Experimente Sek II

Hier finden sich die Experimente und Arbeitsblätter der Sekundarstufe II.

Materialkisten zum Ausleihen

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Materialkiste Boden Biologie

Materialkiste

Die Materialkiste enthält benötigtes Material für die im IdeenSet "Boden" beschriebenen Experimente und Arbeitsblätter. Die Materialkiste "Boden Biologie" bezieht sich auf folgende Experimente:

  • Regenwurm/Wurzel-Schauzylinder
  • Bodentiere fangen und bestimmen
  • Laubzersetzung durch Asseln
  • Zelluloseabbau durch Pilze und Bakterien

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Materialkiste Boden Experimente

Materialkiste

Die Materialkiste enthält benötigtes Material für die im IdeenSet "Boden" beschriebenen Experimente und Arbeitsblätter. Die Materialkiste "Boden Experimente" bezieht sich auf folgende Experimente:

  • Sicker-Speicher-Filterversuch
  • Sickerversuch im Freiland
  • Säure-Pufferversuch
  • Krümel-Stabilitätsversuch
  • Erosionsversuch
  • Bodenerwärmung
  • Malen mit Erdfarben
  • Schlämmprobe

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Materialkiste Bodenprofil

Materialkiste

Die Materialkiste enthält benötigtes Material für die im IdeenSet beschriebenen Experimente und Arbeitsblätter. Die Materialkiste "Bodenprofil" bezieht sich auf folgende Experimente:

  • Bodenprofil graben - Anleitung für die Lehrperson
  • Kalk im Boden bestimmen

Experimente

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Bodenfunktionen sichtbar machen

Dokument (2. und 3. Zyklus, Sek II)

Das Dokument beschreibt detailliert die Bodenfunktionen und nimmt Bezug auf einzelne Experimente aus dem IdeenSet.

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Regenwurm/Wurzel-Schauzylinder

Experiment

Regenwürmer nehmen im Ökosystem Boden eine zentrale Rolle ein. Neben der wichtigen Funktion als Destruenten sind sie bei der Belüftung und Durchmischung der Bodenstrukturen beteiligt.
Zur Beobachtung von Regenwurmaktivitäten im Klassenzimmer werden oft Regenwurm-Schaukästen bzw. Regenwurm-Schaugläser empfohlen. Brauchbare Schaukästen sind aber gar nicht so einfach zu bauen (z.B. die Standvorrichtung) und Schaugläser sind oft zu wenig hoch und es fehlt die Abfluss-möglichkeit von Überschusswasser. Deshalb wird hier der Regenwurm/Wurzel-Schauzylinder vorgeschlagen. Zum Vergleich werden gleich zwei Schauzylinder benutzt.

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Bodentiere fangen und bestimmen

Experiment

Der Boden unter unseren Füssen beherbergt eine grosse Vielzahl an lebendigen Organismen. Man schätzt, dass die mittlere Biomasse der Bodenfauna ungefähr 2.5 Tonnen pro Hektar beträgt und dass man in 1g Boden bis zu 10 Mrd. Mikroorganismen finden kann. Um die Bewohner des Bodens zu beobachten ist es möglich eine Probe von organischer Streu zu nehmen und aus ihr die darin lebenden Organismen auszutreiben. Der Berleseapparat, nach seinem Erfinder, einem italienischen Entomologen benannt, leistet dazu gute Dienste.

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Bodentiere fangen und bestimmen ohne Materialkiste

Experiment

Der Boden unter unseren Füssen beherbergt eine grosse Vielzahl an lebendigen Organismen. Man schätzt, dass die mittlere Biomasse der Bodenfauna ungefähr 2.5 Tonnen pro Hektar beträgt und dass man in 1g Boden bis zu 10 Mrd. Mikroorganismen finden kann. Um die Bewohner des Bodens zu beobachten ist es möglich eine Probe von organischer Streu zu nehmen und aus ihr die darin lebenden Organismen auszutreiben. Der Berleseapparat, nach seinem Erfinder, einem italienischen Entomologen benannt, leistet dazu gute Dienste.

