Wärme in der Technik - bildung-lsa.de · B. Schmidt, Fächerübergreifendes Projekt „Wärme in der Technik“ (Physik/Deutsch) 4 Ausführliche Darstellung der Ziele des Projektes

Wärme in der Technik Dokumentation einer fächerübergreifenden Unterrichtseinheit (Physik, Deutsch) mit systematischem und produktionsorientiertem Medieneinsatz

Projektübersicht ausführliche Darstellung des Projektverlaufs Projektergebnisse und Empfehlungen Material (Filme, Bilder, Arbeitsblätter) auf CD-ROM

SEMIK-Projekt MedienBausteine Sachsen-Anhalt

Kooperative Gesamtschule „Wilhelm von Humboldt“ Halle

B. Schmidt

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B. Schmidt, Fächerübergreifendes Projekt „Wärme in der Technik“ (Physik/Deutsch) 2

Projektübersicht Fächer Physik, Deutsch, Informatik

Unterrichtseinheiten Physik: Wärme in der Technik Deutsch: Kurzvortrag Informatik: Textverarbeitung, PowerPoint

Schulform Realschule Jahrgangsstufe 8 Schule Kooperative Gesamtschule „Wilhelm von Humboldt“ Halle WWW-Adresse [email protected]

Lehrkraft Herr B. Schmidt Frau D. Stein

Kontakt zum Projekt [email protected]

Ziele

intensiver und systematischer Medieneinsatz zur Recherche und selbstständigen Erarbeitung von Wissen (entsprechend der RRL Physik) Präsentation der Ergebnisse durch die Schülerinnen und Schüler in verschiedenen Varianten

Arbeit an den mündlichen Sprachleistungen der Schülerinnen und Schüler (freier Vortrag) Verbesserung der Fähigkeit zur Teamarbeit Verbesserung der Fähigkeiten und Fertigkeiten beim selbstständigen Umgang mit unterschiedlichsten Medien und unterschiedlichster Medientechnik

Schülerzahl 19 zeitlicher Umfang des Projektes 3 Projekttage

Lernorte

Computerkabinette Stadtwerke Halle, Zoologischer Garten Halle Kfz-Werkstatt Einfamilienhaus mit Flachkollektoren Bücherei der Schule

durchgeführte Lernerfolgs-kontrollen

Kontrolle und Bewertung der Arbeitsmappen der Arbeitsgruppen und Beratung zum erreichten Ergebnis mit den Leitern der Arbeitsgruppen Bewertung der einteiligen Schülervorträge in ihren Präsentationen nach dem Projekt im Physikunterricht Bewertung der für die Mitschülerinnen und -schüler bereitgestellten bzw. erarbeiteten Arbeitsblätter 2.Klausur für alle Schüler mit dem gesamten Lernstoff zur Stoffeinheit „Wärme in der Technik“

technische Mindest-anforderungen

Computerkabinett mit mindestens 10 Arbeitsplätzen und Netzwerkdrucker bzw. lokaler Drucker CD-ROM-Laufwerk je Computerarbeitsplatz

Ergebnisse und Empfehlungen

besserer Umgang der Schüler mit dem Computer eigenständige Arbeit mit einer CD-ROM und dabei selbstständige Wissensaneignung Erlernen von fotografischen Techniken mit der Digitalkamera und der Videokamera für einen kleinen interessierten Schülerteil auch die Bildbearbeitung und der Videoschnitt, Arbeit mit Power


Point zur Präsentation der Ergebnisse der Schülergruppen Physikunterricht: wesentliche Fortschritte bei der Stofferarbeitung, da das Projekt zum besseren Verstehen der Schülerinnen und Schüler untereinander beigetragen hat besseres Schüler-Lehrer-Verhältnis spürbar verbesserte Einstellung zum Umweltschutz sowie zur Nutzung primärer Energieträger verbessertes Verständnis für technische Anlagen und Geräte

weiterführende Informationen zum Projekt

Material auf Video -CD mit Einzelbildsammlung, Videosequenzen und PowerPointpräsentationen der Schüler und des Fachlehrers über die Ergebnisse der Gruppen bzw. des Gesamtprojektes.


Ausführliche Darstellung der Ziele des Projektes In den Fach-RRL sind 10 Unterrichtsstunden für die Stoffeinheit Wärme in der Technik geplant. Den Schülern soll bewusst gemacht werden, dass die prinzipielle Wirkungsweise von Wärmekraftmaschinen, Kühlaggregaten und Wärmepumpen immer auf den Zusammenhang von zugeführter und abgegebener mechanischer Arbeit beruht. Unter Einbeziehung des Wirkungsgrades und des Schadstoffausstoßes von Verbrennungsmotoren ist auf die Energie- und Umweltproblematik einzugehen. Die RRL nennen als mögliche Beispiele:

Dampfmaschine, Verbrennungsmotoren, Dampfturbine, Wärmeübertragungsanlagen, Warmwasserheizung und Sonnenkollektoren.

Historische Betrachtungen zu den Wärmekraftmaschinen sind zu erarbeiten. Ferner sollen Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Otto- bzw. Dieselmotor untersucht werden. In die Erarbeitung der Wärmekraftmaschinen sind der Wirkungsgrad der Anlagen sowie die Schadstoffproblematik einzubeziehen. Bei den Verbrennungsmotoren sind die technischen Neuerungen (Turbolader, Katalysator und Direkteinspritzer) zu berücksichtigen. Bei der Behandlung der Kältemaschinen sind der Wärmeentzug beim Verdunsten, ein Blockschema des Aufbaus und Aufgaben der Baugruppen zu berücksichtigen. Bei der Behandlung der Sonnenkollektoren ist das Prinzip des Wärmeaustauschs zu erörtern.

Es bieten sich hinsichtlich fächerübergreifender Themen vor allem die Notwendigkeit der Erkenntnis, dass alle Maschinenweiterentwicklungen unter dem Aspekt des ökologisch verantwortungsvollen Umgangs mit natürlichen Ressourcen zu verändern sind.

Diese Leitgedanken in den Fach-RRL wollte ich in meinem Projekt unter Beachtung aller dem Schüler zur Verfügung stehenden Medien bei der Wissensaneignung berücksichtigen. Trotz aller Vielfalt moderner Medien stand für die Projektarbeit aber auch die Nutzung des Lehrbuchs und anderer Literatur sowie das für mich wichtigste Instrumentarium des Physikunterrichts, des Experiments, im Vordergrund meiner Planung. Solche Demonstrationsexperimente wie die Zündung eines Benzin-Luftgemischs in einem Zylinder, die Kraft des Dampfes zum Bewegen eines Kolbens oder der Drehung eines Laufrades sowie die starke Abkühlung einer Kühlflüssigkeit bei Unterdruck gehörten neben aller Vielfalt interaktiver physikalischer Demonstrationen in den Verlauf der Projekttage.

Für die fünf Arbeitsgruppen wurden fachspezifische Arbeitsaufträge erarbeitet. Diese Arbeitsaufträge beinhalten die Schwerpunkte der Fach-RRL Physik.

So hatte die erste Arbeitsgruppe den Auftrag, eine Video-CD zu erstellen, in der ersichtlich werden soll, welches die wichtigsten Baugruppen eines Autos sind und welche Aufgaben diese zu erfüllen haben. Bei dieser Arbeitsgruppe habe ich bereits vier Wochen vor dem eigentlichem Projekt die Arbeitsaufgaben mit den Arbeitsgruppenmitgliedern beraten und festgelegt. Hier erschien es wichtig, dass ein Drehbuch erarbeitet wurde, um gezielte Fragestellungen mit dem Personal in einer Kfz-Werkstatt festzulegen. Außerdem waren technische Probleme bei der Videoerstellung mit den Schülern zu klären. Ein Mitglied dieser Arbeitsgruppe war auch für die gesamte digitale Bilderstellung in der Kfz-Werkstatt verantwortlich. Für die Fragestellungen an den Werkstattmeister sollte im Vordergrund der inhaltlichen Sachklärung die Funktionsweisen des Motors und des


Katalysators stehen. Ferner sollte der Unterschied zwischen einem Otto- und Dieselmotor untersucht werden. Was in den vier einzelnen Takten bezüglich der Arbeit und Energie auftritt, war eine weitere Fragestellung. So war es auch gut möglich, an einem ausgebauten Motor die Zylinder und den Kolben zu zeigen. In der Bilddarstellung als auch im Video sollten die wichtigsten Baugruppen und deren Zusammenspiel im gesamten Auto erkennbar werden. Der Arbeitsgruppe oblag ferner die Aufgabe, an den drei ersten Tagen des Projektes für alle Arbeitsgruppenmitglieder Bilddigitalisierungen bei Bedarf vorzunehmen. Ein Schüler war so vorbereitet worden, dass er mit Hilfe eines Bildbearbeitungsprogramms aus einem Video heraus auf ein Speichermedium digitalisieren konnte und entsprechend auch die Bilder ausdrucken konnte. Das war dadurch möglich, weil die eigentlichen Videoaufnahmen bereits vor dem Projekttagen erfolgten. Diese Arbeitsgruppe führte auch den Modellversuch bei der Zündung eines Kraftstoff-Luftgemisches aus und nahm diesen Vorgang im Video auf. Aus dieser Videosequenz wurden die digitalen Fotos zum Ablauf der Zündung und Demonstration der Freisetzung der mechanischen Arbeit aus der chemischen Energie des Kraftstoffes veranschaulicht. Das entstandene Bildmaterial ist der Bildsammlung auf der CD im Anhang zu entnehmen. Damit sich die Mitglieder dieser Arbeitsgruppe gesicherte Kenntnisse zum Verbrennungsmotor erarbeiten konnten, bestand auch für diese Arbeitsgruppe die Möglichkeit, das bereitgestellte Videomaterial zu den Verbrennungsmotoren zu sehen und am Computer die entsprechenden Lehrprogramme zu erproben. Die Videos für die Verbrennungsmotoren sind Mitschnitte aus der Sendung „Meilensteine der Naturwissenschaft“. Diese Videos sind in den Medienstellen ausleihbar. Man kann sie aber auch selbst mitschneiden unter Beachtung der urheberrechtlichen Bedingungen, wenn diese nach einem Jahr gelöscht werden. Es folgen aber in der Regel jedes Jahr Wiederholungssendungen.

