SERVICETEIL FÜR LEHRERINNEN UND LEHRER

Transkript

1 SERVICETEIL FÜR LEHRERINNEN UND LEHRER

2 Elektrischen Strom richtig nutzen MACHT SCHULE Sehr geehrte Lehrerinnen und Lehrer, liebe Eltern! Das Wissen unserer Kinder ist das entscheidende Kapital für die Zukunft. Wir alle tragen Verantwortung dafür, dass wir den Jugendlichen die bestmögliche Ausbildung zuteilwerden lassen. Die Energie AG Oberösterreich bekennt sich zu ihrer Verantwortung für kommende Generationen und speziell für die Jugend. Unter dem Motto Energie AG macht Schule wurde das Schulprogramm der Energie AG neu gestartet. Damit stehen für alle Schulstufen der Volksschulen bzw. der Hauptschulen und Gymnasium-Unterstufen lehrreiche und vor allem interessante Unterlagen rund um die Themen Energie, Entsorgung und Wasser zur Verfügung. Die Energie AG hat sich in mehr als 120 Jahren Unternehmensgeschichte vom reinen Stromversorger zum Umwelt- und Nachhaltigkeitskonzern entwickelt. Unser Ziel ist es, wichtige Fragen rund um die Themenbereiche Energie, Wasserversorgung und Abfallverwertung für eine saubere Umwelt verständlich aufzubereiten. Die Energie AG bietet für Schulen auf Anfrage gerne Führungen in ihren Kraftwerken an, in denen anschaulich und spannend der Lehrplaninhalt vertieft werden kann. Darüber hinaus bieten wir Ihnen die Möglichkeit, Energie in der Erlebniswelt Energie in Timelkam hautnah zu erleben und im Museum Stromgeschichten die rasante Entwicklung der Energie vom Beginn bis heute zu sehen und zu begreifen. Wir wünschen viel Spaß und spannendes Lernen mit den Schulunterlagen der Energie AG! Generaldirektor Dr. Leo Windtner Vorstandsvorsitzender KommR Ing. DDr. Werner Steinecker MBA Mitglied des Vorstands Dr. Andreas Kolar Mitglied des Vorstands 2

3 MACHT SCHULE Elektrischen Strom richtig nutzen Inhaltsverzeichnis Leitgedanke zum Material Der Einstieg ins Material Was ist Energie? Warum soll ich Energie sparsam nutzen? Wie kann ich sicher mit elektrischer Energie umgehen? Und zum Schluss Der Kern der Sache Lehrplanbezug Verweise

4 Elektrischen Strom richtig nutzen MACHT SCHULE Leitgedanke zum Material Dieses Material soll sowohl Schülern als auch Lehrkräften die Möglichkeit bieten, Einblick in die wichtigen Aufgabengebiete der Energie AG Oberösterreich und Informationen aus erster Hand zu erhalten. Bei der Erstellung des Materials war ein wichtiger Leitgedanke, dass es im Unterricht sinnvoll einsetzbar ist. Das Unterrichtsmaterial soll leicht verständlich, übersichtlich und vor allem brauchbar sein. Dazu wurden Prinzipien des gehirngerechten Lernens aufgegriffen, wobei Ideen aus Was haben wir im Kopf (Hans Schachl, Veritas Verlag Linz 1998) und Stroh im Kopf. Vom Gehirn-Besitzer zum Gehirn-Benutzer (Vera F. Birkenbihl, 46. Auflage, mvg- Verlag 2006) übernommen wurden. Gehirngerechtes Lernen setzt zum einen voraus, dass an bereits vorhandenes Wissen angeknüpft wird, zum anderen sollen möglichst viele unterschiedliche Lernkanäle (sehen, lesen, selber tun...) aktiviert werden. Außerdem ist eine Wiederholung und Festigung der Inhalte von großer Bedeutung. soll das vorliegende Material durch seinen speziell entwickelten Aufbau ermöglichen. Neben informativen Texten sowie zahlreichen Bildern und Grafiken, die die Sachinformation veranschaulichen, finden die Schüler hier Aufgaben, die zum Denken und Selbermachen einladen: Denker gefragt!, Forscher gefragt! und Finder gefragt!. Dieses Begleitheft für Lehrkräfte enthält - neben den Lösungen und Informationen zu den Aufgaben des Schülermaterials - Lehrplanbezüge, Verweise zu den weiteren Angeboten im Rahmen des Schulservices der Energie AG sowie weiterführende Links. Der Einstieg ins Material Die erste Seite des Materials soll für günstige Lernvoraussetzungen sorgen. Mit Hilfe eines ersten Brainstormings wird unter Was fällt dir zum Stichwort Energie ein? zunächst das bereits vorhandene Wissen der SchülerInnen zum Themenbereich aktiviert. Danach erhalten sie eine Antwort auf die Frage Was erwartet dich?. Die Schüler wissen, was auf sie zukommt, und können sich so besser auf die Lerninhalte einstellen, was sich günstig auf die Aufnahmebereitschaft auswirkt. Um echtes Lernen aus Neugierde und Interesse zu ermöglichen, sollte die Frage nach dem Wozu geklärt werden dies geschieht unter dem Punkt Warum das alles?. 4

