Der “Treibhauseffekt” im Technik-Unterricht
Schülerinnen und Schüler der Klassen 8a und 8c konstruieren Gewächshäuser für die Fensterbank
Der schulische Technik-Unterricht stellt für die meisten Schülerinnen und Schüler nicht nur eine willkommene “manuelle” Abwechslung im überwiegend “kognitiv” geprägten Schultag dar, sondern bietet immer auch die Chance, vielfältige Aspekte des täglichen Lebens – etwa Phänomene der Naturwissenschaften – mit handwerklich-technischen Lösungen inhaltlich zu verbinden, so wie dies in der nachfolgend beschriebenen Unterrichtseinheit zur Planung und zum Bau kleiner Holz-Gewächshäuser für die Fensterbank überzeugend gelingt:
Vom sogenannten “Treibhauseffekt” – der Umwandlung von Licht in Wärme und deren isolierendem Einschluss unter einer Glas- bzw. wärmereflektierenden Schicht – hat jeder Schüler bereits im Rahmen der Erderwärmungsproblematik gehört. Wie dieser wärmende Effekt, der seine ursächliche, wörtliche Bedeutung einem einfachen physikalischen Prinzip innerhalb eines Gewächshauses verdankt, aber genau entsteht, ist nur den wenigsten Menschen bekannt. Der Treibhauseffekt lässt sich auf vielfältige Weise demonstrieren, technisch nutzen und interdisziplinär in den Unterricht einbetten:
- Biologie: Der Bau eines Gewächshauses ist natürlich die klassische Form der Nutzung des Treibhauseffektes zur Verbesserung der Wachstumsbedingungen von (Kultur-) Pflanzen. Im Rahmen eines kurzen Films aus der “Sendung mit der Maus” wurde den Schülerinnen und Schülern verdeutlicht, dass die Gewächshauskultur die Wachstumsperiode von Nutzpflanzen erheblich verlängert (frühere Aussaat und verlängerte Erntezeit führen zu deutlich höheren, landwirtschaftlichen Erträgen). In anschaulichen Vergleichen wurden die Unterschiede zwischen Freiland- und Gewächshausanbau mehr als augenfällig!
- Physik: Parallel dazu wurden die naturwissenschaftlichen Grundlagen des Treibhauseffekts (z.B. die Umwandlung von Licht- zu Wärmestrahlung) erläutert. Die anschließende Unterrichtsstunde im Rahmen des Besuchs des Schülerlabor-Trucks der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) ergänzte das zuvor erworbene Fachwissen um eine weitere Nutzungsvariante des Treibhauseffektes: der Solarthermie! Die Sonnenenergie (hauptsächlich sichtbares Licht und Infrarotstrahlung) lässt sich auf technisch recht einfache Weise zur Bereitung von Warmwasser zur Brauchwassernutzung und Heizungsunterstützung einsetzen. Dies wurde sowohl in einem Vortrag, als auch im Experiment – anhand eines einfachen Kollektors (schwarzer Wasserschlauch in einer schwarz gefärbten, flachen Holzkiste mit Folienabdeckung) – anschaulich verdeutlicht! – Ggf. können die Schüler nach Fertigstellung ihres Gewächshauses ebenfalls einen solchen “Obstkisten-Kollektor” nachbauen!
- Technik: Die individuelle Planung (inkl. einer technischen Zeichnung!) und der Bau eines Gewächshauses stellen sowohl in konstruktiver, als auch in handwerklicher Sicht eine technische Herausforderung dar: Die Schülerinnen und Schüler müssen eine funktionsfähige Fachwerk-Konstruktion (Wände und Dach inkl. Öffnungen) planen, den entsprechenden Materialbedarf errechnen und die einzelnen Bauteile fertigen. Dabei verlangt die Herstellung der hölzernen Fachwerk-Verbindungen (stumpfe Stöße, diverse Winkel, passende Gehrungsschnitte, …) grundsätzliche Überlegungen in der Planung (logische und statische Gesetzmäßigkeiten) sowie besondere Sorgfalt in der Fertigung!
