U-Std. L-Aktivität S-Aktivität Medien 1 Brainstorming: Tafelanschrieb: Wie Maschinen angetrieben werden

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1 Vorbemerkung: Je zwei Unterrichtsstunden bilden eine Einheit zu folgenden Themenblöcken: 1. Wie Maschinen angetrieben werden (Beispiel Dampfmaschine) 2. Zündfähigkeit von Kraftstoff 3. Autoproduktion 4. Der Zweitakter und verschiedene Motorarten Unterrichtsverlauf U-Std. L-Aktivität S-Aktivität Medien 1 Brainstorming: Tafelanschrieb: Wie Maschinen angetrieben werden Antriebsarten sollen zeitlich eingeordnet werden. Kontrolle durch die Lehrkraft, die Hinweise gibt auf falsche Einordnungen. SuS schreiben ihre Lösungen der Frage an die Tafel. SuS nummerieren die Antworten mit großen Ziffern durch. Tafel Tafelanschrieb: 1. Die Entwicklung zur Mobilität Darunter das Brainstorming eintragen lassen. Fragen nach dem Antrieb der ersten selbst laufenden Maschine ohne menschlichen oder tierischen Antrieb (bei der Antwort Wasser muss die Lehrperson ergänzend hinzufügen: In diesem Falle die zweite selbst laufende Maschine) Powerpoint-Präsentation: 1. Texte zu den folgenden Bildern austeilen. 2. Präsentation vorführen. 3. Unterschiede zwischen den Bildern erkennen lassen. Die SuS übernehmen das Tafelbild. Schülerantworten Die SuS erkennen Unterschiede bei der Entwicklung des Automobils. Ein/e S/S liest im Anschluss an ein Bild den entsprechenden, Dokument Zweitakter Tafelanschrieb zur Mobilität Sachinformation Von der Dampfmaschine zum Automobil Powerpoint-Präsentation Von der Dampfmaschine zum Automobil 1

2 4. Austeilen des ABs zur Präsentation. 5. Kontrolle über den Tageslichtprojektor (AB auf Folie kopieren) 2 Einteilen der SuS in 3er- oder 4-er-Gruppen. Verhaltensregeln mit heißem / kochendem Wasser klären. Verhaltensregeln im Umgang mit Spiritus und Feuer klären. Austeilen des ABs Versuch: Ei in der Flasche Besprechung des Versuchs Erklärung des Versuchs Luftballon in Eiswürfel /Eiswasser legen. Luftballon zieht sich zusammen. Austeilen des ABs Dampfmaschine nach Newcomen Kontrolle der Aufgabe über den Tageslichtprojektor. Gemeinsam erarbeitete Lösungen an die Tafel schreiben. vorgefertigten Text vor. Die SuS schneiden die Bilder und Texte aus und ordnen sie in der richtigen zeitlichen Abfolge. SuS hören der Lehrperson zu. Die SuS führen den Versuch durch. Erklärung wird in das AB eingetragen. Die SuS erklären, warum sich der Luftballon zusammenzieht. Die SuS lesen und lösen die Aufgabe. Die SuS tragen ihre Lösungen vor. Eine gemeinsam, richtige Lösung wird erarbeitet, die alle SuS in ihr Heft übernehmen. Arbeitsblatt Von der Dampfmaschine zum Automobil als Folie: ausschneiden und einkleben Experiment Versuch: Ei in der Flasche (weitere Materialien nötig, siehe Arbeitsblatt) Luftballon / Eiswürfel Arbeitsblatt Dampfmaschine nach Newcomen (ggf. als Folie präsentieren) 2

