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Verbundprojekt powerado-plus: Modul 14 – Fachseminare EE 1

Fachseminare zu erneuerbaren Energien

Thema 2:

Experimente mit erneuerbaren Energien im Sachunterricht und naturwissenschaftlichen

Unterricht Klasse 3 bis 6

Quelle: BMU / H.-G. Oed

1

Forschungsvorhaben im Rahmen der Richtlinie zur Förderung von Untersuchungen zur Fortentwick-lung der Gesamtstrategie zum weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien (EE) Laufzeit: April 2009 bis März 2012 Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit unter dem Förderkennzeichen 0325118 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.

Stand 2011/UfU/M.Rathgeber


Forschungsprojekte powerado und powerado plus - Module



Schulmaterial aus powerado

Quelle: Eigene Darstellung

Spiel: www.powerado.deDokumente: www.izt.de/powerado Materialien: www.ufu.de/powerado


http://www.powerado.de

http://www.izt.de/powerado

http://www.ufu.de/powerado


Themen der Fachseminare EE

1. Integration des Themas EE in verschiedene

Unterrichtsfächer – Methoden und fächerübergreifende

Projekte

2. Experimente mit EE im Sachunterricht und

naturwissenschaftlichen Unterricht Klasse 3 bis 6

3. Die gesellschaftliche Bedeutung von EE – Warum EE in

der Schule unterrichten?

4. Basiswissen zum Thema EE – ökologische,

ökonomische, soziale und technische Aspekte

Quelle: UfU



Gliederung

1. Impuls

2. Warum experimentieren mit EE?

3. Experimentierend lernen

4. Gestaltungskompetenz

5. Einordnung von Experimenten

6. Gefahren und Fallen

7. Werkstatt EE – Experimente

ausprobieren

8. Diskussion und Feedback

9. Quellenhinweise

8

Quelle: UfU


ImpulsVideospot „Solar-Wobbler-Kopf“


Quelle: eduwerk / Rolf BehringerOnline: http://www.eduwerk.com/index.php?option=com_content&view=article&id=47&Itemid=55&lang=de


http://www.eduwerk.com/index.php?option=com_content&view=article&id=47&Itemid=55&lang=de


Warum experimentieren mit EE?

Brainstorming und Diskussion zur Frage

„Warum experimentieren mit erneuerbaren Energien?“

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Quelle: ClipArt



Warum experimentieren mit EE? Mögliche Antworten…

• EE-Bildung ist notwendig– EE sind die Grundlage unserer zukünftigen Energieversorgung– Ohne EE ist der Klimawandel nicht zu bremsen– EE schaffen Jobs und bieten Berufschancen

• Experimente mit EE erzeugen Faszination für Zukunftsfragen– Experimente sind Türöffner, sie stellen Aufmerksamkeit her– Experimente ermöglichen Partizipation im Lernprozess– Lernen durch Spaß, Lernen durch Handeln

• EE lassen sich gut mit einfachen Experimenten begreifen– Experimente sind ungefährlich und ungiftig (bei Atomkraft wäre das anders)

• Kompetenzerwerb durch Experimente mit EE

• EE stehen in den Rahmenlehrplänen

11Stand 2011/UfU/M.Rathgeber

Experimentierend lernen

Quelle: UfU

Stand 2011/UfU/M.Rathgeber Verbundprojekt powerado-plus: Modul 14 – Fachseminare EE 12

1. Impuls







ausprobieren


9. Quellenhinweise

Experimentierend lernenKonstruktivistischer Lernbegriff

• Naturwissenschaftlicher Unterricht muss Anlässe zum selbständigen Lernen schaffen, damit die Lernenden…– Zu eigenen Erkenntnissen kommen– Wissen Schritt für Schritt erschließen– Vermutungen anstellen und diese durch

Versuche bestätigen oder verwerfen– Dinge und Vorgänge, Ursachen und

Wirkungen aufeinander beziehen

• Lernprozesse sind nur nachhaltig und sinnstiftend, wenn eigene Erfahrungen gemacht werden können:– Individuelle Lerntempi, Lernwege und Lernstrategien beachten– Unterschiedliche Zugänge zu einem Sachverhalt ermöglichen– Viele Sinne auf unterschiedlichen Wahrnehmungsebenen ansprechen

Verbundprojekt powerado-plus: Modul 14 – Fachseminare EE Stand 2011/UfU/M.Rathgeber 13

Quelle: © Gerd Altmann / pixelio.de

Experimentierend lernenKultur des Fragens und Erklärens

• Was heißt das konkret für die Unterrichtspraxis?– Handlungsanlässe schaffen, in denen Lernende sich selbständig

ausprobieren können– Nicht arbeiten nach Anleitung, sonst besteht Gefahr, dass handwerkliche

