Sonne erleben.' 2 - bne.uni-osnabrueck.de · Energie sparen.....41 • Energie-Spar-Füchse ... Projektarbeit stützt sich immer auf ein Lernen in Situationen. Die praktische Anwen-dung

Im Rahmen ihres Regierungsprogramms „Verantwortung für heute – Visionen für morgen“sieht es die hessische Landesregierung als eine wichtige Aufgabe an, der hessischen Wirtschaftund den hessischen Verbrauchern langfristig eine sichere und umweltfreundliche Energie-versorgung zu bezahlbaren Preisen zu gewährleisten. Besondere Schwerpunkte liegen aufder Senkung des Energiebedarfs, der Erhöhung der Energieeffizienz und der Steigerungder Wirtschaftlichkeit der neuen Energien. Die Landesregierung sieht darüber hinaus inder Unterstützung energieeffizienter Technologien und von Technologien zur Nutzungerneuerbarer Energien einen wichtigen Beitrag zur regionalen Wirtschaftsförderung.

Die Landesregierung engagiert sich in ihrer praktischen Energiepolitik in ausgewählten Be-reichen, um ihre Ziele und Grundsätze umzusetzen und den Wirtschaftspartnern Impulse undMotivation für eigene Maßnahmen zu geben. Der auf Partnerschaft und Akzeptanz ausge-richtete Ansatz der Maßnahmen hat sich dabei schon in der vergangenen Legislaturperiodebewährt und wird fortgesetzt.

Einer dieser Bereiche sind die Schulen. Rein von der energetischen Seite her betrachtet kannin den Schulen noch viel Energie eingespart werden – allein durch nicht-investive Maßnahmenkönnten der Energieverbrauch und damit auch die Kosten um 20 % gesenkt werden.Schulen eignen sich zudem von ihrem Bedarfsprofil gut für den Einsatz neuer Techniken.

„Verantwortung für heute“ und „Visionen für morgen“ bündeln sich in geradezu klassischerWeise im Schulbereich. Die Schüler von heute sollen morgen die Verantwortung für dasgesellschaftliche Handeln übernehmen. Dazu werden sie aber nur in der Lage sein, wenn wirsie heute so darauf vorbereiten, dass sie diesen Aufgaben nicht nur intellektuell gewachsensein werden, sondern auch motiviert werden, schwierige Probleme anzupacken und einerLösung zuzuführen.

So müssen beim Thema „Energie“ natürlich die naturwissenschaftlichen und technischen Faktengelehrt werden. Aber neben diesen theoretischen Gegenständen bietet es sich gerade hier an,Anschauungsunterricht an konkreten Objekten wie modernen Technologien in der Schule zupraktizieren und vor allem die Schüler in die Energie-Mitverantwortung für die Schule einzu-beziehen. Sie können mittels moderner Unterrichtsgestaltung zu eigenem Handeln motiviertwerden, damit den Energieverbrauch der Schule ganz erheblich beeinflussen, sie sehen den Erfolgihrer Aktivitäten, was Motivation für weiteres Handeln auch ggf. außerhalb der Schule schafft.Die Schulen und die Schüler können sich mittels ihrer Energieaktivitäten nach außen öffnen,was nicht nur dem Image der Schule nützt, sondern auch ihre Fähigkeiten zur Vermittlungund Präsentation erheblich fördert. Auch „Visionen“ in diesem Bereich für die Schule und dasSchulumfeld sind durchaus gefragt und führen oftmals zu erstaunlichen Ergebnissen.

Die hessische Landesregierung hat deshalb dem Themenfeld „Lernen und handeln für dieZukunft – hessische Schulen sparen Energie“ in den vergangenen Jahren ein besonderesAugenmerk geschenkt und in enger Kooperation mit dem Hessischen Landesinstitut fürPädagogik (HeLP) sowie weiteren Partnern vornehmlich aus der Versorgungswirtschaftmehrere Projekte durchgeführt, die zum Ziel haben, den bewussten Umgang mit Energiein den Schulen zu unterstützen.

Die vorliegende Broschüre wendet sich an die Grundschulen. Die Unterrichtseinheit wurdevom Naturschutz-Zentrum Hessen erarbeitet. Das Konzept ist so gestaltet, dass es auf einfachenMaterialien und Techniken beruht und dennoch – auch durchaus für Erwachsene – sehr ein-drückliche Erfahrungen vermittelt. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die Unterrichts-einheit sowohl von den Schülern als auch den Lehrern sehr gut angenommen wird undhier Lernen mit Spaß haben verbunden werden kann.

Ich danke dem Naturschutz-Zentrum Hessen für die gelungene Konzeption von „Sonneerleben – Energie erfahren“ und wünsche mir, dass die Unterrichtseinheit weiterhin inmöglichst vielen hessischen Grundschulklassen zur Anwendung kommt.

Dr. Alois RhielHessischer Minister für Wirtschaft,Verkehr und Landesentwicklung Dezember 2003

Vorwort

Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit der Hessischen Lan-desregierung herausgegeben. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerbernoder Wahlhelfern während eines Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbungverwendet werden. Dies gilt für Landtags-, Bundestags- und Kommunalwahlen.Missbräuchlich ist insbesondere die Verteilung auf Wahlveranstaltungen, anInformationsständen der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Auf-kleben parteipolitischer Informationen oder Werbemittel.

Untersagt ist gleichfalls die Weitergabe an Dritte zum Zwecke der Wahlwerbung.Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl darf die Druckschriftnicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme der Landesregierungzugunsten einzelner politischer Gruppen verstanden werden könnte. Die genann-ten Beschränkungen gelten unabhängig davon, wann, auf welchem Weg und inwelcher Anzahl diese Druckschrift dem Empfänger zugegangen ist. Den Parteienist es jedoch gestattet, die Druckschrift zur Unterrichtung ihrer eigenen Mitgliederzu verwenden.

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1Einführung................................................................................................. 3

1.1 Zielsetzung............................................................................................................... 3

1.2 Didaktische Überlegungen ..................................................................................... 3

• „Sonne erleben – Energie erfahren“ im Rahmenplan ....................................... 3

• Nachhaltige Entwicklung und Agenda 21 – ein Auftrag für die Grundschule ...... 5

• Sonne erleben ....................................................................................................... 5

• Energie erfahren – Strom ..................................................................................... 5

• Energie erfahren – Wärme ................................................................................... 5

Nachhaltige Entwicklung ......................................................................... 6

2.1 Agenda 21 – ein Auftrag für die Grundschule ...................................................... 6

• Hintergrund .......................................................................................................... 6

• Grundlegende Einsichten ..................................................................................... 6

• Strategien der Umsetzung ................................................................................... 6

2.2 Lebensstil und Nachhaltigkeit ................................................................................ 7

• Schätzen Sie mal! .................................................................................................. 7

• Wie lässt sich eine Verringerung des Verbrauchs fossiler Energieträger erzielen? ........................................................................... 7

2.3 Anknüpfungspunkte in der Schule ........................................................................ 7

Sonne erleben ........................................................................................... 9

3.1 Dokumentation und Unterrichtsanregungen ..................................................... 10

• Bilder aus Licht .................................................................................................... 11

• Licht und Schatten .............................................................................................. 12

• Lenkung des Lichts .............................................................................................. 13

• Licht und Wärme ................................................................................................ 14

• Feuer aus Sonnenlicht ........................................................................................ 15

• Technische Nutzung der Sonnenkraft ............................................................... 16

• Sonnenfänger ..................................................................................................... 17

• Der Sonnenkollektor .......................................................................................... 18

• Wasser- und Windkraft....................................................................................... 19

• Bau eines Aufwindkraftwerkes........................................................................... 20

• Materialliste „Sonne erleben“ (Dokumentation) ............................................. 22

Inhaltsverzeichnis

32

6

5

4Ziel der Konzeption ist die altersgemäße,positiv ausgerichtete, spielerische undhandlungsorientierte Umsetzung desThemas, die den Grundschulkinderneine Annäherung an den abstraktenBegriff „Energie“ ermöglicht und siein ersten Schritten an energiesparendesVerhalten heranführt.

„Sonne erleben“, „Energie erfahren –Strom“ und „Energie erfahren – Wärme“sollen neugierig machen sowie Ideenund Hilfestellungen geben, die Anre-gungen selbst umzusetzen.

„Sonne erleben – Energie erfahren“im RahmenplanDas Projekt „Sonne erleben – Energieerfahren“ entspricht den Grundsätzendes Rahmenplan Grundschule (Verord-nung vom 21.3.19951).