- Gestaltungslehre (Kunst/Design): Die äußere Gestalt des Gewächshauses nimmt für die meisten Schülerinnen und Schüler eine zentrale Stellung in der gesamten Fertigungsaufgabe ein. Dabei entwickeln sich im Laufe der Fertigung unterschiedliche Varianten der grundsätzlich gleichen Bauweise. Verschiedene Grund-, Wand- und Dachformen, Verstrebungen, Dachdeckungen, Verglasungsvarianten, Farben und Verzierungen ergeben sich aus den zur Verfügung stehenden Materialien, aus technischen Anforderungen (“form follows function”) oder persönlichen Vorlieben.
Die nachfolgende Galerie vermittelt einen Eindruck von der Vielfältigkeit der Unterrichtsreihe sowie von den unterschiedlichen technischen und gestalterischen Lösungsansätzen der Schüler!
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Verfasst am 2. Mai 2012 in Naturwissenschaften, Technik & Informatik · Keine Kommentare
Hochschul-Unterricht im LKW
Seit heute morgen bis einschließlich Freitag wird Unterricht an der KAR teilweise “ausgelagert”: Klassen und Kurse der sogenannten MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) sind eingeladen verschiedenste Vorlesungen und Seminare im Truck der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) zu besuchen.
Heute haben dieses Angebot bereits verschiedene NW-Kurse (“Die Physik von James Bond”) sowie einzelne Klassen (“Wie funktioniert ein Navigationssystem?”) angenommen. Morgen werden weitere Kurse (z. B. Technik: “Wie funktioniert ein Solarkollektor?”) und die Grundschulkinder des NatEx-Projektes (“Mikroskopie”) den HSHL-Truck bevölkern …
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Der Truck der HSHL hat vor der KAR seinen einwöchigen Standplatz gefunden.
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Verfasst am 27. März 2012 in Allgemein, Mathematik, Naturwissenschaften, Technik & Informatik, Veranstaltungsberichte · Keine Kommentare
Truck der HSHL zu Gast in der KAR
In der Woche vom 26. bis 30. März 2012 ist der wissenschaftliche Truck der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) zu Gast in der KAR. Wir wünschen viel Spaß im naturwissenschaftlichen Unterricht!
Verfasst am 26. März 2012 in Allgemein, Naturwissenschaften · Keine Kommentare
KAR unter den besten 20 Teams beim NRW-Brennstoffzellenwettbewerb
von Wilhelm Adam (Westfälischer Anzeiger)
Der Wettbewerb „Fuel Cell Box 2012“ geht in die zweite Runde. Die vier Schüler der Konrad-Adenauer Realschule haben neben 19 anderen Teams im Kölner Rathaus von Uwe Paschedag, Staatssekretär des NRW-Klimaministeriums, die „Fuel Cell Box“ entgegengenommen. Damit erhalten sie Material zum Bau einer Brennstoffzelle; die fünf besten Konstruktionen werden mit Preisen ausgezeichnet.
Landesweit hatten sich 170 Schülergruppen an dem Wettbewerb beteiligt, mit einem Rundschreiben hatte das Landesministerium die Schulen über den Wettbewerb informiert. „Beim ersten Abschnitt mussten die Schülergruppen 20 Fragen rund um das Thema Energie beantworten“, erklärt Realschullehrer Jens Kneißel, der seit etwa zwei Monaten die Gruppe aus Hamm bei dem Wettbewerb betreut. Schwerpunkt bei den Fragen sei
Funktionsweise und Aufbau einer Brennstoffzelle gewesen. „Alle Schüler gehen in die zehnte Klasse der Realschule und sind naturwissenschaftlich sehr interessiert“, sagt Kneißel. „Die könnten als Auszubildende sofort in einem technischen Betrieb anfangen.“ Ihre Antworten hätten die Schüler in einer Power-Point-Präsentation aufbereitet. „Sie haben dabei selbstständig gearbeitet“, betont Kneißel. Lediglich bei der Aufbereitung der Folien für einen kompletten Vortrag habe er seine Gruppe beraten.