Fähigkeiten im Vordergrund stehen– Sich mit eigenen Erklärungen zurückhalten – Lernende eigene Fragestellungen entwickeln lassen– Aktive Einbeziehung der Lernenden in die Unterrichtsplanung fördert

Motivation und Interesse an Problemlösung

• Aber auch…– Ausgewogene Mischung aus Anleitung, Hilfe zur

Selbsthilfe und eigenverantwortlicher Handlung

• Kultur des Fragens und Erklärens– Lernende und Lehrende denken, erklären und verstehen miteinander– Wertschätzung dessen was Kinder verstehen wollen und können



Gestaltungskompetenz

Quelle: UfU


1. Impuls







ausprobieren


9. Quellenhinweise


GestaltungskompetenzOECD-Kompetenzraster

Gestaltungskompetenz als Teil der Bildung für nachhaltige Entwicklung

• Um effektives Handeln in konkreten Situationen zu ermöglichen

• Zum Meistern von (komplexen) Anforderungen

• Unter Einbeziehung kognitiver, sozialer und motivationaler Fähigkeiten

Interaktive Anwendung von Medien und ToolsVorausschauend denken und handeln

Lernende entwickeln eigene Lösungen für Energiefragen: Hypothesen aufstellen und durch Experimente überprüfen, Versuchsaufbau planen, Überblick über die Experimente behalten

Interdisziplinär Erkenntnisse gewinnen und handeln

Komplexität der Energiethematik macht vernetztes, fächerübergreifendes Denken und Agieren notwendig, um Probleme zu lösen: Fachwissen aus verschiedenen Fächern ist dafür erforderlich (siehe Thema 1)



Interagieren in heterogenen Gruppen

Gemeinsam mit anderen planen und handeln können

Experimente erfordern ein gemeinsames Planen und Handeln der Lernenden, um ein Ergebnis zu erhalten: durch gute Zusammenarbeit kommt man schneller zum Ziel

An Entscheidungsprozessen partizipieren können

Lernende treffen vielfältige Entscheidungen in Bezug auf: Zeiteinteilung und Lerntempo, Auswahl der Experimente und Experimentiermaterialien, Versuchsaufbau, Umfang und Vertiefungsgrad der Experimente, Sorgfalt beim Experimentieren, individuelle Pausen etc.

Eigenständiges Handeln

Selbständig planen und handeln können

Lernende planen Arbeitsschritte beim Experimentieren selbständig und agieren eigenständig an den Experimentierstationen

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GestaltungskompetenzOECD-Kompetenzraster


GestaltungskompetenzKMK-Standards in den Naturwissenschaften

Ø OECD-Raster deckt sich in vielen Punkten mit den KMK-Standards für die naturwissenschaftlichen Fächer

• Fachwissen– Phänomene, Begriffe, Gesetzmäßigkeiten

erkennen und Basiskonzepten zuordnen• Erkenntnisgewinnung

– Eigene Fragestellungen und Untersuchungssaufbau entwickeln, Experimentieren, Daten erheben

• Kommunikation– Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen

• Bewertung– Physikalische Kenntnisse in gesellschaftlichen Kontext bringen und

diskutieren, Risikoanalyse

Stand 2011/UfU/M.Rathgeber Verbundprojekt powerado-plus: Modul 14 – Fachseminare EE 18



Einordnung von Experimenten

19

Quelle: ClipArt


1. Impuls







ausprobieren


9. Quellenhinweise


Einordnung von ExperimentenTypen von Experimenten

• Lehrer- oder Demonstrationsexperiment– Frontal, aber gemeinsame Auswertung

• Schülerexperiment– Individuell oder in Gruppen

• Freihandversuch– Mit Alltagsmaterialien– Schnell durchführbar

• Labor- oder Feldexperiment– Im Schullabor oder draußen

Ø Ergebnisse können qualitativ oder quantitativ sein!


Einordnung von ExperimentenEinbindung in verschiedene Lernformen/-methoden

• Forschend entwickelnder Unterricht– Neben der Vermittlung von Fachwissen werden naturwissenschaftliche Denk-

und Arbeitsweisen erprobt und reflektiert– Fördert vernetztes Denken durch Anbahnung von Problemlösungskompetenz– Weckt Neugier und Aktivität

• Stationenlernen

• Lerntheke

• Gruppenpuzzle

• Werkstattmethode

• Wochenplanunterricht

• Projektunterricht

Verbundprojekt powerado-plus: Modul 14 – Fachseminare EE 21Stand 2011/UfU/M.Rathgeber


Gefahren und Fallen

22

Quelle: ClipArt


1. Impuls







ausprobieren


9. Quellenhinweise


Gefahren und FallenWas kann schief gehen?

Was kann schief gehen?