Schon in der Einführung (S. 8) wird aufdie Notwendigkeit hingewiesen, dassder momentane Umgang mit der Na-tur „die Heranbildung eines vertieftenökologischen Bewusstseins und verant-wortlichen Umgang mit der Natur undihrer Lebewesen“ (Energie, Luft undWasser gehören dazu) erfordert.Verantwortung übernehmen heißt, sichmit Problemfeldern auseinander setzenund Missstände bekämpfen. „Die fort-schreitende Technisierung auch schonin der kindlichen Welt erfordert eineIntensivierung der sinnlichen Aufnah-mefähigkeit und die Anbahnung einessinnvollen und verantwortbaren Um-gangs mit technischen Gegenständen“.Das Lernen mit allen Sinnen kann beidiesem Projekt praktiziert werden. Sichbewegen (Schattentanz), sehen, hören(Summer), fühlen (Wärme), riechen(Kokeln) und schmecken (Kartoffel-essen) können die Kinder an verschie-denen Stellen des Projektes. TechnischeGegenstände (z. B.: Solarzellen, Ener-giemonitor und Thermometer) werdenin allen drei Teilen verwendet. „Die ak-tive und handelnde Begegnung mit derUmwelt wirkt dem Verlust an unmittel-barer, nicht durch Medien vermittelterErfahrung entgegen“ (S. 8). Das gesamte

Projekt ist für die Schüler handlungs-orientiert und fächerübergreifend an-gelegt. Da die „Grundschule als Ortgrundlegender Erfahrungen“ (S.13)beschrieben wird, gehören alle Aktivi-täten des Projektes in diese Altersstufe.„Von besonderer Bedeutung für dieArbeit in der Schule sind Erfahrungen,die aus gedeuteten Erlebnissen er-wachsen, indem ein eher emotionalgestimmtes Erleben denkend undhandelnd verarbeitet und als Haltungverinnerlicht wird. Solche Erfahrungbestimmt das Verhalten und trägt sozur Bildung der Gesamtpersönlichkeitbei. In diesem Sinne ist Erfahrung sichgegenseitig bedingende Sozial- undSelbsterfahrung, die letztlich in Lebens-erfahrung und idealerweise schließlichin Lebensweisheit gipfelt“ (S. 13). Alledurch das Projekt ermöglichten Erfah-rungen sollen über einen längeren Zeit-raum die Grundlage des Unterrichtsbilden. Deshalb werden Anregungengegeben, welche Fächer und Lernfel-der sich weiterhin damit vertiefendbeschäftigen können.

Um einen Eindruck zu vermitteln, welchekonkreten Inhalte damit gemeint sind,werden hier einige Beispiele aus demRahmenplan genannt:

„Ästhetische Erfahrungen als Wahr-nehmung und Reflexion des ‚Natur-schönen‘” (S. 13) lassen sich besondersbei „Sonne erleben“ sammeln. Sinnes-erfahrungen ermöglichen Erlebnisseder Neugier, Faszination, Lebensfreu-de und des Genießens (S. 19). „Spielenund Sich-Bewegen sind elementare Be-dürfnisse“ (S. 20).

Im Kapitel 1.8 - „Erfahrung mit Mengenund Strukturen“ - findet sich der Hin-weis auf das Messen mit Messgeräten(Temperatur, Leistung …) (S. 23).

Im Kapitel 1.9 - „Erfahrungen mit Naturund Technik“ - wird durch die kreativeund verantwortungsvolle Nutzungder Technik der praktische Natur-und Umweltschutz erwähnt. Dazugehört zum Beispiel auch die Erkun-dung2 der örtlichen Heizungsanlage(S. 25, vergl. Kapitel Energie erfah-ren – Wärme).

1.1 Zielsetzung

1.2 Didaktische Überlegungen

Energie erfahren – Strom ....................................................................... 23

4.1 Dokumentation ..................................................................................................... 24

4.2 Materialien und Unterrichtsanregungen ............................................................. 30

• Eigene Stromerzeugung..................................................................................... 30

• Der dunkle Klassenraum .................................................................................... 32

• Technische Erzeugung der Elektrizität .............................................................. 33

• Feuerkraft ............................................................................................................ 35

• Energiegeräte ..................................................................................................... 37

• Licht und Leistung .............................................................................................. 39

• Energie sparen ..................................................................................................... 41

• Energie-Spar-Füchse ............................................................................................. 43

• Solare Akkuladestation ...................................................................................... 45

• Belohnungssystem .............................................................................................. 47

• Materialliste „Energie erfahren – Strom“ (Dokumentation) ........................... 49

Energie erfahren – Wärme ..................................................................... 51

5.1 Dokumentation ..................................................................................................... 52

5.2 Materialien und Unterrichtsanregungen ............................................................. 56

• Draußen ist es kalt .............................................................................................. 56

• Auch Feuer braucht Luft ..................................................................................... 57

• „Warm und kalt“ – draußen und im Klassenzimmer ....................................... 58

• Mr. Multipulli ...................................................................................................... 61

• „Heiß und kalt“ ist relativ .................................................................................. 65

• Der Weg der Wärme ........................................................................................... 66

• Tatort Klassenzimmer ......................................................................................... 68

• Regeln zum Lüften und Energiesparen ............................................................. 72

• Wärmespürnasen – Energiedetektive................................................................ 73

• Materialliste „Energie erfahren – Strom“ (Dokumentation) ........................... 74

Literaturverzeichnis ................................................................................ 75

Inhaltsverzeichnis Einführung

54

Nachhaltige Entwicklung und Agenda21 – ein Auftrag für die GrundschuleIn den Kapiteln 2.1 und 2.2 soll der Zu-sammenhang zwischen Energieverbrauchbzw. Energiesparen und der Klimaent-wicklung verdeutlicht werden. Seit derKlimakonferenz von Rio genießen Ener-giesparen und Klimaschutz4 eine „welt-politische Einbindung“. Erstmals habensich viele Nationen einem gemeinsamenumweltpolitischen Ziel verschrieben.

Sonne erlebenDie Sonne ist der Ursprung aller Ener-gie, ohne Sonne gäbe es kein Lebenauf der Erde. Ihre Energie kann mandurch ihr Licht und ihre Wärme erle-ben. Hierzu werden spielerische Erfah-rungen gesammelt und kleine Experi-mente durchgeführt. Dabei wird nichtnur der Begriff „Energie“, sondernauch die Bedeutung der Sonne alsEnergiequelle veranschaulicht.

Energie erfahren – StromStrom erleichtert uns den Alltag und istfür uns jederzeit nahezu unbegrenztnutzbar. Licht, Bewegung (Kraft) undWärme sind die häufigsten Energie-formen, die genutzt werden. Für dieverschiedenen Anwendungen steheneine Vielzahl von Geräten zur Verfü-gung. Durch kleine Experimente sollverdeutlicht werden, dass die Bereit-stellung von Strom „Mühe“ macht undeinen hohen Aufwand erfordert. Durchsorgsamen Umgang mit Stromver-brauchern im Klassenzimmer lassensich positive Effekte erzielen: Energiewird eingespart, und Kosten werdengesenkt. Auch hier ist die Übertragungauf den häuslichen Bereich eine wün-schenswerte Weiterentwicklung.

Energie erfahren – WärmeDer sorgsame Umgang mit Wärme istbesonders wichtig, da für das Heizengroße Mengen an fossilen Energieträ-gern verbraucht werden und entspre-chend große Mengen an Kohlendioxid(CO2) freigesetzt werden. Das Themalässt sich besonders gut in den Mona-ten der Heizperiode handlungsorien-tiert umsetzen. Anhand von Beobach-tungen und kleinen Experimentenwerden Zusammenhänge aufgezeigt.Die Schüler sollen Strategien zum

Energiesparen entwickeln und in derPraxis überprüfen. Wird das in der Schuleerlernte und eingeübte Verhalten auchzu Hause übernommen, stellen sich diegewünschten Erziehungs- und Spar-effekte ein. Eine nachhaltige Entwick-lung kann hier ihren Anfang nehmen.

Außerdem sollen gesellschaftliche Ge-samtzusammenhänge (Dritte Welt,Energiekonsum …) besser verständlichgemacht werden (S. 26).

Im Kapitel 2 - „Didaktische Grundsätze“ -findet sich die Orientierung am Kindund seiner Lebenswelt. Dazu gehörenSonne, Strom, Feuer und Wärme. DieWissenschafts- und Handlungsorien-tierung ist durchgängig für das Projektvorgesehen. Das weitreichende Ange-bot ermöglicht auch Kindern mit un-terschiedlichen Interessen und Lern-möglichkeiten einen Zugang zu derThematik. Geübt und wiederholt wirdautomatisch bei der längerfristigenAuseinandersetzung. Projektarbeitstützt sich immer auf ein Lernen inSituationen. Die praktische Anwen-dung der Offenheit durch den Lehren-den wird durch das Angebot nicht ein-geschränkt. Es ermöglicht ganzheitli-ches und mehrperspektivisches Lernen.Das Projekt basiert auf einem Lernenmit Kopf, Herz und Hand.

Im Fach Deutsch können die Kindersich schriftlich zu Umweltbedingungenäußern. Außerdem lassen sich Verbesse-rungen am Schulgebäude erreichen(Brief an den Hausmeister zur Heizsi-tuation) (S. 105).

In der Sachkunde (S. 122) sind Naturphä-nomene3 (Sonne) die Grundlage fürLernsituationen, die gesellschaftlicheSchlüsselprobleme (Energie) aufgreifen.