5 MACHT SCHULE Elektrischen Strom richtig nutzen 1 Was ist Energie? Lösung Denker gefragt! 1a Wo kannst du Energie in der Natur finden? Trage die Begriffe in das Kreuzworträtsel ein. S O N N E P F L A N Z E N E R D O E L W A S S E R E R D G A S K O H L E W I N D 1b Welche Brenn- und Treibstoffe kennst du? Wofür werden sie genutzt? Allgemein kann man sagen, dass Brennstoffe zur Bereitstellung von Wärme zur weiteren Verwendung genutzt werden. Treibstoffe finden ihren Einsatz in Verbrennungsmotoren. Brennstoff Erdöl (Heizöl Extra Leicht, Schweröl...) Nutzung Für Kraftwerke, in Heizungen, in der (chemischen) Industrie... Kohle (Braunkohle, Steinkohle, Koks...) Erdgas Holz (Biomasse) Benzin Für Kraftwerke, in Heizungen, zum Grillen, in der Industrie (z.b. Eisenund Stahlerzeugung)... Für Kraftwerke, in Heizungen, in der chemischen Industrie... Für Kraftwerke, in Heizungen (z.b. Hackschnitzelanlage)... Für Kraftfahrzeuge, als Brennstoff, als Lösungsmittel... Diesel Für Kraftfahrzeuge... Kerosin Für Flugzeug- und Hubschrauberantriebe... Hinweis: Tabelle erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit Forscher gefragt! 1c Beobachte, wo du Energie nutzt! Wo ist dir Energie in Form von Brenn- und Treibstoff bzw. elektrischer Energie eine besondere Hilfe? Die sehr offene Fragestellung erlaubt eine Vielzahl von Antworten der Schüler. Eine Auswahl an möglichen Antworten: Zubereitung des Frühstücks, Busfahrt zur Schule, Beleuchtung in der Schule, Kinobesuch, warmes Wasser zum Händewaschen, Urlaubsreise mit Flugzeug oder Bahn... Der Sinn dieser Frage ist, den Schülern bewusst zu machen, dass die Nutzung von Energie in den unterschiedlichsten Formen allgegenwärtig ist. Beinahe könnte man sagen, sie beherrscht unser Leben. 5