Für die Videoerstellung in der Kfz-Werkstatt wurde den Schülern die Methode des Interviews vorgeschlagen. Die Schüler sollten auch Trends im Fahrzeugbau erfragen, die auf eine Reduzierung des Schadstoffausstoßes hinzielen. Die Reduzierung des Schadstoffausstoßes ist den Schülern auch durch andere Unterrichtsfächer bekannt. Die eigentliche Funktion des Katalysators sollte im Gespräch mit dem Werkstattmeister geklärt werden. Ein Beitrag dieser Arbeitsgruppe, um bei den anderen Schülern Aufmerksamkeit während ihrer Präsentation zu schaffen, bestand in der Erarbeitung von Arbeitsblättern, welche durch die Arbeitsgruppen selbst ausgewertet wurden.

Die zweite Arbeitsgruppe hatte die Aufgabe, sich mit Hilfe des Internets und der CD-ROMs Große Erfinder II, MS Encarta 2000, Glasklar Erfindungen, Win-Physik, Wunderwerk Auto, Vom Laufrad zum 3-l-Auto, Wunderwelt Technik und Meyer Multimedia“ Wie funktioniert das“ das Wissen zu den Verbrennungsmotoren selbstständig zu erarbeiten. Die einzelnen Fragestellungen waren von mir für die Arbeitsgruppe schriftlich formuliert. Damit waren für die Schüler konkrete Aufgabenstellungen gegeben. Da für jede Arbeitsgruppe verschiedene Computer mit CD-ROM-Laufwerken zur Verfügung standen, konnten sich die Schüler differenziert den Ausarbeitungen zuwenden. Soweit es die Programme erlaubten, wurde aus ihnen sofort ausgedruckt, soweit es möglich war. Mithilfe der Druckfunktion am Computer konnte aber auch der Bildschirminhalt gedruckt bzw. gespeichert werden. Bei der Fülle der Angebotsmöglichkeiten hatte jeder Schüler die Möglichkeit der intensiven Erforschung der Wirkungsweise der Verbrennungskraftmaschinen .Historische Betrachtungen waren in der MS Encarta 2000 gut gegeben. Die CD- ROM „Wunderwerk Auto“ bzw. die Internetseite „Deutsches Museum in München“ konnten hervorragend genutzt werden.


Bereits in dieser Phase der Wissensaneignung war eine Begeisterung für diese Unterrichtsform erkennbar. Um Probleme mit den Computern weitgehend auszuschließen, wurde ein Fachkollege aus der Informatik in unser Projekt einbezogen. Die Deutschlehrerin beriet sich noch vor der eigentlichen Recherche mit den Arbeitsgruppen, um gezielte Hinweise für die Erarbeitung des Textes und des Bildmaterials zu geben. Wichtig erschien uns in der Planung des Projektes, dass die Schüler die Schwerpunkte aus den Fragestellungen erkennen, um gezielt ihre Recherche einzusetzen. Der Lernschwerpunkt lag bei der Wissensaneignung, im Erkennen des Energie- und Arbeitsproblems. Dabei orientierten wir die Schüler auf die Übertragung der Inhalte des 1.und 2. Hauptsatzes der Wärmelehre auf die praxisorientierten Beispiele, die in den Programmen deutlich zu erkennen sind. Dabei sollen die Schüler die geschichtliche Entwicklung, die vor allem im Programm „Große Erfinder“ dargestellt wird, auf die gegenwärtige Bedeutung der Verbrennungsmaschinen übertragen lernen.

Bei der dritten Arbeitsgruppe stand im Mittelpunkt von Recherche und Wissensaneignung das Zusammenspiel der Baugruppen in einem Wärmekraftwerk. Die Fragestellung für die Schüler war so angelegt, dass sie den historischen Weg von der Dampfmaschine zur Dampfturbine gut nachgestalten konnten. Entsprechende Modelle standen den Schülern zur Verfügung. Auch die Möglichkeit zur experimentellen Erprobung der Wirkung des Dampfes auf einen Kolben bzw. auf ein kleines Laufrad war möglich. Ein Schüler stellte die Funktion Kessel, Turbine und Energieumwandlung mit Hilfe seiner eigenen Modelldampfmaschine dar. Hier entstand auch eine Videosequenz zum Ablauf dieses Vorgangs mit Erklärung durch den Schüler.

Bereits an einer anderen Aussage machte ich die Notwendigkeit des Experimentes im Physikunterricht deutlich. Nach meiner Auffassung sollte man in keiner Weise nur die Medien ohne einer praktischen Erprobung zum Wissenserwerb im Physikunterricht nutzen. In dieser Arbeitsgruppe standen folgende CD-ROM zur Verfügung: Große Erfinder I und II , 300 Jahre Dampfkraft, MS Encarta 2000, Wunderwelt Technik, das Video Wärmekraftwerk, welches bei den Medienstellen zur Verfügung steht.

Die vierte Arbeitsgruppe hatte die Aufgabe, sich mit dem Kompressionskühlschrank und der Wärmepumpe zu befassen. Hier standen als Arbeitsmittel die CD-ROM MS Encarta 2000 sowie Wunderwelt Technik, der Videomitschnitt aus der Schülersendung „Max Q“ und der 16 mm Film Die Wärmepumpe zur Verfügung. Diese Arbeitsgruppe sollte sich auch im Internet über Wärmepumpen kundig machen.

Schwerpunkte der Wissensaneignung waren der Wärmetransport bei den Kältemaschinen. Ferner wurden die Schüler auf ein Experiment zur Verdunstungskälte vorbereitet. Dieses Experiment wurde den anderen Schülern durch diese Arbeitsgruppe gezeigt. Eine Flüssigkeit befindet sich in einer Kochflasche, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen wurde (Kältemittel). Infolge des Unterdrucks wurde die Siedetemperatur stark verringert und die Flüssigkeit verdampfte unter Wärmeentzug. Das angeschlossene elektrische Thermometer zeigte deutlich die absinkende Temperatur im Gefäß. Diese Grundidee der Kompressionskühlschränke wurde auf die Wärmepumpe und den Kühlschrank übertragen. Dieses Experiment wurde auch in einer Videosequenz festgehalten um es den anderen Schülern der Klasse im Vortrag zeigen zu können.

Nach Ausführung des Experiments wurde den Schülern die Darstellung in den Programm auf der CD-ROM wesentlich verständlicher. Außerdem verweisen die RRL auf die Tatsache, dass durch Wärmeentzug Kälte erzeugt wird, z.B. beim Verdunsten. Die Schüler werden zur Erkenntnis geführt, dass die Installation von Wärmepumpen in Einfamilienhäusern gewaltige Energieeinsparungen möglich machen würde. Die dazu


notwendige Förderung durch den Staat durch Fördermittel ist dringend notwendig, um diese Erkenntnis in der Praxis stärker umzusetzen. Da der finanzielle Aufwand sehr groß ist, amortisiert sich eine solche Investition erst nach Jahren. Aber die Schüler als potenzielle „Häuslebauer“ sollten diese Möglichkeit bereits im Unterricht erkannt haben, um später anfallende Energiekosten zu sparen. Eine Kosten- Nutzenrechnung zu der Anlage wurde aus Materialien der Stadtwerke Halle bzw. aus einer Internetseite genutzt.

Die Arbeitsgruppen Dampfmaschine und Dampfturbine als auch die Arbeitsgruppe Kompressionskühlschrank und Wärmepumpe erarbeiteten ein Arbeitsblatt bzw. nutzten das Arbeitsblatt aus den Arbeitsheft von Cornelsen. Damit wird wieder für die anderen Schüler eine Zusammenfassung gegeben. Dabei übernehmen die Arbeitsgruppen selbst die Rolle des „Lehrers“ bei der Erarbeitung im Arbeitsblatt sowie bei der Kontrolle auf richtige Aussagen durch die anderen Mitschüler.

Zur Wärmepumpe besteht eine sehr große Palette von Recherchemöglichkeiten im Internet. Für den Lehrer, der das Projekt begleitet, ist es jedoch unumgänglich, sich vorher im Internet zu orientieren, um ggf. den Schülern Hinweise bei der Erkundung zu geben.

