English teaching materials for download

Here you can download some experimental materials on our Kniffelix topics.

Our goal is to make educational materials freely available online for everyone, if possible also in several languages, especially English. Therefore, we encourage you to leave feedback on our download materials in the comments so that we can continuously improve our materials and attract funding for translation.

Teaching materials for download

How does a researcher work using yeast as an example?

Teaching Material: How does a researcher work using yeast as an example

Topics adressed:
Science lessons: gaining knowledge / trying out scientific working methods
Science and technology: Experimentation, diversity of life, exploring life forms, investigating the adaptability of living organisms.
Biology: Cells, use of yeast in food production, enzymes catalysts

To the riddle Teaching material

From Helicopter Design to Mechanical Engineering

Teaching Material: From Helicopter Design to Mechanical Engineering

Topics adressed:
Science: Create building instructions and plans.
Science and technology: Representing solids (cuboids, cubes, triangular prisms), mentally changing the position of geometric objects, producing sketches of simple planes and spatial situations.

To the riddle Teaching material
English Flyer for download

OER für den Unterricht

Im Folgenden finden Sie eine Sammlung von Internetseiten, auf der Sie freie Bildungsmaterialien für den Unterricht finden.



Lernplattformen

Wir haben ein Problem!

Wir versuchen mithilfe von Forschung, uns unsere Welt zu erklären. Am Anfang des Forschungsprozesses steht ein Problem, dessen Lösung wir über Beobachtungen und Experimente näherkommen wollen. Nach dieser Logik sollte beim Experimentieren das Entdecken im Vordergrund stehen. Ziel der von Ihnen geplanten Stunde sollte es sein, die Kinder neugierig zu machen und sie zu motivieren, sich mit Naturphänomenen auseinanderzusetzen. Im Folgenden stellen wir das Konzept des Entdeckenden Lernens vor.

Was verbirgt sich hinter dem Begriff Entdeckendes Lernen?

detective-788592_1280Im Gegensatz zu anderen Unterrichtskonzepten, bei denen die Wissensvermittlung durch den Lehrenden erfolgt, steht beim Entdeckenden Lernen der Lernende selbst im Mittelpunkt. Statt die Lerninhalte nur dargeboten zu bekommen, bringt er sie selbst in Erfahrung. Das selbstständige Handeln des Lernenden steht demnach im Vordergrund.

Das Entdeckende Lernen hat seine Wurzeln im offenen naturwissenschaftlichen Unterricht. Es beruht auf dem freien Ergründen von Naturphänomenen anhand von Versuchen. Den Ausgangspunkt der Methode bildet ein zu lösendes Problem. Die Aufgabe des Lernenden liegt darin, eigenständig Nachzuforschen und Lösungen zu finden.

Auf der anderen Seite lenkt der Lehrende den Lernprozess. Er gibt das Problem vor. So lässt er die Lernenden beispielsweise ein Naturphänomen beobachten, das sie sich nicht erklären können. Er regt sie an, Vermutungen (Hypothesen) über das Entstehen des Phänomens aufzustellen und diese im Rahmen von Experimenten zu überprüfen. Im Anschluss erarbeitet er mit ihnen die wirkenden Naturgesetze.

Welche Vorteile bietet das Entdeckende Experimentieren?

people-1560569_1280Für Kinder ist das Experimentieren eine Möglichkeit, ihre Umwelt spielerisch zu erkunden und ihren Forscherdrang auszuleben. Es sollte daher nicht darum gehen, den perfekten Lösungsweg zu finden. Ziel sollte es vielmehr sein, die Neugier der Kinder zu wecken und sie dazu anzuregen, Beobachtungen in ihrem Alltag zu hinterfragen.
Im Rahmen des entdeckenden Lernens können sie Interesse an der Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen entwickeln. Durch das selbstständige Experimentieren und Sammeln von neuen Erfahrungen wird das Selbstbewusstsein der Kinder gestärkt. Indem die zu erforschenden Probleme an Fragestellungen aus dem Alltag angelehnt werden, können sie ihr neu erworbenes Wissen leichter auf alltägliche Situationen übertragen. Zudem können sie durch die Arbeit im Team soziale Kompetenzen aufbauen.

