Didaktische FWU-DVD. Basiswissen Elektrotechnik. Schutz gegen elektrischen Schlag

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD Basiswissen Elektrotechnik Schutz gegen elektrischen Schlag

2 Zur Bedienung Die didaktische DVD startet automatisch. Der Vorspann kann mit der Enter- oder der Skip-Taste der Fernbedienung oder durch einen Mausklick am PC übersprungen werden. Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung können Sie die Menüpunkte (z. B. Film, Filmsequenz, Bild,, Karte etc.) ansteuern und mit Enter starten. Auch die Buttons am unteren Bildschirmrand steuern Sie mit den Pfeiltasten an und rufen diese mit Enter auf: Der Button Hauptmenü führt zurück zum Hauptmenü. Stehen innerhalb eines Menüpunktes mehrere en zur Verfügung, können Sie mit den Buttons > und < zwischen diesen en vorund zurückblättern. Aus dem laufenden Film oder einer laufenden Filmsequenz gelangen Sie mit der Taste Menu oder Title der Fernbedienung wieder in das Ausgangsmenü zurück. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Das vorliegende Unterrichtsmaterial (Filme und Arbeitsmaterialien) eignet sich in erster Linie dazu, in der beruflichen Aus- und Weiterbildung die Notwendigkeit und die Möglichkeiten eines sicheren Umgangs mit elektrischer Energie darzustellen und zu vertiefen. Die aktuellen Lehrpläne zahlreicher Ausbildungsberufe beinhalten das Thema Schutz gegen elektrischen Schlag : alle Elektroberufe (Grundbildung, Lernfeld 2) energietechnische Elektroberufe (Fachbildung) alle Metallberufe (Grundbildung, Fach Instandhaltung ) Mechatroniker/in (Grundbildung, Fach Elektrotechnik ) Mechatroniker/in für Kältetechnik (Grundbildung) Fachkraft für Veranstaltungstechnik Fachkraft für Umzugsservice Neben der beruflichen Erstausbildung bietet sich die DVD auch in nachfolgenden Bereichen an: Qualifizierung zur elektrotechnisch unterwiesenen Person (EUP) Qualifizierung zur Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten (EFT) Allgemeinbildende Schulen mit technischem/praktischem Schwerpunkt (z. B. Realschulen) Fachgymnasien, Fach- und Berufsoberschulen Betriebliche Ausbildungswerkstätten 2

3 Berufliche Handlungskompetenz 1) Fachkompetenz Die Schüler und Schülerinnen erklären die Ursachen für das Auftreten gefährlicher Körperströme. Sie beschreiben die Einflussfaktoren von Köperströmen auf deren physiologische Wirkung (Stromstärke, Einwirkdauer, Stromart). Die Schüler und Schülerinnen erläutern Schutzvorkehrungen für den Basisschutz und den Fehlerschutz von elektrischen Stromkreisen. Sie beschreiben die Möglichkeiten eines zusätzlichen Schutzes von Stromkreisen, hierbei insbesondere Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD). 2) Methodenkompetenz Die Schüler und Schülerinnen greifen gezielt auf die in den Filmen gezeigten Informationen zu, um diese in Lernsituationen zu nutzen. Sie setzen Kreativitätstechniken (z. B. Mindmapping, Brainstorming) ein, um Informationen zu protokollieren und zu strukturieren. Sie werten Daten aus den Filmen und anderen Informationsquellen (Fachbücher, Internet) aus, und erläutern auf deren Basis die Auswirkungen und Gefährlichkeit von Körperströmen. Die Schüler und Schülerinnen wenden die in den Filmen gezeigten Informationen auf schulische Lernsituationen und berufliche Handlungssituationen an. 3) Sozialkompetenz Die Schüler und Schülerinnen arbeiten in verschiedenen Sozialformen (Klasse, Gruppe, Team) und unterstützen sich dabei gegenseitig. Sie halten sich bei der Besprechung von Filmsequenzen an Diskussionsregeln. Sie arbeiten an arbeitsteiligen Aufträgen und stellen sich deren Ergebnisse gegenseitig vor. 4) Individualkompetenz Die Schüler und Schülerinnen werden sich der Wichtigkeit einer umsichtigen und sicheren Arbeitsweise bei der Installation elektrischer Anlagen bewusst. Sie messen der Beachtung von fachlichen Vorschriften und Verfahrensweisen hohe Bedeutung in Hinblick auf die Sicherheit von Kunden und Kollegen zu. Sie erkennen, dass die Beherrschung sicherheitsrelevanter Fachkenntnisse ein entscheidender Beitrag zu ihrer beruflichen Weiterentwicklung ist. 3