Das Fach Mathematik unternimmt Hoch-rechnungen (Energieverbrauch allerSchüler), rechnet mit Geld (Belohnungs-system), verrechnet Zeiten (Sonnen-scheindauer), berechnet Hohlmaße(Wasser in der Heizung) und betrach-tet geometrische Figuren und Körper(Aufwindkraftwerk, IZE14a-Haus). Auchdas Fach Kunst stellt fest, alle Körperhaben Schatten, und beschäftigt sichebenfalls mit gebauter Umwelt.

Im Fach Musik sollen sich die Kinderzu Musik bewegen können.

Die Umwelterziehung beschäftigt sichmit Normen, dem Denken und Handeln(Energiesparen), Kreisläufen in der Naturund Technik (Sonne und Jahreszeiten,Heizkreislauf) und nutzt alle Sinne (s.o.).

Das Mitwirken am Entwurf einer Schul-ordnung (S. 295) wird empfohlen (Fen-ster zu, Licht aus). Angepasstes Kleidenwährend der unterschiedlichen Jahres-zeiten ist genannt. Luft stellt eine Lebens-grundlage dar (S. 267). Die Prinzipiender Fotografie (S. 271) lassen sich auchmit einer (selbstgebauten) Lochkameraerforschen.

Mit dieser kurzen Zusammenstellungzeigt sich die besondere Nützlichkeitdes Projektes für die Verwirklichungvieler Lernziele in der Grundschule.

Bei der Erprobung war der Spaß derKinder am Lernen deutlich zu spüren.

Für die verbindlichen Lernfelder lassen sich viele Überschneidungenmit den Projektinhalten feststellen:

öffentliches Leben • Umwelterziehung

Spielen und Freizeit • Schattenspiele

Technik • Bauen und Konstruieren• Nutzen von Energie• Gesundheitserziehung• Naturphänomene

Raum • Schatten

Zeit • Nutzungszeiten

Naturphänomene • Licht und Spiegel, Windkraft,Temperatur messen, Feuer, Wasser,Elektrizität …

Körper • Tanzen, Schatten, Sonnenschutz

Einführung Einführung

76

Anknüpfungspunkte in der Schule undin ihrem Umfeld können sein:• die Schule als Energieverbraucher

und der Umgang mit den Ressourcen(Energie und Wasser)

• der Energieverbrauch zu Hause• der tägliche Weg zur Schule und der

daraus resultierende Energieverbrauch• Ernährung in der Schule und zu Hause

Anknüpfungspunkte in der Schule

• Effizienz: Die Ressourcen sollenbestmöglich eingesetzt werden.

• Konsistenz: Die anthropogenenEingriffe sollen keine irreversi-blen Störungen der natürlichenStoff- und Energieströme zur Folgehaben.

• Suffizienz: Durch Verzicht aufÜberflüssiges und ggf. Selbstbe-grenzung soll ein nachhaltigesWirtschaften erreicht werden.

2.2 Lebensstil und Nachhaltigkeit

Schätzen Sie mal!Welche Mengen an CO2 setzen Sie jähr-lich über Ihren Energieverbrauch frei?

Bei dieser Frage werden Schätzungenzwischen 100 Kilogramm und 20 Tonnenabgegeben!Ein Singlehaushalt verbraucht pro Tagcirca 20 Liter an Öl6. Ein Liter Öl setzt2,3 kg CO2 frei, das heißt, der Single-haushalt verursacht jährlich circa 16,8 tan CO2-Ausstoß. Eine andere Quelle7

gibt eine CO2-Emission von 30,6 t CO2

pro Jahr für eine dreiköpfige Familiean, das heißt, pro Person und Jahr von10,2 t CO2.Die gesamten CO2-Emissionen weltweitbetragen derzeit ca. 20 Mrd. t pro Jahr.Klimatolerabel wären allenfalls 12 Mrd. t.Wenn jeder gleich viel verbrauchen dürfte,ergibt dies pro Person und Jahr eineMenge von 2 t CO2.

Wie läßt sich eine Verringerungdes Verbrauchs fossiler Energieträgererzielen?Die Antworten darauf bestehen in:Steigerung der Effizienz, Einsparung vonEnergie durch Verhaltensänderungen,Selbstbegrenzung durch Verzicht.Das letzte Konzept greift als Lösungs-ansatz allerdings kaum, insbesonderewenn es die persönliche finanzielle Situa-tion nicht zwingend vorgibt. In „FaktorVier“8 wird ein Ansatz unter der Über-schrift „Was wünschen sich die Men-schen wirklich?“ diskutiert, der unterden Stichworten „Harmonie, Gemein-schaft, intakte Natur, keine Tretmühle,soziale Sicherheit, Gerechtigkeit“ mög-licherweise besser vermittelbar ist.

2.1

HintergrundDer Begriff „Nachhaltigkeit“ stammtursprünglich aus der Forstwirtschaft.Mit einer „nachhaltigen Entwicklung“wird angestrebt, die Bedürfnisse derheutigen Generationen zu befriedi-gen, ohne den Spielraum für die kom-menden Generationen einzuengen.Die heutige Situation, in der beispiels-weise ein Fünftel der Weltbevölkerungetwa 80 % der Energie und der Roh-stoffe verbraucht, während sich dieübrigen vier Fünftel die verbleibenden20 % teilen müssen, widerspricht ekla-tant den Grundsätzen der nachhalti-gen Entwicklung. Weder in ökonomi-scher noch in ökologischer und sozialerHinsicht kann der Verbrauch in dieserVerteilung fortgeführt werden, ohneschwerwiegendste Probleme undKonflikte zu verursachen.

„Agenda 21“ ist frei übersetzt einAktionsplan für das jetzige Jahrhun-dert, der vorrangig auf der lokalenEbene umgesetzt werden soll. Auf derKlimakonferenz von Rio haben 170Staaten dieses Dokument unterzeich-net, darunter auch die BundesrepublikDeutschland. Es handelt sich um einfreiwilliges Abkommen, das über welt-weite und partnerschaftliche Zusam-menarbeit realisiert werden soll.

Grundlegende EinsichtenÖkologische, ökonomische und sozialeProbleme sind miteinander verflochtenund lassen sich nur lösen, wenn diesedrei Aspekte zusammen betrachtetwerden. Oder: Eine nachhaltige wirt-schaftliche und gesellschaftliche Ent-wicklung ist nur im Einklang von öko-nomischen, ökologischen und sozialenZielen möglich.Die wesentlichen Grundlagen dabei sind:• die Zukunftsfähigkeit des Gemein-

wesens (mit dem Konsens über Grund-werte, gesunde Lebensbedingungenund Verteilungsgerechtigkeit inner-halb der heutigen Generationen sowiezwischen ihnen und den kommendenGenerationen),

• die Zukunftsfähigkeit des Wirtschafts-systems sowie

Agenda 21 – Ein Auftragfür die Grundschule

• die Zukunftsfähigkeit der ökologischenSysteme (Erhalt der Artenvielfalt, Siche-rung von Luft-, Wasser- und Bodenqua-lität, Vermeidung von zusätzlichenKlimaproblemen).

Auf den Erkenntnissen der Klimakon-ferenzen von Rio und Berlin basierend,haben der Bund für Umwelt und Natur-schutz Deutschland e.V. (BUND) undMisereor die Studie „ZukunftsfähigesDeutschland“5 erarbeitet. Sie nenntacht Bereiche, in denen die Ziele derAgenda 21 umgesetzt werden sollen:• rechtes Maß für Raum und Zeit (Abkehr

von der „rasenden“ Gesellschaft, spar-samer Umgang mit Ressourcen)

• grüne Marktagenda (ökologische Steuer-reform, Subventionsabbau für ökolo-gisch bedenkliche Produktionen)

• gut leben statt viel haben (bedach-tes Konsumverhalten)

• von linearen zu zyklischen Produk-tionsprozessen (Kreislaufprinzip)

• lernfähige Infrastruktur (effizienteFlächennutzung, sparsamer Umwelt-verbrauch, Prinzip der Regionalität)

• Stadt als Lebensraum (gleichrangigeBedingungen in allen Lebensräumen)

• Regeneration von Land und Landwirt-schaft (ökologische Bodenbearbeitung)

• internationale Gerechtigkeit undglobale Nachbarschaft (Erste- undDritte-Welt-Problematik).

Strategien der UmsetzungDie Strategien zur Umsetzung derAgenda 21 sollten an folgenden Kri-terien gemessen werden:

2.3

• Debatte über den gerechten Zugangzu den Ressourcen

• Eine-Welt-Debatte:„Wir sitzen alle in einem Boot.“

• Bewahrung der Natur undder Lebewesen.