Die fünfte Arbeitsgruppe stellte sich die Aufgabe, den Wärmetransport am Beispiel der Sonnenkollektoren zu untersuchen. Als Quellenmaterial stehen den Schülern MS Encarta 2000, Duden Meyer Multimedia „Naturwissenschaften neu entdecken“, Arbeitsmaterialien des Arbeitskreises Schulinformation Energie, das Lehrbuch Physik Klasse 8 des Verlags Volk und Wissen sowie Physik Band 1.2 des Verlags Cornelsen zur Verfügung. Für das Projekt stellte ich den Schülern zusätzlich einige Lehrbücher Physik plus vom Verlag Volk und Wissen bereit. Umfangreiches Material stellten auch die Stadtwerke Halle zur Verfügung. Eine Erklärung zur Wirkungsweise der Kältemaschinen erfolgte in einem Modellexperiment, welches von einem Mitarbeiter der Stadtwerke Halle ausgeführt wurde. Hierzu entstand ein kleines Video, welches in den Stadtwerken selbst aufgenommen wurde.

Auch bei diesem Thema kann das Internet sehr gut genutzt werden, da genügend Anbieter solcher Anlagen mit Angeboten vertreten sind. Eine Website, deren Adresse die Schüler selbst fanden, stellte Wirkungsgrade der Anlagen und jeweilige Leistungen dar. Hier hatten die Schüler beste Vergleichsmöglichkeiten zu anderen Heizanlagen bei vorgegebenen Wohnflächen und durchschnittlichen Wohnraumtemperaturen. Nicht alle Internetseiten sind für den Schüler nutzbar, aber mit Hilfe des Lehrers kann aus dem großen Fundus das für Schüler verwertbare und verständliche Material gefunden werden.

Präsentation der Ergebnisse In unserem Projekt sind alle Möglichkeiten für ihre Präsentation nach dem Projekt möglich. So können sie wählen zwischen Folienaufbereitungen mit erforderlicher Bildintegration und Einspielung bestimmter Passagen, Videos und CD-ROMs. Die Orientierung durch die Deutschlehrerin lag jedoch auf dem freien Vortrag. Der Deutschlehrer, der das Projekt begleitet, muss den Schülern dabei ständig Hilfe und Anleitung geben, damit für den Vortragstag gesicherte Ergebnisse in allen Gruppen vorliegen .Die Arbeitsgruppe 3 erstellte unter Anleitung durch den Informatiklehrer eine PowerPointpräsentation zu ihrem Thema. Alle Vorträge erfolgen in den laufenden Physikstunden unter Nutzung eines Computers mit der Anbindung eines LCD- Projektors, wo alle durch die Schüler erstellten Materialien gezeigt werden können. Die Vorträge werden mit der Videokamera aufgezeichnet um später Auszugsweise auf CD zu brennen.


Nach meiner Beobachtung aus dem Projekt heraus würde ich im nächsten Jahr andere Formen in die Darlegung der Ergebnisse einbeziehen. Ich denke an Diavorträge mit Hilfe des Computers, bis zur Verwendung des Programms MS Power Point. Dann muss jedoch der Projektumfang um einen Tag erweitert werden. Wenn es jedoch die räumliche Situation in den Computerräumen zulässt, sollte man es im Interesse der Ausbildung solcher Fähigkeiten am Computer anstreben.

Es hat sich auch gezeigt, dass den Schülern während ihrer Ausarbeitungen für die Präsentation die Fragestellungen, bezogen auf die praktische Umsetzung ihrer Vorträge, öfter Hilfe erfordern. Nicht jede Arbeitsgruppe wird sofort das Wesentliche aus ihren Recherchematerial erkennen. Nach jedem Arbeitstag erfolgte eine kurze Einschätzung des Erreichten in allen Arbeitsgruppen und beteiligten Fachlehrern. Die erforderlichen Bilddokumente für die Präsentation wurden mit der Digitalkamera aufgenommen, weil unser Speichermedium in der Kamera eine Diskette war und damit die Bildbearbeitung sofort beginnen konnte. Dadurch bestand auch die Möglichkeit, dass jeder Schüler sofort an seinem Computer das Bildmaterial in die Textverarbeitung einbeziehen konnte.

Es wurde vereinbart, dass jede Arbeitsgruppe einen verantwortlichen Schüler auswählt und dieser für die Übergabe der Dokumentation nach Abschluss der Projekttage verantwortlich ist. Diese verantwortlichen Schüler haben mir auch bei der Urteilsfindung für die Zensuren geholfen. Sie waren sehr gut in der Lage, die Einzelleistungen der Mitglieder der Arbeitsgruppen real einzuschätzen.

Die Bewertung der Schülerleistungen erfolgte im Fach Physik und im Fach Deutsch nach vorbereiteten Kriterien. Im Fach Physik habe ich die Bewertung erst später vorgenommen, weil in der Zusammenfassung der Stoffeinheit diese Schüler über ihr „Spezialwissen“ besonders gut beweisen konnten, was sie tatsächlich an Wissen „gespeichert“ haben und anwenden können. In die Bewertung habe ich neben den differenziert anteiligen Leistungen im Vortrag die abgegebene Dokumentation, ihre ausgefüllten Arbeitsblätter sowie ihre aktive Tätigkeit im Computerkabinett einbezogen. Vor der eigentlichen Zensurenbekanntgabe habe ich diese nochmals mit den Arbeitsgruppenleitern beraten.

Die erforderliche Vor- und Nachbereitungszeit des Fachlehrers ist gewaltig, sollte aber nicht entmutigen, da das Ergebnis sich einstellt und alle beteiligten Schüler und Lehrer stolz auf das Ergebnis sind. Diese Freude stellte sich eigentlich bei mir erst so richtig bei Einsicht in die Dokumentationsmappe der Schüler ein. Erst hier merkte ich, dass sich der gewaltige Aufwand für Schüler und Lehrer gelohnt hat. Für den Fachlehrer insofern, als dass ein umfangreiches Folienmaterial für den Unterricht entstanden ist, welches in Parallelklassen bzw. in anderen Klassenstufen genutzt werden kann. Das kann aber auch für die schriftliche Dokumentation gesagt werden, denn diese ist auch anderweitig gut nutzbar. Selbst gefundenes Zahlenmaterial aus dem Internet ist in anderen Stunden gut nutzbar. Die bereits erarbeitete PowerPointpräsentation zum Thema Dampfmaschine und Dampfturbine soll die anderen Arbeitsgruppen anregen auch im Nachgang ein solches Material anzufertigen. Hier soll vor allem die Hilfe der Schüler genutzt werden, die das schon geschafft haben. Erfolgen könnte diese arbeit im WPU- Kurs Informatik unter freiwilliger Teilnahme der anderen Schüler. Die Bereitschaft liegt aber jetzt schon vor, dieses Werk in dieser Form, noch zu vollenden. Damit würde in der Schulbücherei ein weiterer Fundus eigener Schülerarbeit zur Wissensaneignung anderer Schüler geschaffen.

Die erforderliche Vorarbeit durch den Projektleiter ist auch deshalb sehr zeitaufwendig, da ich z.B. alle CD-ROMs selbst gesehen habe, um Schülern schnell Hilfe bei der Arbeit mit diesen Medien geben zu können.


In der Vorplanung des Projektes kann man davon ausgehen, dass in jeder Gruppe Schüler sind, die mit dem Computer arbeiten können. Da sie vor allem Spiele beherrschen, fällt ihnen die Arbeit mit den CD-ROMs nicht schwer. Ihnen wird es nicht so gehen wie mir, dass ich lange brauchte, um den Ausgang aus einer CD-ROM zu finden (z.B. bei de CD-ROM 300 Jahre Dampfkraft). Auch die Zeit für die Installation der CD auf die Rechner ist umfangreich.

Probleme gab es mit den Programmen „Große Erfinder I und II“. Diese führten auf allen Rechnern zu Ausfällen. Im Fach Deutsch wurden in Vorbereitung auf das Projekt einige Stunden Textverarbeitung geübt. Empfehlenswert ist jedoch, wenn die Schüler einen Grundkurs vor dem Projekt am Computer absolviert haben.

Bei der Erarbeitung unseres Projektes bin ich davon ausgegangen, dass die Schüler am Ende über bessere Kenntnisse verfügen als Schüler, die nach meinen üblichen Methoden unterrichtet worden sind. Die Arbeit mit einer CD-ROM war ihnen jedoch allen bereits geläufig, da ich auch sonst den Computer im Unterricht einsetze. Dabei wird die Ausgabe auf ein großes Fernsehbild übertragen (Konverter für Computer-Fernsehgerät).Oder es wird über einen LCD Projektor dargestellt. Um diese Vermutung beweisen zu können, wird am Ende des Projektes und aller gehaltenen Vorträge eine Klausur zur Stoffeinheit „Wärme in der Technik“ geschrieben. Erst nach Auswertung der Klausur ist eine eindeutige Wertung der erreichten Ergebnisse dieser Unterrichtsweise durch mich möglich. Es zeigt sich, dass die Schüler mit dem Wissen, welches sie sich in der Arbeitsgruppe erarbeitet haben, wesentlich bessere Leistungen erreichten. Das bestärkt mich in meiner Auffassung, dass es gut möglich ist, gerade mit diesen Medien (CD-ROM) sich Wissen selbständig zu erarbeiten. Auf die Zukunft der Schüler bezogen, meine ich, kann man nicht früh genug in allen Fächern parallel zu anderen Methoden und Unterrichtsformen mit dieser Arbeit beginnen.