Literatur zum Nachlesen und Vertiefen:
Neber, Heinz (1973): Entdeckendes Lernen. Weinheim: Beltz.
Steindorf, Gerhard (2000): Grundbegriffe des Lehrens und Lernens. 5. Auflage. Bad Heilbronn: Klinkhardt.

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Wie geht Forschung?

Kreativität erfordert PlanungUm eine Experimentierstunde anzuleiten, bedarf es Planung im Vorfeld. Sie benötigen einen Fahrplan, wann was wie gemacht werden soll. Doch keine Bange! Der Fahrplan für Ihre Stunde ergibt sich, wenn Sie sich einmal näher mit dem Ablauf von Forschung beschäftigen. Ein Experiment ist immer Teil eines Forschungsprozesses.

Daher eignet sich der Forschungsablauf als Vorlage zur Planung Ihrer Experimentierstunde. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen das allgemeine Schema eines Forschungsprojektes vor.

Wie verläuft der Forschungsprozess?

Am Anfang eines Experiments steht ein Problem, welches geklärt werden soll. Doch wird auf der Suche nach Antworten wird nicht wild drauf losgeforscht. Forschung verläuft jedes Mal nach einem bestimmten Schema:

Der Forschungsprozess
Der Forschungsprozess

1. Aufkommen eines Problems: Ein Problem entsteht, wenn das eigene Wissen nicht ausreicht, um einen Sachverhalt zu erklären.

2. Forschungsfrage formulieren: Bevor ein Forscher ein Experiment planen kann, muss er sich zunächst Gedanken dazu machen, was er eigentlich untersuchen möchte. Worin genau besteht das Problem? Was könnte die Ursache dafür sein bzw. wie kann ich es lösen? Aus seinen Überlegungen zur Ursache formuliert er eine konkrete Frage.

3. Wissen sammeln: Nachdem die Forschungsfrage entworfen wurde, gilt es zu ergründen, was über das Problem bereits bekannt ist. Was weiß man selbst bereits darüber? Hat vielleicht ein anderer schon Nachforschungen zu dem Problem angestellt? Hier ist Recherche gefragt.

4. Forschungsleitende Hypothese formulieren: Anhand des zusammengetragenen Wissens gewinnt der Forscher eine Vermutung, was zu dem Problem geführt haben könnte. Seine Annahme formuliert bildet die sogenannte Forschungsleitende Hypothese.

5. Planung und Durchführung des Experiments: Die Forschungsleitende Hypothese bildet die Grundlage für die weitere Forschung. Das Experiment wird so angelegt, dass damit die aufgeworfene Hypothese überprüft werden kann.

6. Auswertung: Während des Experiments hält der Forscher seine Beobachtungen fest. Diese werden im nächsten Schritt im Hinblick auf die forschungsleitende Hypothese ausgewertet.

7. Interpretation und Schlussfolgerung: Nach der Auswertung der Beobachtungen wird abschließend bewertet, inwieweit das Problem aufgeklärt werden konnte.

Der Forschungsprozess basiert auf dem Prinzip von Versuch-und-Irrtum. Erweist sich die entwickelte Hypothese nach der Durchführung des Experiments als nicht haltbar, wird sie verworfen und die Arbeit beginnt von neuem. So ergibt sich ein immerwährender Kreislauf.

Für das Planen Ihrer Experimentierstunde können Sie sich nun an den einzelnen Schritten des Forschungsprozesses orientieren.

Literatur zum Nachlesen und Vertiefen:
Rödiger Voss (2010): Wissenschaftliches Arbeiten …leicht verständlich. 2. überarbeitete und erweiterte Auflage. Konstanz: UVK Verlagsgesellschaft.