• Unklare oder missverständliche

Aufgabenstellung

• Kein Bezug zur Problemlösung

• Keine Erfolgsgarantie des Schülerversuchs

• Der handwerkliche Aspekt steht im Vordergrund, der Lernerfolg

tritt in den Hintergrund

• Nur kurzfristige Effekte, wenn Experimente nicht im Kontexte

eingebunden sind


Quelle: © Kai Niemeyer / pixelio.de


Gefahren und FallenVoraussetzungen für erfolgreiches Experimentieren

Voraussetzungen für erfolgreiches Experimentieren

• Offenlegung der Lernziele und/oder gemeinsame Planung und/oder gemeinsame

Strukturierung

• Geeignete Lernumgebung und geeignetes Material

• Präziser, verständlicher Arbeitsauftrag– Verständnissicherung beim Arbeitsauftrag!

• Geringer Zeitanteil der Lehrerintervention

• Offene Problemlösungsaufgaben stellen und Zusammenhänge herstellen

• Abschluss der Experimente– Geeignete Reflexion– Sicherung der Ergebnisse– Feedback



Werkstatt EE

25

Quelle: ClipArt


1. Impuls







ausprobieren


9. Quellenhinweise


Werkstatt EEAufgabenstellung

Nun sollen Sie experimentieren! • Aufgabe: In Partnerarbeit können

Schülerexperimente zu EE aus der Experimentierkiste „Box Primary“ von powerado ausprobiert werden.

• Methode: Lerntresen mit Experimenten zu:– Solarwärme und Solarstrom– Windenergie– Wasserkraft– Biomasse

• Auswertung: Die Experimente werden mithilfe einer Zielscheibe für die eigene Lerngruppe bewertet.

• Zusatzaufgabe: Zu einem ausgewählten Experiment wird eine Lernaufgabe entwickelt.


Download Experimentieranleitungen, Zielscheibe, Laufzettel: www.ufu.de/powerado(Materialien zu den Fachseminaren EE – Thema 2)



Werkstatt EEZusatzaufgabe

• Entwicklung einer Lernaufgabe zu einem ausgewählten Experiment:– Arbeitsblatt– Arbeitsauftrag für Aktivitäten rund

um das Experiment oder zur Auswertung des Experiments

– Leitfragen für eine Diskussion– Spiel, in dem das Experiment

eingebunden ist

• Bearbeitung der Arbeitsblätter

27

Quelle: ClipArtDownload der Arbeitsblätter : www.ufu.de/powerado(Materialien zu den Fachseminaren EE, Thema 2)




Werkstatt EEBeispielanleitung

28

Download der Experimentieranleitungen: www.ufu.de/powerado(Materialien zu den Fachseminaren EE –Thema 2)




Werkstatt EEFragen für die Auswertung


• Experimente– Sind die Experimente für die eigene Zielgruppe geeignet?– Was muss im Detail verändert werden, um sie

anzupassen?– Welchen Lernzuwachs hätte die eigene Zielgruppe?– Ist der Zeit- und Materialaufwand angemessen?– In welchen größeren Themenkontext könnten die

Experimente eingebettet werden?

• Entwicklung einer Lernaufgabe– Was ist das Lernziel? Wird es durch die

Aufgabenstellung erreicht?– Motiviert die Aufgabe zum Nachforschen?– Wird mit der Aufgabe Problemlösungskompetenz

angebahnt? – Wie kann die Aufgabe in einen Unterrichtsverlauf oder ein

Projekt eingebunden werden?


Diskussion und FeedbackVielen Dank!

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Quelle: ClipArt


• Auswertung der Veranstaltung anhand der 5-Finger-Methode– Daumen: Was war gut? Was hat mir gut gefallen?– Zeigefinger: Welchen Hinweis möchte ich noch geben?– Mittelfinger: Was war blöd? Was hat mir nicht gefallen?– Ringfinger: Was nehme ich mit?– Kleiner Finger: Was ist zu kurz gekommen?

• Offene Diskussion

• Anmeldung für den Newsletter „Bildung“ vom Bundesumweltministerium:

www.bmu.de/newsletter/content/36658.php

http://www.bmu.de/newsletter/content/36658.php


QuellenhinweiseLiteraturverzeichnis

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QuellenhinweiseBildverzeichnis

BMU: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, www.bmu.de/bilderdatenbank/content/41229.php.

eduwerk / Rolf Behringer: Bildung mit Energie für die Zukunft, www.eduwerk.com.

IZT: Institut für Zukunftsforschung und Technologiebewertung, www.izt.de.

pixelio.de. Deine kostenlose Bilderdatenbank für lizenzfreie Fotos: www.pixelio.de.

powerado und powerado plus: www.powerado.de, www.izt.de/powerado, www.ufu.de/powerado.

UfU: Unabhängiges Institut für Umweltfragen e.V., www.ufu.de.


http://www.bmu.de/bilderdatenbank/content/41229.php

http://www.eduwerk.com

http://www.izt.de

http://www.pixelio.de

http://www.powerado.de

http://www.izt.de/powerado


http://www.ufu.de

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