Auf die Notwendigkeit der Beibehaltung der Experimente im Fachunterricht habe ich bereits hingewiesen und kann es nur immer wieder erneut bestätigen. Aber auch in dieser Stoffeinheit und in dieser Arbeitsweise meines Unterrichts wurde das Experiment einbezogen. Jedoch ist es in dieser Stoffeinheit nicht in diesem Umfang erforderlich und möglich. Meine Analysen bestätigen eindeutig, dass die Schüler die Kenntnisse, welche in ihren Arbeitsgruppen erarbeitet wurden, fester Wissensbestandteil geworden sind. Schwieriger ist es mit dem Wissen, welches für den Schüler nicht unmittelbarer Arbeitsgegenstand war. Hier kann ich mich selbst gegenwärtig noch nicht recht entscheiden, ob das überhaupt notwendig ist. Die Rahmenrichtlinien orientieren ja auch nur auf mögliche Maschinen, die zu behandeln sind. Zukunftsorientiert betrachtet wäre es zu vertreten, dass es genügt, über die Themen der anderen Arbeitsgruppen nur orientiert zu sein, selbst aber einmal eine wissenschaftliche Arbeit in einem besonderem Gebiet geleistet zu haben.

Eine große Bandbreite zeigte sich in der Präsentation der Ergebnisse der Schüler. Eine Auswertung mit den Arbeitsgruppenleitern der Arbeitsgruppen erfolge nach Abschluss des Projekts am dritten Tag. Die eindeutige Antwort auf das Projekt war :erfolgreich, interessant, kommt unseren Vorstellungen von einem modernem Unterricht nahe, sollte in allen Fächern in dieser Form öfter erfolgen, regt viel besser zur Mitarbeit an, man lernt den Computer viel besser lernen, man lernt auch weitere Möglichkeiten, was mit dem Computer gemacht werden kann, kann sich Wissen selbständig aus dem Internet aneignen, der Wissenserwerb ist nach den jeweiligen Auffassungsgaben des Einzelnen anpassungsfähig. Eine kleine Zusammenfassung der Schüleraussagen sind in der Videosequenz enthalten. Die schriftliche Darstellung in den Arbeitsmappen ist mit viel Ideenreichtum und Fleiß entstanden. Für viele Schüler war der Umgang mit der Digitalkamera und der Ausdruck ihrer Bilder eine erlebnisorientierte Sache. Die Freude bei


der Arbeit war bei den Schülern nicht zu übersehen und zeigt sich z.B. darin, dass kaum Bedarf für Pausen bestand. Allein dieser geschaffene Effekt spricht für den Erfolg der Sache. Entscheidend ist meiner Meinung nach nicht, die volle Bandbreite des Wissenserwerbs der einzelnen Arbeitsgruppen für alle anderen Schüler in anderen Arbeitsgruppen als verbindliches Ziel zu stellen. Als Lebensvorbereitung ist stärker die Arbeit des Wissenserwerbs in den Vordergrund zu stellen. Der Fleiß und das Engagement einzelner Schüler wäre bei normalem Unterricht nicht erreichbar gewesen. Unbedingt sollte auch genannt werden, dass einige Schüler selbst angeregt wurden, sich solche CD-ROMs zu kaufen, vor allem MS Encarta 2000, weil die Nutzbarkeit in allen Unterrichtsfächern möglich ist. Sehr positiv kann auch die Entstehung der Videos genannt werden, denn es entstand nicht nur schlechthin ein Video, sondern allein in der Vorbereitungsphase waren vielfältige Kommunikationen erforderlich. Neben der sozialen Komponente wurden fachspezifische Fragen geklärt und oft Neugier geweckt. Wenn auch der Arbeitsanteil bis zur Fertigstellung der Videos viel Zeit gekostet hat, zahlte sich am Ende der Arbeit dieser Einsatz aus. Selbst kleine Fehler bei der Videobearbeitung wurden problemlos von den anderen Schülern akzeptiert. Es sollte auch gesagt werden, dass der Lehrer mit dieser Arbeit dazu lernen kann. Selbst Unsicherheiten des Lehrers am Computer werden vom Schüler akzeptiert, und mit Begeisterung treten solche Schüler mit eigenen Erfahrungen helfend zur Seite. Das ist auch eine Erfahrung, die ich selbst machen konnte und mir zum besserem Arbeitsklima im Unterricht der folgenden Stunden verholfen hat.

Als positiv empfand ich auch, dass andere Schüler in anderen Klassen die Video-CDs gezeigt bekommen können und die Arbeit anderer schätzen lernen. Selbst die Recherche im Internet führte die Schüler schnell zum Ergebnis. Problematisch war am Anfang, dass oft das gesamte Angebot ausgedruckt wurde und der Drucker für andere Schüler nicht zur Verfügung stand. Aber auch dieses Problem konnte gelöst werden, indem ein separater Drucker diesen jeweiligen Schülerplätzen zugewiesen wurde.

Sehr positiv ist auch die laufende Dokumentation an einer Wandzeitung über die erreichten Ergebnisse des Projektes für alle Schüler der Schule zu nennen. Da es genügend Bildmaterial gab, welches erarbeitet wurde, war es schnell möglich, diese Ergebnisse für alle Schüler der Schule zu präsentieren. Viele Schüler besichtigten diese Wandzeitungen und fachsimpelten oft untereinander bei der Betrachtung der Bilder aus dem Projekt. Das entsprechende Bildmaterial ist auf der CD-ROM ersichtlich. Alle Videos der Kreisbildstelle habe ich auf CD gebrannt um alle Schüler für alle Tätigkeiten in einem Raum und an einem Computer zu haben. Dadurch war es möglich, dass Sachfragen sofort am Arbeitsplatz der Schüler geklärt werden können. Nach Abschluss des Projekts werden die CDs vernichtet, um nicht gegen Urheberrechte zu verstoßen. In diesem Jahr des Projekts hatte der Deutschlehrer bereits zu Beginn des Schuljahres im Fach Deutsch bestimmte Sachverhalte zum Projekt erklärt und permanent in seinen Unterricht einbezogen. Damit waren die Schüler langfristig vorbereitet. Bewährt hat sich auch ein Informationsblatt durch den Physiklehrer indem alle Aufgaben des Projektes erläutert wurden und konkrete Aufgabenstellungen genannt wurden. In der Elternversammlung am Anfang des Schuljahres hatte ich auch die Möglichkeit den Eltern das Projekt zu erläutern und damit auch evtl. Mitstreiter zu finden.

Dieses Vorhaben gelang auch, weil 2 Elternteile ihre Bereitschaft zur Beschaffung der Videoobjekte erklärten. Gerade diese Mitarbeit der Eltern ist wichtig, um die Schüler für ein solches Vorhaben zu motivieren.


Ausführliche Darstellung der Ergebnisse und Empfehlungen Das von mir gestellte Ziel, über die Vielzahl vorhandener Medien zum Wissenserwerb in der Stoffeinheit“ Wärme in der Technik“ zu gelangen, ist nach meiner Auffassung gelungen. Viele Schüler konnten sich umfangreiches und anwendungsbereites Wissen zum Stoffgebiet aneignen. Das Projekt trug wesentlich zum besseren Verständnis der Schüler zu technischen Maschinen und Baugruppen bei.

Durch das Projekt hat sich das soziale Gefüge in der Klasse positiv verändert. Diese Aussage kann ich jedoch nur auf die Fächer Physik, Deutsch und Informatik verallgemeinern. Weiterführende Untersuchungen zu dieser Aussage wurden nicht angestellt.

Als einen weiteren Erfolg kann der bessere Umgang mit dem Computer genannt werden, und die Kenntnisse der Textverarbeitung wurden verbessert. Auch einige Schüler der Klasse wurden mit der Bildbearbeitung vertraut gemacht. Selbst der Einsatz der Digitalkamera und ihre Handhabung wurden von einigen Schülern für ihre Präsentation genutzt. Eine Gruppe konnte in wenigen Stunden mit dem Programm PowerPoint arbeiten.

Der große Arbeitseinsatz der Fachkollegen ist bei der Erreichung der guten Ergebnisse der Schüler zu rechtfertigen. Entsprechend der finanziellen Möglichkeiten der Schule kann entschieden werden, welche CD-ROMs zum Einsatz kommen sollten. Nicht in jedem Falle ist die Vielzahl der CD-ROMs erforderlich und notwendig. Aber ich wollte diese Vielfalt erproben, um die besten CD-ROMs für dieses Stoffgebiet zu erkunden. Empfehlenswert ist in jedem Falle MS Encarta 2000, Glasklar Erfindungen, Wunderwelt Technik, Wunderwerk Auto 4D, 300 Jahre Dampfkraft und das Video „Wärmekraftwerk“ aus der Serie Meilensteine der Naturwissenschaft sowie das Video über die Otto- und Dieselmotoren aus der gleichen Serie. Nochmals verweise ich auch auf die Nutzung der üblichen Medien wie z.B. das Lehrbuch und Nachschlagewerke, die es zu dieser Thematik in reichlichem Umfang gibt und über die auch Schüler verfügen und diese bereitwillig zur Nutzung mitbringen würden.

