Chemie und Technik für kleine Forscher

Gefördert von LANXESS [Fördersumme 1.999,94€] und 3male-Schulwettbewerb [Fördersumme 500€] (Westenergie AG) + Gewinn 3. Platz [300€]

Differenzierungsbereich Jahrgang 5: „Forscher“
Schwerpunkt: Seifenherstellung

Es liegt für uns alle ein turbulentes Schuljahr hinter uns mit Präsenz- Wechsel und Distanzunterricht. Dennoch waren wir sehr aktiv und haben das Projekt „Chemie und Technik für kleine Forscher“ unter der Leitung von Frau Hohn, MINT-Beauftragte des BvAs, im Physikunterricht und im Differenzierungs-angebot der „Forscher“ der Klasse 5 durchgeführt.

Hier bei haben wir diese Woche die freudige Nachricht erhalten, dass unser Projekt in der Kategorie 5.-7. Klasse den dritten Platz erreicht hat. Die Urkunde wurde am Donnerstag, dem 1.  Juli, überreicht.

Der Chemie-Schwerpunkt ist die Seifenherstellung, während im Physikunterricht im Rahmen der Elektrizitätslehre die Technik in Form von beleuchteten Mini-Flipperautomaten vertieft wurde.

Das stete Händewaschen ist im Rahmen der aktuellen Hygienemaßnahmen unser steter Begleiter geworden und die Umsetzung mit eigenen Düften, Farben und Formen Seifen zu kreieren hat sowohl die Mädchen als auch die Jungen, die in der Forschergruppe sind, begeistert.

Wir haben verschiedene feste Seifen hergestellt und dazu Glycerinseife, Sheabutterseife und Olivenölseife als Rohseifen genutzt. Diese haben wir dann mit Kakaobutter, Sheabutter und Bienenwachs angereichert oder auch mit Scrubs wie Meersalz versetzt.

In kleinen Aluminiumschalen haben die Schüler*innen löffelweise Rohseife gegeben und diese dann über einer Kerze zum Schmelzen gebracht. Die Kerze war in einer größeren Aluminiumschale, darüber ein Gitter, ähnlich einem Grillrost, auf dem die Aluminiumschale angestellt werden konnte. Als diese Rohseife dann flüssig war, wurde erst der Farbstoff in flüssiger Form hinzugegeben, umgerührt und anschließend der Duftstoff, damit beides nicht verdampft. Danach haben die Schüler*innen die flüssige farbige und duftende Seife zunächst in eigene mitgebrachte Silikonbackformen gegeben, später sind Silikonformen aus dem Förderprojekt genutzt worden.

Ein Highlight waren die Knetseifen, da sie schnell angefertigt werden können, da sie aus wenigen Komponenten bestehen. Die Herausforderung war, das richtige Mischverhältnis zu finden, denn je nach mitgebrachtem Duschgel, waren diese doch sehr unterschiedlich flüssig. Teils erzeugte die Herstellung viel Staub durch die Speisestärkte.

Das beliebteste Produkt sind die Badesalze. Die Kinder haben farbenfrohe, gut duftende Badesalze „angerührt“. Wir haben zuerst Salze genutzt, die als „Badesalz“ gekennzeichnet waren, danach haben wir auch Küchensalze getestet und sind als Letztes zum Himalayasalz gelangt.

Wir haben herausgefunden, dass man erst die Farbe einrühren muss und dann den Duft hinzufügen sollte, da die Farbe lange braucht um sich zu verteilen. Bei unseren Regenbogen-Mischungen für Geschenk-Reagenzgläser sollte erst der Duft hinzugefügt werden, dann die Mischung in verschiedene Schälchen getrennt werden und danach die Farbe in die einzelne Schälchen gegeben, da es nicht sinnvoll ist, wenn die Farben unterschiedlich riechen, da ein einzelnes Dosieren bei der Verwendung nicht machbar ist. Dies war ein beliebtes Weihnachtsgeschenk der Jungs für ihre Mütter. Danach erfolgte auch hier der Distanzunterricht, bei dem die Kinder mithilfe von Online-Anleitungen weihnachtliche Zimt-Badesalze hergestellt haben.