6 Elektrischen Strom richtig nutzen MACHT SCHULE 2 Warum soll ich Energie sparsam nutzen? Lösung Denker gefragt! Ein Fernsehapparat hat eine Standby-Leistung von ca. 15 Watt. 2a Er befindet sich rund 20 Stunden pro Tag im Standby- Betrieb. Wie viel elektrische Energie (in Ws) verbraucht das Gerät auf diese Weise pro Jahr? Die verbrauchte Energie wird über die verrichtete Arbeit berechnet: Arbeit = Leistung Zeit (W = P t) P = 15 W t = 20 h pro Tag = s pro Tag g s pro Jahr W = 15 W s = Ws Antwort: In einem Jahr verbraucht das Gerät auf diese Weise Ws (= Joule) elektrische Energie. 2b Die Nutzung von elektrischer Energie wird in Kilowattstunden (kwh) berechnet ( Ws = 1 kwh). Eine kwh kostet rund 0,20 EUR. Wie viel kostet die Energie-Verschwendung bei Beispiel 2a) im Jahr? Schlussrechnung: Ws = 1 kwh Ws = x kwh x = 1 / = 109,5 kwh Kosten pro Jahr: W (in kwh) Preis (EUR/kWh) = 109,5 0,15 = 16,425 EUR Antwort: Die Energie-Verschwendung aus Beispiel 2a) kostet im Jahr 16,425 EUR. Finder gefragt! 2c Arbeitet in Gruppen und erstellt eine Liste mit nützlichen Energiespartipps. Stellt die Ergebnisse gegenseitig vor! Haushalt: m Kleinstmöglichen Kochtopf mit entsprechendem Deckel, Restwärme nutzen m Nie warme oder gar heiße Speisen in den Kühlschrank stellen m Gefriergut über Nacht im Kühlschrank auftauen lassen m Kühlschranktür nicht unnötig lange offen stehen lassen m Geschirrspüler und Waschmaschine nur voll beladen einschalten m Reduktion der Waschtemperatur spart sehr viel Energie m Wasser für Tee, Suppe... im Wasserkocher erhitzen m... Freizeit und Unterhaltung m Keine Geräte im Standby-Betrieb lassen m Für Computer, Drucker, Scanner... Steckleisten mit Kippschalter verwenden, so kann das komplette System vom Netz genommen werden m Aufladegeräte und Netzteile nicht angesteckt lassen m Energiesparfunktion beim Computer aktivieren (sodass der Bildschirm und evtl. die Festplatte nach einer gewissen Ruhephase selbstständig abschalten) m Achtung: Bildschirmschoner verbrauchen oft mehr Energie als der Normalbetrieb m... Heizen m Während der Heizperiode Fenster nur zum Stoß lüften öffnen m Räume bei längerer Abwesenheit nicht vollständig auskühlen lassen m Reduktion der Raumtemperatur um wenige Grad Celsius spart eine erhebliche Menge an Energie m Heizkörper vor Heizperiode entlüften lassen m Heizkörper durch nichts verhängen oder verstellen m... Beleuchtung m Beleuchtung abschalten, wenn man nicht im Raum ist m Energiesparlampen mit geringerer Watt-Anzahl verwenden, wenn auch weniger Helligkeit ausreichend ist. m Tageslicht so gut es geht ausnutzen m... 6

7 MACHT SCHULE Elektrischen Strom richtig nutzen 3 Wie kann ich sicher mit elektrischer Energie umgehen? Lösung Denker gefragt! 3a Schau dir die Bilder oben an. Was würdest du zu dieser Person sagen? Warum ist ihr Verhalten gefährlich? Bild 1: Pass auf, siehst du die Stromleitungen? Es ist gefährlich, wenn man ihnen zu nahe kommt. Du könntest einen Stromschlag bekommen, obwohl du die Leitung gar nicht berührst. Bild 2: Pass auf, über dem Zug sind Oberleitungen. Dort fließt Strom! Du brauchst die Leitung gar nicht zu berühren und kannst trotzdem schon einen Stromschlag bekommen! Außerdem ist es generell verboten und auch sehr gefährlich, auf einen Zug zu klettern. Bild 3: Pass auf, siehst du die Stromleitung? Dein Drachen könnte die Leitung berühren und dann bekommst du einen Stromschlag das ist sehr gefährlich! Bild 4: Pass auf! Hier ist eine Stromleitung gerissen. Es ist gefährlich dort hinzugehen, weil der Boden unter Strom stehen könnte. Du könntest einen Stromschlag bekommen! Forscher gefragt! 3b Wo findest du in deiner Umgebung solche Warnhinweise? Hinweisschilder, die vor Hochspannung warnen, findet man z.b. am Zaun von Umspannwerken, auf Strommasten und Trafostationen. Hintergründe Zwischen Erdoberfläche und dem Leiter einer Stromleitung besteht ein Potenzialunterschied. Wird nun eine leitende Verbindung zwischen Stromleitung und Erde hergestellt, so fließt elektrischer Strom. Bei einem Leitungsriss kommt diese leitende Verbindung direkt zustande, was dazu führt, dass der Erdboden in der Umgebung der Berührungsstelle Strom führt. Nach dem Prinzip des Spannungsabfalls kommt es hier zu gefährlichen Schrittspannungen im Spannungstrichter. Nähert man sich einem solchen Leitungsseil oder berührt es, besteht die Gefahr, dass über den Körper eine leitende Verbindung zwischen Leitungsseil und Erde hergestellt wird. Der Körper dient als Leiter für den elektrischen Strom. Grundsätzlich zählt Luft zu den Isolatoren, da sie über einen großen spezifischen Widerstand verfügt. Unter bestimmten Bedingungen (Spannung, Abstand) wird aber auch Luft leitfähig es kommt zu einem Spannungsdurchschlag. 7