Die schriftlichen Fixierungen in den Arbeitsunterlagen als auch die gehaltenen Vorträge der Schüler bestätigen weitgehend, dass sie in der Lage sind, einen Überblick über die wärmetechnischen Anlagen zu geben. Es ist erkennbar, dass der Aufbau und die Wirkungsweise als auch das Zusammenspiel der einzelnen Baugruppen von vielen Schülern verstanden wurde und dieses Wissen auch an praxisorientierten Beispielen Anwendung finden kann. Vielen Schülern ist es gelungen, den prinzipiellen Aufbau von Kühlanlagen und Wärmepumpen zu begreifen und das Wirkprinzip zu erfassen. Die Aufgabe und die Notwendigkeit der Förderung von Bauvorhaben zu Sonnenkollektoranlagen wurde erkannt. Es wurde auch versucht zu verstehen, dass der Bau von Sonnenkollektoren eine wesentliche Aufgabe zur Einsparung von Naturvorkommen sein kann. Besondere Beachtung und Förderung ist in den ärmeren Ländern anzustreben, um eine Verbesserung ihrer Infrastruktur zu erwirken. Dies und andere Fragen zur Umweltpolitik ergaben sich in den Auswertungen des Projekts in den folgenden Physikstunden und sind ein Ausdruck dafür, dass aus dem Projekt heraus weiterführende Fragestellungen abgeleitet wurden und dass die Schüler sich mit solchen Fragen auf der Grundlage des vermittelten Fachwissens auseinandersetzen. Ich werte das als ein positives Ergebnis des Projektes unter Wirkung und Einsatz vieler medienwirksamer Faktoren. Im Zusammenhang mit der Notwendigkeit des Katalysators an den Verbrennungsmotoren, des verstärkten Einsatzes der Sonnenkollektoren beim Bau von Häusern verstärkt Wärmepumpen zu installieren für die Heizung in den


Übergangsperioden sind u.a. aktuelle Fragestellungen, die der Lebenswirklichkeit entsprechen und der Komplexität der Sachverhalte gerecht werden.

Besonders eindrucksvoll wurden die historischen Aspekte bei den Wärmekraftmaschinen im Programm vom Verlag Cornelsen mit der CD-ROM „Große Erfinder I und II“ deutlich. Aber auch in dem Programm 300 Jahre Dampfkraft und Vom Laufrad zum 3-l-Auto wurden den Schülern genügend Impulse gegeben, um über die Zukunftsaufgaben der Naturwissenschaften nachzudenken. Mit sehr viel Aufmerksamkeit wurde diese CD-ROM von den Schülern betrachtet und zur Diskussion in den folgenden Stunden angeregt. Diese genannten CD–ROMs würde ich jedem Physiklehrer, auch wenn er kein Projekt zum Thema ausführt, für die Unterrichtsarbeit empfehlen. Hier würden bereits 2 Stunden im Computerkabinett ausreichend sein. Fazit: Ich würde dieses Projekt jederzeit wiederholen, schon im Interesse der Weiterverwendung der im Projekt entstandenen Materialien.


Gesamtplanung Das Projekt war für den Zeitraum von 3 Tagen festgesetzt worden und sollte die Inhalte der RRL im Fach Physik der Stoffeinheit „Wärme in der Technik“ berücksichtigen. Bereits zu Schuljahresbeginn wird den Schülern das Anliegen des Projektes erklärt. Hier erfahren die Schüler, dass diese Stoffeinheit durch ein Projekt behandelt wird. Den Schülern werden die Vor- und Nachteile des Projektunterrichts gegenüber der bisherigen Unterrichtsform erläutert. Mein Anliegen dabei war, die Schüler für das Projekt zu motivieren.

Danach wurde ihnen die Notwendigkeit der Einteilung in Arbeitsgruppen erklärt. Für die Arbeitsgruppeneinteilung sollte weitgehend die Freiwilligkeit berücksichtigt werden. Es war aber auch unumgänglich, dass einige Schüler mit guten Kenntnissen am Computer vom Lehrer zugeteilt wurden. Das war erforderlich, um den Anteil von Schülern in jeder Gruppe zu sichern, die selbstständig am Computer arbeiten können. Selbst die Auswahl der Schüler für die Erstellung der Videos wurde von den Schülern der Klasse selbst übernommen.

Nächster Schritt der Vorbereitung der Schüler auf das Projekt war die Ausgabe der Arbeitsaufträge und die Festlegung der von mir ausgesuchten Arbeitsmittel. Hier konnten die Schüler suchen, ob sie selbst über einiges des von mir ausgesuchten Materials verfügen bzw. ob sie sich es besorgen können. Das hat sich auch als gut erwiesen, weil Schüler eigenes Material (Lexika, Lehrbücher und CD-ROMs) mitbringen konnten bzw. vor dem eigentlichem Projekt lesen bzw. betrachten konnten. In dieser Vorbereitungsstunde wurde den Schülern der gesamte Ablauf des Projektes erläutert, die Räumlichkeiten und die Arbeitsmittel genannt sowie die Lehrer vorgestellt, die ihnen im Projekt zur Seite stehen werden.

Die Arbeitsgruppen, die für die Erstellung der Video CD verantwortlich gemacht wurden, konnten nun alle erforderlichen Absprachen vornehmen. Hier waren Gespräche mit den Unternehmensleitungen bzw. den Eigentümern erforderlich sowie die Vorbereitung für das Interview mit den jeweils zuständigen Personen zu planen. Das Drehbuch wurde nach Absprache mit der Werkstatt dann mit mir beraten, um alle Interessen und Anliegen Fach-RRL zu erfüllen. Außerdem musste eine Bestätigung für unser Anliegen in der Werkstatt von der Schulleitung eingeholt werden und der Unternehmensleitung vorgelegt werden. Dies ist auch aus rechtlichen Gründen im Falle eines Unfalls erforderlich. Erst nach Abschluss all dieser Maßnahmen wurde erneut mit den Schülern über den Stand der Vorbereitung beraten.

Inzwischen waren alle erforderlichen schulorganisatorischen Fragen zu klären, so z.B. der Einsatz der Fachkollegen für die 3 Projekttage. In unserem Falle stand der Fachlehrer für Physik und die Deutschlehrerin und der Informatiklehrer alle drei Tage zur Verfügung. Diese Form hat sich bewährt und ist ausreichend, um auf viele Fragen der Schüler individuell am Computer einzugehen und helfend zur Verfügung zu stehen.

Weiterhin muss vor dem Projekt die erforderliche Installation auf den Rechnern erfolgt sein bzw. das Netzwerk eingerichtet werden. Die Beschaffung des erforderlichen Materials muss abgeschlossen sein. Welches Material benutzt wird, richtet sich nach den Möglichkeiten der Schule. In unserem Falle waren es Papier, CD-Rohlinge, Digitalvideo, Disketten und all die erforderlichen CD-ROMs bzw. ausgeliehenen Videos (s. Anlage).


Einteilung der 3 Projekttage 1. Tag Der erste Tag verlief als Recherche in den genannten Arbeitsgruppen mit der genauen Formulierung ihrer Arbeitsaufträge. Jetzt erarbeitete jede Arbeitsgruppe unter Leitung der Deutschlehrerin eine Gliederung und legte die Aufgabenverteilung für die nächsten zwei Tage fest. Alle weiteren Arbeitsabläufe oblagen den Schülern dann selbst. Die Arbeitszeit wurde auf 4 Unterrichtsstunden festgelegt, wobei es einige Schüler gab, die weit über diese festgelegten Stunden hinaus gearbeitet haben. Auch das ist ein Ausdruck dafür, dass das Vorhaben zur Sache der Schüler wurde. An diesem Tage war die parallele Arbeit mit Computer, Digitalkamera, Scanner und Kopiergerät uneingeschränkt möglich. Da die Arbeitsgruppe bereits die Videoaufnahmen fertig hatten, arbeiteten sie in der Arbeitsgruppe “Verbrennungsmotoren“ mit. Ihre Mitarbeit war zur Aneignung des Fachwissens vorgesehen. Erst an den Nachmittagen erfolgte der Rohschnitt der Videos und wurde auch über den Zeitrahmen des Projekts weiter bearbeitet und auf eine Video-CD gebrannt. Zwischenzeitlich konnte diese Arbeitsgruppe den anderen Arbeitsgruppen bei der Anfertigung von Fotos und deren Ausdruck helfen. Die Erstellung der ersten Wandzeitung mit der Ankündigung unseres Projektes erfolgte ebenfalls durch diese Schülergruppe.