Unabhängig von der Endplatzierung beim Wettbewerb mache ihm das Projekt besonders viel Freude, erklärt der Lehrer. „Ich mag solche Situationen, in denen ich mich mit interessierten Schülern in kleinen Gruppen über ein Thema austauschen kann. Das gibt der normale Unterrichtsbetrieb sonst nicht her.“
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Das KAR-Team Jan-Oliver Raßmann, Marco Arndt, Leon Deutschländer und ihr Lehrer Jens Christian Kneißel erhielten die FuelcellBox im Beisein von Staatssekretär Udo Paschedag, Bürgermeisterin Elfi Scho-Antwerpes (Köln), Ake Johnsen (h-tec) und Dr. Frank-Michael Baumann (Energieagentur.NRW). Foto: Voit
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Verfasst am 2. März 2012 in Allgemein, Naturwissenschaften, Technik & Informatik, Veranstaltungsberichte · Keine Kommentare
NW-Schüler qualifizieren sich für Schülerwettbewerb “Fuel Cell Box”
4 Schüler der Jahrgangsstufe 10 entwickeln Ideen zur Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik und qualifizieren sich mit ihrem Beitrag für die Endrunde
Übergabe der Fuel Cell Box am Freitag, den 24. Februar 2012 in Köln durch den Staatssekretär Udo Paschedag vom Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW
Der NRW-Schülerwettbewerb “Fuel Cell Box” zur Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik, den die EnergieAgentur.NRW in Kooperation mit der h-tec Wasserstoff-Energie-Systeme GmbH durchführt, wird 2012 zum siebten Mal ausgeschrieben.
Nun haben sich auch 4 Schüler der KAR zu diesem Wettbewerb mit einem eigenen Beitrag in Form einer fast 20-seitigen Präsentation für die Endrunde qualifiziert. Ziel der Aktion ist es, das Verständnis für den Energieträger “Wasserstoff” und die Effizienztechnik “Brennstoffzelle” in den weiterführenden nordrhein-westfälischen Schulen noch besser zu platzieren.
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Das "Fuel-Cell-Box"-Team der KAR: (von links) Jan-Oliver Raßmann, Marco Arndt, Leon Deutschländer und Henri Gründer
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In diesem Jahr übernimmt erneut NRW-Klimaschutzminister Johannes Remmel die Schirmherrschaft: “Unser landesweiter Wettbewerb erfreut sich großer Beliebtheit. An den bisherigen sechs Ausschreibungen haben fast 1.000 Teams mit mehr als 2.500 Schülerinnen und Schülern teilgenommen.
In diesem Schuljahr befasst sich der Wettbewerb mit der Speicherung erneuerbarer Energien durch Wasserstoff und der anschließenden Nutzung des Wasserstoffs in einem Brennstoffzellen-Modell-Pkw. Mit Hilfe eines Baukastens, der “Fuel Cell Box”, muss ein entsprechendes System inklusive Wasserstoffinfrastruktur entwickelt werden. Dafür ist die “Fuel Cell Box” mit einem Elektrolyseur, einem Wasserstoffspeicher, einer Brennstoffzelle, einer Batterie, diversen Kabeln und Anschlussmaterialien sowie einem Elektromotor ausgestattet.
Bevor es zur praktischen Entwicklung des Systems geht, mussten die Jugendlichen eine Reihe von Aufgabe schriftlich lösen. Dafür stellen die Veranstalter themenbezogene Unterrichtsmaterialien zur Verfügung.
Auf Grundlage der eingesandten Lösungen werden bis Februar maximal 20 Teams ausgewählt, die dann die Möglichkeit erhalten, ihre schriftlich dargestellten Lösungsideen mit Hilfe der “Fuel Cell Box” in die Tat umzusetzen. Teilnehmen können die Jahrgangsstufen 9 bis 11 aller weiterführenden Schulen aus NRW.
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Verfasst am 21. Januar 2012 in Allgemein, Naturwissenschaften, Technik & Informatik · Keine Kommentare