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Das Experiment

Bevor Sie sich Gedanken zum Ablauf einer Experimentierstunde machen, ist es zunächst sinnvoll, sich einmal näher mit dem Zweck eines Experiments auseinanderzusetzen. In diesem Beitrag beleuchten wir kurz, was man unter einem Experiment versteht und was das Experimentieren mit Forschung zu tun hat.

Was ist ein Experiment?

Denkt man an ein Experiment, kommen einem schnell Bilder von Laborexplosionen und Wissenschaftlern mit angesengten Haaren in den Sinn. Bei einem Experiment werden jedoch nicht wahlweise Chemikalien zusammengeworfen bis es knallt. Ganz im Gegenteil! Das Wort Experiment stammt aus dem Lateinischen und bedeutet soviel wie Probe oder auch Beweis.

Es handelt sich um eine gezielte Untersuchung, bei der eine bestimmte Annahme überprüft werden soll.

Warum machen wir Experimente?

csm_elefantenzahnpasta_239175724aExperimente sind Teil eines größeren Forschungsprozesses, der der Suche nach Erkenntnis dient. Mit ihnen versuchen wir, Antworten auf Fragen zu finden. Werden wir mit einem bestimmten Problem konfrontiert – etwa einer Situation oder Reaktion, die wir uns nicht erklären können – können wir dessen Ursache mit Experimenten auf den Grund gehen.

Dabei macht man sich im Vorfeld Gedanken, was zu dem auftretenden Problem geführt haben könnte. Im Anschluss wird anhand des Experiments getestet, inwieweit man mit der eigenen Vermutung richtiglag.


Literatur zum Nachlesen und Vertiefen:
Oliver Rack & Timo Christophersen (2009): Experimente. In: Albers et al. (Hrsg.): Methodik der empirischen Forschung. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Wiesbaden: Springer Fachmedien.

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Begleitmaterialien zu den Kniffelix Rätseln

Hier finden Sie Experimentier-Materialien zu unseren Kniffelix Themen zum Download.

Im Rahmen der Hamburg Open Online University ist es unser Anliegen, Bildungsmaterialien für alle frei zugänglich online zur Verfügung zu stellen. Die Idee hinter diesen sogenannten Open Educational Ressources ist, seine Ideen mit anderen zu teilen und gemeinsam weiterzuentwickeln. Daher möchten wir Sie ermutigen, uns Feedback zu unseren Downloadmaterialien in den Kommentaren zu hinterlassen, damit wir unsere Materialien stetig verbessern können.

Arbeitsmaterialien und Stundenleitfäden zu den Kniffelix Rätseln mit Bezügen zu den Bildungsplänen

Die folgenden Begleitmaterialien in ihrer Gesamtheit sind NICHT unter einer CC-Lizenz lizensiert. Bitte beachten Sie das Copyright. Sie können die Materialien herunterladen und für Ihren Unterricht verwenden, jedoch nicht weiter verarbeiten, wenn keine entsprechende CC-Lizenz angegeben ist. Sofern einzelne Seiten unter einer CC-Lizenz lizensiert sind, finden Sie diese Information auf der entsprechenden Seite. Die Versuchsanleitungen und Arbeitsblätter finden  Sie auch immer noch einmal innerhalb der Rätsel zum Download.