Kinder im Grundschulalter haben einbesonderes Interesse an Natur undUmwelt. Die Verhaltensweisen werdenin der Grundschule wesentlich geprägt.Deshalb ist der Unterricht in der Grund-schule besonders geeignet, Verhaltens-weisen zum sorgsamen Umgang mitRessourcen einzuüben, die nachhaltigwirken. Eine „Katastrophenpädagogik“leistet dabei schlechte Dienste. Vielmehrsoll über emotionale Zugänge und mitpositiven Beispielen versucht werden,die Kinder in der Grundschule für dasThema zu begeistern. Der Lehrer spieltdabei als Vorbild- und Identifikations-figur eine entscheidende Rolle.

Nachhaltige EntwicklungNachhaltige Entwicklung

98

Sonne erlebenDokumentation

1110

Durchführung:Bilder aus Licht entstehen z. B., wennman durch eine selbstgebaute Lochka-mera9 schaut. Die Bilder stehen auf demKopf. Ein scharfes Bild gelingt nur,wenn die Umgebung dunkel ist.

Erläuterungen:Das Loch im Karton gibt den Lichtwegvor. Ein Lichtstrahl von unten (Fuß)kommt oben an, während der Strahlvon oben (Kopf) die Mattscheibe untenerreicht.Die Augen benötigen einige Zeit, sichder Dunkelheit anzupassen. Deshalbdauert es eine Weile, bis die Bilder zusehen sind. Bewegte und kontrastrei-che Erscheinungen werden am bestenwahrgenommen.

Spielidee:Wer erkennt den Mitschüler, der sichim hellen Hof bewegt, durch seine Ka-mera am schnellsten?

Ziele:Das Licht gehtohne Manipula-tion geradeaus.Ohne Sonne könn-ten wir nichts se-hen, keine Farbenund bunten Bilderwahrnehmen.

Bilder aus Licht

Bei dieser einfachsten Ausführungder Lochkamera dient ein Stück Perga-mentpapier als Projektionsfläche. Zual-lererst sucht man sich eine Seite, diezur Projektionsfläche wird, und schnei-det eine große Öffnung hinein. Überdiese Öffnung wird jetzt das Pergament-papier geklebt. Das Loch wird mit Hilfeder Nadel in die gegenüberliegendeSeite gestochen. Es ist ganz wichtig,dass – außer durch das Loch – kein Streu-

Baumaterial:eine möglichstlichtdichte Ki-ste, ein StückPergamentpa-pier, schwarzesTuch zum Ver-dunkeln,schwarze Far-be, schwarzesKlebeband, Na-del, Schere,Klebstoff

licht in die Kamera eindringen kann.Mit schwarzer Farbe und dem Klebebandlassen sich etwaige Lücken schließen.Jetzt ist die Lochkamera schon fertig.

Zum Durchschauen muss man sich nurnoch ins Dunkle begeben. Dazu dientdas Tuch. Steht man im Schatten, erkenntman sonnenbestrahlte Objekte am be-sten. Es kann unter Umständen nochnötig sein, die Lochgröße zu variieren.Bei einem kleinen Loch wird das Abbildsehr scharf, aber die Intensität ist rechtgering. Mehrere oder verschieden ge-formte Löcher eröffnen weitere Mög-lichkeiten.

Jeder Raum lässt sich übrigens zueiner Camera obscura umwandeln.Mit schwarzen lichtundurchlässigenTüchern werden die Fenster verdunkelt.Schneidet man in eines der Tücher einpfenniggroßes Loch, ist auf der gegen-überliegenden Wand ein auf dem Kopfstehendes Bild zu sehen.

Bauanleitung9

Beim Blick durch die selbstgebauteKamera steht die Schule Kopf !

Den unter dem Motto „Sonne erleben“vorgestellten Spielen, Beobachtungenund Experimenten liegt die Idee zuGrunde, dass Kinder (und Erwachsene)die Kraft der Sonne einfach und un-mittelbar erfahren können, ohne mitdem Begriff „Energie“ tiefgreifendarbeiten zu müssen. Wie die erstenErfahrungen zeigen, gehen die Kinderunbefangen und mit viel Freude mitLicht, Wärme und Technik um. Sie pro-bieren aus, was wie mit der Energieder Sonne funktionieren kann, underleben so, wie viel Energie in ihr steckt.Die Experimente sind so gewählt, dasskaum etwas durch unsachgemäße Nut-zung zerstört werden kann.

Im Rahmen der Sachkunde können inder dritten und vierten Klasse weitereThemen aus dem Bereich Energie auf-gegriffen werden, zum Beispiel:

3.1 Dokumentationund Unterrichtsanregungen

• Nahrung (Stärke, Fett)

• Kleidung (Kälteschutz, Mode, UV-Schutz)

• Wetter (Wind, Regen, Wasserkreislauf)

• Spartechniken für uns und die Dritte Welt (Kochkiste)

• Wohnen (Hausdämmung, Solaranlagen)

• Holz (Sonne - Blattgrün - Holz - Kohle)

• Transport (Muskeln, Benzin, Solarenergie)

Energie ist etwas sehr Wertvolles.Zu Recht besteht die Angst, dass sieuns eines Tages ausgehen könnte.Dabei denken wir meist nur an diefossilen Brennstoffe Kohle, Öl und Gas.Wir vergessen die Sonne, die uns un-begrenzt Energie liefert.

Die Reihenfolge der Experimente ent-spricht der des Optik-Lehrplans Physikder siebten Klasse. Dort werden die In-halte aus der Sicht der Fachwissenschaftneu strukturiert.

Die Dokumentation soll neugierig ma-chen sowie Ideen und Hilfestellungengeben, die Anregungen selbst umzu-

setzen. Auf Arbeitsblätter und Hinweiseauf vertiefende Inhalte wurde in die-sem Kapitel bewusst verzichtet, da dasErleben in der Gruppe und als Einzel-person im Vordergrund steht. Dort, woVertiefungsbedarf aus der Sicht derSchüler oder Lehrer bestehen könnte,sind Stichworte angegeben, die sichim Lehrplan wiederfinden.

Sonne erlebenSonne erleben

1312

Durchführung:Jedes Kind bekommt einen Taschen-spiegel. Ohne weitere Anregung spie-len die Schüler sofort mit den Licht-punkten. Eine schattige Mauer ist da-für eine geeignete „Leinwand“. Etwasschwieriger wird es, wenn die Schülerkonkrete Aufgaben gestellt bekom-men: „Ihr seid in der vierten Klasse,dann könnt ihr bestimmt schon eineVIER schreiben.“ Das klingt sehr vieleinfacher, als es ist.

Erläuterungen:Die Geschwindigkeit der Bewegungdes Lichtpunktes ist doppelt so großwie die Geschwindigkeit der Handbe-wegung. Einigungsstrategien für dasgemeinsame Vorgehen können erör-tert werden.

Ziele:Der gerade Licht-weg ist veränder-bar. Mit einer ru-higen Hand (Sen-somotorik) kannman gewünschtePositionen be-leuchten.

Lenkung des Lichtes

Lichtpunkte tan-zen an der Wand.

Eine „Vier” zu schreiben ist gar nichtso einfach!

Durchführung:Fröhlich bewegen sich die Kinder beimStopptanzen auf dem Schulhof. Wenndie Musik stoppt, bleiben die Tänzererstarrt stehen. Die Schatten werdenmit Kreide umrahmt. So entstehen lu-stige Phantasiefiguren, denen die Kin-der Namen geben können. Ratespielesind möglich: Wer hat dieses Schatten-bild verursacht? Oder: Welches Tierstellt mein Schatten dar? Man kannauch gemalte Monster oder Tiere mitSchatten zu „füllen“ versuchen odermit dem Schatten vorgegebene Tieredarstellen und raten lassen. Der Phan-tasie sind hier keine Grenzen gesetzt.

Erläuterungen:Dem Bedürfnis der Kinder, in ihrem LebenSpuren zu hinterlassen, wird im beson-deren Maße Rechnung getragen. DieIdentifikation mit dem eigenen Schat-tenbild kann mit besonders schönenNamen der Bilder verstärkt werden.

Soll die Menschenähnlichkeit der Bildervermieden werden, können Darstel-lungsaufgaben gestellt (Fabelwesen,Tiere etc.) oder Gruppenschatten er-zeugt werden.

Licht und Schatten

Ziele:Auf dem hellenBoden sind dunk-lere Bereiche alsSchatten zu se-hen.Die Silhouettensind von der mo-mentanen Posi-tion in der Son-nenstrahlungabhängig.

Good day sunshine

Diese Schattenbilder wurden„Schwabbeltier” und „Adler”genannt.


1514

Durchführung:Wer hat dieses Kokelspielchen nochnicht ausprobiert!? Nach der Ausgabevon kleinen Holzbrettchen und Brenn-gläsern darf jedes Kind seine Initialen(oder etwas anderes) auf das Brettkokeln.

Ziele:Mit einer Lupekann man Sonnen-licht und seineWärmestrahlungkonzentrieren.Verantwortungs-volles Handeln beistarker Strahlung(Schutz der Au-gen) und mit Feu-er (Sicherheits-vorkehrungen)werden geübt.Nur der optimalkleine Brennpunktermöglicht diehohe Energie-dichte.