8 Elektrischen Strom richtig nutzen MACHT SCHULE Und zum Schluss... Die letzten beiden Seiten dienen zur Festigung und Wiederholung der gelernten Inhalte. Unter Was fällt dir jetzt alles zum Thema Energie ein? haben die Schüler ein weiteres Mal Gelegenheit, ihr Wissen mit Hilfe eines Brainstormings gesammelt zu Papier zu bringen. Aufgrund der offenen Aufgabenstellung eignet sich diese Art der Wiederholung sehr gut für eine stark individualisierte Vorgehensweise. Interessierte und leistungsstärkere Schüler werden mehr Wörter zum Thema finden als schwächere. Das ungezwungene Schreiben außerhalb der üblichen Schreibnorm rund um das Schlagwort regt ganzheitliches Denken an. Je geübter die Schüler im Einsatz der Methode sind, desto eher kann man sie dazu anleiten, ihre Ideen strukturiert(er) aufs Papier zu bringen (Anlegen einer MindMap ). Das Brainstorming kann in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit durchgeführt werden. Anregungen Für die Gruppenarbeit kann folgende Vorgehensweise ausprobiert werden: In jeder Gruppe gibt es nur einen Stift; der Stift wird reihum durchgegeben und jeder schreibt ein passendes Wort auf das Blatt Papier. Jedes Gruppenmitglied sollte von sich aus aktiv mitdenken, um in jeder Runde ein weiteres Wort hinzufügen zu können. Dabei regen die Wörter der Gruppenmitglieder weitere Ideen und Assoziationen an. Am Ende können die SchülerInnen auf ein Blatt voller Wissen blicken. Ein Vergleich des Brainstormings vom Beginn mit dem jetzigen Brainstorming ist mit Sicherheit interessant. So können die Schüler unmittelbar ihren Lern- und Wissenszuwachs vor Augen sehen. Der Kern der Sache Bei der Zusammenfassung Der Kern der Sache haben Sie als Lehrkraft die Möglichkeit, jene Inhalte noch einmal festzuhalten, die Ihnen persönlich wichtig sind. Sie können die Schüler auch anleiten, selbst zu definieren, was der Kern der Sache ist. Im unteren Bereich der letzten Seite wird eine Zusammenfassung des gesamten Themenbereichs angeboten. 8