4 Zum Inhalt Hauptmenü Schutz gegen elektrischen Schlag Vom Hauptmenü aus können die fünf Themenbereiche angewählt werden, in denen jeweils die Filme und en zugänglich gemacht werden. Menü Wirkung des elektrischen Stroms (Film/en) Der Film Elektrischer Strom in unserem Alltag zeigt differenziert auf, welche Auswirkungen ein elektrischer Schlag auf den menschlichen Körper haben kann. Praxisnahe Beispiele machen deutlich, wo die Gefahr von Stromunfällen im beruflichen Alltag oder im Haushalt auftritt. Die Grundregeln des Schutzes gegen elektrischen Schlag werden in dem Zusammenhang erläutert. Die Auswirkungen des Stroms auf den menschlichen Körper werden in einem Strom-Zeit-Diagramm in vier Stufen auf das Verhältnis von Stromstärke und Dauer des Stromflusses bezogen. Eine weitere zeigt den Körperwiderstand auf. 4

5 werden aufgezeigt. Die en zur Strom- Zeit-Kennlinie machen das Verhältnis von Zeit und Stromstärke an vier Punkten fest. Menü Basisschutz und Fehlerschutz (Film/en) Der Film Basisschutz und Fehlerschutz zeigt auf, dass Isolierung und Abdeckung oder Umhüllung als Maßnahmen des Basisschutzes nicht ausreichen, um sicher vor dem elektrischen Schlag zu schützen. Sie müssen durch Maßnahmen zum Fehlerschutz ergänzt werden, die eine automatische Abschaltung der Stromversorgung gewährleisten. Menü Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) (Film/en) Der Film Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) veranschaulicht die Funktionsweise von RCDs, die auftretende Fehlerströme erkennen und die Stromversorgung unterbrechen. Die unterschiedlichen Bauarten und Funktionen von RCDs werden differenziert dargestellt, wobei auch auf Grenzfälle, beispielsweise wenn Gleichstromgeräte eingeschaltet sind, hingewiesen wird. Zwei grafische Schaltbilder stellen die Fehlerschleife bei Körperschluss schematisch dar. Wie die Fehlerschleifen im TN- bzw. TT- System jeweils funktionieren, machen zusätzliche en deutlich. Menü Automatische Abschaltung (LS-Schalter) (Film/en) Der Film Überstrom-Schutzeinrichtung (LS-Schalter) greift Situationen aus dem Alltag auf, an denen veranschaulicht wird, wann und wie genau die automatische Abschaltung der Stromversorgung funktioniert. Auch die Grenzen des LS-Schalters Menü Weitere Schutzmaßnahmen (en) Als weitere Maßnahmen werden Isolierung, Schutztrennung und Kleinspannung grafisch dargestellt. 5

6 Verwendung im Unterricht Vorkenntnisse: Die vier Filme befassen sich inhaltlich jeweils mit einem abgegrenzten und im Titel benannten Bereich des Schutzes gegen elektrischen Schlag. Die möglichen Gefahren werden auf Alltagssituationen bezogen, die die Verständlichkeit erleichtern. Physikalische und elektrotechnische Grundkenntnisse zum Stromkreis, zu Schaltungen und Messungen sollten jedoch vorhanden sein, damit die Gefahren und Wirkungen des elektrischen Stroms beziehungsweise die Schutzmaßnahmen in ihren Zusammenhängen verstanden werden können. Beim Einsatz als Selbstlern-Medium sind Grundkenntnisse vorausgesetzt. Die Filme selbst sind didaktisch jedoch so aufbereitet, dass das betreffende Thema ohne zusätzliche Hilfsmittel oder spezifische Vorkenntnisse veranschaulicht wird. Einsatz als unterstützendes Medium im Unterricht: Ohne elektrische Energie funktioniert kaum ein Gerät im Haushalt oder Betrieb. Die Gefahren des elektrischen Stroms werden jedoch oft unterschätzt. Nicht nur die ausgewiesenen Elektroberufe, sondern viele Fachkräfte in Handwerk und Industrie haben ständig mit elektrischen Betriebsmitteln und Anschlüssen zu tun. Die Filme und ergänzenden en vermitteln grundlegende Kenntnisse über Gefahren und den korrekten Umgang mit den betreffenden Situationen. 6

7 Genau auf die filmischen und grafischen Informationen abgestimmt ermöglichen die neun Arbeitsblätter eine vertiefende und weiterführende Erarbeitung der betreffenden Themen (vgl. Beschreibung der Kompetenzen oben). Dabei ist die DVD modular aufgebaut. Die Themen können, wenn gewünscht, einzeln oder in der chronologischen Abfolge erarbeitet werden. Die Arbeitsblätter dienen auch als Lernerfolgskontrolle. Die gesprochenen Kommentare der Filme sind ebenfalls als Dateien abgelegt und können den Schülerinnen und Schülern zur Verfügung gestellt werden. Die Filme der DVD können von der Lehrkraft als Einführung oder zusätzliche Information begleitend zum Unterricht eingesetzt werden. Sie sind so konzipiert, dass sie problemlos in jede Art der Unterrichtsgestaltung integriert werden können. Darüber hinaus kann die Lehrkraft die zusätzlich abgelegten en, Filmkommentare und die Linkliste für ergänzende Aufgaben nutzen. Aus dem umfassenden Angebot der Lernplattform der Hager Vertriebsgesellschaft ( sind drei ergänzende Präsentationen (PowerPoint) und fünf weitere en im Bereich Hintergrundinformationen abgelegt, die die Lehrkraft nutzen kann. Nachfolgend sind die neun Arbeitsblätter bezogen auf die Themen und Inhalte kurz beschrieben: Thema/Film: Elektrischer Strom in unserem Alltag Einführung: Elektrische Energie in den Zusammenhang Entstehung und Verwendung stellen Die beiden ersten Arbeitsblätter dienen dazu, zunächst allgemein in die Thematik einzuführen und ein umfassendes Problembewusstsein zu schärfen. AB 1 gibt den Schülern und Schülerinnen auf, verschiedene Formen der Gewinnung von elektrischer Energie zu recherchieren und deren Auswirkungen auf das Ökosystem zu reflektieren. In AB 2 wird ein Mindmap gestaltet, das die Umwandlung von elektrischer Energie in andere Energieformen und Verbraucher aufzeigt. Methodisch können die evtl. arbeitsteilige Recherche und das Mindmapping eine offene und kooperative Lernatmosphäre unterstützen. 7

8 Einführung: Auswirkungen des elektrischen Stroms auf den Menschen Konkret bezogen auf die Informationen aus dem ersten Film, sichern und interpretieren die Schülerinnen und Schüler mithilfe der Arbeitsblätter 3 und 4 die zentralen Informationen. AB 3 fragt nach entscheidenden Einflussfaktoren der Gefährdung. AB 4 bezieht sich auf die vier Bereiche des Strom-Zeit-Diagramms. Thema/Film: Basisschutz und Fehlerschutz Informationen, die Schüler und Schülerinnen im zweiten Film erhalten, setzen sie in den Arbeitsblättern 5 und 6 in Beschreibungen um und wenden ihre Kenntnisse zur Vervollständigung von en/schaltbildern an. AB 5 thematisiert den Basisschutz bezogen auf direktes und indirektes Berühren stromführender Teile. In AB 6 sollen die Fehlerströme bei einem Körperschluss in Schaubilder des TN- bzw. TT-Systems eingezeichnet und interpretiert werden. Thema/Film: Überstrom-Schutzeinrichtung (LS-Schalter) AB 7 fragt den Aufbau und die Funktionsweise des LS-Schalters ab und sichert damit die betreffenden Informationen aus dem Film. Thema/Film: Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) AB 8 ist als Beobachtungsprotokoll zum betreffenden Film angelegt, sichert die Informationsvermittlung ab und sollte durch eine anschließende Gruppenarbeit ergänzt werden. AB 9 fragt das vertiefte Verständnis zum Funktionsprinzip des RCD ab und fordert von Schülern und Schülerinnen, dass sie dies eigenständig auf einen Schaltplan anwenden. Arbeitsmaterial Im ROM-Teil der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht sowie Arbeitsblätter (mit Lösungen) zur Verfügung (siehe Tabelle). Um die Arbeitsmaterialien zu sichten und auszudrucken, legen Sie die DVD in das 8

9 DVD-Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Über diese können Sie bequem alle Arbeitsmaterialien aufrufen (PDF-Dokumente). Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons ( Inhaltsverzeichnis, Startseite ), die Ihnen das Navigieren erleichtern. Diese erscheinen nicht im Ausdruck. Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader (im Ordner Adobe ). Im Ordner Arbeitsmaterial/Word_ Dateien finden Sie die Arbeitsblätter und den Filmkommentar auch als Word- Dokumente. Die Materialien stehen in der Regel als PDF-Dokumente zur Verfügung. Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons ( Inhaltsverzeichnis und Startseite ), die Ihnen das Navigieren erleichtern. Die Buttons erscheinen nicht im Ausdruck. Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader im Ordner Adobe. Ordner Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter en Hintergrundinformationen Filmtexte Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Materialien Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht 9 Arbeitsblätter (mit Lösungen) als PDF- und Word- Dokument 12 en 7 en aus der DVD 5 en aus dem Arbeitsmaterial 8 Dateien 3 Präsentationen zu: Sicherheitsregeln, LS- und RCD- Schalter 3 Modellansichten von Schaltern (LS, FI-LS, RCD) 2 x Stromkreise für Räume über/unter 100 qm Textfassung der vier Filme als PDF- und Word-Dokument Begleitheft zur DVD Übersicht über den Aufbau der DVD Infos zu ergänzenden FWU-Medien kommentierte Linkliste zum Thema 9

10 Programmstruktur Basiswissen Elektrotechnik: Schutz gegen elektrischen Schlag Hauptmenü Untermenü Wirkung des elektrischen Stroms Elektrischer Strom in unserem Alltag 8:30 min Strom-Zeit-Diagramm 4 en Wirkung des elektrischen Stroms Film/en Widerstand des menschlichen Körpers Basisschutz und Fehlerschutz Film/en Basisschutz und Fehlerschutz Basisschutz und Fehlerschutz 7:10 min Automatische Abschaltung (LS-Schalter) Film/en Fehlerschleife im TN-System Fehlerschleife im TT-System Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) Weitere Schutzmaßnahmen Film/en en Automatische Abschaltung (LS-Schalter) Überstrom-Schutzeinrichtung 6:00 min (LS-Schalter) Strom-Zeit-Kennlinie 4 en Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 10:20 min (RCD) Fehlerschleife bei Körperschluss 2 en Arbeitsmaterial (im ROM-Teil der DVD) Legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Verwendung im Unterricht 9 Arbeitsblätter 12 en Hintergrundinformationen 4 Filmtexte Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Weitere Schutzmaßnahmen Doppelte und verstärkte Isolierung Schutztrennung Kleinspannung SELV oder PELV 2 en 10

11 Produktionsangaben Basiswissen Elektrotechnik: Schutz gegen elektrischen Schlag (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2010 DVD-Konzept Petra Müller DVD-Authoring und Design ModernLearning GmbH Bildung mit neuen Medien im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010 Arbeitsmaterial Ludwig Wenzl Heike Gewehr Bildnachweis Hager Vertriebsgesellschaft mbh & Co. KG Fachberatung Gabriele Haupert-Augustin, Yves Peters, Wolfgang Thaens, Ludwig Wenzl Fachliche Unterstützung ALP Dillingen Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung Referat Gewerblich-technische Bildung Pädagogische Referentin im FWU Petra Müller Produktionsangaben zu den Filmen Elektrischer Strom in unserem Alltag Basisschutz und Fehlerschutz Überstrom-Schutzeinrichtung (LS-Schalter) Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) Produktion ModernLearning GmbH Bildung mit neuen Medien im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010 Buch und Regie Martin Helmbrecht, Reinhold Frenz Ton Andy Fiebert, Matthias F. Schulz Schnitt Martin Helmbrecht Animation Matthias F. Schulz Katrin Dornhauer Fachberatung Wolfgang Thaens, Ludwig Wenzl Sprecher Peter Lontzek Redaktion Petra Müller Mit freundlicher Unterstützung Hager Vertriebsgesellschaft mbh & Co. KG Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2010 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Basiswissen Elektrotechnik: Schutz gegen elektrischen Schlag Eine Grundqualifizierung im Bereich Elektrotechnik wird in immer mehr Berufen als zentrale Ergänzung zur einschlägigen Fachqualifikation benötigt. Schülerinnen und Schüler sollten die Gefahren kennen, die sich beim Einsatz elektrischer Energie ergeben und die betreffenden Schutzmaßnahmen beherrschen. Kurze Filme, Animationen, en und umfassendes Arbeitsmaterial machen dieses schwierige Thema anschaulich und ermöglichen die Erarbeitung. Erscheinungsjahr: 2010 Laufzeit: 32 min Filme: 4 en: 17 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Unterrichtsmaterialien Arbeitsblätter 9 Adressaten: Berufsbildende Schulen, Allgemeinbildende Schule (Klasse 8-12) Schlagwörter: Elektrizität, Schutzmaßnahmen, Installation, elektrische Anlagen, Strom, Stromstärke, Stromart, Stromkreis, Körperströme, Körperwiderstand, Basisschutz, Fehlerschutz, Fehlerstromschutzeinrichtungen, automatische Abschaltung, Überstromschutzeinrichtung, Isolierung, Schutztrennung, Fehlerschleife Systematik: Berufliche Bildung Elektrotechnik Grundlagen, Schaltungstechnik und Funktionsanalyse Physik Elektrizitätslehre Technische Anwendungen Weiterbildung Mathematisch-naturwissenschaftliche Weiterbildung FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG GEMA Alle Urheber- und Leistungsschutzrechte vorbehalten. Nicht erlaubte / genehmigte Nutzungen werden zivil- und / oder strafrechtlich verfolgt. Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC: DVD-Laufwerk und DVD- Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/ Vista/Windows Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de