Petra Bertelsmeier Mit Federn in der Luft · 2 Thermometer aus der Küche • großes durchsichtiges Plastikbecken • zwei kleine, hitzebeständige Gläser gleicher Größe • zwei

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Kindergarten/Vorschule

Petra Bertelsmeier

Braucht

der Regenwurm

keine Beine?

Einfache, einfallsreiche Experimente

zu den Erfindungen der Tiere

Alltagsphänomene entdecken und erforschen

Kinder wollen’s wissen!

Neugierige Kindergartenkinder erforschen spielerisch,

was hinter alltäglichen Dingen steckt!

Kindergartenkinder untersuchen ihre Umwelt immer wieder aufs Neue. Tiere

üben dabei auf sie eine besondere Faszination aus: Kann ein Regenwurm

sehen? Warum hat der Vogel kein Fell? Wie jagt eine Fledermaus im Dunklen?

Kinder haben unendlich viele Fragen und Spaß daran, nach Antworten zu

suchen.

Der vorliegende Band bietet Ihnen eine Fülle an Experimenten zu alltäglichen

Phänomenen. Dabei wird das selbstständige Erforschen in den Mittelpunkt

gestellt, die Kinder werden bei spielerischen Wiederholungen unterstützt.

„Kinder wollen‘s wissen!“ ist unsere Reihe für spielerisches Arbeiten im

Bereich Naturwissenschaften!

Das Buch bietet:

Alle Informationen zur Vorbereitung

Spannende Versuche zu diesen und anderen Kinderfragen: Warum sinkt

der Fisch nicht auf den Grund? Frieren die Schafe im Regen? Wie krabbeln

Krabbeltiere?

Die Autorin:

Petra Bertelsmeier – Studienrätin, tätig in der Erzieherinnenausbildung in

den Bereichen Naturwissenschaften und Umweltbildung; Dozentin u.a. in der

bundesweiten Initiative „Haus der kleinen Forscher“

Kindergarten mit Köpfchen! www.auer-verlag.de

ISBN 978-3-403-06310-0

9 783403 0

631 00

6310_Braucht_der_Regenwurm_keine_Beine.indd 1

03.07.2009 8:36:13 Uhr

Petra Bertelsmeier

Mit Federn in der Luft

Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im eigenen Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen schulweiten Einsatz und Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kollegen), für die Veröffentlichung im Internet oder in (Schul-)Intranets oder einen weiteren kommerziellen Gebrauch. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Verstöße gegen diese Lizenzbedingungen werden strafrechtlich verfolgt.

Wie Sie mit diesem Buch arbeiten

verfügbare Labor-Material übersichtlich zu präsentieren.

Die Kinder können selbstständig viele der Vorbereitungen für das Experi-mentieren treffen, sich Kittel und Schutzbrillen, evtl. ein bereitliegen-des Ersatz-Haargummi besorgen. Ermöglichen Sie den Kindern, die vorhandenen Materialien regelmäßig selbstständig zu sichten, bei Bedarf auszuwählen und zum Experimentiertisch zu bringen. Dies ist wichtig, da die Kompetenz bezüglich naturwis-senschaftlicher Arbeitstechniken (z. B. Messen, Wiegen, Filtrieren) eng verknüpft ist mit der Kenntnis der hierfür benötigten Materialien (z. B. Messzylinder, Waage, Trichter, Filter). Behältnisse für bestimmte Stoffe wie z. B. Mehl, Zucker, Gips und Salz sollten nicht nur beschriftet, sondern möglichst auch mit Bildern/Piktogrammen verse-

hen werden. Je geläufiger den Kindern die Mate-rialien sind, desto kreativer werden sie diese bei der Planung und Durchführung von Experimenten berück sichtigen.Viele Experimente lassen sich mit Alltagsmaterialien durchführen. Es sollte jedoch auch bei diesen Ver-suchen darauf geachtet werden, dass die Sicherheit gewährleistet ist (z. B. dass heißes Wasser nur in hitzebeständige Gefäße gefüllt wird).

Entwickeln Sie einen Blick für geeignete und interessante Materialien und sammeln sie diese. Vielleicht können auch Eltern oder benachbarte Firmen geeignete Gefäße und Geräte organisieren. Von besonderer Bedeutung ist die Materialauswahl bei einem naturwissenschaftlichen Freispielan-gebot. Hierbei zeigt sich letztlich auch am deut-lichsten, ob die angebotenen Materialien für die Kinder attraktiv sind und Aufforderungscharakter besitzen.