9 MACHT SCHULE Elektrischen Strom richtig nutzen Lehrplanbezug Die Inhalte des Schülermaterials sind auf den Lehrplan (2003) für den Physikunterricht in der 2. und 3. Klasse Hauptschule / AHS-Unterstufe abgestimmt. Didaktische Grundsätze Um Vorgänge in Natur und Technik anschaulich zu erklären, ist der Einsatz von Modellen (z. B. das Teilchenmodell) und grundlegender Begriffe (z. B. Trägkeit, Kraft, Energie) empfehlenswert. Altersadäquat aufbereitet, sorgen sie für ein tiefgreifendes Verständnis des Lerninhalts. Physik bestimmt unser Leben Ausgehend vom Interesse und von Fragen der Schüler zum Thema soll ein motivierender Streifzug durch unterschiedlichste Bereiche des belebten und unbelebten Naturgeschehens unternommen werden. - Die für die Physik typische Denkweise kennenlernen - Unterschiede zwischen physikalischen und nicht-physikalischen Denkansätzen erkennen Elektrotechnik macht vieles möglich Ausgehend von Erfahrungen der Schüler soll ein grundlegendes Verstehen von Aufbau und Funktion elektrischer Geräte erreicht und erkannt werden, wie bedeutsam Schutz- und Sparmaßnahmen im Umgang mit Energie sind. - Energieumformung, Funktion und Wirkungsgrad wichtiger Elektrogeräte verstehen - Grundlegendes Sicherheitsbewusstsein im Umgang mit elektrischen Einrichtungen entwickeln (Arten von Sicherungen und Isolation) - Einsicht in die ökologische Bedeutung von Energiesparmaßnahmen gewinnen und ökologische Handlungskompetenz aufbauen 9

10 Elektrischen Strom richtig nutzen MACHT SCHULE Verweise... auf die Homepage des Schulservices Nähere Informationen zu den weiteren Angeboten des Schulservices der Energie AG finden Sie unter Weitere Informationen zum Themenbereich: m Homepage der Energie AG OÖ m Infonet des Lebensministeriums m Homepage des Landes Oberösterreich g Bürgerservice Leistungen von A-Z: Energie m Portal Umweltbildung in Österreich m Homepage der Initiative EnergieEffizienz Private Haushalte 10

11 MACHT SCHULE Elektrischen Strom richtig nutzen Energie AG Oberösterreich, Linz Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht der Verbreitung (auch durch Film, Fernsehen, Internet, fotomechanische Weitergabe, Bild-, Ton- und Datenträger jeder Art) und der auszugsweise Nachdruck. Die Kopiervorlagen sind urheberrechtlich geschützt. Der Erwerber ist berechtigt, davon Vervielfältigungen in Klassensätzen ausschließlich für den eigenen Gebrauch herzustellen. Alle weiteren Vervielfältigungen sind nach dem Urheberrecht unzulässig. Sofern nicht anders angegeben: Fotos Energie AG Oberösterreich, Abdruck honorarfrei bei Bildhinweis: Energie AG Auflage (2015) Gedruckt in Österreich Wir bitten um Verständnis, dass wir uns aus Gründen der leichteren Lesbarkeit im Text größtenteils auf die allgemein übliche von uns jedoch absolut geschlechtsneutral verstandene männliche Form für Personenbezeichnungen beschränken. Impressum: ENERGIE AG Oberösterreich Postfach 298 Böhmerwaldstraße Linz, Austria Service-Nummer: Service-Fax: schule@energieag.at Internet: 11

12 Energie AG macht Schule: Schulunterlagen für Groß und Klein Infos über Energie, Wasser und Abfall Volksschule: Abfall und Wasser (Sachunterricht, 1./2. Schulstufe) Energieerzeugung (Sachunterricht, 3./4. Schulstufe) Hauptschule/AHS-Unterstufe: Kraftwerke und ihre Umwelt (Geografie, 5./6. Schulstufe) Sicher warm mit Fernwärme (Physik, 6./7. Schulstufe) Wohin kommt der Abfall (Geografie, 5./6. Schulstufe) Elektrischer Strom braucht Wege (Physik, 8. Schulstufe) Trinkwasser (Geografie, 5./6. Schulstufe) Solarenergie (Physik, 8. Schulstufe) Elektrischen Strom richtig nutzen (Physik, 6./7. Schulstufe) Wertvoller Abfall (Chemie, 8. Schulstufe) VERSUCHE, EXPERIMENTE UND SCHULUNTERLAGEN Bestellungen: via Internet unter: