelle mit zwei Spalten nutzen, zu jedem Ding ein Satz als Beleg: Ich habe gesehen …, deshalb glaube ich …

Knobelaufgabe

Ist es wirklich dasselbe?

Echtes geschmolzenes Eis, das wieder eingefroren wird, ist hinterher eisig statt cremig. Ist das trotzdem eine umkehrbare Veränderung? Und warum röstet der Ofen bei 180 °C das Papier, ohne dass es brennt, während das Werkzeug Feuer es verbrennt? (Papier entzündet sich bei etwa 230 °C.)

Was ist der Unterschied zwischen umkehrbaren und nicht umkehrbaren Veränderungen?

Eine umkehrbare Veränderung lässt sich rückgängig machen, zum Beispiel Schokolade schmelzen und wieder fest werden lassen. Eine nicht umkehrbare Veränderung macht einen neuen Stoff, der nicht einfach zurückgeht, zum Beispiel ein gekochtes Ei oder verbranntes Papier.

Ist Schokolade schmelzen eine umkehrbare Veränderung?

Ja. Beim Schmelzen wird Schokolade von fest zu flüssig und beim Abkühlen wieder fest. Wird sie zu heiß, kann sie verbrennen, und Verbrennen ist nicht umkehrbar.