Die Hinweise zu den einzelnen Experimenten in diesem Band sollen Ihnen helfen, eine kind-gerechte Frage- bzw. Problemstellung zu konstru-ieren und innerhalb des Forschungsprozesses mehr Begleiterin und Ko-Konstrukteurin als Anleiterin zu sein. Verstehen Sie die Hinweise als Anregungen, nicht als festgelegten Ablaufplan! Variieren Sie die Vorschläge sinnvoll entsprechend der Individualität der Kinder, mit denen sie forschen, und Ihrer eige-nen Persönlichkeit. Darüber hinaus bleibt es weitgehend Ihrer Kreati- vität überlassen, den Forschungsprozess und seine Ergebnisse mithilfe von Visualisierungen zu veran-schaulichen und zu dokumentieren.Folgende Hinweise finden Sie zu den Experimenten:

In aller KürzeJedem Experiment ist eine kurze Darstellung seines inhaltlichen Schwerpunkts vorangestellt. Dies er-folgt in Frageform bzw. in Form einer Problemstel-lung. Sie finden hier also schon mögliche Formulie-rungen zum Einstieg in die Aktivität.

Das wird gebrauchtHier sind die benötigten Materialien aufgelistet. Die meisten lassen sich im Haushalt finden, für manche ist vermutlich ein Gang in den Baumarkt oder ins Bastelgeschäft notwendig. Für viele der hier vorgeschlagenen Experimente wird ein mög-lichst großes, durchsichtiges Plastikbecken benö-tigt, das eine Funktion als Terrarium, Aquarium oder Kühlbox erfüllt. Für die Funktion als Kühlbox wird das Becken mit Eiswürfeln gefüllt. Zusätzlich sollten Sie Salz hinzugeben, da dies die Temperatur in der Box noch einmal deutlich senkt.

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Bei vielen Experimenten (vor allem der Themen-komplexe eins, drei und vier) empfiehlt sich durch-gängig der Einsatz von Lupen als Materialimpuls, der die Kinder veranlasst, noch einmal „genauer hinzuschauen“. Insbesondere im Themenkomplex drei wird häufig mit Thermometern gearbeitet. Es lohnt sich, zu-nächst das Thermometer selbst und seine Funkti-onsweise genau zu untersuchen. Hierfür können Sie z. B. ein Thermometer abwechselnd in warmes und kaltes Wasser stellen und mit den Kindern seine Veränderung beobachten und beschreiben. Die Kinder können in der Regel zwar noch nicht die genaue Temperatur ablesen, sie können jedoch mit einiger Übung sehr gut das Sinken und An-steigen der farbigen Flüssigkeit im Thermometer beobachten, beschreiben und mit dem Sinken und Ansteigen der Temperatur in Verbindung bringen. Das Messen mit dem Thermometer sollte zunächst immer auch durch die eigene taktile Wahrneh-mung der Kinder unterstützt und veranschaulicht werden. Die Praxis zeigt, dass Kinder gerne und unbefangen mit Messinstrumenten, wie Thermo-metern und Waagen, umgehen, auch wenn sie diese noch nicht so präzise einsetzen können wie es das Gerät eigentlich ermöglicht. Insbesondere ab dem Vorschulalter lassen sich gut auch die Zah-len auf der Skala mit in die Messung integrieren. Die Kinder finden schnell selbst heraus, dass die Temperatur höher ist, wenn der Strich bei „sechs und null“ (also 60 °C) steht, als wenn er bei „fünf und null“ steht!

Die folgende Übersicht listet alle hier benötigten Materialien auf, diese sind jedoch vielfach durch Alternativen zu ersetzen. Lesen Sie sich daher zunächst immer die jeweilige Versuchsanleitung durch.

Materialien, die für diesen Band benötigt werden:

ForschermaterialLupe(n), Pipette(n), Taschenlampe, 2 Thermometer

aus der Küche

• großes durchsichtiges Plastikbecken

• zwei kleine, hitzebeständige Gläser gleicher Größe

• zwei große Gläser gleicher Größe, in die die kleinen Gläser gestellt werden können