Äußerst beliebt bei den Jungs war die Herstellung von Haargel. Hier kam „Chemie“ ins Spiel, da wir „Gelformer“ und „Konservierungsmittel“ aus den Technik-Türmen genutzt haben. Dazu Seifenfarben und Seifendüfte, sodass jedes Kind sein persönliches Haargel kreiert hat. Dieses Experiment habe ich das erste Mal vor drei Jahren mit einer Forscherklasse ausprobiert und ihnen dieses Frühjahr berichtet, dass wir es erneut getestet haben. Es gab durchweg positives Feedback für diese Experimente und die damaligen Schülerinnen und Schüler konnten sich selbst an die Einzelheiten und Duftnoten ihres Haargels erinnern. Eine Schülerin hat sogar zu Hause noch ihr „Apfel“-Haargel.

Die Kosten-Nutzen-Relation der selbsthergestellten Pflege- und Kosmetikprodukte ist schwer nach rein ökonomischen Gesichtspunkten zu bewerten. Die Rohseifen hatten sehr unterschiedliche Preise je nach Inhaltsstoffen, aber auch vor allem in den Phasen des Lockdowns stiegen die Preise sehr an, teils auf das Doppelte zum „Vor-Lockdown-Preis“.

Wer Wert auf Kenntnis der einzelnen Inhaltsstoffe legt, wird wahrscheinlich selbst die Rohseife herstellen wollen und kein Fertigprodukt, wie wir es zur Seifenherstellung genutzt haben, verwenden.

Die selbst parfümierten und eingefärbten Badesalze sind jedoch eine kostengünstige Alternative, sofern man die ätherischen Öle auch für die Seifenherstellung nutzt.

Die handwerkliche Herausforderung hat den Kindern unheimlich viel Spaß gemacht.

Physikunterricht Jahrgang 5: „Klasse 5c“

Schwerpunkt: Mini-Flipperautomat mit Beleuchtung

Der Technik-Schwerpunkt ist der Bau eines Mini-Flipper-Automaten mit Beleuchtung.

Dazu habe ich im Physikunterricht der 5. Klasse im Rahmen der Elektrizitätslehre auf Holzplatten (A4-Format) einen Flipperautomaten bauen lassen und diesen haben die Kinder anschließend, in der Zeit des Distanzunterrichts, beleuchtet.

Zunächst wurde der äußere Rahmen des Flipperautomaten mit Nägeln und mit unterschiedlich langen und dicken Gummibändern begrenzt. Selbst handwerklich ungeübte Schüler bzw. Schülerinnen lernten dabei schnell mit dem Schlosshammer umzugehen und erhielten meist in ein bis zwei Schulstunden ein ansehnliches Ergebnis. Danach haben die Kinder die Automaten angemalt. Der Abzug für die (Stahl-/ Kunststoffkugel) wurde ebenfalls aus Gummibändern gebaut. Da dann die Schulen für den Präsenzunterricht geschlossen wurden, hat der weitere Teil dieser Unterrichtsreihe bzw. dieses Projektes im Distanzunterricht stattgefunden.

Die Schülerinnen und Schüler haben im weiteren Verlauf zunächst die einzelnen elektrischen Bauteile kennengelernt: Glühlampe, Kabel, Batterie (4,5 V). Darauf folgte dann die Reihen- und Parallelschaltung, wobei beide Schaltungen miteinander verglichen wurde, um dann zu entscheiden, welche Schaltung den Flipperautomaten beleuchten wird. Einen Schalter haben die Kinder selbst gebaut: entweder aus einer Holz-Wäscheklammer oder mithilfe einer teils aufgebogenen Büroklammer, die keine Isolierung besaß.

Die praktische Anwendung und das eigenständige Lernen der Schülerinnen und Schüler zu Hause hat gut funktioniert, selbst die Dokumentation im Heft mit anschließender Umwandlung eines Fotos in ein pdf oder auch selbst gefilmte Erklärvideos wurden von den Kindern erstellt. Es sind jedoch sehr ansehnliche Mini-Flipperautomaten entstanden und die Kinder werden sich an diese Zeit und hoffentlich auch die Lerninhalte erinnern