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Laubzersetzung durch Asseln

Experiment

Asseln ernähren sich hauptsächlich von abgestorbenem Pflanzenmaterial und sind somit auch für dessen Zersetzungsprozess verantwortlich. Deshalb sind sie bei der Bodenbildung oder im Komposthaufen zur Humusbildung von grosser Wichtigkeit. Mit dem Assel-Terrarium lassen sich die Asseln bei ihrer "Arbeit" gut beobachten.

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Zelluloseabbau durch Pilze und Bakterien

Experiment

Der Boden unter unseren Füssen beherbergt eine grosse Vielzahl an lebendigen Organismen. Man schätzt, dass die mittlere Biomasse der Bodenfauna ungefähr 2.5 Tonnen pro Hektar beträgt und das man in 1g Boden bis zu 10 Mrd. Mikroorganismen finden kann. Die meisten dieser Organismen sind Bakterien und Pilze die durch ihre ständige Zersetzungsarbeit wertvolle Dienste leisten. Das folgende Experiment macht diese Arbeit sichtbar. 

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Sicker-Speicher-Filterversuch

Experiment

Der Boden erfüllt zahlreiche Funktionen, die für das Leben auf der Erde von zentraler Bedeutung sind. Eine der wichtigsten ist die Funktion als Wasserspeicher und -filter. Lernende können mit diesem Experiment die Filterleistung von Boden unter Laborbedingungen beobachten. Das Experiment klärt darüber auf, welche Eigenschaften ein Boden haben muss, damit er ein guter Filter ist und ein gutes Speichervermögen hat.

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Sickerversuch im Freiland

Experiment

Unser Boden wird vielfältig bewirtschaftet und genutzt. Er wird zum Beispiel durch Bebauungen mit Häusern und Strassen versiegelt oder in der Landwirtschaft zur Nahrungsmittelerzeugung verwendet. Intensive Nutzung kann den Boden belasten. Durch den Einsatz schwerer Bau- oder Landmaschinen wird er beispielsweise verdichtet. Mit dem Experiment kann die Filterleistung von Boden im Freiland beobachtet werden. Die Lernenden können Folgen technischer Entwicklungen für Mensch und Umwelt experimentell erproben.

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Säure-Pufferversuch

Experiment

Pflanzen können meist nur in einem optimalen Bereich zwischen pH 5 und pH 8 wachsen. Darunter und darüber schaffen es nur sehr spezialisierte Arten, zu überleben. Gestein verwittert schneller, wenn der Boden pH sauer ist, aber organisches Material wird bei einem tiefen pH langsamer abgebaut, da auch die Bodenlebewesen sich bei sauren Bedingungen nicht mehr wohl fühlen. Bei diesem Experiment messen die Lernenden den pH-Wert von verschiedenen Bodenproben und ziehen ihre Schlüsse daraus.

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Sand-/Ton-Mischversuch

Experiment

Böden sind mehr oder weniger unterschiedliche Körnungsgemische und haben verschiedene Bodeneigenschaften. Der ökologische Einfluss verschiedener Sand- und Tonanteile soll hier untersucht werden.

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Krümel-Stabilitätsversuch

Experiment

Regenwürmer (und all die vielen Bodentiere) bringen Humus in den Boden, da sie abgestorbene Pflanzen abbauen. Humus, aber auch die schleimhaltigen Ausscheidungen von Würmern und anderen Tieren, wirken wie ein Kitt und halten die Bodenkrümel zusammen. Stabile Krümel schützen den Boden vor Erosion und Verschlämmung. Auch der Anteil an Ton und Sand haben einen Einfluss darauf, wie stabil der Boden ist – je mehr Ton, desto mehr halten die Bodenstücke in sich zusammen. Dieses Phänomen wird mit diesem Experiment genauer angeschaut

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Bodenerwärmung

Experiment

Das Keimen und Wachsen von Pflanzen wird massgeblich durch die Bodentemperatur beeinflusst. Sie wird ihrerseits vorwiegend durch den Wassergehalt des Bodens, dessen Farbe sowie der Wärmeeinstrahlung bestimmt. Die Lernenden übertragen ihre Erkenntnisse aus dem Experiment auf das Wachstum von Pflanzen.

