Wasserversorgung

Bei dieser Aufgabe geht es um die Wasserknappheit, ein ernst zu nehmendes Problem für viele Länder Europas und der ganzen Welt. Im Jahr 2025 wird voraussichtlich die Hälfte der Weltbevölkerung mit Wassermangel konfrontiert sein. Die SchülerInnen haben im Rahmen dieser Aufgabe die Gelegenheit, sich mit Messen, Größen und einfacher Statistik zu beschäftigen. Außerdem können sie ihre naturwissenschaftlichen Kenntnisse zum Thema Wasser und Überlegungen zum Umweltschutz in den Lösungsweg mit einfließen lassen.

 

Zeitbedarf: vier Unterrichtsstunden


Didaktisch-methodische Ideen
Diese Aufgabe ist angelegt auf vier Unterrichtsstunden zu je 40 Minuten. In der ersten Stunde lesen die SchülerInnen Zeitungsartikel zum Thema Wasserknappheit, arbeiten Hintergrundinformationen heraus und beantworten Fragen zum Leseverständnis. Bei Bedarf können Hintergrundinformationen und Fragen an die Lesekompetenz der SchülerInnen angepasst werden. An dieser Stelle kann auch Google Earth eingeführt werden, so dass es in den weiteren Unterrichtsstunden als zusätzliches Hilfsmittel zur Verfügung steht. In den folgenden drei Unterrichtsstunden geht es um das mathematische Modellieren, um die Lösung des Problems und das Festhalten von Ergebnissen. Die Aufgabe ist für die Arbeit in Dreier- oder Vierergruppen konzipiert. Zur Dokumentation der Ergebnisse eignet sich zum Beispiel die Form eines Briefes, den jeder Schüler und jede Schülerin schreibt. An den Briefen können wir erkennen, wie die einzelnen SchülerInnen das Problem im Sachzusammenhang verstanden haben und wie ihr Weg zu einer Lösung aussieht.

 



Wasserimport
Letzte Woche wurde allen Bewohnern Zyperns ein offizielles Schreiben zur Wassereinsparung zugestellt. Darin sprach der Leiter des zypriotischen Wasserausschusses die Abhängigkeit der Insel von Meerwasserentsalzungsanlagen an und erklärte Folgendes: „Wir entsalzen nicht einfach, ohne die Konsequenzen in Betracht zu ziehen. Es handelt sich um einen energieintensiven Prozess, der Treibhausgase produziert, für die Zypern finanziell abgestraft wird“. Zypriotische Regierungsvertreter beschlossen kürzlich, einen Vertrag mit einem Nachbarland zu unterzeichnen, nach dem ab Ende Juni zwölf Millionen Kubikmeter Trinkwasser nach Zypern importiert werden sollen.


Was denkt ihr? Aus welchem Land importiert Zypern wohl sein Wasser? Was vermutet ihr und warum?

Die SchülerInnen können diese Aufgabe zu dritt oder viert bearbeiten. Zuvor können wir mit der ganzen Klasse qualitative und quantitative Informationen aus dem Text herausarbeiten und diskutieren, wie qualitative Angaben (z. B. die Beschaffenheit der Hafenanlagen) in die Überlegungen einbezogen werden können. Wir können ebenfalls diskutieren, wie verschiedene Variablen (z. B. die Entfernung zwischen Ländern, der Wasserpreis) zusammen betrachtet und gewichtet werden können. Auch Konzepte wie Spannweite oder Mittelwerte (z. B. Mittelwerte der einzelnen Variablen) können inhaltlich in die Diskussion einfließen.

Danach können die SchülerInnen in Gruppenarbeit anfangen zu planen, wie sich der optimale Wasserlieferant Zyperns am besten ermitteln lässt. Nach der Lösung der Aufgabe verfassen die SchülerInnen einen Brief, in dem sie ihren Lösungsweg erklären. Oder sie gestalten ein Plakat, auf dem sie ihre Ergebnisse erläutern und dokumentieren. Während die SchülerInnen tüfteln, können die LehrerInnen in die Gruppen gehen und die SchülerInnen dazu anregen, die Aufgabe vielschichtiger zu betrachten. Die Aufgabe eignet sich sowohl für die Grundschule als auch für die Sekundarstufe. Die Komplexität der Fragen und Lösungswege hängt von dem Alter und den Fähigkeiten der SchülerInnen ab.

Im folgenden Abschnitt wird der Einsatz der Aufgabe in einer Grundschule beschrieben. Normalerweise denken die SchülerInnen in diesem Alter (6-9) eher „eindimensional“, halten z. B. das Land mit dem niedrigsten Wasserpreis oder das Land, das am nächsten liegt, für das beste. Als Lehrkräfte müssen wir die SchülerInnen zur Berücksichtigung aller verfügbaren Daten anregen. Wichtig ist die Formulierung der Ergebnisse, wenn möglich schriftlich, auf jeden Fall aber mündlich.

Erfahrungen aus dem Unterricht
Bei der Durchführung der Aufgabe mit Neunjährigen haben die SchülerInnen eine Reihe interessanter Modelle entworfen. Sie setzten sich intensiv mit dem Problem der Wasserknappheit auseinander und haben seine Bedeutung richtig erkannt.

Die Arbeit mit Computern und vor allem mit Google Earth machte ihnen Spaß. Viele Gruppen verwendeten zur Erkundung der Nachbarländer und deren Landschaftsprofil Computerprogramme. Sie fügten Ortsmarkierungen ein und verwendeten zur Berechnung von Entfernungen das „Lineal“. In vielen Gruppen sprachen die Lehrkraft und die SchülerInnen darüber, was ein Kilometer ist und in welchem Verhältnis er zu anderen Maßeinheiten steht. In einigen Gruppen sprachen die SchülerInnen über Öl- und Wasserpreise. Die verfügbaren Daten wurden in vielen Gruppen allerdings nicht optimal genutzt. Als Grundlage für die endgültige Auswahl (Libanon) verwendeten sie zwar teilweise die verfügbaren Daten und ihre Berechnungen, lieferten aber selten eine komplette Lösung.

Natürlich waren auch nicht alle Lösungsansätze erfolgreich. Zwei Gruppen rechneten einfach darauf los und griffen dabei nur teilweise auf die verfügbaren Daten zurück. Eine Gruppe kam zu dem Schluss, dass der Import aus Griechenland aufgrund des niedrigen Wasserpreises die beste Lösung wäre.

Im Gegensatz dazu erstellten die SchülerInnen zweier Gruppen für jede Variable (Entfernung, Ölpreis) eine Rangliste der Länder und bestimmten ihre endgültige Lösung anhand einer mehr oder weniger intuitiven Kombination dieser beiden Variablen. So schlugen sie den Wasserimport aus dem Libanon vor und begründeten ihre Wahl damit, dass die Entfernung zwischen dem Libanon und Zypern die kürzeste ist (das Land stand auf der Rangliste der Variable „Entfernung“ auf Platz eins) und dass der Ölpreis nicht sehr hoch ist (wenn auch laut Rangliste nicht der günstigste) – eine ziemlich raffinierte Lösung.



Autor: Nicholas G. Mousoulides, Technische Universität Zypern
Fotos: Nicholas G. Mousoulides