Feuer aus Sonnenlicht

Der Abstandvon Brett undLupe und auchder Winkel müs-sen stimmen.

Nach einigemProbieren siehtman den Erfolg:L wie Leon

Kokeln macht Spaß! Und alle sindmit Feuereifer dabei!

Durchführung:Ein Kind oder der Lehrer stellt sich mitverbundenen Augen an eine schattigeWand. Die anderen Kinder leuchtenauf verschiedene Körperteile und bün-deln das Licht schließlich auf einerStelle. Ein Ratespiel bietet sich an:Wohin leuchten die Kinder? oder:Ab welcher Anzahl von Spiegeln spüreich die Wärme?

Licht und Wärme

Ziele:Die Sonne liefertuns nicht nurLicht, sondernauch sehr vielWärme mit ihrerStrahlung, diewir auf der Hautspüren können.

Erläuterungen:Die Haut birgt Wärmerezeptoren, diein unterschiedlicher Empfindlichkeitund Dichte vorkommen. Mund undFinger sind hochsensibel, während derRumpf nur mäßig reagiert. Die Farbeund die Dicke der Kleidung beeinflussendie individuell unterschiedliche Wärme-wahrnehmung.

Die Lehrerin im„Brennpunkt”!

Erläuterungen:Diese Aufgabe muss weit weg vonbrennbaren Sachen stattfinden. Außer-dem sollte dabei auch eine Sonnen-brille getragen werden, da man aufeinen sehr hellen Fleck schauen muss.


1716

Durchführung:Auf unterschiedlich gefärbten Blechenlässt sich der Temperaturunterschiederfassen. Die Kinder wissen sofort Bei-spiele aus ihrer eigenen Umgebung zuerzählen: „Unser Auto ist schwarz undim Sommer immer ganz heiß“, „Meinschwarzer Badeanzug trocknet schnellerals der weiße“, „Die schwarzen Steinebei uns im Garten sind immer ganz heiß.“

Ziele:Schwarze undhelle Flächen ab-sorbieren Licht-und Wärmestrah-lung unterschied-lich. Treibhäusersind Wärmefallen.

Sonnenfänger

Schwarze und hel-le Flächen sindfühlbar unter-schiedlich warm.

Kombiniert man eine schwarze Flächemit einem Glashaus, so entsteht einSonnenkollektor. Die Temperatureninnen und außen sprechen für sich.

Eine weitere Möglichkeit, die Sonne„einzufangen“, ist die Nutzung einesTreibhauses. Mit einem Innen-Außen-Thermometer werden die Temperaturensowohl innerhalb als auch außerhalbdes Treibhauses gemessen und anschlie-ßend verglichen. Liegt eine schwarzeFläche im Treibhaus, sind durchaus über10° C Temperaturunterschied festzustel-len. Anwendungsbeispiele sind denmeisten Schülern bekannt: Frühbeet,Gewächshaus oder Wintergarten.

Erläuterungen:Vergleichbar damit ist der klimawirksameTreibhauseffekt:Licht durchdringt die Atmosphäre, er-wärmt Boden und Wasser, und Wärme

wird abgestrahlt. Die Wärme wird aller-dings schlechter als das Licht durchgelas-sen und zum Teil reflektiert. Die Atmo-sphäre und die Meere erwärmen sich.Ohne diesen Effekt hätte die Erde eineum 33° C tiefere Durchschnittstempera-tur. Unser Lebensstil mit dem großenEnergiehunger verstärkt diesen natür-lichen Effekt.

Durchführung:Die Sonnenwärme wird mit einem So-larstirling technisch genutzt. Schülerexperimentieren mit Solarstrom unterAnwendung von Solarzellen, Motorenund Summern.

Erläuterungen:Um allen Gelegenheit zu geben, sich mitdieser Technik zu befassen, bekommenimmer zwei Kinder ein Übungsset: eineSolarzelle (3 V, 0,1 A) mit Kabeln, einenMotor, der bei 0,5 V und 50 mA losläuft,

Technische Nutzung der Sonnenkraft

Ziele:Unter Einsatz vonTechnik (Spiegeloder Solarzelle)kann man dieSonnenstrahlungfür sich nutzbarmachen. Wärme,Bewegung undStrom sind füruns wichtigeEnergieformen.

mit einem Propeller und einem Summer(2-5 V). Sofort beginnen die Schüler zuexperimentieren. Wie schnell drehtsich der Propeller mit wenig, viel undohne Sonne? Wie schnell dreht er sichim Schatten? Bald drehen sich alle Ro-toren, und es pfeifen viele Summer.In Parallelschaltung können Motor undSummer gleichzeitig verwendet werden,in Reihenschaltung nur der Summer.Sonnenwärme kann auch mittels Koch-kiste, Kollektor und Solargrill demon-striert werden.

Bewegung durcheinen Hohlspiegelmit Stirlingmotor10.Im Vergleich dazu:Bewegung durchSolarzellen in Ver-bindung mit einemElektromotor.

Der Pfeifton istnicht das schönsteGeräusch …

Vielleicht könnteein Hubschraubergebaut werden?


1918

Durchführung:Der Wasserkreislauf in der Natur solltebegleitend im Unterricht besprochenwerden. Zur Demonstration der Was-serkraft benötigt man ein Wasserradund eine Gießkanne oder noch bessereinen kleinen Bach.Wind entsteht durch Temperaturunter-schiede von Luftmassen. Warme Luftsteigt auf, kalte sinkt ab und strömt nach.Die Temperaturunterschiede entstehenwiederum durch die Sonne: Dort, wosie stark strahlt, erwärmt sich der Erd-boden, und die Luft steigt auf. An an-deren Orten, wo vielleicht gerade Wol-ken sind, erwärmt sich der Boden nichtso stark.Der durch die Sonne erwärmte Bodenwird hier im Klassenzimmer mit vielenTeelichtern simuliert. Die aufsteigendeWarmluft ist spürbar, und die nachströ-mende Kaltluft wird an den nach innenzeigenden Kerzenflammen deutlich.

Ziele:Sonnen-Energietaucht in der Naturauch in indirekterForm auf. Ein Bei-spiel dafür istdie Wasserkraft.Fließendes oderfallendes Wassertreibt ein Wasser-rad an.Klärung der Fra-gen: Wie kommtdas Wasser aufdie Berge, vondenen es in Rich-tung Meer fließt?Wie entsteht Wind?

Wasser- und Windkraft

Erläuterungen:Globale Wetter- und Klimaerscheinun-gen lassen sich vereinfacht auf diesesPrinzip zurückführen.

Tropengürtel, Monsun, Meeresströmun-gen, Hoch- und Tiefdruckgebiete sindeinige Begriffe, die unser Wetter be-einflussen und zum Teil von den Kin-dern genannt werden können.

An den Kerzenflammenlässt sich beobachten,dass kühlere Luft vonallen Seiten nachströmt(Wind).

Ein Wasserad dreht sichim fließenden Wasser.

Durchführung:Die bislang gesammelten Erfahrungenwerden in technische Anwendungenübersetzt.Nach ca. 45 Minuten wird das Wasserim schwarzen Becher unter Glas aufschwarzer Fläche und angespiegelt biszu 60°C heiß. Auf der Haut spürt manschon Schmerz, wenn das heiße Wasserausgeschüttet wird.

Der Sonnenkollektor

Ziele:Mit einfachenMitteln sollenKinder die Funk-tion eines Kollek-tors nachbauenund Isoliermaß-nahmen erfindenund erproben.


Zu Beginn derIsolierung wird dieAnfangstempera-tur erfasst. Nacheiner Stunde wirdwieder gemessen.So können die un-terschiedlichenMaßnahmen ver-glichen werden.

In der weißen Dose wird das Wasser nurwenig wärmer als zu Beginn. Da mandas heiße Wasser in Wirklichkeit meistzeitversetzt benötigt wird (abends Du-schen), können Kinder in einem spie-lerischen Wettkampf die Wärme imWasser behalten. Dabei werden ver-schiedene Isolier-Substanzen auf ihreFunktion getestet.

Erläuterungen:Gleichzeitig kann ökologisches, biolo-gisch abbaubares mit herkömmlichenMaterial verglichen werden. In Fragekommen Papier (Zeitungsschnipsel),Wolle (Schal o.ä.), Polystyrol, Kork, Stoff,Heu, Sägemehl, Mineralwolle uva..Nach gleicher Zeit bei gleicher Wasser-menge und gleicher Anfangstempera-tur wird die Temperatur zu Beginn mitder am Ende verglichen.Bei der Planung dieser Experimentemüssen die Kinder ihre Vorschläge ein-bringen, ein kurzes Protokoll ist anzu-fertigen und die Ergebnisse sollen derSchulgemeinde präsentiert werden.Wissenschaftspropädeutik wird so miteinfachen Mitteln praktiziert.

2120

Arbeitsschritte:Zuerst wird die Papprolle schwarz

angemalt. Mit der Schere die Teelicht-hülle 16mal einschneiden, das Töpf-chen platt drücken und die Schnittenoch etwas verlängern �.