• schmales, hohes Glas mit gleichmäßigem Rand

• größere durchsichtige (Glas-)Platte

• Schüssel

• Teller

• kleine Löffel

• ein Trichter

• Balkenwaage

• Streichhölzer

• mindestens 4 feuerfeste Schälchen

• leere Marmeladengläser

• kleine Saftfläschchen (ca. 0,2 l), mit Deckel

• Eiswürfel

• Salz

• Spülmittel

• Margarine

• Lebensmittelfarbe

• Tablett mit Rand

• großes Küchensieb

• großer Eimer

• Papiertücher

• längs halbierte Küchenpapierrolle

• Alufolie

• durchsichtige Plastiktüten (z. B. Frühstücks beutel)

aus dem Büro

• Stift

• Schere

• Klebeband

• Büroklammern

• Reißzwecken

• Pinsel

• Papier verschiedener Stärke und evtl. leichte Pappe

• Pergamentpapier

• breites Klebeband

• Lineal

• wasserfester Stift

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aus dem Bad • Creme • Lanolin (alternativ Vaseline) • Watte (Baumwolle)

aus dem Bastelgeschäft • kleine (Schuh-)Kartons • dunkles Tuch • großes Gummiband • Stecknadeln • Luftballons, kleine Luftballons ( Wasserbomben) • gut formbare Knete • Schafwolle • Vogelfedern (Daunenfedern u. Konturenfedern) • Klettverschluss

aus dem Baumarkt • Gummischlauch (Länge ca. 50 cm, Durchmesser ca. 1 cm)

• kleine Gegenstände aus Metall (Münzen, Schrauben etc.)

aus der Natur • frischer Waldboden oder Gartenerde • Regenwürmer • verschiedene Böden (z. B. heller Sand, Blumenerde, Gartenerde)

• totes Pflanzenmaterial (z. B. abgefallene Laubblätter)

• Sand, Kies, einige mittelgroße Steine

Hinweise für die ErzieherinnenIn diesem Abschnitt finden Sie Vorschläge zur Gestaltung der Problemstellung, z. B. in Form von Geschichten. Es werden Hinweise zu einer sinnvol-len inhaltlichen Schwerpunktsetzung beim Experi-mentieren gegeben, Alltagsbezüge aufgezeigt und mögliche begleitende Fragen formuliert. Außer-dem wird auf nötige Sicherheitsmaßnahmen sowie Variationsmöglichkeiten bei der Durchführung aufmerksam gemacht.

Durchführung und BeobachtungHier finden Sie die Anleitungen für die Experimen-te sowie die zu erwartenden Beobachtungen. Bei

vielen der hier vorgeschlagenen Experimente liegt der Schwerpunkt allerdings darauf, die Kinder selbst ausgehend von der Problemstellung ein Ex-periment entwickeln zu lassen. Gehen Sie in diesen Fällen entsprechend flexibel mit der hier formulier-ten Anleitung um – viel spannender ist es, wenn die Kinder sich selbst ein Experiment ausdenken!Unter der Überschrift „Beobachtung“ finden Sie le-diglich Hinweise dazu, was die Kinder während des Experiments sehen und entsprechend beschreiben können. Hier werden also noch keine Hinweise zu den Sachhintergründen des Experiments gegeben.

Wissenswertes

Hier wird der sachliche Hintergrund zu den Ex-perimenten in möglichst einfacher Form erklärt. Teilweise werden auch Beispiele aus dem Alltag oder der Wissenschaft für das erforschte Phäno-men beschrieben. Innerhalb der Themenkomplexe werden die Sachhintergründe teilweise aufeinander aufbauend von Experiment zu Experiment vertieft. Nutzen Sie die Informationen in erster Linie für sich als Sachhintergrund zum Experiment. Prüfen Sie, welche Erkenntnisse die Kinder sich selbst durch die Durchführung und Beobachtung des Experi-ments erschließen und an welchen Stellen Sie als Ko-Konstrukteurin einspringen und Hilfestellungen bzw. anschauliche Beispiele einfügen. Besonders bei sehr abstrakten Sachverhalten wird es notwen-dig sein, dass Sie aus den hier gegebenen Infor-mationen die für die Kinder relevanten auswählen, weiter didaktisch reduzieren und mithilfe von Bildern und Animismen veranschaulichen.

Varianten und weitere Ideen

In diesem Abschnitt finden Sie Möglichkeiten, das Experiment noch weiter zu variieren, z. B. indem die Kinder die Versuche mit anderen Materialien ausprobieren. Außerdem werden Möglichkeiten für andere Aktivitäten oder auch umfangreichere Projekte zu dem erforschten Sachthema aufge-zeigt.

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Mit Federn in die Luft

Friert der Vogel ohne Fell?Fell und Federn im Vergleich

In aller Kürze

Ein Vogel hat kein dickes Fell! Schützen ihn seine Federn ausreichend vor der Kälte? Finde es heraus!