Positiv hat sich diese Veröffentlichung für die eigene Klasse als auch für andere Klassen ausgewirkt. Andere Klassen bekamen Achtung vor der Arbeit dieser Klasse und ihrem großem Arbeitseinsatz. Es ist meines Erachtens auch ein kleiner Beitrag für die Interessenbildung zum Fach Physik geleistet worden.

2. Tag

Der 2. Projekttag setzt die Recherche als wichtigste Funktion im Projekt uneingeschränkt fort, ermöglichte den Schülern, die mit ihrer Recherche fertig sind, auch sofort die Arbeit mit der Textverarbeitung zu beginnen. Andere Schüler arbeiteten dann an der Ausarbeitung ihrer Vorträge. Wer von der Arbeitsgruppe etwas vorträgt, oblag der Arbeitsgruppe in eigener Entscheidung. Wesentlichste Forderung war ein freier Vortrag, der auch im Fach Deutsch bewertet wird. Zur individuellen Arbeit am Vortrag wird ein zusätzlicher Raum bzw. die Schulbibliothek zur Verfügung gestellt. Auch an diesem Projekttag ist der volle Arbeitseinsatz gefordert, der aber auch von den Schülern angenommen wird.. Damit wurden auch solche Schüler weiter gefordert und gefördert, die bereits über umfangreiche Sachkenntnis am Computer verfügen. Eine Erweiterung der Stunden an diesem Tage ist nicht sinnvoll, da die Schüler sich in dieser Tätigkeit am zweiten Projekttag voll verausgabt hatten. Der zweite Tag endet mit dem Teilabschluss der Arbeiten zu den Vorträgen am dritten Projekttag.


3. Tag Hier erfolgte die „Feinarbeit“ wie der Ausdruck der Materialien für die Mappe der Arbeitsgruppe, Textverarbeitung mit Bildeinfügung, Proben zum freien Sprechen zum Vortrag. Diese Arbeit wurde weitgehend vom Fachlehrer Deutsch und Physik unterstützt.

Die Arbeitsgruppenleiter schätzten selbst ein, dass die Zusammenarbeit der Schüler einer Arbeitsgruppe oft unzureichend koordiniert erfolgte. Die gegenseitige Hilfe und Unterstützung bei der Realisierung der Teilaufgaben der Mitglieder der Gruppe erfolgten oft noch zu unabgestimmt mit den anderen Mitgliedern der Gruppe. Nur durch den Einfluss des Deutschlehrers konnten hier befriedigende Ergebnisse erreicht werden. Sehr positiv ist die Erprobung für die Referate der Umgang mit dem Computer zu nennen. Ohne

Vorherige Übungen wird ein einwandfreier Vortrag unter Mithilfe der Technik kaum realisierbar. Hier müssen die Schüler den Vortrag und die Bedienung der Technik erproben. Jede Gruppe sortiert die einzusetzenden Medien (CD-ROM, Video-CD digitales Bildmaterial ) und übt den reibungslosen Einsatz während des Vortrages. Ohne diese Übung ist es nicht möglich, dass das passende Material im richtigen Zeitpunkt projiziert wird. Bewährt hat sich auch, wenn ein Schüler diese Aufgabe für alle Vorträge übernimmt. Damit können sich die anderen Mitglieder der Gruppe zielgerichtet auf ihren Vortrag vorbereiten.

Mangelhafte Tendenzen zeigten sich darin, dass es nicht alle Schüler verstanden haben, frei zu reden. Diese Umsetzung wird auch weiterhin sehr problematisch in einer Realschulklasse sein. Letztlich aber vertrete ich den Standpunkt, dass einige Schüler sich sehr gut entfalten konnten und damit war das Projekt selbst ein wesentlicher Beitrag zur Talentförderung hinsichtlich der Fächer Physik und Informatik. Die Informatik deshalb, weil einige Schüler ein neues Programm probieren und einsetzen konnten.(PowerPoint)

Da die Präsentation handgesteuert lief, konnten jeweilige Kommentare und Erklärungen der einzelnen Mitglieder erfolgen.

Diese Form der Präsentation ist anzustreben, weil sie Aufgabenstellungen für die Zukunft sind und in den nächsten Jahren immer umfassender in allen Bereichen des gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Lebens Einzug halten werden.

Dabei spielt es keine Rolle welchen Namen das Programm haben wird, vielmehr geht es um die Anwendungen solcher Präsentationsformen. Ich selbst würde solche Formen für alle Fächer im Unterricht anstreben um Schüler noch zukunftsorientierter auf ihr Berufsleben vorzubereiten. Auch für den Lehrer könnte diese Form des Unterrichtens mit PowerPointpräsentationen hilfreich zur Seite stehen.


Anlagen

Schülermeinungen

Arbeitsmittel und Medien

Internetadressen

Aufgaben der 5 Arbeitsgruppen

Abschlussklausur zum Themengebiet „Wärme in der Technik“


Schülermeinungen Schülerin A. N.: „Den Verlauf des Projektes fand ich eigentlich sehr gut, wenn man gesehen hat, wie sich die meisten Schüler dahinter gehangen haben. Ich fand es auch sehr nett, dass Herr Schmidt uns soviel Material zur Verfügung gestellt hat und er sich gemeinsam mit Herrn Janot (Informatiklehrer) sich soviel Mühe gegeben haben. Die meisten Ergebnisse waren nach meiner Meinung als sehr gut einzuschätzen.“ Bei einer anderen Schülerin ist in der Umfrage zu dem Projekt deutlich geworden, dass nicht alle Vorträge den anderen Schülern ausreichend schriftlich erarbeitetes Material als Zusammenfassung gegeben haben. Trotzdem schreibt die Schülerin: „Weiter hatte jeder Schüler aus dem Projekt den Unterrichtsstoff gut verstehen können.“ Alle Befragungen äußern sich sehr positiv zu der Erarbeitung des Wissens am Computer. Sie geben immer wieder zu verstehen, dass die Wissensaneignung viel Spaß und Freude gemacht hat. Es wird aber auch offen Kritik zu einzelnen Schülern und ihrer Inaktivität gemacht. Diese offene Form der Kritik und Selbstkritik am Ende des Projektes ist ein weiteres Ergebnis dieser Arbeitsweise. Ein Schüler schreibt in der anonymen Befragung: „Eigentlich erst nach dem Projekt habe ich meine Leistungen im Fach Physik wesentlich verbessern können. Alle nachfolgenden Leistungen habe ich mit der Zensur 1 erreichen können. Mir hat es geholfen im Physikunterricht besser aufzupassen . So richtig Spaß an der Physik habe ich erst nach dem Projekt bekommen. Der Kontakt zum Lehrer ist auch besser geworden. Ich persönlich bin sehr an diesem Fach interessiert. Hoffentlich gibt es in Klasse 9 eine vergleichbare Sache mit dem Computer.“


Benötigte Arbeitsmittel

CD-ROMs

Encarta plus 2000 Microsoft, Preis ca. 200 DM Meyer Multimedia Naturwissenschaften neu entdecken Brockhaus AG Mannheim, Preis 90 DM Wunderwelt Technik DTP Neue Medien Hörzu Wissen interaktiv, Preis 49 DM Wunderwerk Auto DTP Neue Medien Hörzu Wissen interaktiv, Preis 49 DM 300 Jahre Dampfkraft Die Geschichte der modernen Energietechnik 1998 Siemens AG Energieerzeugung KWU Anforderung über die Abteilung Öffentlichkeitsarbeit der Siemens AG Erfindungen 3 D Mega Systems OHG Delmenhorst 1998, Preis 49 DM Physikus Das Abenteuer aus der Welt der Naturwissenschaften vom Klett Verlag ISBN 3-12-135051-x, Preis 50 DM Große Erfinder I und II vom Verlag Cornelsen Cornelsen Software GmbH & Co 1497 Berlin, Preis 100 DM Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik „Vom Laufrad zum 3l Auto Springer electronik media Springer Verlag Berlin Heidelberg ISBN 3-540-14715-2 Wunderwerk Auto 4 D Hörzu Wissen interaktiv DTP Neue Medien Mega Systems Preis 49,00 DM, Kaufhof, Karstadt lieferbar

Videos

Meilensteine der Naturwissenschaft Otto- und Dieselmotor Meilensteine der Naturwissenschaft Wärmekraftwerk 16 mm Film über die Wärmepumpe

Aus der Kreismedienstelle Halle (Tel. 0345/ 2213166 oder 2213164): 9 42 42573 Der Sonne entgegen 1 42 00966 E Werk Sonne 1 42 40075 Kraft aus vier Takten 2 42 40474 Viertakt – Motor Otto 3 42 67042 Der Otto Motor 11 42 67500 Energie von der Sonne 2 42 00508 Energiesparende Heizsysteme 3 42 00943 Otto Motor 4 42 00945 Diesel Motor Aus dem AV-Medienverleih des LISA Halle: 13 32 3025 Die Wärmepumpe Anmerkung: Zur Bearbeitung meines Projektes sind grundsätzlich nicht alle Materialien erforderlich.


