Die nachfolgende Unterrichtseinheit beschreibt eine Möglichkeit der Integration von berufsorientierenden Maßnahmen in den Unterricht. Im Rahmen einer achtstündigen Einheit informieren sich die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen zunächst selbständig über verschiedene Ausbildungsberufe in der Energiebranche. Anschließend werden eigenen Präsentationen erstellt, die z. B. im Rahmen eines öffentlichen Präsentationstages vorgestellt werden können. Für die Erstellung der Präsentationen werden den Schülerinnen und Schülern vielfältige Informationsmaterialien zur Verfügung gestellt: Dazu gehören neben Textmaterialien und der CD-Rom "Duale Ausbildung im Bereich erneuerbare Energien" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) auch Internetlinks für die Unterstützung einer weiteren eigenständigen Recherche. Sofern die Möglichkeit einer Kooperation mit Unternehmen oder einer Universität besteht, können auch Auszubildende in den entsprechenden Berufen von den Schülerinnen und Schülern befragt werden. Die letzten beiden Stunden der Unterrichtseinheit dienem einem "Probelauf" der erstellten Präsentationen. Hier besteht die Möglichkeit eines Feedbacks durch Mitschüler, Lehrer und ggf. Kooperationspartner.

Die folgenden Materialien beinhalten eine Übersicht über den Verlauf der Unterrichtseinheit sowie einen Überblick über die Ausbildungsberufe und Präsentationsformen. Im zweiten Teil werden exemplarisch die Informationsmaterialien für die Gruppe "Chemielaborant/-in" sowie die Ergebnisse der Gruppenarbeit vorgestellt. Die Materialien für die weiteren Ausbildungsberufe der Unterrichtseinheit sowie die dazugehörigen Schülerergebnisse können auf Nachfrage bei der Zweitautorin angefordert werden (kerstin.haucke@uol.de).

Weitere Informationen zu den Unterrichtsmaterialien:

Haucke, K.; Parchmann, I. (2011): Energie im Kontext - Eine Grundlage zur Vernetzung von Schule, Gesellschaft und Berufsorientierung. In: Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 22, Nr. 121, S. 16 - 21.

Download:

Ausbildungsberufe in der Energiebranche - Beispiel Chemielaborant.pdf

In dieser pdf-Datei finden Sie die Berufeposter (in Farbe) aus dem im Aulis-Verlag erschienenen Band "Windenergie: Fachspezifische und fächerübergreifende Materialien" (Heusinger v. Waldegge & Peters, 2012).

Zusammenfassung:

Das im Folgenden dargestellte Experiment zeigt eine Möglichkeit der gaschromatographischen Untersuchung eines selbst erzeugten Biogases (vgl. Unterrichtsmaterial Biogas I) mit Hilfe des Kappenberg-Gaschromatographen. Der im Unterrichtsmaterial Biogas I beschriebene Versuchsaufbau ermöglicht eine Gasentnahme ohne Öffnung des Reaktionsansatzes, so dass diese Variante insbesondere für eine kontinuierliche Untersuchung des Gases geeignet ist. Berücksichtigt werden muss jedoch, dass sich ein Teil des entstehenden Kohlenstoffdioxids im Wasser der pneumatischen Wanne löst.

Weitere Informationen zu den Unterrichtsmaterialien:

Jaeckel, M. S.; Parchmann, I. (2010): Bioenergieträger der zweiten Generation - Schulexperimentelle Erarbeitung und konzeptionelle Einbettung am Beispiel Biogas und hydrothermale Karbonisierung. In: CHEMKON, 17, Nr. 3, S. 117 - 123.

Im und am menschlichen Körper finden eine Reihe von Energieumwandlungsprozessen statt: Wenn wir uns körperlich anstrengen, Nahrung verdauen oder einfach nur dasitzen und Wärme abstrahlen, immer finden Vorgänge statt, die wir mit dem Konzept der Energie und der Umwandlung zwischen Energieformen beschreiben können. Zusammen mit Lehrkräften ist ein Stationenlauf mit fünf Stationen entwickelt worden. An jeder Station können Schülerinnen und Schüler Experimente durchführen, die für jeweils einen Umwandlungsprozess im menschlichen Körper stehen. Geeignet ist der Stationenlauf für Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 7 bis 10. 