Jetzt mit einem Stift genau in derMitte eine Kuhle drücken. Als Auflageeignet sich am besten ein Radiergum-mi. Das Metall darf auf keinen Fall zer-stochen werden. Nun die Flügel alle ineine Richtung abwinkeln. Jetzt solltedas Flügelrad auf einer Nadelspitzeliegen können (Spitzenlagerung). Soll-te das nicht der Fall sein, kann man dieFlügel etwas nach unten biegen, umes auszubalancieren. Als nächstes mussdie Nadel an einem Ende der Papprollebefestigt werden �.

Dazu sticht man die Nadel durcheinen Pappstreifen und klebt diesenüber die Öffnung. Jetzt ist das Auf-windkraftwerk fast fertig.Es fehlen nur noch die Einströmöff-nungen für die Luft. Die erhält man,indem man das andere Ende desTurms sechsmal einschneidet und

Baumaterial:Papprolle(Küchenrolle),schwarze Far-be, Aluhüllevon Teelich-tern, eine Steck-nadel, weiterePappe, Schereund Kleber

jede zweite Lasche hochklappt. DerTurm steht dann wie auf Stelzen.Jetzt stellt man den Turm in die Son-ne, setzt das Flügelrad auf die Nadel,und schon arbeitet unser Aufwind-kraftwerk13.

Zum Weiterdenken …Wie funktioniert dieses Kraftwerkeigentlich?Zuerst die schwarze Farbe weglassenund dann Verbesserungen herausar-beiten: Turm schwarz an-malen; höherer Turm; Turmauf schwarze Fläche stel-len, die mit durchsichtigerFolie in einigen Zentime-tern Höhe überdacht ist.Die Füße werden dannhochgeklappt und kön-nen die Folie gut halten.Unter der Folie staut sichdie Wärme (Sonnenkollek-tor), sucht ihren Weg durchden Turm aufwärts undbeschleunigt so den Rotor.

Bauanleitung

Fertig sind die Türmchen!

�

Durchführung:Siehe Bauanleitung eines Aufwindkraft-werks (Seite 21).

Erläuterungen:Nachdem bekannt ist, dass auch WindKraft hat, wird ein „Aufwindkraftwerk“gebastelt. Die Wirkung des Windes wirddadurch noch deutlicher. Der leisesteWindzug (zum Beispiel: Atmung) lässtden Rotor kreisen. Als Fenstermodellüber der Heizung treibt ihn die Sonneoder die aufsteigende Heizungsluft an.Neue Luft strömt durch Schlitze (min-destens sechs) am unteren Ende desTurmes nach. Wer schnellere Drehun-gen erzielen möchte, sollte seinen Turmauf eine schwarze Platte stellen, die mitdurchsichtiger Folie in einigen Zenti-metern Höhe überdacht ist. Unter derFolie staut sich die Wärme (Sonnenkol-lektor), sucht ihren Weg durch den Turmaufwärts und betreibt so den Rotor.Das Schwarzstreichen des Turms und dieNutzung des Kollektors kann eventuelldurch die Schüler selbst vorgeschlagenwerden, wenn man ihnen die Aufgabestellt, ihre Kraftwerke zu verbessern.Solche Aufwindkraftwerke sind übrigensnicht nur „Kinderspielereien“, sondernernst zu nehmende alternative Energie-quellen11. In Spanien und Nordindienliefern schon Forschungstürme Energie.

Bau eines Aufwindkraftwerks

Ziele:Die Erkenntnissezur Windentste-hung sollen durchden Bau eineskleinen Kraftwerk-modells in die Tatumgesetzt undvertieft werden.Zur Verstärkungder Drehung desRotors werden dieneuen Ergebnisse(schwarze Flächenund Strahlung& Kollektoren alsWärmefallen) ge-nutzt.

In der Wüste Rajastan12 in Nordindienist ein großes Aufwindkraftwerk mitder Leistung eines Atomkraftwerksgeplant.

Papprollen werden für den Solarbetriebschwarz gestrichen.

Aus der Hülleeines Teelichteswird ein Rotorgebastelt.

�


2322

Energie erfahren – StromDokumentation

Material-Checkliste„Sonne erleben“

1 Paket Schulkreide

1 Cassettenrecorder & Musik

1 schwarzes Tuch

1 Pergamentpapier und Bauan-leitung für die Lochkamera

30 Taschenspiegel

1 Augenbinde

30 Taschenlupen

30 Holzbrettchen

Sonnenbrillen

1 Doppelthermometer

2 einfache Thermometer

2 Blechdosen, z. T. geschwärzt

1 Miniaturgewächshaus

20 Solarzellen 0,5 V / 700 mA

20 Motoren

40 Kabel

20 Summer

20 Solarzellen 3V / 100 mA

1 Bauanleitung für dasAufwindkraftwerk

2x 2 m Dachrinne

1 Gießkanne

1 Wasserrad

1 Verpackung

1 Paket Teelichter

Sonne erleben

2524

Was machen die Geräte aus dem Strom?Anhand von Beispielen an der Tafelwerden

• Licht• Bewegung• Wärme• Musik

herausgearbeitet und die Bilder ander Tafel entsprechend zugeordnet.

Dabei bemerkt man bald, dass einigeGeräte doppelt, ja sogar vierfach zu-geordnet werden können (CD-Player,Kassettenrecorder, Computer).

Woher kommt der Strom in der Steckdose(Strom synonym für elektrische Energie)?

Hier werden die vielfältigen Vorstellungenzusammengetragen:

• Stromkasten• Keller• Windrad• Stromkraftwerk

Die augenfällige Stromversorgungüber Oberleitungen, die die Erwach-senen aus ihrer Kindheit kennen, istheute nicht mehr so leicht nachvoll-ziehbar, da jetzt die Leitungen zu den

Häusern ”unsichtbar” in der Erde ver-laufen. Heute fallen nur noch dieHochspannungsleitungen zwischenden Städten und Kraftwerken deut-lich ins Auge.

Der Klassenraum ist verdunkelt unddie Schülerinnen und Schüler möchtenLicht haben. Den Strom für das gewün-schte Licht müssen sie heute ausnahms-weise einmal selbst bereitstellen. Dasmacht anfangs viel Spaß, wird aberauf Dauer sehr anstrengend.

Mit dem Fahrraddynamo und der Fahr-radlampe haben alle schon einmal Lichtmit ”selbst erstrampeltem Strom” ge-macht. Auch hier kann man feststellen,dass das Fahren mit angelegtem Dynamoanstrengender ist als ohne. Den Fahr-raddynamo mit der Hand zu betreibenist natürlich noch aufwendiger.

Zum Glück brauchen wir normalerweisenur den Schalter zu bedienen oder denStecker in die Steckdose zu stecken.

Gemeinsam überlegen die Schülerinnenund Schüler, wofür man noch Strombenötigt, und welche Geräte sie in derSchule und zu Hause benutzen. JedesKind schreibt mindestens fünf Beispieleauf. Danach darf jeder ein Beispiel unddas dazu passende Gerät nennen undals Bild an die Tafel hängen.

4.1 Dokumentation

Energie erfahren – StromEnergie erfahren – Strom

2726

Das Prinzip der Stromherstellung wirdnun anhand des Beispiels Dampfma-schine in einem Bild von den Schülerin-nen und Schülern umgesetzt.

Treffend ist diese Darstellungder behandelten Sachverhalte.

Erlaubt sind auchPhantasiebilder.

Ein erheblicher Anteil des Stroms wirdin Kohlekraftwerken erzeugt.

Wie ein Kohlekraftwerk funktioniert,kann man sehr gut anhand einerDampfmaschine aus dem Spielzeug-handel demonstrieren. „Kohle“ heiztWasser zum Kochen, der Dampf drehtdas Rad, welches einen Dynamo an-treibt, der wiederum Strom bereitstellt.

Wird eine Lampe oder ein Propellerangeschlossen, hört man, dass dieDampfmaschine langsamer wird, esmuss nachgefeuert werden. Je mehrGeräte angeschlossen werden, destomehr „Kohle“ muss verfeuert werdenund desto mehr „Rauch“ (Abgase)entstehen.


2928

Heute elektrifizieren wir ein Modell-haus. Die IZE liefert einen gebrauchs-fertigen Bausatz im Rahmen ihresGrundschulpaketes14.

Der Wind hatviel Kraft.

Anhand unseres „Schulhauses“ erarbei-ten die Kinder, wie man es schaffenkann, dass möglichst wenig Strom ver-braucht wird (auch zu Hause). Dadurchwird gleichzeitig möglichst wenig Koh-le verfeuert. So entstehen auch weni-ger Abgase.Ausgehend vom Modellhaus wird dasLicht besonders betrachtet und über-legt, wie man hier Strom einsparen kann.Neben den schon vorher genannten Ver-haltensmaßnahmen zum Stromsparenbieten Energiesparlampen eine weitereMöglichkeit. Einige Kinder kennen Ener-giesparlampen bereits von zu Hause.Erläutert wird, dass die Stromleistungüber die Angabe „Watt“ abgelesenwerden kann. Anhand einer Glühlampe60 Watt, einer Energiesparlampe 12 Wund eines Energiemonitors wird einVergleich durchgeführt.