3 3 Versuche zur Zündfähigkeit von Kraftstoff (Ordnungspunkt im Heft / Ordner Nr.2) (Hilfreich wäre es, in Stunde 3+4 in den Chemieraum zu gehen, da dort viele der benötigen Materialien schon zur Verfügung stehen.) Besprechen des ersten ABs zum Thema Sicherheit. Je nach Bedarf: verschiedene Piktogramme zu Gefahrenhinweisen erläutern. Herausarbeiten der drei nötigen Voraussetzungen für die Verbrennung von Kraftstoff. Besprechen der unten aufgeführten Versuche. Kleingruppen bilden: max. 3 SuS Diese Gruppen bleiben später auch noch bestehen. Besprechen der beiden Versuche und Aufschreiben der Ergebnissicherung zu Versuch 2. 4 AB S.2: Versuche zur Zündfähigkeit von Kraftstoff Besprechung der durchzuführenden Versuche Vorführen des ersten Versuchs, damit die Vorgehensweise klar wird. 1. Vermutung aufschreiben. 2. Durchführung: Mit der Pipette die angegebene Tropfenzahl auf die Innenwand des Becherglases geben. Becherglas mit Bierdeckel abdecken und schütteln, bis die Flüssigkeit verdampft ist. Bierdeckel abnehmen und mit dem brennenden Schaschlikspieß das Gemisch entzünden (evtl. Schutzhandschuhe verwenden). Die SuS erarbeiten die drei Voraussetzungen mündlich und führen die zwei Versuche durch. Bei Versuch 2 müssen sie noch eine Erklärung aufschreiben. Die SuS arbeiten am ersten Versuch aktiv an der Vermutung und der Ergebnissicherung mit. Durchgeführt werden die Versuche ab dem 2. Versuch von den SuS. Vermutungen und Ergebnisse notieren. Spiritus Petrischalen Streichhölzer Bierdeckel o.ä. Kerzen 2 verschieden große Gläser Bilder: reizend brandfördernd leichtentzündlich giftig gesundheitsschädlich explosionsgefährlich Experiment Versuchsreihe: Zündfähigkeit von Kraftstoff Streichhölzer / Feuerzeug Schaschlikspieß (Holz) Benzin Pipette Bierdeckel Becherglas mit 1 Liter Inhalt Handschuhe evt. 3

4 3. Aufschreiben des Ergebnisses Gemeinsame Kontrolle der Ergebnisse Auf Folie die Vesruche nacheinander bearbeiten, um so eine Sicherung der Ergebnisse zu erzielen. Ziel: Man braucht wenige Benzintropfen, um eine Explosion hervorzurufen (genaue Anzahl der Tropfen variiert, da sich das Glas mit der Zeit erwärmt und so eine bessere Verdunstung und somit ein besseres Gemisch mit weniger Benzin bildet). 5+6 Wie ein Auto hergestellt wird Einstieg: Ratebild auf Folie drucken (mit 6 bis 8 Teilen Papier zudecken und Stück für Stück aufdecken und erraten lassen) Mitarbeit an der Ergebnissicherung. SuS verbessern ihre Ergebnisse. Raten Folien zu den Versuchen (aus dem Dokument Experiment Versuchsreihe: Zündfähigkeit von Kraftstoff ) Bild Mercedes-Benz SKL- Klasse: Produktion 2 Gruppen bilden: Vorteile / Nachteile von Robotern in der Industrie herausarbeiten lassen. An der Tafel sammeln: Überschrift: 4. Vorteile und Nachteile von Robotern Gruppenarbeit: Je eine Gruppe erarbeitet die Vorteile, eine die Nachteile von Robotern. Tafel Gemeinsames Erarbeiten und Auflisten der Ergebnisse Hilfe: Vorteile Rationalisierung genauer teilweise besser schneller körperliche Entlastung der Menschen (schwere Arbeiten) preiswerter (Personalkosten und alles, was damit zusammenhängt, entfällt) etc. Ergebnissicherung wird von jedem ins Heft / Ordner übertragen. 4

