Arbeitsblätter Temperatureinheiten

Auf der Welt gibt es verschiedene Einheiten, um die Temperatur anzugeben. Bevor sich die Schüler mit diesen Temperatureinheiten beschäftigen, sollen sie zunächst lernen, was Temperatur ist. Entsprechende Unterrichtsversuche, unterstützt durch passende Arbeitsblätter, sind sinnvoll. Die bei uns gebräuchlichste Temperatureinheit ist das Grad Celsius und sollte zuerst eingeführt werden. Dazu gehört auch das korrekte Ablesen eines Thermometers. Dann können die Fahrenheit und die Kelvin Skala folgen. Um die Schüler an den Umgang mit verschiedenen Einheiten zu gewöhnen, sind zum Beispiel Umrechnungsaufgaben hilfreich.

• Unterrichtsmaterial zum Thema Arbeitsblätter Temperatureinheiten

  • Arbeitsblatt: Grad Celsius (C) in Kelvin (K) umrechnen
  • Arbeitsblatt: Kelvin (K) in Grad Celsius (C) umrechnen
  • Deckblatt Temperatureinheiten
  • Rechenaufgabe: Celsius und Fahrenheit

Thema Temperatureinheiten in der Grundschule

Die Temperatureinheit Grad (Celsius) gehört neben den Gewichts-, Geld- und Zeiteinheiten zu den am häufigsten benutzten Einheiten in unserem Alltag. Die meisten von uns benutzen sie mindestens einmal am Tag. Neben der bei uns gebräuchlichen Einheit Celsius, werden international aber auch die Einheiten Kelvin und Fahrenheit verwendet.

Am Ende des vierten Schuljahres sollten die Kinder:

verschiedene Temperaturmessgeräte kennen

• mit ihnen die Temperatur ermitteln können
• die drei unterschiedlichen Temperatureinheiten kennen
• mit Temperatureinheiten rechnen können
• Temperatureinheiten umrechnen können
• Temperaturen ungefähr einschätzen können

Gerade das umrechnen von einer Temperatureinheit fällt den Kindern oft schwer. Dieses Grundwissen wird aber für den Chemie- und Physikunterricht der weiterführenden Schulen vorausgesetzt. Hier sollte den Kindern ausreichend Übungsmaterial angeboten werden. Mit unseren kostenlosen Arbeitsblättern zu den Temperatureinheiten kannst Du dabei die Kinder individuell fördern und in ihrem eigenen Lerntempo unterstützen. 

Im Gegensatz zu der häufig genutzten Temperatureinheit Grad Celsius finden die anderen Temperatureinheiten in unserem Alltag jedoch keine Verwendung.

Voraussetzungen für das Rechnen mit Temperatureinheiten

Damit die Kinder Temperatureinheiten können und Temperaturunterschiede berechnen können bedarf es einiger Voraussetzungen. Die Kinder müssen:

• Temperaturmessgeräte kennen gelernt haben
• Temperaturmessskalen ablesen können
• sicher die vier Grundrechenarten beherrschen
• mit Dezimalzahlen rechnen können
• Negativen Zahlen kennengelernt haben
• die Rechengesetze kennen (Punkt vor Strich)

Das Rechnen mit Temperatureinheiten und mit Geld ist ein guter Einstieg in die Welt der negativen Zahlen für Kinder. Gerade am Beispiel "Geld" und "Geld leihen" lässt sich das Prinzip der negativen Zahlen und das Rechnen mit ihnen besonders gut erläutern. Wobei auch diese Beispiele Grenzen haben, da man dadurch den Kindern leider nicht erklären kann warum Minus mal Minus plus ergibt. Aber das würde müssen die Kinder in der Grundschule zum Glück auch noch nicht berechnen. 

Temperatureinheiten im Überblick

In Deutschland und international wird zumeist Grad Celsius als Temperatureinheit verwendet. Ausnahmen bilden hier nur die USA. Die Vereinigten Staaten benutzen Grad Fahrenheit als Temperatureinheit. In England sind beide Temperatureinheiten gebräuchlich. Offiziell wird dort Celsius verwendet, die Bevölkerung benutzt aber häufig noch Fahrenheit.
Die Temperaturmaßeinheit Grad Kelvin wir überwiegend im technischen Bereich verwendet.

• 1° Celsius (C) = 33.8° Fahrenheit (F) = 274.15° Kelvin (K)
• 1° Kelvin (K) = -272.15° Celsius (C) = -457.87° Fahrenheit (F)
• 1° Fahrenheit (F)= -17.22° Celsius (C) = 255.93 ° Kelvin (K)

Da das Rechnen mit Kommazahlen meist eine hohe Fehlerquote birgt und in normalen Alltag eher ganze Temperaturzahlen genannt werden, vereinfacht man die Umrechnung von Temperatureinheiten etwas:

• Um den Kelvinwert von einer Celsiusangabe zu berechnen addiert man den Wert 273.
• 1° Celsius wären dann also 274° Grad Kelvin

Umgekehrt subtrahiert man von einer Kelvineinheit den Wert 273 um die Celsiusangabe zu erhalten

• 275°K - 273 = 2 Grad

Wie man sieht kann man Kelvin und Celsius sehr einfach umrechnen. Lediglich um die Umrechnungszahl zu verinnerlichen bedarf es einiger Übung. hierzu kannst du entweder unsere kostenlosen Arbeitsblätter nutzen oder die mit unserem Arbeitsblattgenerator zu Temperatureinheiten eigene Arbeitsblätter erstellen. Damit kannst Du jeden individuellen Leistungsstand der Kinder optimal berücksichtigen.

Schwieriger ist es Celsius in Fahrenheit umzurechnen. Dazu bedarf es einer doch recht umfangreichen Formel und der Kenntnis der mathematischen Rechengesetze.