Magnetische und elektrische Energie sind zwei Energieformen, die in der Technik nicht wegzudenken sind. Einen Zugang dazu bereits in Klasse 5/6 zu gewinnen, ist das Ziel dieses Unterrichtsmaterials. In zwei als Geschichten strukturierten Lernaufgaben wird in die Themenfelder Permanentmagnetismus (Reise zum Planeten Magneton) und Stromkreise (Eine wirklich gruselige Geschichte) eingeführt.

Ergänzt werden diese Lernaufgaben um eine Einheit zum Elektromotor, die zum Zerlegen und zum Selbstbau von Elektromotoren (Klasse 9) anregt, und um eine  Einführung in die Linsenoptik, die in eine Gerichtsverhandlung eingebettet ist (Kommissar Schneiders Detektive und der Scheunenbrand).

Zielgruppe sind in erster Linie Haupt- und RealschülerInnen, aber auch SchülerInnen des Gymnasiums.

Kinder werden in ihrem Alltag immer wieder dazu angehalten, energiesparend zu handeln. Um dieser Aufforderung nachzukommen, ist es jedoch grundlegend, dass ihnen deutlich wird, wofür sie im Alltag besonders viel Energie benötigen. Anhand des Energie(spar)tagebuchs können die Kinder die eigene Energienutzung bewusst festhalten und kritisch hinterfragen, um auf dieser Grundlage energiesparende Handlungsalternativen zu entwickeln.

Sachanalyse:

Bei der Auswahl von PC-Komponenten stehen neben der Leistungsfähigkeit auch Fragen des Energieverbrauchs im Vordergrund. Dies gilt es auch zunehmend bei der Angebotserstellung im kaufmännischen IT-Bereich zu berücksichtigen. Dabei sind Kenntnisse aus dem Lernfeld 4 der IT-Berufe notwendig.

Kurze Unterrichtsbeschreibung:

Die SchülerInnen erhalten den Auftrag Angebote für verschiedene PC-Systeme zu erstellen. Der Kunde legt dabei Wert auf den Energieverbrauch. Wichtige Kenntnisse müssen dazu erarbeitet bzw. recherchiert werden.

Rechtliche Hinweise zur Nutzung der Materialien:

Die Unterrichtsmaterialien dieser Seite von Marc Lorenscheit, Markus Horstmann und Stefan Moll stehen unter einer Creative Commons Namensnennung-Nicht-kommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland Lizenz.

Download:

UBeschreibung Energieverbrauch PC Komponenten.pdf

Der Praxisband "Erneuerbare Energien in der Grundschule. Energie(sparen) - Sonnenenergie" bietet auf 123 Seiten zahlreiche Kopiervorlagen für den direkten Einsatz in der Schule. Ein übersichtliches, durch Symbole klar strukturiertes Karteikartensystem erleichtert den Überblick über die einzelnen Materialien und Module. Neben den Praxismaterialien für SchülerInnen bietet das Buch ausfürhliche und verständliche Sachinformationen für LehrerInnen. Alle Experimente werden mit Alltagsmaterialien durchgeführt, so dass sie sich direkt in den Schullalltag einbringen lassen. Sämtliche Materialien wurden von Lehrkräften an Grundschulen erprobt und sind somit praxistauglich.

Der erste Band der Reihe "Erneuerbare Energien in der Grundschule" beschäftigt sich mit dem allgemeinen Energieverständnis sowie der Nutzung von Sonnenenergie.

Die Materialien können im Buchhandel oder direkt über den Schneider-Verlag erworben werden.

Kaiser, A., Lüschen, I. & Reimer, M. (2010). Erneuerbare Energien in der Grundschule. Energie(sparen) – Sonnenenergie. Baltmannsweiler: Schneider.

werden.

Kaiser, A., Lüschen, I. & Reimer, M. (2011). Erneuerbare Energien in der Grundschule. Band 2. Wind-, Wasser-, Bioenergie. Baltmannsweiler: Schneider.