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Fühlprobe

Experiment

Böden sind mehr oder weniger unterschiedliche Körnungsgemische und haben verschiedene Bodeneigenschaften. Der ökologische Einfluss verschiedener Sand- und Tonanteile soll hier untersucht werden.

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Kalk im Boden bestimmen

Experiment

Dieses Experiment kann an den verschiedenen Horizonten eines Bodenprofils durchgeführt werden oder auch drinnen an mitgebrachten Bodenproben. An der Heftigkeit des Schäumens lässt sich ablesen, wie viel Kalk im Boden enthalten ist.

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pH messen

Experiment

Pflanzen können meist nur in einem optimalen Bereich zwischen pH 5 und pH 8 wachsen. Darunter und darüber schaffen es nur sehr spezialisierte Arten, zu überleben. Gestein verwittert schneller, wenn der Boden pH sauer ist, aber organisches Material wird bei einem tiefen pH langsamer abgebaut, da auch die Bodenlebewesen sich bei sauren Bedingungen nicht mehr wohl fühlen. Bei diesem Experiment messen die Lernenden den pH-Wert von verschiedenen Bodenproben und ziehen ihre Schlüsse daraus.

Arbeitsblätter

Das Bodenprofil

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Das Bodenprofil graben

Anleitung für die Lehrperson

Das Studium des Bodens ermöglicht uns einen vielseitigen Einblick in dieses faszinierende natürliche System. Verschiedene Bezüge zum Alltag sind augenfällig, da wichtige Bereiche unseres Lebens vom Boden abhängen. Um dem Boden auf die Spur zu kommen, muss man detektivisch vorgehen und gut beobachten. Diese Anleitung soll praktische Tipps geben, um diese Forschungsarbeit erfolgreich vorzubereiten und durchzuführen.

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Bodenprofil beschreiben

Arbeitsblatt

Mit diesem Arbeitsblatt lernen die Lernenden eine Profilskizze des Bodens anzufertigen und die Horizonte zu bestimmen und einzuzeichnen. Im Dokument wird auf die beiden Experimente "Fühlprobe" und "Bodentiere fangen und bestimmen" verweisen. Sie sind eine gute Ergänzung zum Arbeitsblatt.

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Beim Bodenprofil die Landschaft beschreiben und die Hangneigung messen

Aufgabe für Lernenden

Die Lernenden beschreiben möglichst genau das Relief einer Landschaft und halten dies in einer Skizze fest. Verschiedene Fragen sollen damit geklärt werden.
- Handelt es sich um eine Ebene oder ist das Gelände hügelig?
- Graben wir auf einer Kuppe, am Hang oder in einer Senke?
- Wie wird die Landschaft genutzt?

Ausserdem basteln die Lernenden einen Gefällsmesser und können damit die Hangneigung messen.

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Mit Fernerkundung den richtigen Standort für ein Bodenprofil finden

Anleitung

Satellitenbilder und Karten halten für uns eine Vielzahl von Informationen bereit: Sie ermöglichen uns einen Überblick über eine Landschaft, einen Einblick in die Geschichte einer Region, in ihre Infrastruktur – auch die unsichtbare – und in den Untergrund.
Diese Anleitung bietet die Möglichkeit mit Hilfe von Fernerkundungsquellen, einen geeigneten Standort für eine Bodenuntersuchung zu wählen.

Da die Datei sehr gross ist, braucht es beim Herunterladen etwas Geduld.

Der Boden - ein komplexes Ökosystem

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Aufgaben für Lernende

Die Aufgaben im Dokument können als Einstieg ins Thema "Boden" verwendet werden. Die Concept map ermöglicht ein erstes Herantasten ans Thema und kann nach Abschluss nochmals beigezogen werden um den Lernzuwachs der Lernenden zu überprüfen.

Wasserabfluss und Bodenversiegelung

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Aufgaben für Lernende

Die folgende Aufgabe zeigt, wie der Einfluss von Boden und menschlicher Aktivität die Möglichkeit für ein Hochwasser schaffen oder abfangen kann. 

Das Bodenposter - Transferaufgabe