Das wird gebraucht

• ein großes Wasserbecken mit Eiswürfeln und Salz • Schafwolle, Daunenfedern und Konturenfedern (im Bastelbedarf erhältlich)

• eine Lupe • 2 kleine Gläser gleicher Größe • 2 große Gläser gleicher Größe, in die die kleinen Gläser gestellt werden können

• 2 Thermometer • heißes Wasser • Stift zum Markieren

Hinweise für die Erzieherinnen

Als Einstieg in das Experiment eignet sich die kleine Geschichte „Die Taube auf dem Dach“ (siehe unten). Lassen Sie die Kinder überlegen, ob ein Vogel bei Kälte frieren muss. Vielleicht haben die Kinder schon einmal beobach-tet, dass Vögel ihr Federkleid bei Kälte dick aufplustern können. Lassen Sie die Kinder zunächst Konturenfedern und Schafwolle miteinander vergleichen, ergänzen Sie dann die Daunenfedern als Materialimpuls. Die Kinder können die Materialien genau betrachten, befühlen und beschreiben. Geben Sie ihnen hierzu eine Lupe: Federn unterscheiden sich in ihrem Aufbau deutlich von Fell und eine Daunenfeder ist anders aufgebaut als eine Kontu-renfeder. Fordern Sie die Kinder auf, Vermutungen zu den wärmedämmenden Eigenschaften der Materialien zu äußern. Wenn die Kinder bereits das Experiment zur Dämmwirkung von Schafwolle durchgeführt haben, wird es ihnen leichtfallen, ein Experiment zu beschreiben, mit dem man überprüfen kann, ob auch Daunen vor Kälte schützen. Haben die Kinder dieses Experiment noch nicht durchgeführt, geben Sie ihnen ausreichend Zeit, um eigene Lösungsansätze zu entwickeln.Auch wenn die Kinder bereits verschiedene Materialien auf ihre isolierende Wirkung hin untersucht haben, lohnt es sich, Federn noch einmal in einer eigenen Aktivität genau unter die Lupe zu nehmen. In den nachfolgenden Experimenten werden weitere Besonderheiten der Feder vertieft und ihre Eignung als „Flugmaterial“ diskutiert.

Die Taube auf dem Dach

Knut, das Schaf, ist auf Streit aus. Den ganzen Tag schon möchte er sich liebend gern mit irgendjemandem streiten. Es ist scheußliches Wetter, den ganzen Tag schon regnet und stürmt es. Außerdem ist es kalt. Eigentlich macht Knut die Kälte nichts aus, aber wenn es so grau draußen ist, bekommt er immer schlechte Laune.

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Als er so missmutig über den Hof streift, entdeckt er auf dem Dach des Bauernhauses eine Taube. „Ha“, sagt sich Knut, „endlich jemand zum Ärgern!“ Zügig trabt er auf die Taube zu. „Na, Taube“, meckert Knut, „dir ist bestimmt ganz schön kalt da oben!“ „Wie kommst du denn darauf?“, fragt die Taube gelangweilt. „Mäh, weil du doch gar kein so schönes, weiches und flauschiges Fell hast wie ich. Nur so dumme Federn“, setzt Knut nach. „Du hast aber auch wirklich keine Ahnung“, ruft ihm die Taube verächtlich zu. „Mein Federkleid hält mich ganz wunderbar warm!“ Ohne Knut noch eines weiteren Blickes zu würdigen, fliegt die Taube davon. „Mäh!“, ruft Knut ihr wütend hinterher. Erstens, weil sich die Taube gar nicht hat ärgern lassen und zweitens, weil er jetzt schon gerne wüsste, ob Federn wirklich so warm halten wie sein dickes Fell …

Durchführung

• Markiere die kleinen Gläser mit einem Stift auf gleicher Höhe ungefähr zwei Fingerbreit unter ihrem Rand. • Bedecke den Boden eines der beiden großen Gläser mit Schafwolle und den Boden des anderen großen Gla-ses mit Daunen.

• Stelle die kleinen Gläser in die großen Gläser. • Fülle nun auch die Räume zwischen den Wänden der Gläser mit Wolle bzw. mit Daunen. • Gieße dann vorsichtig heißes Wasser bis zur Markierung in die kleinen Gläser. • Stelle anschließend alle Gläser in das Becken mit den Eiswürfeln. • Kontrolliere mit den Thermometern immer wieder die Temperatur des heißen Wassers. Die Erzieherin hilft dir dabei.

Beobachtung

Das Wasser in den beiden kleinen Gläsern bleibt lange warm. Je nach verwendeten Mengen halten die Daunen-federn sogar besser warm!

