„pH-Wert Anpflanzung“

Im Zuge des dritten Pflanzversuches wurden am Freitag 28.3, in beide Schalen Alfalfa (Luzerne) sowie Buchweizen angepflanzt und gegossen. Bereits am Montag zeigte sich bei beiden eine annähernd gleiche Keimung. Leider haben wir vergessen, Fotos zu machen.

Daher haben wir gleich im Anschluss beide Schalen neu angepflanzt. Beide Anzuchtschalen wurden an ihren Platz am Fenster mit Deckel abgestellt.

Zum Gießen der Pflanzen haben wir zwei verschiedene Wassergefäße mit Wasser befüllt und mit Hilfe der pH-Sonde den pH-Wert auf 2,4 beziehungsweise 9,9 eingestellt.

Diesmal haben wir Nina zum Gießen eingeteilt und ihr auch die Verantwortung für die Fotos wieder übertragen.

In beiden Microgärten zeigten sich am zweiten und dritten Tag erste Keimungsaktivitäten. Wobei die Luzerne in beiden Microgärten etwas schneller keimte.  Am vierten Tag war die Luzerne größtenteils ausgekeimt, beim Buchweizen geschah dies vermutlich über das Wochenende. Nach dem Wochenende (7. & 8. Tag) waren beide Microgärten voll ausgekeimt.

Vor der Keimung stellten die Kinder die Vermutung auf, dass ein höherer pH-Wert auch für ein besseres und schnelleres/stärkeres Wachstum sorgen würde. „Viel hilft viel.“

Wie auf den Fotos zu erkennen ist, lässt sich aber trotz gut eingestellter pH-Werten kaum ein Unterschied bei den Keimungsgeschwindigkeiten erkennen. Auch im anschließenden Wachstum konnten wir zwischen den beiden Microgärten keinen Unterschied feststellen.

Auf Grund der vorher aufgestellten Vermutung habe ich den Kindern ein kurzes Arbeitsblatt zur Verfügung gestellt. Sie sollten hierbei durch Internetrecherchen die Notwendigkeit des korrekten pH-Wertes für das Pflanzenwachstum jeder einzelnen Pflanzenart erkennen.

Zwischenbericht Microbit Aufgaben 4-6

CO₂-Übungen

Endlich wissen wir, wozu wir die Polizeimütze brauchen! Im Heft nachlesen, Materialien herrichten und die Programmierung beginnen. Alles kein Problem mehr!

Zurzeit haben wir 25,5° Celsius in der Klasse. Zum Glück kennen wir den Unterschied zwischen Celsius, Fahrenheit und Kelvin schon aus Physik. Laut erster Messung ergibt sich ein Wert von 0,2684% CO₂ in der Luft. Die Luftfeuchtigkeit lag bei 45,1%

Da in Mathematik die Prozentrechnung zu diesem Zeitpunkt noch nicht behandelt wurde war die Erarbeitung von ppm zu Prozent etwas schwierig. Das Thema wird aber in Mathematik im kommenden Monat behandelt und dann wird dies nochmals besprochen.

Als wir die Raumluft genauer untersuchten, merkten wir, dass wir am Fenster 1109 ppm, in der Schülergruppe 2055 ppm und am anderen Ende der Klasse einen Wert von 1800 ppm erreichten.

Das haben wir bereits vorher vermutet, da wir bereits wissen, dass Menschen bei der Atmung CO₂ erzeugen. Daher musste der Wert bei uns auch am höchsten sein

Der Essig-Natron Versuch hat viel Spaß gemacht. Wir konnten CO_{2 –}Werte von 3740, 3800 und dann 3400 ppm erreichen. Wir haben den Versuch auch im Chemiesaal wiederholt und dort höhere Konzentrationen erreicht. Wir haben dort auch direkt im Becher gemessen und Werte bis 38000ppm erhalten.

Außerdem haben wir gesehen, dass wir mit Hilfe des entstandenen CO₂ eine Kerze bzw. Streichhölzer löschen können.

Die größte Herausforderung waren nicht die Aufgaben an sich, sondern das Besuchen der fremden Klassen und das Erklären der Messung vor der ganzen Klasse. Wir waren hier sehr nervös.

In den anderen Klassen zeigten sich dann aber sehr ähnliche Werte wie bei uns in der Klasse. Wir fanden Werte zwischen 1750 und 2200 ppm in den Klassen. An dem Tag war es sehr schön und alle Klassen hatten die meiste Zeit einige Fenster geöffnet.

Energie und Lichtmessung:

Die Messungen im Bereich Licht und Energie wurden im Rahmen des Physikunterrichts durchgeführt, da wir aktuell das Thema Optik behandeln und Elektrizität erst im nächsten Jahr besprochen wird.

Lichtmessung:

Eine der ersten Herausforderungen bei der Lichtmessung war die Konnektivität der smarten Glühbirne. Da in der Schule kein funktionierendes WLAN zur Verfügung steht, musste ein Umweg über das private Handy des Lehrers gemacht werden. Dies führte dazu, dass die Messungen nur in Anwesenheit des Lehrers durchgeführt werden konnten. Zusätzlich war die Steuerung der Lampe nicht immer zuverlässig, was die Durchführung der Messungen erschwerte.

Neben den im Heft vorgegebenen Messungen wurden auch Messungen mit verschiedenen anderen Lichtquellen wie Taschenlampen, Smartphone-Lichtern und Lasern vorgenommen. Hier zeigten die Schüler großes Interesse und brachten zahlreiche Vorschläge ein, welche weiteren Lichtquellen gemessen werden könnten. Die Steuerung der Lampe über die App funktionierte jedoch nicht zuverlässig und stellte eine wiederkehrende Schwierigkeit dar.

Energiemessung:

Die Energiemessung wurde im gesamten Klassenverband durchgeführt und gemeinsam besprochen. Da das Thema Elektrizität erst in der 7. Schulstufe behandelt wird, mussten zunächst die grundlegenden Konzepte eingeführt werden. Während der Messungen zeigten die Schüler reges Interesse daran, mit welchen Geräten die Messungen durchgeführt werden könnten.

Besonders überraschend war für die Schüler, dass verschiedene Smartphones unterschiedliche Werte für den Energieverbrauch lieferten. Aufgrund der Gegebenheiten in der Schule war es jedoch nicht möglich, die Energie von Haushaltsgeräten direkt zu messen, weshalb auf Informationen aus technischen Datenblättern zurückgegriffen wurde. Dabei stellte sich heraus, dass moderne Fernseher alle einen sehr niedrigen, aber gleichen Stromverbrauch im Standby-Modus haben.

Ein weiteres Experiment beinhaltete die Messung mit einem Solarmodul, das am 6. März um 10:00 Uhr an einem Fenster mit nordwestlicher Ausrichtung aufgestellt wurde. Unter leicht bewölkten Bedingungen konnte eine Leistung von P = 0,501 W gemessen werden. Der Versuch, ein Handy direkt mit dem Solarpanel zu laden, war jedoch nicht erfolgreich. Nur bei direkter Sonneneinstrahlung wurde genug Strom erzeugt, um das Handy zu laden. Zwischenzeitliche Wolken unterbrachen den Ladevorgang und verhinderten eine konstante Stromversorgung.

Zwischenergebnis Pflanzversuch 2

„Einfluss von Feuchtigkeit“

Wie beschrieben haben wir an einem Mittwoch beide Schalen mit Basilikum angesät. Der Pflanztermin wurde diesmal bewusst später in der Woche gewählt, damit die Keimung möglichst nicht auf ein Wochenende fällt.

Diesmal wurden 2 Kinder in der Klasse beauftragt, jeden Tag die Schalen mit Wasser zu füllen und Fotos zu machen.

Es konnte beobachtet werden, dass die Schale mit Deckel schneller zu keimen begann als jene ohne Deckel. Bereits am fünften zeigte sich erstes Wachstum in der Schale mit Deckel. Nach sieben Tagen keimte die gesamte Schale.

In der Anzuchtschale ohne Deckel zeigte sich erst nach 11 Tagen die erste Keimung.

Bei der Anzuchtschale mit Deckel zeigte sich außerdem, dass ein Großteil der Samen zu keimen begann. Ohne Deckel zeigten sich kaum Keimungsfortschritte.

Es bestätigte sich also unsere Vermutung, dass die Luftfeuchtigkeit eine wichtige Rolle spielt. Solange die Feuchtigkeit unter dem Deckel bleibt, keimen die Samen viel besser.