Internetadressen www.sonnet.de www.nau-gmbh.de/solarsys.htm www.solarserver.de/wissen/sonnenkollektoren.html#fla www.heizmeister.de www.ratgeber-bauen.de/themen/heizen/he-0011/solarenergie2.htm www.ilkdresden.de/kaelte/wp.htm www.tu-dresden.de/mw/iem/kkt/mitarbeiter/peter.html http://www.pbs-solar.de/html/solarthermische.htm http://www.aee.at/verz/artikel/schwim01.html http://www.k-wz.de/vmotor/s http://www.deutsches-museum.de/mum/dioramen/strom http://www.jgs.compoint.de/physik/gruppe5/kohle.htm http://www.spin.ch/~e-unter/index.htm


1. Arbeitsgruppe des Projekts „Wärme in der Technik“ Klasse 8 S 2

Wie bereits in meinem Hinweisschreiben an jeden Schüler mitgeteilt wurde, erfolgt unser Projekt zum Thema „Wärme in der Technik“ in der Zeit vom 9.1. bis 11.1 2001. Die Mitglieder der Arbeitsgruppe 1 erarbeiten sich während der Projekttage in selbständiger Arbeit am Computer das Wissen über den Aufbau und die Wirkungsweise der Verbrennungsmotoren. Zur Wissensaneignung stehen den Mitgliedern der Arbeitsgruppe folgende Arbeitsmittel zur Verfügung: -Lehrbuch Physik Klasse 8 -CD -Rom Die großen Erfinder II -CD -Rom Encarta 99 Suchverzeichnis Verbrennungsmotoren -CD –Rom Glasklar Erfindungen ( zu finden unter wichtige Erfinder und suche unter Otto- und Dieselmotoren) -Win Physik im Startmenü des Computers unter Programme Tool Wärmelehre -CD- Rom Vom Laufrad zum 3 l Auto -CD- Rom Wunderwerk Auto -CD-Rom Wunderwelt Technik Navigator Begriff Auto


- Video CD Film Die Verbrennungsmotoren- - Video CD Film Das Auto - Video CD Pneumatisches Feuerzeug - Video CD Die Zündung des Benzin- Luftgemisches Den Mitgliedern der Arbeitsgruppe obliegt nach der Recherche aller Materialien die Erarbeitung einer Dokumentation sowie die Vorbereitung eines Vortrages zum Thema. Der Vortrag wird entweder im Fach Physik oder im Fach Deutsch gehalten. Das Projekt basiert auf einer Forschung des Landes Sachsen- Anhalt im Rahmen einer Bund- Länderarbeitsgruppe. Dieses Projekt ist der Thematik „Fächerverbindende Projekte“ zugeordnet. Aus den vom Schüler benutzten Materialien sind erforderliche Ausdrucke bei der Recherche anzufertigen. Diese Materialien werden für den Vortrag benötigt. Die Arbeitsgruppe 1 erarbeitet zusätzlich eine Video CD in einer selbst ausgesuchten Werkstatt mit der Zielstellung in einem Interview mit Mitarbeitern der Werkstatt Antworten auf solche Fragen zu finden wie: Was sind die wichtigsten Baugruppen in einem PKW und wie erfolgt ihr Zusammenspiel? Welche Bedeutung hat der Katalysator in einem Fahrzeug? Warum die Forderung nach einem 3 l Auto und wie steht es mit der Realisierung? In der Werkstatt entsteht neben der Videoaufzeichnung entsprechendes Bild- Material für den Vortrag. Für alle Schüler der Klasse sind entsprechende Arbeitsblätter vorzubereiten um auch den nicht beteiligten Schülern der Arbeitsgruppe eine Übersicht über das Wissen zu geben. Die Arbeitsgruppe teilt sich die Arbeitsaufträge an ihre einzelnen Mitglieder selbst ein. Jeder Schüler wird entsprechend seiner Aktivität und Arbeitsweise in den Fächern Deutsch und Physik bewertet. Vorbereitungen für die Erfüllung der Aufgaben können nun sofort beginnen. Entsprechende Absprachen hinsichtlich der erforderlichen Technik zur Erfüllung der Aufgaben trifft der Leiter der Arbeitsgruppe mit Herrn Schmidt.


2.Arbeitsgruppe des Projekts „Wärme in der Technik“ Klasse 8 S 2

Wie bereits in meinem Hinweisschreiben an jeden Schüler mitgeteilt wurde, erfolgt unser Projekt zum Thema „Wärme in der Technik“ in der Zeit vom 9.1. bis 11.1.2001. Die Mitglieder der Arbeitsgruppe 2 erarbeiten sich während der Projekttage in selbständiger Arbeit am Computer das Wissen über den Aufbau und die Wirkungsweise der Verbrennungs- motoren. Zur Wissensaneignung stehen den Mitgliedern der Arbeitsgruppe folgende Arbeitsmittel zur Verfügung:

- Lehrbuch Physik Klasse 8 - CD- Rom „Die großen Erfinder“ - CD- Rom Encarta 99 Suchverzeichnis Verbrennungsmotoren - CD- Rom Glasklar Erfindungen ( zu finden unter wichtige Erfinder und suche unter - Otto- und Dieselmotoren)


- Win Physik im Startmenü des Computers unter Programme Tool Wärmelehre - CD- Rom Vom Laufrad zum 3 l Auto - CD –Rom Wunderwerk Auto - CD –Rom Wunderwelt Technik Navigator Begriff Auto

Video CD Film Die Verbrennungsmotoren Video CD Film Das Auto Video CD Pneumatisches Feuerzeug Video CD Die Zündung des Benzin- Luftgemisches

den Mitgliedern der Arbeitsgruppe obliegt nach der Recherche aller Materialien Die Erarbeitung einer Dokumentation sowie die Vorbereitung eines Vortrages zum Thema. Der Vortrag wird entweder im Fach Physik oder im Fach Deutsch gehalten. Das Projekt basiert auf einer Forschung des Landes Sachsen- Anhalt im Rahmen einer Bund- Länder Arbeitsgruppe. Dieses Projekt ist der Thematik Fächerverbindende Projekte“ zugeordnet. Aus den vom Schüler benutzten Materialien sind erforderliche Ausdrucke bei der Recherche anzufertigen. Diese Materialien werden für den Vortrag benötigt. Der Vortrag setzt sich aus Teilvorträgen seiner Mitglieder zusammen. Es können auch für diese Präsentation Möglichkeiten des Computers erschlossen werden. (Auszüge aus einer CD –Rom, Videosequenzen oder Power Point) Für alle Schüler der Klasse sind entsprechende Arbeitsblätter vorzubereiten , um auch den nichtbeteiligten Schülern der Arbeitsgruppe eine Übersicht über das Wissen zu geben. Die Arbeitsgruppe teilt sich die Arbeitsaufträge an ihre einzelnen Mitglieder selbst ein. Jeder Schüler wird entsprechend seiner Aktivität und Arbeitsweise in den Fächern Deutsch und Physik bewertet. Vorbereitungen für die Erfüllung der Aufgaben können sofort beginnen.



Wie bereits in meinem Hinweisschreiben an jeden Schüler mitgeteilt wurde, erfolgt unser Projekt zum Thema „Wärme in der Technik“ in der Zeit vom 9.1 bis 11.1.2001. Die Mitglieder der Arbeitsgruppe 3 erarbeiten sich während der Projekttage in selbständiger Arbeit am Computer das Wissen über den Aufbau und die Wirkungsweise der Sonnenkollektoren. Sie erkunden Möglichkeiten zur Nutzung dieser Sonnenkollektoren in Gebäuden und Wohnhäusern. Zur Wissensaneignung stehen den Mitgliedern der Arbeitsgruppe folgende Arbeitsmittel zur Verfügung: Lehrbuch Physik Klasse 8 CD – Rom Encarta 99 Stichwort: Sonnenenergie CD – Rom Duden Meyer Multimedia Naturwissenschaften neu entdecken Suchbegriff: Energie CD – Rom Data Becker Lexikon 2001 Suchbegriffe Energie, Photovoltaik- Sonnenkollektoren Video CD Sonnenkollektor –Solarenergie Arbeitsmaterialien des Arbeitskreises Schulinformation Energie Den Mitgliedern der Arbeitsgruppe obliegt nach der Recherche aller Materialien die Erarbeitung einer Dokumentation sowie die Vorbereitung eines Vortrages zum Thema. Der Vortrag wird entweder im Fach Physik oder im Fach Deutsch gehalten. Das Projekt basiert auf einer Forschung des Landes Sachsen- Anhalt im Rahmen einer Bund- Länderarbeitsgruppe. Dieses Projekt ist der Thematik „Fächerverbindende Projekte“ zugeordnet. Aus den vom Schüler benutzten Materialien sind erforderliche Ausdrucke bei der Recherche Anzufertigen. Diese Materialien werden für den Vortrag benötigt. Die Arbeitsgruppe 3 erarbeitet zusätzlich eine Video CD sowie digitales Bildmaterial über Die technische Anwendung und deren Einsatz von Sonnenkollektoren. Die Video CD sollte im Inhalt ein Interview mit einem Hauseigentümer beinhalten.