Wissenswertes

Hast du dir die Federn genau angesehen? Dann wirst du festgestellt haben, dass sie ganz anders aufgebaut sind als ein Fell. Auch Konturfedern und Daunenfedern un-terscheiden sich deutlich voneinander. Während die Konturfedern sich fest und glatt anfühlen, wirken die Daunenfedern flaumig und weich. Die Daunenfedern befinden sich unter den Konturfedern. Bei den Konturfedern gehen von einem mittleren Haupt-ast viele kleinere Seitenäste ab. Diese verhaken sich miteinander und bilden so eine gleichmäßige, glatte Tragfläche. Bei Daunenfedern stehen dagegen die Äste wirr vom

Schaft ab und verhaken sich nicht ineinander. Dadurch sind sie plusterig und können wie Fell Luft am Vogelkörper festhalten. Da Luft die Wärme schlecht leitet, ist der Vogelkörper gut vor Wärmeverlust geschützt (vgl. Expe-riment „Welches Material schützt am besten vor der Kälte?“).Ist es draußen sehr kalt, können Vögel ihre Federn mithilfe kleiner Muskeln aufstellen. Du kannst dies im Winter häufig be-obachten: Vögel sträuben ihr Gefieder, dadurch wird die schüt-zende Luftschicht an ihrem Körper dicker. Ist es warm, legen sie dagegen ihre Federn eng an.


Beobachte im Winter Vögel an einem Futterhäuschen. Wenn es richtig kalt ist, wirst du sehen, wie sie sich auf-plustern!

Deckfeder

Dune

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Was haben Fell und Federn gemeinsam?Das Material, aus dem Fell und Federn bestehen

In aller Kürze

Fell und Federn sehen zwar unterschiedlich aus, aber sie haben doch mehr gemeinsam, als du vielleicht denkst!

Das wird gebraucht

• Schafwolle • Vogelfedern • Papier • Watte • evtl. eigene Haare • 4 feuerfeste Schälchen • Streichhölzer • Schere • Eimer mit Wasser zur Sicherheit • evtl. eine Lupe


Überlegen Sie zusammen mit den Kindern, was Federn und Fell gemeinsam haben und welche Unterschiede es zu entdecken gibt. Im Vordergrund steht zunächst das genaue Betrachten und Beschreiben der Materialien. Stellen Sie den Kindern hierfür eine Lupe zur Verfügung. Bevor Sie das Experiment mit den Kindern durchführen, sollten noch einmal Sicherheitsregeln besprochen wer-den. Sie sollten das Experiment nur mit sehr wenig Material und nur in einem gut zu lüftenden Raum durchfüh-ren, da der Geruch der verbrennenden Materialien recht intensiv ist.

Vorschläge für begleitende Fragen

Wo wachsen Federn und wo das Fell?Was, glaubst du, wird zu beobachten sein, wenn wir Fell und Federn verbrennen?Wie riechen das Papier, die Feder, die Watte und die Wolle, wenn sie verbrennen?

Durchführung

• Lege eine kleine Menge Wolle, Watte, ein kleines Stück Papier und ein kleines Stück Feder jeweils in ein feuer-festes Schälchen.

• Verbrenne zunächst das Stück Papier. Beobachte gut und rieche ein wenig. • Verbrenne nun nacheinander die anderen Materialien. Vergleiche stets das Aussehen der Flamme und den Geruch miteinander.

Beobachtung

Papier und Watte (Baumwolle) brennen deutlich besser als Schafwolle, Federn und Haare. Die tierischen Materia-lien riechen beim Verbrennen sehr stark und ähnlich. Der Geruch bei verbrennendem Papier und Watte ist nicht so streng.

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Wissenswertes

Hast du bemerkt, dass sich die Gerüche von Wolle und Feder stark ähneln, wenn man sie verbrennt? Das ist nicht verwunderlich. Die Federn der Vögel werden so wie deine Haare oder Fingernägel, die Wolle der Schafe und auch die Schuppen von Reptilien von der Haut gebildet. Sie unterscheiden sich zwar ein wenig in ihren Bestandteilen und vor allem in ihrem Aufbau, besitzen jedoch alle die gleiche Hornsubstanz, die sich Keratin nennt. Papier und Watte (Baumwolle) ähneln sich ebenfalls. Beide bestehen aus pflanzlichem Material, der Zellulose. Verbrennt man Dinge, kann man oft am Geruch erkennen, dass sie aus dem gleichen Material sind!


Sieh dir doch einmal an, wie ein Pferd ein neues Hufeisen bekommt! Wenn der Schmied zwischendurch das glühende Eisen an den Pferdehuf drückt, um zu gucken, ob es passt, riecht es genauso, als wenn du Wolle oder Federn verbrennst. Das tut dem Pferd übrigens nicht weh. Es ist so, als ob du dir in einen Fingernagel beißt oder in die Haare kneifst!