Temperaturmessung

Bei der Temperaturmessung sowie bei allen anderen Versuchsaufbauten stellte das Programmieren nach Anleitung uns vor keine Herausforderung mehr, da wir das Programmieren der microbits bereits das dritte Mal mit der Anleitung durchgemacht haben.

Bei den ersten Messungen zeigte sich eine Raumtemperatur von 31,1° Celsius beziehungsweise 40° nahe dem Heizkörper. Die hohe Raumtemperatur war auf eine defekte, nicht regelbare Heizung in der Schule zurückzuführen. Zum Glück funktioniert die Heizung jetzt wieder.

Mittels Körperwärme konnten wir die Temperatur auf 35,7° erhöhen. Dies stellte eine Differenz von 4,6° zur gemessenen Raumtemperatur dar.

Bei den Wasserversuchen zeigte sich eine Durchschnittstemperatur von 13,25° beziehungsweise 39,3°. Bei beiden Mischungsdurchgängen zeigte sich eine Temperatur von 26,4°.

Pflanzversuch 1

Im Zuge der Temperaturmessungen wurde auch der erste Anpflanzversuch gestartet. Wir haben Weizensamen angepflanzt. Wie im Versuchsaufbau beschrieben, haben wir eine Anbauschale auf die Heizplatte gestellt und die andere ohne Wärme versorgt. Zusätzlich haben wir in einem Pflanzentopf ohne Deckel ebenfalls Samen angepflanzt.

Es zeigte sich, dass die Keimung ohne Heizplatte am vierten oder fünften Tag startete. Genau ist dies nicht zu bestimmen, da der Start der Keimung auf ein Wochenende fiel. Um auch dies überwachen zu können, wäre vielleicht eine Kamera mit Internetverbindung nützlich.

Mit Heizplatte zeigte sich eine Keimung erst am sechsten Tag nach der Pflanzung. Offensichtlich liefert die Platte zu viel Hitze für die Keimung. Die meisten Samen kamen auch gar nicht zur Keimung beziehungsweise gingen kurz nach der Keimung ein.

Im Topf kam es gar nicht zu einer Keimung, da vermutlich die Feuchtigkeit zu niedrig war. Der verwendete Übertopf war zu klein und der Innentopf hatte keine Berührung mit dem Wasser. Als wir das ganze nochmals im Topf versuchten und den Topf jeden Tag gegossen haben. Klappte die Keimung auch dort sehr schnell.

Feuchtigkeitsmessung

Im Zuge der Feuchtigkeitsmessung wurden beide Sensoren programmiert und alle Versuche mit 2 Sensoren durchgeführt. Der erste Sensor zeigte eine Umgebungsfeuchtigkeit von 74% an, der zweite Sensor 76%. Zur Unterscheidung wurden die Farbmarkierungen der microbits genutzt (gelb, blau).

Bei allen Versuchen wurde in weiterer Folge der Durchschnittswert der beiden Sensoren berechnet.

Bei der Feuchtemessung im trockenen Zustand zeigten sich folgenden Ergebnisse:  Substrat 44%, Perlit 75% und Schotter 73%.

Bei Schotter zeigte sich, dass Wasser sehr schnell abfließt (80ml/min). Beim Perlit haben wir nach einer Minute 10ml aufgefangen und beim Substrat wurde die gesamte Wassermenge gespeichert.

Im Zuge des Versuchs wurde der Begriff Drainage geklärt und eine Efeutute mit Schotter und Substrat neu eingetopft.

Bei der Messung der Feuchtigkeit im nassen Zustand zeigten sich folgende Messwerte: Substrat 31%, Perlit 5,5% und Schotter 6,9%.

Bei der zweiten Messung ist aufgefallen, dass die Ergebnisse im nassen Zustand viel niedriger sind als im trockenen Zustand. Eine Erklärung dafür haben wir nicht gefunden. Daher gehen wir von einem Messfehler aus. Eine Wiederholung des Versuchs führen wir in den nächsten Wochen durch.

Ph-Wert

Es konnten im Zuge der PH-Wert Messung alle Aufgaben trotz einiger Probleme gelöst werden. Nach dem Programmieren des microbits wurde die PH-Sonde kalibriert. Bei der Kalibrierung zeigten sich Werte von Ph 7-1530 und Ph 4-2048.

Beim Vergleich der Sonde mit Lackmuspapier erhielten wir folgende Ergebnisse (Lackmuspapier vs. Sonde):

-) Zitronensaftkonzentrat 3 vs. 2
-) Seife 5-6 vs. 5,7
-) Waschpulver 10 vs. 10,4

Die Messwerte der Sonde waren sehr genau nur beim Zitronensaftkonzentrat war eine leichte Abweichung zu bemerken.

Vor unserem Lieblingsversuch, der Ph-Werteinstellung haben wir einen Ph-Wert von 6,6 bei unserem Leitungswasser festgestellt. Beim anschließenden PH-Wert einstellen wollten wir zuerst einen PH-Wert von 9 einstellen. Als wir etwas über das Ziel hinausgeschossen sind, wollten wir den PH-Wert wieder senken, erreichten aber beim ersten Mal senken einen Wert von ~ 3,5. Daraufhin haben wir uns entschlossen den Wert lieber auf 2,5 einzustellen. Dies gelang uns auch fast. Wir erreichten hier einen endgültigen Wert von 2,8.

Mit dem Wissen, dass der PH-Senker sehr stark senkt, waren wir diesmal vorsichtiger. Wir schafften Werte von 10,8 sowie 9,5.

Kommentar der Lehrkräfte

Besonders gut gefallen hat uns die Messung des pH-Wertes, da sie sehr abwechslungsreich und für die Kinder spannend war.

Generell ist es eine Herausforderung, die Experimente mit einer ganzen Klasse (25 Kinder) durchzuführen. Da immer nur ein bis zwei Schüler:innen gleichzeitig aktiv arbeiten können, müssen die anderen mitschreiben beziehungsweise in einer Großgruppe zusammenstehen. Dank einer vorhandenen Dokumentenkamera konnten die Versuchsabläufe jedoch über einen Beamer projiziert werden, was die Verständlichkeit erleichterte. Dennoch wäre für eine gesamte Klasse mehr Material erforderlich. Eine Durchführung im Stationenbetrieb erwies sich als nicht sehr zielführend, da dafür ein Projekttag eingereicht hätte werden müssen. Dies war auf Grund des Zeitdrucks nicht mehr möglich.

Wie bereits angemerkt ist eine Durchführung in der Kleingruppe an unserer Schule im Regelunterrricht nicht möglich.

Ein unerwartetes Hindernis war die Beschriftung der Chemikalien (z. B. Waschmittel, Zitronensäure) auf Tschechisch. Zur Identifikation der Substanzen musste Google Translate verwendet werden. Dies zeigte sich auch schon bei der Bestimmung der Samen. Hier wurde aber zum Teil die Nähe des Tschechischen mit dem Ukrainischen genutzt und von SchülerInnen übersetzt.

Ein weiteres Problem ergab sich bei der Nutzung der Messgeräte: Die tschechischen Stecker sind nur bedingt mit den österreichischen kompatibel. Geräte mit Schutzkontaktstecker konnten nicht verwendet werden, sodass nur eine begrenzte Auswahl an Geräten gemessen werden konnte.

Da das Projekt in Physik- und Biologiestunden eingebunden ist, muss auch immer auf die Ergebnisse des anderen Kollegen gewartet werden.

Des Weiteren ist es mit einer 2.Klasse Mittelschule (6.Schulstufe) äußerst herausfordernd verschriftlichte Ergebnisse zu produzieren. Eine Motivation ist nur im Versuchsaufbau zu erkennen. Für das Dokumentieren beziehungsweise Auswerten der Ergebnisse sind die Kinder kaum zu motivieren. Bei der Beantwortung der Fragen und dem Zusammenfassen der Ergebnisse zeigt sich, dass dies kaum alleine bewerkstelligt werden kann.

Um die Zusammenfassungen trotzdem mit der Klasse gemeinsam umsetzen zu können, mussten auch Stunden von „Sozialem Lernen“ in erweitertem Maße genutzt werden. Auch ist die Rückflussrate an Arbeitsaufträgen für zu Hause (Zusammenfassung schreiben) gleich Null.

Ein zusätzliches Arbeiten/Programmieren der microbits ist für mich bisher nicht möglich gewesen.