5 Nachteile: Probleme bei Ausfällen Arbeitsplätze fallen weg hohe Anschaffungskosten nur noch qualifizierte Arbeiter nötig (Wartung und Bedienung) Film: Die Auto-Maus (aus: Die Sendung mit der Maus, 2000) In dieser Stunde geht es um Teil 1 des Films: Austeilen des dazugehörigen Arbeitsblatts Film wird angesehen und bei interessanten und wichtigen Stellen kann die Lehrperson noch erklärend eingreifen, indem sie/er den Film stoppt oder den Marker zurücksetzt. Dies wird evt. nötig, um den SuS Zeit für ihre Notizen zu den Fragen zu geben. Im Anschluss an den Film: Besprechen der Fragen des ABs und Eintrag der korrekten Antworten. Austeilen des zweiten ABs zum Film Nun wird der zweite Filmabschnitt gezeigt. Im Anschluss an den Film: Besprechen der Fragen und Eintrag der korrekten Antworten. Filmsichtung Fragen und Notizen zum Film machen Bearbeitung des ABs Filmsichtung Bearbeitung des ABs Film Auto-Maus (Teil 1) Dauer: 36 Minuten, Sequenz direkt aus der Themenbank herunterladbar oder Gesamtmedium ausleihbar über das Landesmedienzentrum Baden- Württemberg über die Verleihnummern: (DVD), (VHS) Arbeitsblatt Auto-Maus: Fragen zum Film (Teil 1) Arbeitsblatt Auto-Maus: Fragen zum Film (Teil 2) Film Auto-Maus (Teil 2) Dauer: 36 Minuten, Sequenz direkt aus der Themenbank herunterladbar oder Gesamtmedium ausleihbar über das Landesmedienzentrum Baden- Württemberg über die Verleihnummern: (DVD), (VHS) 5

6 7 Der Zweitaktmotor Einstieg: Bilder von Motorrad und Motorroller Fragen: Was könnt ihr bald fahren? Bezug zum Motorroller herstellen Bild Nicht verkehrsicherer Roller zeigen und auf die eigene Sicherheit kurz eingehen (Schutzbekleidung). Mit diesem Bild überleiten auf den Antrieb eines Rollers Oftmals Zweitakter, stinkt, laut (Benzinmotor reicht hier auch schon). Fragen: Welche weiteren Motorarten gibt es noch? Diesel, Benzin, Elektro 8 Tafelanschrieb: 5. Verschiedene Motorarten Erklärung Zweitakter anhand der Flash-Animation Hilfreich: Modell eines Zweitakters aus dem Physikraum, je nach Schule Folien etc. Lehrperson kann sich die Erklärung aus dem Lösungsteil des ABs Zweitaktmotor holen. Austeilen des ABs: Kontrolle Austeilen des ABs: Kontrolle SuS äußern sich. Unterrichtsgespräch Tafelanschrieb übernehmen SuS füllen die AB aus. Bilder Motorrad mit Gepäck Roller in Fahrt Verkehrssicherer Roller Bild Nicht verkehrssicherer Roller Sachinformation Zweitakter Tafelanschrieb zu Motorarten Animation Zweitaktmotor Animation (SWF) Bild Zweitaktmotor (Grafik) kann ggf. als Folie präsentiert werden Arbeitsblatt Zweitaktmotor Fragen zur Animation Arbeitsblatt Zweitaktmotor (als Folie zur Kontrolle präsentieren) 6

7 Zusatz 9-12 Weiterführend kann das Thema Viertaktmotor behandelt werden, wofür sich das Unterrichtsmodul Animationsmodell Viertaktmotor eignet: Dieses Modul ermöglicht es, Schülerinnen und Schülern die Takte eines Viertakt-Ottomotors am PC in Bewegung darzustellen. Sie animieren die Takte im Trick und gelangen so durch eigenes Tun zu einem tieferen Verständnis der Gaswechselvorgänge. Insbesondere die Kolbenbewegungen in Korrespondenz zu den Stellungen der beiden Ventile sowie zur Zündung müssen Phase für Phase am Bildschirm korrekt dargestellt werden. Das Ergebnis ist eine Animation, die auch als animiertes GIF ausgegeben werden kann, etwa für das schulische Intranet. Weiterführendes Lehrmaterial zum Thema finden Sie in dem Dokument Medienliste. 7