Experimentesammlung für den naturwissenschaftlichen Unterricht zu den Themen Energie und Klimawandel

von Kerstin Heusinger von Waldegge, Corinna Hößle & Theresa Höhn

Das Webportal stellt hier Lehrkräften Energie-Experimente zur Verfügung, die schulformübergreifend in der Sekundarstufe I in Form eines Stationenlernens im Unterricht organisiert werden können. Die Experimente sind verschiedene Stationen zu „Windenergie“, Bewegungsenergie, Elektrische Energie, „Wasserkraft“, Klimawandel und Kohlenstoffdioxid. Lehrkräften werden hier mittels ausgearbeiteten Experimenten verschiedene Vorschläge an die Hand gegeben, die Schülern gezielte „Energie- Fragen“ zu Alltag, Natur und Technik zu stellen. Die Organisation der Experimente in einem Stationenlernen ermöglicht, dass jeder Schüler seinem individuellen Experimentier- bzw. Lerntempo nachgehen kann. Schüler können die Experimente überwiegend nach Anleitungen durchführen, Beobachtungen und Ergebnisse beschreiben und diese in vorstrukturierte Versuchsprotokolle eintragen. Jeder Schüler kann die Protokollblätter in einer Forschermappe abheften, die wiederum von der Lehrkraft als Grundlage für die Leistungsbeurteilung und –bewertung dieser Lernsituation dient. Eine zusätzliche Station „Freiraum“ schafft im Unterricht Platz für Schüler, deren Kompetenzen im Experimentieren schon so ausgeprägt sind, dass keine Experimentier-Anleitungen benötigt werden. An dieser Station können Schüler eigens gewählten Forscherfragen nachgehen. Nach dem Prinzip des offenen, forschenden Experimentierens wird den Schülern ermöglicht, im Unterricht selbstständig den Weg der Erkenntnisgewinnung - von der Fragestellung über die Hypothesenbildung bis zur Auswertung eines Experimentes – zu gehen. Die Auswahl der einzelnen Stationen ist vom Lernstand der Schüler und vom Zeitrahmen des Unterrichts abhängig. Es ist z.B. möglich die Experimente der ersten, dritten und fünften Station im naturwissenschaftlichen Unterricht anzubieten (s. pdf Mögliche Vernetzung) oder eine größere Auswahl an Experimenten im Rahmen eines Projektunterrichts den Schülern zur Verfügung zu stellen.

Download:

Station 1. Wind.pdf

Station 2. Elektrische Energie.pdf

Station 3. Wärme.pdf

Station 4. Wasser.pdf

Station 5. Klimawandel.pdf

Station 6. Kohlenstoffdioxid.pdf

Mögliche Vernetzung der Energie- und Klimawandel-Experimente.pdf

Werbung begegnet uns alltäglich und in vielen unterschiedlichen Lebensbereichen. In der Regel bleiben in der Werbung negative Aspekte eines Produktes, wie beispielsweise ein hoher Energiebedarf oder die Nutzung umweltschädlicher Energien, unbeachtet.

Durch den Entwurf einer "Gegenrede" lernen die Schülerinnen und Schüler, Werbung und die beworbenen Produkte kritisch zu hinterfragen, negative Aspekte eines Produktes aufzuzeigen und gleichzeitig positive Alternativen zum beworbenen Produkt zu erforschen.

Die Lehrplananalyse verdeutlicht, an welchen Stellen energiewirtschaftliche Themen in den einzelnen niedersächsischen Lehrplänen bzw. Rahmenvorgaben für die Sekundarstufe I verortet werden können. Energie ist dabei nicht nur Leitthema, sondern kann auch Teil anderer Themenstellungen sein (z. B. Ursachen Klimawandel). Ebenso kann es als Exempel für die Auseinandersetzung mit fachspezifischen Inhalten dienen (z. B. Preisbildung, Aufgaben des Staats). Die Analyse konzentriert sich auf die Verortung des Themas in den Vorgaben für den Ökonomieunterricht oder affiner Fächer.