Dabei sollte der Aufbau und die Wirkungsweise erklärt werden. Aber auch Fragen der Wirtschaftlichkeit und des Nutzens der Anlage sollten mit dem Eigentümer beraten werden. Für alle Schüler der Klasse sollten entsprechende Arbeitsblätter vorbereitet werden, um auch den nichtbeteiligten Schülern der Arbeitsgruppe eine Übersicht über das Wissen zu geben. Die Arbeitsgruppe teilt sich die Arbeitsaufträge an ihre Mitglieder selbst ein. Jeder Schüler wird entsprechend seiner Aktivität und Arbeitsweise in den Fächern Physik und Deutsch bewertet. Vorbereitungen für die Erfüllung der Aufgaben können nun sofort beginnen. Entsprechende Absprachen hinsichtlich der erforderlichen Technik zur Erfüllung der Aufgaben trifft der Leiter der Arbeitsgruppe mit Herrn Schmidt.



Wie bereits in meinem Hinweisschreiben an jeden Schüler mitgeteilt wurde, erfolgt Unser Projekt zum Thema „Wärme in der Technik“ in der Zeit vom 9.1. bis 11.1.2001. Die Mitglieder der Arbeitsgruppe 4 erarbeiten sich während der Projekttage in selbständiger Arbeit am Computer das Wissen über den Aufbau und die Wirkungsweise der Dampfmaschine sowie der Dampfturbine . Das Zusammenspiel der einzelnen Baugruppen in den Maschinen soll weitgehend in selbständiger Weise erkannt und verstanden werden. Zur Wissensaneignung stehen den Mitgliedern der Arbeitsgruppe folgende Arbeitsmittel zur Verfügung: CD- Rom Große Erfinder I und II CD- Rom 300 Jahre Dampfkraft# CD- Rom Encarta 99 Stichwort Dampfmaschine und Dampfturbine CD- Rom Wunderwelt Technik im Navigator unter Energieerzeugung zu finden Video CD Dampfturbinen im Wärmekraftwerk Video CD Steigerung des Wirkungsgrades im HKW Lehrbuch Physik Klasse 8 Arbeitsmaterialien des Arbeitskreises Schulinformation Energie zum Thema 300 Jahre Dampfkraft Den Mitgliedern der Arbeitsgruppe obliegt nach der Recherche aller Arbeitsmittel die Erarbeitung einer Dokumentation sowie die Vorbereitung eines Vortrages zum Thema. Der Vortrag wird entweder im Fach Physik oder im Fach Deutsch gehalten. Das Projekt basiert auf einer Forschung des Landes Sachsen- Anhalt im Rahmen einer Bund- Länderarbeitsgruppe. Dieses Projekt ist der Thematik „Fächerverbindende Projekte“ zugeordnet. Aus den vom Schüler benutzten Materialien sind erforderliche Ausdrucke bei der Recherche


anzufertigen. Diese Materialien werden für den Vortrag benötigt. Die Arbeitsgruppe 4 bemüht sich um die Einbeziehung von aktuellen Material der Stadtwerke Halle über ihre Energieerzeugung durch moderne Wärmekopplung. Kontaktadressen können Mitglieder der Arbeitsgruppe bei Herrn Schmidt erhalten. Für alle Schüler der Klasse sollten entsprechende Arbeitsblätter vorbereitet werden, um auch den nichtbeteiligten Schülern eine Übersicht über das Wissen zu geben. Die Arbeitsgruppe teilt sich die Arbeitsaufträge an ihre Mitglieder selbst ein. Jeder Schüler wird entsprechend seiner Aktivität und Arbeitsweise einschließlich der erreichten Ergebnisse in den Fächern Physik und Deutsch bewertet. Vorbereitungen für die Erfüllung der Aufgaben können sofort beginnen.



Wie bereits in meinem Hinweisschreiben an jeden Schüler mitgeteilt wurde, erfolgt unser Projekt zum Thema „Wärme in der Technik“ in der zeit vom 9.1. bis 11.1.2001. Die Mitglieder der Arbeitsgruppe 5 erarbeiten sich während der Projekttage in selbständiger Arbeit am Computer das Wissen über den Kompressionskühlschrank sowie über die Wärmepumpe . Dabei geht es um den Aufbau, die Wirkungsweise und das Zusammenspiel der einzelnen Baugruppen in den Maschinen. Zur Wissensaneignung stehen den Mitgliedern der Arbeitsgruppe folgende Materialien zur Verfügung: Video CD Mitschnitt aus dem Schülerprogramm „Max Q“ K wie Kühlschrank CD- Rom Wunderwelt Technik suchen unter Navigator und Geräte tägliches Leben 16 mm Film des LISA Halle Wärmepumpen Lehrbuch Physik Klasse 8 Internet Suchmaschine unter Wärmepumpen Den Mitgliedern der Arbeitsgruppe obliegt nach der Recherche aller Arbeitsmittel die Erarbeitung einer Dokumentation sowie die Vorbereitung eines Vortrages zum Thema . Der Vortrag wird entweder im Fach Physik oder im Fach Deutsch gehalten. Das Projekt ist der Thematik „Fächerverbindende Projekte“ zugeordnet. Aus den vom Schüler benutzten Materialien sind erforderliche Ausdrucke bei der Recherche Anzufertigen. Diese Materialien werden für den Vortrag benötigt. Die Arbeitsgruppe 5 bemüht sich einen Eigenheimbauer aus dem Saalkreis ausfindig zu machen, um mit dem Besitzer die Vorteile einer Wärmepumpe zu beraten.


Hier könnte man Video- und digitales Bildmaterial über eine Wärmepumpe erstellen. Die Investitionskosten und die ersparten Heizkosten könnten an einem solchem realen Beispiel erforscht werden. Für alle Schüler der Klasse sollten entsprechende Arbeitsblätter vorbereitet werden, um auch den nichtbeteiligten Schülern eine Übersicht über das Wissen zu geben. Die Arbeitsgruppe teilt sich die Arbeitsaufträge an ihre Mitglieder selbst ein. Jeder Schüler wird entsprechend seiner Aktivität und Arbeitsweise einschließlich der erreichten Ergebnisse in den Fächern Physik und Deutsch bewertet. Vorbereitungen für die Erfüllung der Aufgaben können sofort beginnen. Für die erforderliche Technik zur Anfertigung des Video- und digitalen Bildmaterials sind Absprachen mit Herrn Schmidt erforderlich.


Klausur Physik Klasse 8

„Wärme in der Technik“

1. Fragen zu solarthermischen Anlagen: Versuche die wesentlichsten Vorgänge in einer Solaranlage eines Wohnhauses zur Erwärmung von Brauchwasser zu erklären. Nutze die Abbildung, welche die Arbeitsgruppe in ihrem Vortrag genutzt hat! Benutze ferner Blatt 8 der Hilfedokumente!

Für die Nummer 1 und 2 ist eigenes Schreibmaterial zu benutzen!

2. Erkläre die Nutzung der Sonnenenergie in dieser Bilddarstellung und versuche die Vorteile gegenüber einer normalen Schwimmbadbeheizung aufzuzeigen! (Umweltschutz)


3. Die Verbrennungsmotoren nach Otto und Diesel unterscheiden sich in bestimmten Merkmalen. Nenne die Hauptunterschiede!

Ottomotor Dieselmotor Kraftstoff: Kraftstoff: Zündung: Zündung: Was passiert im 1. und 2. Takt:

Was passiert im 1. und im 2. Takt:

Vervollständige die folgenden Tabellen und setze jeweils an den Bildern der Motoren an der Ziffernangabe den richtigen Begriff ein!

Die Abbildung stellt welchen Motor dar?--------------------------------------------------

Name des Taktes

Was geschieht in dem Takt

Wie steht das Einlassventil

Wie steht das Auslassventil


Diese Tabelle gehört zu dem folgenden Motor! Trage wieder ein!

Name des Taktes

Was geschieht in dem Takt

Wie steht das Einlassventil

Wie steht das Auslassventil

Die Abbildung gehört zu welchem Motor?..-----------------------------------------------


In den folgenden Darstellungen ist wieder einzusetzen!


4. Aus der folgenden Bilddarstellung sollst Du in knapper Form darstellen, welche Aufgaben die einzelnen wichtigen Baugruppen in einem Wärmekraftwerk zu erfüllen haben. Es soll ersichtlich werden, welche einzelnen Energieumwandlungen in den Baugruppen stattfinden und welche besonderen Aufgaben die Baugruppen zu erfüllen haben. Zur Erarbeitung der Energieumwandlungen ist das Blatt 9 der Hilfedokumente zu benutzen!

Kesselanlage Turbine Kondensator Generator

Bedenke beim Schreiben dieser Klausur, dass es eine Bewertung im Fach Physik für die Richtigkeit der physikalischen Erscheinungen und Prozesse gibt. Ferner wird eine Bewertung im Fach Deutsch zu den schriftlichen Darlegungen erfolgen.

Physik erreichte Punkte: Punktvorgabe: Zensur:


Hilfedokumente, wie sie im Projekt entstanden sind. Auf diese Bildvorlagen könnt ihr zurückgreifen!



Hilfedokument der Seite 9 ist in den freien Feldern zu beschriften!

Documents

Wärme in der Technik - bildung-lsa.de · B. Schmidt, Fächerübergreifendes Projekt „Wärme in der Technik“ (Physik/Deutsch) 4 Ausführliche Darstellung der Ziele des Projektes