Anhand der am Energiemonitor ab-lesbaren Zahlen ist der Verbrauch dereinzelnen bzw. beider Lampen leichtnachvollziehbar. Man kann kleine Re-chenaufgaben durchführen.Wie viele 12-W-Energiesparlampenkönnen brennen, ohne den Verbraucheiner 60-W-Glühlampe zu übersteigen?

Der für das Licht benötigte Strom kommtvon einem Kraftwerk. Ein kleiner Teildes Stroms wird mit Hilfe von Wind be-reitgestellt. Einige Kinder haben schonWindkraftanlagen im Vogelsberg, We-sterwald oder im Urlaub gesehen.

• Licht aus in Räumen, in denen niemand anwesend ist!• Licht aus, wenn es hell genug ist!• Radio nicht ständig laufen lassen!• Kaffee in Isolierkanne warmhalten!• Nachts Geräte ganz abschalten, z. B. Fernseher nicht

auf „stand-by“ laufen lassen!• Haare erst trocken frottieren und dann fönen!• Boiler unter Schulwaschbecken nur anschließen, wenn

man auch wirklich heißes Wasser braucht (Zeitschaltuhr)!• Keinen Heizlüfter verwenden, lieber wärmer anziehen!• Auf der Toilette nicht ständig Licht anlassen!• In den Fluren nicht ständig Licht anlassen!

Quelle: IZE14a


3130

Du benötigst zu diesem Versuch ein Fahrrad mit gängiger Beleuchtung.

Frage:Was passiert, wenn du auf dem Schulhof viele Runden mit demFahrrad drehst? Einige Runden ohne Licht und dann einige mit Licht.

Schreibe auf, was deiner Ansicht nach passiert:

Arbeitsblatt: Eigene Stromerzeugung

Führe einen Versuch durch, um nachzuweisen, dass deine Vermutungen richtigoder auch falsch sind.

Beschreibe genau, was du beobachtet hast!

Bespreche mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer alle Ergebnisse!Vielleicht bekommst du noch einige Tipps zu Erfahrungen, die dir entgangen sind.

Beschreibe, was du beobachtet hast, und finde einen Merksatz!

4.2

Versuche:1. Die Schüler fahren mit dem Fahrrad

auf dem Schulhof.2. Es werden Rollversuche mit und ohne

Licht am Fahrrad durchgeführt.3. Interessant ist auch der Vergleich

zwischen zwei unterschiedlichenFahrten: eine Fahrt mit Dynamoam Rad und intakter Beleuchtungsowie eine Fahrt mit defekter Be-leuchtung.

4. Bei einem weiteren Experimentkönnen ausnahmsweise auch meh-rere Lampen angeschlossen werden,wobei auf das parallele Schaltender Stromverbraucher geachtetwerden muss.

Aufgabenstellungen:Die Schüler sollen die Reaktionen ihresKörpers beobachten und protokollieren(siehe Arbeitsblatt). Die Ergebnisse wer-den in der Klasse besprochen.

Ziel:Der Energieflusssoll erkannt wer-den.

Materialien und Unterrichtsanregungen

Erläuterungen:Nach einigen Runden auf dem Schulhofmerken die Schüler, dass ihre Atmungschneller wird. Feinfühlige spüren auchden Puls mit höherer Frequenz undkommen ins Schwitzen. Vielleicht stel-len sich bald auch Hunger und Durst ein.Physikalisch gesprochen, liefert eineWärmekraftmaschine (Mensch-Muskel)aus chemischer Energie (Nahrung) Be-wegung und Wärme mit einem be-stimmten Wirkungsgrad (η). Diese Be-wegung lässt den Dynamo drehen, derdann Strom fließen lässt (Induktion),wodurch wiederum das Licht brennt.Die überschüssige Wärme wird durchdas Schwitzen abgeführt.Beim Rollversuch ist die Fahrstreckekürzer, wenn mit Beleuchtung gefah-ren wird, da der Dynamo bremst. DasLicht erhält seine Energie aus der Be-wegung.Dies wird durch den dritten Versuchbestätigt, da bei der Fahrt mit intakterBeleuchtung mehr Kraft aufgewendetwerden muss.

Die weiterführenden Anregungen entsprechen zwar dem RahmenplanGrundschule, sind jedoch recht anspruchsvoll. Deshalb sollten die angege-benen Beobachtungen/Experimente (auch solche, die als Schülerversuchebeschrieben sind) nur mit Anleitung und Betreuung der Lehrkraft odereiner erfahrenen erwachsenen Person durchgeführt werden.Beim Umgang mit Netzgeräten (Netzspannung 230 V) müssen immeralle Sicherheitsaspekte beachtet werden.Die Arbeitsblätter geben Anregungen für mögliche Fragestellungen,Aufgaben und Beobachtungen im Rahmen der einzelnen Themen undmüssen der jeweiligen Unterrichtssituation angepasst werden.

Eigene Stromerzeugung


3332

Versuche:Eine Dampfmaschine mit Generatorliefert den Strom für eine Lampe.Wird der Stromkreis unterbrochen, drehtsich die Dampfmaschine schneller.

Aufgabenstellungen:Die Schüler beschreiben die Auswirkun-gen des Betriebs der Dampfmaschinezuerst theoretisch und prüfen ihre Ver-mutungen dann anhand des Versuchsnach. Die Ergebnisse werden in derKlasse diskutiert (siehe Arbeitsblatt).

Erläuterungen:Eine Dampfmaschine lässt einen Dyna-mo Strom liefern. Der Kessel ist heiß.Auch der Rauch und der Dampf sindheiß. Das Feuer im Kessel wird nur zueinem kleinen Teil für Strom ge-braucht. Das meiste geht als Wärmeverloren. Schließt man viele Verbrau-cher an, wird die Maschine langsamer.Man muss nun kräftig nachheizen, umwieder genügend Strom zu haben. Esgibt daraufhin mehr Abgase, und mannähert sich der Belastungsgrenze desSystems.

Technische Erzeugung der Elektrizität

Ziele:Wärme kann zurStromgewinnungeingesetzt werden.Beim Dynamo musssie erst in Bewe-gungsenergie um-gewandelt wer-den, was mit ho-hen Verlusten ein-hergeht (über 60 %der eingesetztenEnergie). Nachdiesem Prinzipfunktionierenauch die Kraft-werke. Sie müssengekühlt werden,was zu Abwärmeund damit zu Ver-lusten führt. Sie er-zeugen Treibhaus-gase (Kohlendi-oxid), Luftschad-stoffe (Schwefel-dioxid, Stickoxide,Staub usw.) undAbfallstoffe (Asche,ggf. Atommüll),die gesundheits-schädlich sind.

Über den Versuch hinaus können be-kannte Geschichten (Film und Buch)eingesetzt werden, wie zum Beispiel„Jim Knopf und Lukas der Lokomotiv-führer“15. Nepomuk, der Halbdrache,lebt in einem Vulkan. Er verbrennt Kohle,und es raucht ganz kräftig. Die Dampf-lok Emma wird zu einem Drachen um-gebaut. Auch gibt es einige Theater-gruppen, die das Thema Energie bear-beiten:• das Energietheater des Hessischen

Ministeriums für Umwelt, LändlicherRaum und Verbraucherschutz„Wackelkontakt und Kabelsalat“16

(kostenlos für hessische Grundschulen)• das NZH-Energietheater• Theater TILL, Düsseldorf, „Feuerluft

und Co. - Auf zu den Göttern“17.

Fächerübergreifend kann „Energie“auch im Kunstunterricht dargestelltwerden. Licht, Wärme und Bewegungstehen dabei im Vordergrund. Viel-leicht kann aber auch ein Kraftwerkoder die Sonne dargestellt werden.Denkbar sind auch Autos mit qual-menden Auspuffrohren. Sehr schönist die Darstellung eines Drachens,der Kohle frißt, Feuer spuckt und raucht.Im Fach Deutsch lassen sich exakte For-mulierungen üben. „Wenn … dann …“– Beobachtungen sind zu protokollieren.

Versuche:1. Alle Schüler sind im Klassenraum,

Filmraum oder in einem anderenzu verdunkelnden Raum. Das Lichtwird ausgeschaltet. Die Fenster wer-den verdunkelt. Nach kurzer Unruhewird durch eine Dynamotaschen-lampe etwas Licht erzeugt.Ein Schüler erhält den Auftrag zuleuchten. Nach kurzer Zeit gibtder Schüler die Lampe freiwilligweiter, denn die ständige Bewe-gung strengt an.

2. Das Licht der Lampe ist schwach.Dem Wunsch nach größerer Hellig-keit wird mit einer Handkurbel aneinem größeren Dynamo und einerstärkeren Lampe entsprochen.Viele Schüler sollen sich betätigen.Es bedarf auch hier der ständigenBewegung, die anstrengend ist.Schnell wird den Schülern klar,dass diese Art der Lichterzeugungfür die Dauer einer ganzen Schul-stunde kaum durchzuhalten ist.