Sachzusammenhang:

Um den Wirkungsgrad von Photovoltaik-Anlagen zu erhöhen, können diese nachgeführt werden. Die drehbar gelagerten Module werden dann so ausgerichtet, dass der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen gegenüber der Moduloberfläche möglichst 90° beträgt. Gegenüber nicht drehbar gelagerten Modulen geht man von einer ca. 30 % höheren Ausbeute aus.

Kurze Unterrichtsbeschreibung:

Die SchülerInnen erhalten ein Modell einer drehbar gelagerten Photovoltaik-Anlage aus Lego bzw. Lego Mindstorms. (Das Modell kann auch anhand der Anleitung noch selber erstellt werden, ein Lego Mindstorms NXT Education Set 9797 ist ausreichend.) Die SchülerInnen sollen dann selber eine solche Ansteuerung, z. B. durch die Ergänzung von Sensoren oder einer Zeitsteuerung, realisieren und die technische Alternativen reflektieren.

Rechtliche Hinweise zur Nutzung der Materialien:

Die Unterrichtsmaterialien dieser Seite von Stefan Moll stehen unter einer Creative Commons Namensnennung-Nicht-kommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland Lizenz.

Download:

Beschreibung der Unterrichtseinheit.pdf

Bauanleitung Lego-Modell (basiert auf Lego Education Set 9797, kann ergänzt werden durch das Energie Set 9688)

Ergänzungsanleitung Anbau von Lichtsensoren (optional)

Diese Lernaufgabe kann in den beschaffungsrelevanten Lernfeldern kaufmännischer Berufsbildung eingesetzt werden.

In ihr wird eine Verknüpfung hergestellt zwischen dem Thema "Angebotsvergleich" und Nachhaltigkeits- und Energieaspekten.

Sachanalyse:

Beim Smart Metering handelt es sich um den Einsatz sogenannter intelligenter Zähler für Strom- oder Gasverbrauch, die beim Endkunden die alten Zähler ersetzen oder ergänzen. Diese Zähler ermöglichen es, aktuelle Verbrauchswerte abzurufen, etwa um diese auf einem Display im Gebäude sichtbar zu machen. In einem festgelegten Zeittakt (z. B. 15 Minuten) werden auch die Verbrauchsdaten aus diesem Zeitabschnitt an eine zentrale Erfassungsstelle (des Versorgers) übertragen. Von dort kann der Verbraucher diese dann auch einsehen oder weiteren Analysen und Übersichten unterziehen. Zielsetzung ist, dem Verbraucher ein energie- und kostenbewusstes zu erleichtern. Der Versorger kann durch entsprechende Tarifanreize den Kunden zur Lenkung seines Verbrauchs anregen, so dass etwa Lastspitzen im Stromnetz abgemildert werden können durch einen sinkenden Verbrauch.

Durch die Übertragung und Speicherung von Verbrauchsdaten des Verbrauchers lassen sich durch Analysen Rückschlüsse auf das Verbraucherverhalten (z. B.Tagesrhythmus) ziehen. Prinzipiell ist es auch möglich bei kontinuierlicher Datenerfassung auf den Betrieb spezieller Geräte zu schließen.

Kurze Unterrichtsbeschreibung:

Der Einstieg wird über ein Werbevideo für Smart-Meter gestaltet. Die SchülerInnen können sich zunächst dazu frei äußern. (Im Zusammenhang mit einer vorhergehenden Sequenz zum Daten schutz kommen dazu auch Datenschutzaspekte von SchülerInnen-Seite zur Sprache.)

Anhand von verschiedenen Materialien wird die Thematik des Smart Meterings und des Datenschutzes in diesem Zusammenhang in Gruppenarbeit erarbeitet und festgehalten.

Die SchülerInnen vergleichen dabei ihre Überlegungen mit einer Empfehlung der Datenschutzbeauftragten des Bundes und der Länder.