• °C = (°F - 32) * 5/9
• °F = °C * 1,8 + 32

Schüler die Fahrenheit in Celsius umrechnen müssen also:

• Klammern ausrechnen können und wissen, dass diese zuerst ausgerechnet werden
• Punkt- vor Strichrechnung kennen
• mit Dezimalzahlen rechnen können

Häufige Probleme im Umgang mit Temperatureinheiten

Wie beim Rechnen mit anderen Einheiten auch, gibt ein auch beim Rechnen mit Temperatureinheiten Fehler die besonders häufig gemacht werden. Diese sind:

1. Probleme beim Ablesen der Temperaturskalen: Damit die Kinder die Temperaturen der verschiedenen Messskalen genau ablesen können, müssen sie den Umgang und das richtige Ablesen geübt haben. Hierzu eignet sich zum Beispiel das Thema Temperaturen im Themenbereich Klima oder Messgeräte im Themenkomplex Technik. Bei Kindern mit einer Sehschwäche muss darauf geachtet werden, ob nicht die (möglicherweise unerkannte) Sehschwäche Ursache der Messfehler sind. 
   
   
2. Auch beim Einzeichnen von Temperatureinheiten kann es durch Sehfehler aber auch durch feinmotorische Probleme zu einer erhöhten Fehlerquote kommen. Auch das korrekte Einzeichnen auf der Temperaturskala muss entsprechend geübt werden.
   
   
3. Beim Errechnen von Temperaturdifferenzen im Dezimalbereich kann es häufig zu Fehlern kommen, weil die Kinder entweder nicht sicher mit Dezimalzahlen rechnen können oder immer noch (versteckte) Problem beim Zehnerübergang haben. Hier muss zunächst das genaue Problem ermittelt und dann entsprechend aufgearbeitet werden. Zu beiden Themen findest du bei uns umfangreiches Übungsmaterial zum kostenlosen ausdrucken.
   
   
4. Beim Umrechnen von Celsius in Fahrenheit und umgekehrt ist zum einen die Komplexität der Formel ein Problem. Hier sind die Kinder einfach oft noch kognitiv mit den verschiedenen Rechenoperationen überfordert. Abhilfe schafft hier gemeinsames und kleinschrittiges Rechnen.
   
   
5. Ein weitere Fehlerquote liegt hier beim Missachten der Rechengesetze. Diese sollten vor der Einführung der Temperatureinheiten von allen Kindern sicher beherrscht werden. Auch zu diesem Thema findest Du bei uns diverses Unterrichtsmaterial. 

Fächerübergreifende Unterrichtsideen zum Thema Temperatureinheiten

Das Thema Temperatureinheiten lässt sich wie viele andere mathematische Themen auch sehr gut fächerübergreifend unterrichten. Zum Thema Temperatureinheiten bietet sich hier speziell der Sachunterricht aber auch der Englischunterricht an.

In Sachunterricht kann zum Beispiel die Geschichte der unterschiedlichen Temperatureinheiten thematisiert werden. Celsius hat die Übergänge der Aggregatformen von Wasser als Fixpunkt genommen, Fahrenheit dagegen hat mehr oder weniger willkürliche Werte als Fixpunkte genommen (Außen- und Körpertemperatur).

Kostenloses Übungsmaterial zum Thema Temperatureinheiten

Der Umgang mit Temperaturberechnung wird oft sehr stiefmütterlich in den Lehrwerken behandelt. Zar benötigt man Temperaturberechnung tatsächlich nicht so häufig, aber das Rechnen mit Temperatureinheiten hat diverse Vorteile die man im Unterricht nutzen sollte.

Zum einen bringt das Rechnen mit unterschiedlichsten Einheiten Abwechslung in den Unterricht. Natürlich macht es rechnerisch keinen Unterschied, ob man jetzt Dezimalzahlen mit oder ohne eine Temperatureinheit subtrahiert. Für die Kinder macht es aber einen großen Unterschied. Durch den praktischen Bezug der Zahlen zu realen Dingen des täglichen Lebens, sind die Kinder nachweislich engagierter am Lernen. Zum anderen ist gerade das Umrechnen von Fahrenheit in Celsius eine gute Gelegenheit, Rechengesetze richtig anzuwenden und das mathematische Verständnis der Kinder zu testen. 

Da es nur sehr wenige Aufgaben zum Rechnen mit Temperatureinheit in den Schulbüchern gibt, haben wir Dir hier ein umfangreiches Sortiment an kostenlosen Arbeitsblättern zu Temperatureinheiten zum Ausdrucken zusammengestellt.

Didaktischer Kommentar zum Thema Temperatureinheiten

Zwar verwenden wir in unserem Alltag häufig Temperatureinheiten, gerechnet wird mit ihnen im Alltag im Gegensatz zu anderen Einheiten aber eher nicht. Das Rechnen mit Temperatureinheiten beschränkt sich auf das Berufs- und eventuell Urlaubsleben.  Trotzdem ist es aus verschiedenen Gründen wichtig, dass die Kinder in der Grundschule das Umrechnen von Temperatureinheiten kennen lernen.

Zum einen gehört eine gewisse Kenntnis über Temperatureinheiten zum Allgemeinwissen und wird auf den weiterführenden Schulen als bekannt vorausgesetzt. Zum anderen fördert das Umrechnen von Temperatureinheiten auch das mathematische Verständnis der Kinder und schafft einen weiteren Praxisbezug von Unterrichtsstoff. Darüber hinaus eignet sich gerade das Umrechnen von Fahrenheit in Celsius um verschiedene Lerninhalte bei den Schülern zu festigen aber auch zu überprüfen.

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