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Wozu hat der Vogel Federn?Die Leichtigkeit der Vogelfeder

In aller Kürze

Na klar, der Vogel hat Federn, um fliegen zu können! Aber warum eignen sich Federn so besonders gut zum Fliegen?

Das wird gebraucht

• Papier verschiedener Stärke und evtl. leichte Pappe, in Federform zurechtgeschnitten

• Vogelfedern (Konturenfeder) • eine Balkenwaage • Stift und Schere • evtl. eine Lupe


Warum haben Vögel Federn und kein Fell? Warum eignen sich die Federn so gut für das Leben in der Luft? In diesem und den darauffolgenden beiden Experimenten erforschen die Kinder am Beispiel der Vogelfeder Materi-aleigenschaften, die für das Fliegen wichtig sind. Hierzu zählen die Leichtigkeit, die Stabilität und die Unbenetz-barkeit.Haben die Kinder bereits die zuvor beschriebenen Aktivitäten durchgeführt, haben sie sich schon ein wenig mit den Federn beschäftigt. Während bei der Aktivität zur Wärmedämmung („Friert der Vogel ohne Fell?“) die Dau-nenfedern im Vordergrund standen, geht es nun um die Besonderheiten der größeren Konturfedern.Am Beginn der Aktivität sollte nochmals eine genaue Betrachtung und Beschreibung der Feder stehen, diesmal mit der Fragestellung, warum sich die Feder so gut als Flugmaterial eignet. Möglicherweise werden die Kinder bereits feststellen, dass eine Feder besonders leicht ist und eine große Fläche hat. Aus dieser Überlegung lässt sich das Experiment herleiten. Fragen Sie die Kinder, ob sie glauben, dass eine Feder leichter oder schwerer ist als Papier. Halten Sie Papier verschiedener Stärken als Materialimpuls bereit. Diskutieren Sie mit den Kindern Möglichkeiten zur Überprüfung ihrer Vermutungen. Für das Experiment sollten Sie vorab Federn aus Papier aus-schneiden, wenn dies feinmotorisch für die Kinder noch zu anspruchsvoll erscheint.

Durchführung

• Zeichne den Umriss einer Feder auf ein Blatt Papier und schneide die Papierfeder aus. • Stelle Vermutungen auf, ob die Vogelfeder oder die Papierfeder schwerer ist. • Vergleiche das Gewicht der Vogelfeder und das der Papierfeder mithilfe der Waage. • Wiederhole den Versuch mit einer Papierfeder aus dünneren oder dickeren Papier.

Beobachtung

Die Feder ist leichter als oder genauso schwer wie Papier gleicher Fläche.

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Wissenswertes

Zum Fliegen benutzt der Vogel seine kräftigen Konturfedern. Aber auch bei den Konturfedern gibt es Unterschiede. Die Deckfedern lie-gen eng am Vogelkörper dachziegelartig übereinander und schützen ihn vor Wind und Regen. Die Schwungfedern bilden wie bei einem Flugzeug die Tragflächen des Vogels, während die Schwanzfedern beim Steuern im Flug helfen. Um sich für das Fliegen zu eignen, müs-sen die Federn zugleich stabil und biegsam sein, sie sind daher recht kompliziert gebaut.Du erkennst bestimmt den dicken Hauptast, der die Konturfedern mittig durchzieht. Er wird Federkiel genannt. Der untere Teil des Federkiels, die Spu-le, ist hohl, unbehaart und steckt in der Haut des Vogels. Den oberen Teil des Federkiels nennt man Schaft, an ihm ist die Federfahne befestigt. Wusstest du, dass man früher Federkiele zum Schreiben benutzte?Dadurch, dass die relativ dicke Spule bei der ausgewachsenen Feder innen nahezu hohl ist und sich die Fläche der Fahne aus vielen dünnen Ästchen zusammensetzt, ist die Feder sehr leicht, was für das Fliegen sehr wichtig ist. Beim Bau von Flugzeugen müssen die Flugzeugingenieure auch darauf ach-ten, möglichst leichte und zugleich stabile Materialien zu verwenden.


• Vergleiche mit einer Waage das Gewicht von Federn und Fell: Wie viel Schafwolle wiegt genauso viel wie eine, zwei oder drei Federn? Ganz viele Federn wiegen genauso viel wie eine kleine Menge Schafwolle. Weil die Federn so leicht sind, kann der Vogel fliegen. Ein Tier mit Fell ist zu schwer zum Fliegen.

• Teste, wie gut sich mit dem hohlen Federkiel schreiben lässt! Besorge dir hierfür flüssige Tinte.