Kniffelix Chromatografie-Mission (Klasse 6-13)

NWT 6: Stoffe und Stoffkreisläufe – Trennverfahren Chromatografie, Laubabbau
Chemie 7-10: Stoffeigenschaften und Stofftrennung – Trennverfahren
Biologie S1-4: Leben und Energie – Aufbauender Stoffwechsel – Chromatografie, beispielsweise von Blattpigmenten

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Kniffelix Aerogel-Mission
Der leichteste Feststoff der Welt (Klasse 6-10)

Kniffelix Aerogel-Mission

NWT 6: Stoffe und ihre Eigenschaften, Teilchenmodell, Aggregatzustände
Chemie 7-10: Stoffeigenschaften und Stofftrennung – Stoffe und Stoffgemische, Teilchenmodell, Aggregatzustände, Trennverfahren, nachwachsende Rohstoffe

Zum Rätsel Zum Begleitmaterial

Kniffelix Smoothie-Mission
Was haben Smoothies & Shakes mit Chemie, Biologie und Ingenieurwesen zu tun? (Klasse 7-13)

Chemie: Stoffeigenschaften und Stofftrennung – Stoffe und Stoffgemische, Antioxidantien

Biologie: Enzyme

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Kniffelix Pizza Rätsel
Wie wird mein Pizzateig so richtig schön fluffig? (Klasse 3-13)

Kniffelix Pizza Rätsel

Sachunterricht 3/4: Versuche planen, durchführen, Beobachtungen darstellen und austauschen
Naturwissenschaft und Technik 5/6: Vom ganz Großen und ganz Kleinen – Zellen: Fabriken im Miniaturformat, Vielfalt des Lebens – Wachstum und Entwicklung (Hefeexperimente)
Naturwissenschaftliches Praktikum 7-10: Lebensmittelkunde – Chemie, Biologie und Physik des Backens
Biologie 7-9: Zellen als kleinste lebende Einheit, Stoff- und Energieumwandlung bei Lebewesen – Versuche zu Gärung
Biologie S1-4: Leben und Energie: alkoholische Gärung

Zum Rätsel Zum Begleitmaterial
Weitere Versuchsreihen rund um die Hefe mit Begleitmaterialien für den  Oberstufenunterricht finden Sie hier.

Kniffelix Ketchup Rätsel
Wieso kommt Ketchup mit einem Schwall aus der Flasche? (Klasse 3-6)

Kniffelix Ketchup Rätsel

Sachkunde 3/4: Versuche planen, durchführen, Beobachtungen darstellen und austauschen, Stoffeigenschaften
Naturwissenschaft und Technik 6: Stoffe – Experimente zu Stoffeigenschaften

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Kniffelix Erde Rätsel
Welchen Erdboden braucht meine Pflanze? (Klasse 3-5)

Kniffelix Erde Rätsel

Sachunterricht 3/4: Versuche planen, durchführen, Beobachtungen darstellen und austauschen, Stoffeigenschaften, Wetter und Klima
Naturwissenschaft und Technik 5: Pflanzen – Tiere – Lebensräume: Bodendegradation und Bodenschutz

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Kniffelix Hubschrauber Rätsel
Vom Modell zur Zeichnung (Klasse 3-6)

Kniffelix Hubschrauber Rätsel

Sachunterricht 3/4: Werkzeuge und Geräte – Konstruieren, Modellieren und Optimieren
Mathematik 5/6: Ebene Figuren und Koordinatensystem, Körper

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Kniffelix Flugzeug Rätsel
Schwerpunkt und Flugverhalten (Klasse 3-10)

Kniffelix Flugzeug Rätsel

Sachunterricht 3/4: Werkzeuge und Geräte – Konstruieren, Modellieren und Optimieren
Naturwissenschaftliches Praktikum 7-10: Fliegen – Physik und Technik des Fliegens
Physik 7/8: Mechanik I– Bewegung, Kraft und Energie – Kraft, Hebel

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Kniffelix Tragflächen Rätsel
Tragflächen und Auftrieb (Klasse 3-10)

Kniffelix Tragflächen Rätsel

Sachunterricht 3/4: Werkzeuge und Geräte – Konstruieren, Modellieren und Optimieren
Naturwissenschaftliches Praktikum 7-10: Fliegen – Physik und Technik des Fliegens

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Allgemeines MINT-Material
Vorlage Versuchsprotokoll schreiben
Vorlage: Versuchsprotokoll schreiben



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