Rechtliche Hinweise zur Nutzung der Materialien:

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Download:

Unterrichtsmaterial mit allgemeinen Angaben und Materialien.pdf

Sachanalyse:

Photovoltaikanlagen bzw. die zu ihnen gehörenden Wechselrichter verfügen über eine Kommunikationsschnittstelle, über die Ertragsdaten und andere Daten aus der Laufzeit in festen Zeitabständen (z. B. alle 15 Minuten) für Wartungs- oder Archivierungszwecke ausgelesen werden können. Diese Daten werden z. B. in einem XML-Format an einen ftp-Server zwecks weiteren Zugriffs übertragen. An der Universität Oldenburg wurde eine Solardatenbank aufgebaut, die diese XML-Dateien auswertet. Zur manuellen Untersuchung stehen für zwei ausgewählte Tage die XML-Dateien zur Verfügung.

Kurze Unterrichtsbeschreibung:

Die SchülerInnen erhalten die XML-Dateien von zwei Tagen und sollen die Struktur der Dateien erschließen und in einer bekannten Form beschreiben. Sie sollen auch Leistungsdaten der Solaranlage aus den Dateien heraussuchen und diese in eine Tabellenkalkulation übertragen und grafisch darstellen. Reflexionen über die unterschiedlichen Erträge und die Gesamtleistung der Anlage sowie die CO2-Ersparnis runden die Einheit ab.

Rechtliche Hinweise zur Nutzung der Materialien:

Die Unterrichtsmaterialien dieser Seite von Stefan Moll stehen unter einer Creative Commons Namensnennung-Nicht-kommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland Lizenz.

Download:

Unterrichtsbeschreibung und -materialien.pdf

Daten der Solaranlage im XML-Format von zwei ausgewählten Tagen.zip

Sachanalyse:

Photovoltaikanlagen bzw. die zu ihnen gehörenden Wechselrichter verfügen über eine Kommunikationsschnittstelle, über die Ertragsdaten und andere Daten aus der Laufzeit in festen Zeitabständen (z. B. alle 15 Minuten) für Wartungs- oder Archivierungszwecke ausgelesen werden können. Diese Daten können in einer Datenbank zwecks Auswertungen gespeichert werden. Über eine solche Datenbank kann dann den Anlagenbetreibern oder Externen der Zugriff auf diese Daten ermöglicht werden. Eine solche Datenbank steht an der Universität Oldenburg zur Verfügung.

Kurze Unterrichtsbeschreibung:

Die SchülerInnen können über eine MySQL-Schnittstelle auf einer Datenbank mit echten Daten von Solaranlagen (Photovoltaikanlagen) arbeiten und diese abfragen bzw. auswerten. Dabei werden die Group-By-Klausel und Aggregatfunktionen eingesetzt. Grundkenntnisse aus dem Sachzusammenhang (solare Stromerzeugung) und einer möglichen CO2-Ersparnis werden ebenfalls erarbeitet bzw. eingesetzt.

Rechtliche Hinweise zur Nutzung der Materialien:

Die Unterrichtsmaterialien dieser Seite von Stefan Moll stehen unter einer Creative Commons Namensnennung-Nicht-kommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland Lizenz.

Download:

Unterrichtsbeschreibung und -materialien zur Solardatenbank.pdf

Das Material ist für den neunten Jahrgang an Realschulen konzipiert. Exemplarisch kann es in Niedersachsen im Fach „Wirtschaft“ laut Kerncurriculum zum Thema Konsum und Umwelt im Themenfeld „Verbraucherinnen und Verbraucher sowie Erwerbstätige im Wirtschaftsgeschehen“ zugeordnet werden (siehe Niedersächsische Kerncurriculum für das Unterrichtsfach Wirtschaft 2009, Seite 17).

Das Thema hat für die Schüler als heutige und künftige Verbraucher eine große Relevanz. Die Unterrichtseinheit soll sie am Beispiel der persönlichen CO₂-Emissionen dazu anregen, sich mit ihren Konsumgewohnheiten kritisch auseinanderzusetzen. Wichtig ist dabei auch, den „versteckten“ CO₂-Ausstoß in Form des öffentlichen Konsums aufzudecken, der sich allein aufgrund unseres modernen Lebensstils ergibt. Der Vergleich der Pro-Kopf-CO₂-Emissionen verschiedener Länder vermittelt einen Eindruck davon, wie der eigene Verbrauch einzuordnen ist. Gleichzeitig wird die besondere Verantwortung moderne Industrieländer im Kampf gegen den Klimawandel deutlich.