Innenfahne

Außenfahne

Äste

Schaft

Spule

Kiel

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Kann ein Vogel seine Federn reparieren?Der Vogelfederklettverschluss

In aller Kürze

Was passiert, wenn ein Vogel in ein dichtes Gebüsch fliegt, vielleicht sogar in eines mit Dornen? Gehen dort nicht seine Federn kaputt?

Das wird gebraucht

• Vogelfeder (Konturfeder) • Papierfeder • Stecknadel • Lupe • Klettverschluss


Für das Fliegen ist es sehr wichtig, dass die Federn eine stabile und geschlossene Tragfläche bilden. Aber was ist, wenn sich ein Vogel im dichten Geäst Risse in den Federn zuzieht? Der Versuch zeigt den Kindern, dass Federn nicht nur stabil und elastisch sind, sondern sich zudem reparieren lassen. Sie können in die Aktivität einleiten, indem Sie den Kindern eine „zerrissene“ Feder zeigen. Fragen Sie, ob diese Feder nun kaputt sei. Vermutlich werden die Kinder von allein versuchen, die Risse wieder zu schließen, und dabei erste Erfahrungen mit dem „Vogelfederklettverschluss“ machen.Verdeutlichen Sie die Besonderheit der Vogelfeder durch den Vergleich mit einer Papierfeder und diskutieren Sie mit den Kindern, warum sich die Vogelfeder wieder reparieren lässt. Setzen Sie schließlich den Klettverschluss als Modell ein.

Durchführung

• Streife mit der Stecknadel kräftig über eine Konturfeder. • Halte nun die Feder zwischen Daumen und Zeigefinger und streife damit vom Schaft aus nach außen. • Wiederhole den Versuch mit der Papierfeder. Was kannst du beobachten?

Beobachtung

Die Stecknadel reißt die Äste der Feder-Fahne auseinander. Streift man mit Daumen und Zeigefinger mehrfach über den Riss, schließt er sich wieder. Auch das Papier wird durch die Stecknadel beschädigt oder sogar zerris-sen. Hier lässt sich der Schaden jedoch nicht reparieren.

Wissenswertes

Das Gefieder der Vögel macht die Oberfläche des Vogels glatt, sodass er beim Fliegen mit möglichst geringem Widerstand durch die Luft gleiten kann.Das Keratin, aus dem die Federn bestehen, ist sehr biegsam. Das ist wichtig, damit der Federkiel nicht so leicht abknickt.

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Federn mit Rissen in den Fahnen wären nicht mehr gut als Tragflächen zum Fliegen geeignet. Außerdem könnte Feuchtigkeit durch die offenen Stellen bis zu den Daunen und zur Haut des Vogels vordringen.Wenn du dir die Fahne der Konturfedern genau anschaust, siehst du, dass sie im unteren Teil wenige, weiche Daunen besitzt. Darüber zweigen vom Schaft stabile Federäste ab. Bei einer mittleren Feder können dies bis zu 1000 Ästchen sein! Von je-dem Federästchen zweigen noch einmal um die 500 kleinere Seitenästchen ab. Diese winzigen Seitenästchen werden Strahlen genannt. Mit bloßem Auge und auch mit der Lupe kannst du sie nicht erkennen. Die Strahlen zwischen zwei größeren Federästchen können sich ineinander verhaken. Dadurch verbinden sie die Federäste zu einer geschlossenen, stabilen Tragfläche.Streift nun ein Dorn durch die Federfahne, reißt er nur die Strahlen auseinander. Vögel können solche Risse leicht selbst wieder schließen, indem sie mit ihrem Schnabel vom Schaft aus über die Federfahne streifen. Dabei legen sich die Federästchen ordentlich nebeneinander und die Strahlen zwischen ihnen verhaken sich wieder ineinan-der. Das ganze funktioniert ähnlich wie ein Klettverschluss!


Die feinen Strahlen zwischen den Federästen kann man nur mit dem Mikroskop erkennen. Sieh dir ein mikros-kopisches Bild von einer Federfahne an. Erkennst du die Strahlen? Es gibt zwei verschiedene Arten: Haken- und Bogenstrahlen.

Innenfahne

Außenfahne

Äste

Schaft

Spule

Kiel

Ast

Schaft

Bogenstrahl

Hakenstrahl

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Kann ein Vogel im Regen fliegen?Vogelfedern sind Wasser abweisend

In aller Kürze

Bekommt ein Vogel Schwierigkeiten, wenn es regnet? Wird er dann nass und schwer und fällt zu Boden? Finde es heraus!

Das wird gebraucht

• Vogelfeder (Konturfeder) • Papierfeder (vgl. Seite 8 – 9 „Wozu hat der Vogel Federn?”) • Pipette • Becherglas mit Wasser • Papiertücher


In der vorangegangenen Aktivität wurde deutlich, dass Federn besonders leicht und stabil sind. Vögel können kleine Risse in den Federn selbst reparieren. Was passiert jedoch, wenn die Federn nass und schwer werden? Kann der Vogel dann noch fliegen?Lassen Sie die Kinder selbst überlegen, wie sie herausfinden können, ob Federn nass werden können. Haben die Kinder bereits den Versuch zur Imprägnierung von Schafwolle durchgeführt, stellen sie vielleicht die Vermutung an, dass eine Feder mit Fett imprägniert und daher Wasser abweisend ist. Auch dies kann in einer Variation des Versuchs experimentell überprüft werden.

Durchführung

• Gib mit einer Pipette je einen Tropfen Wasser auf die Vogelfeder und auf die Papierfeder. Beobachte, was passiert. • Halte die Federn ein wenig schräg und beobachte, was passiert. • Schüttle die Vogelfeder erst kräftig und tupfe sie dann mit einem Papiertuch ab. Prüfe, ob sich noch Feuchtigkeit auf der Feder befand.

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Beobachtung

Der Tropfen Wasser auf der Papierfeder dringt sehr schnell in das Papier ein und durchfeuchtet es. In die Feder dringt dagegen kaum Wasser ein und der Tropfen perlt ab, sobald die Feder schräg gehalten wird.

Wissenswertes

Regenwasser kann aus verschiedenen Gründen nicht in das Gefieder eindringen und es durchfeuchten. Das ist für die Vögel sehr wichtig, da sie sonst schwer würden und kaum noch fliegen könnten.Fällt Regen auf den Vogelkörper, perlt er an den Deckfedern ab, die wie Dachziegel den Vogel bedecken. Jede einzelne Konturfeder bildet mit ihrer Fahne, deren Ästchen durch die dazwischenliegenden Strahlen eng mitein-ander verbunden sind, eine für Wasser fast undurchdringliche Fläche.Das Keratin, aus dem sie bestehen, ist eine Wasser abweisende Hornsubstanz. Die Haut der Vögel stellt wie die der Schafe zusätzlich Fette her, die der Vogel im Gefieder verteilt, wenn er es putzt und ordnet.Manche Vögel, z. B. Tauben und Wasservögel, besitzen außerdem sogenannte Puderfedern, die einen feinen, wasserabweisenden Staub aus Keratin produzieren.Stellst du eine Feder über längere Zeit in ein Wasserglas, wirst du allerdings trotz allem sehen, dass sie Feuchtig-keit aufnimmt. Dies passiert bei einer gereinigten Feder aus dem Bastelgeschäft natürlich deutlich schneller als bei einer ungereinigten.

Analog dazu ist in der Luftfahrt die Beschaffenheit der Oberflächen von Flugzeugen von großer Bedeutung. Die Luftfahrtingenieure versuchen, möglichst glatte und Wasser abweisende Oberflächen zu entwickeln. Im Winter ist es wichtig, vor dem Start der Flugzeuge die Tragflächen zu kontrollieren und wenn nötig zu enteisen. Es wäre sehr gefährlich, mit einem Flugzeug zu fliegen, das Eis auf seinen Tragflächen hat, da es dadurch beschwert wird und sich seine Flugeigenschaften verändern.


• Teste, ob deine Feder Wasser abweisend ist, weil sie Fett enthält. Reinige die Feder sorgfältig, aber ohne sie zu beschädigen, mit Spülmittel. Das Spülmittel löst das Fett. Lasse die Feder dann wieder vollständig trocknen. Gib dann erneut einen Wassertropfen auf die Feder und untersuche, ob sie weniger Wasser abweisend gewor-den ist.

• Versuche durch eine Konturfeder hindurch ein Teelicht auszublasen. Verwende einen Strohhalm, um stärker gegen die Feder pusten zu können. Feuchte die Feder an, indem du sie in ein Wasserglas tauchst, und versu-che es erneut. Wie du siehst, bildet die Federfahne eine stabile, luftundurchlässige Fläche. Es wird dir nicht gelingen, durch sie hindurch ein Teelicht auszublasen! Selbst wenn du sie nass machst, lässt die Feder keinen Luftstrom hin-durch. Versuchst du dagegen, durch ein straff gehaltenes Taschentuch eine Kerze auszublasen, wird dir dies bestimmt gelingen.

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Braucht der Regenwurm keine Beine?

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Illustrationen: Viola Christina Beyer, Julia FlascheUmschlaggestaltung: Mindcrafts, AugsburgSatz: Fotosatz H. Buck, KumhausenBestellnr.: 06310DA4

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