Ziele:Die Bereitstellungvon Strom erfor-dert aufwendigeArbeit. Von daherempfiehlt sich einsorgsamer undsparsamer Um-gang mit Stromund mit Energieinsgesamt.

Der dunkle Klassenraum

Erläuterungen:Die täglich nutzbare Elektrizität ausder Steckdose ist eine Selbstverständ-lichkeit. Der Strom ist einfach vorhan-den. Die Schüler hinterfragen dieseTatsache normalerweise nicht. Bei denVersuchen müssen sich aber die Schüleranstrengen, um – neben der normalenSchülerarbeit – die Beleuchtung sicher-zustellen. Dadurch wird die Normalitätdes „Steckdosenstroms“ unterhöhlt.Es werden weiterführende Fragen pro-voziert, zum Beispiel:• Ist es immer so anstrengend, Strom

zu erzeugen?• Wer strengt sich für uns alle so stark an?• Welche Maschinen können uns diese

Arbeit abnehmen?

In den weiterführenden Schulen wirddiese Thematik wieder aufgegriffen.Kraftwerke, Umwelt, Lebensstil, Brenn-stoffe, Energieumwandlung usw. sindStichworte, die dann in Ethik, Gesell-schaftskunde, Erdkunde, Chemie undPhysik behandelt werden.


3534

Versuche:In einem Dampfkessel (zum Beispieleinem Glaskolben mit Stopfen und ei-nem Glasrohr als Auslass) wird Wassererwärmt.Es wird ein Anschauungsmodell für dieEnergiekette Feuer - Dampf - Bewegung- Strom in Gemeinschaftsproduktiongebastelt.

Aufgabenstellungen:Die Schüler beschreiben die Auswirkun-gen des Versuchs zuerst theoretisch undprüfen ihre Vermutungen dann anhanddes Experiments nach. Die Ergebnissewerden in der Klasse diskutiert (sieheArbeitsblatt).

Erläuterungen:Die Anwendung der Kraft des Feuersliefert Hinweise auf den mühsamen Wegder Energieumwandlungen aus Wärme.Wasser wird erwärmt und zu Dampf.Der Dampf braucht mehr als tausend-mal so viel Platz wie das Wasser. Mitviel Kraft strömt er aus kleinen Öffnun-gen. Ein Wasserkessel mit Pfeife oderein Dampfboot können hier ein schö-ner Einstieg sein.Mit kleinen Turbinen läßt sich sogar eineDrehbewegung erzielen. Die Dampflok„Emma“15 ist hier ein bekanntes Beispiel.Aus dem vorherigen Experiment (siehe„Technische Erzeugung der Elektrizi-tät“) ist bekannt, dass sich diese Rota-tion einem Dynamo zuführen lässt unddamit Strom erzeugt werden kann.Als Klassenfahrt bietet sich eine Ex-kursion zu einem Dampfbahnfest (zumBeispiel in Oberursel) oder eine histori-sche Bahnfahrt (zum Beispiel am Nizza-ufer in Frankfurt am Main) an. Auch imHessenpark bei Neu-Anspach sind dampf-betriebene Maschinen zu sehen.Wer in der Sachkunde zeigen kann, dassEnergie nur unter Verlusten umgewan-delt wird, hat eine grundlegende Ein-sicht vermittelt, die in der Sekundarstufe Iwieder aufgegriffen werden kann.

Ziele:Die EnergieketteFeuer - Dampf -Bewegung - Stromwird veranschau-licht. Energie wirdnur umgewandelt,nicht erzeugt.Dabei entstehenjedesmal Wärme-verluste.

Feuerkraft

Basteltip18

Die EnergieketteFeuer ➔ Dampf ➔ Bewegung ➔ Stromstellt ein mögliches Ergebnis der Unter-richtseinheit dar. Für die Schüler undSchülerinnen kann das als Bild in jedemHeft erscheinen, oder es kann als Ge-meinschaftsproduktion ein Anschauungs-modell in der Klasse entstehen.

Arbeitsblatt: Technische Erzeugung der Elektrizität

Führe einen Versuch durch, um nachzuweisen, ob deine Vermutungrichtig oder falsch ist.

Beschreibe genau, was du beobachtet hast!

Bespreche mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer die Ergebnisse! Vielleicht bekommst dunoch einige Tipps zu Erfahrungen, die dir entgangen sind.

Beschreibe, was passiert ist, und finde einen Merksatz!

Du benötigst zu diesem Versuch eine Dampfmaschine mit Generator und Lampe.

Frage:Was passiert, wenn du die Dampfmaschine betreibst?Einmal ohne Licht und einmal mit Licht.



3736

Aufgabenstellungen:Die Geräte im Haushalt, die Energieverbrauchen, werden aufgelistet undden Begriffen Wärme, Licht, Bewegungund Töne zugeordnet. Die Angabenüber den Energieverbrauch dieser Ge-räte werden nachgesehen. Die Gerätewerden in einem gezeichneten Hausverteilt. Die Geräteausstattung wirdmit der Ausstattung zur Zeit der Groß-eltern verglichen (siehe Arbeitsblatt).

Erläuterungen:Mit dem Thema „Energieverbraucher“wendet man sich dem Nutzerverhaltenzu. Alle Beteiligten entwickeln wäh-rend dieser Einheit ein Gefühl für dieEnergieverbraucher in Schule undHaushalt. Wer die Geräte erst einmal(er)kennt, kann sich im nächsten Schrittmit den verschiedenen Verbräuchen proNutzungseinheit befassen und in wei-teren Schritten die eigenen Sparmaß-nahmen quantitativ besser abschätzen.

Ziele:Die Schüler ent-wickeln ein Ge-fühl dafür, welcheGeräte des tägli-chen Umgangsvergleichsweiseviel Energie undwelche Gerätevergleichsweisewenig verbrau-chen.

EnergiegeräteArbeitsblatt: Feuerkraft

Führe einen Versuch durch, um nachzuweisen, ob deine Vermutung richtig oder falsch ist(Demonstrationsversuch). Beschreibe, wie du vorgehen willst!

Bespreche mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer den Versuch!

Zeichne, wie ein Kraftwerk mit dieser Technik betrieben werden kann!Achte darauf, dass du nichts Wichtiges vergisst!

Du benötigst zu diesem Versuch einen Dampfkessel (z. B.: Glaskolbenmit Stopfen und Glasrohr als Auslass).

Frage:Was passiert, wenn Wasser in einem Kolben erwärmt wird?


Was kann ein Drache alles, was auch dein Kraftwerk macht? Als Hilfe schau dir den Film„Jim Knopf und Lukas der Lokomotivführer, Teil 3“ genau an!



3938

Versuche:Die Helligkeit einer 60-Watt-Glühbirneund einer 12-Watt-Energiesparlampewerden miteinander verglichen. Dieelektrische Arbeit von beiden Lampenwird mittels eines Energiemonitors ge-messen (vgl. Arbeitsblatt).

Aufgabenstellungen:Die Einsparung an elektrischer Arbeitund Leistung, die eine Energiesparlampegegenüber einer Glühbirne erbringt,wird berechnet, ebenso die kostenmä-ßige Einsparung.

Erläuterungen:Die Helligkeit beider Beleuchtungen istgleich. Der Energieverbrauch der Glüh-birne ist fünfmal höher als der einerEnergiesparlampe. Die Lebensdauerder Energiesparlampe ist achtmal hö-her als die der Glühbirne. Auf demEnergiemonitor können sowohl Lei-stung, Stromverbrauch als auch dieKosten des Verbrauchs der Glühbirnebzw. der Energiesparlampe abgelesenwerden.

Ergebnissicherung:Die Ergebnisse auf einen einfachenNenner gebracht:

Ziele:Glühbirnen undEnergiesparlam-pen leuchtengleich hell. DieGlühbirne benö-tigt etwa das Fünf-fache an Energieim Vergleich zueiner Energie-sparlampe. DieEnergiesparlampehat eine achtmallängere Lebens-dauer als dieGlühbirne.

Licht und LeistungArbeitsblatt: Energiegeräte

Du benötigst zu diesem Versuch Schreibmaterial.

Frage:Welche Geräte im Haus brauchen Energie?

Schreibe auf, welche Geräte dir einfallen (mindestens 10!):

Sortiere diese Geräte nach Nutzungsart!

Sprich mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer, welche Angabe auf den Geräten Auskunft darübergibt, wie viel Energie gebraucht wird, um dieses Gerät laufen zu lassen.

Zeichne ein Haus im Querschnitt (Puppenhaus) mit mindestens sechs Räumen und bestückesie mit den Geräten aus deiner Liste!

Schneide aus Papier Wolken aus, die jedes Gerät durch den Betrieb in die Luft entlässt.Klebe sie an den Schornstein deines Hauses!

Interviewe deine Großeltern oder ältere Leute, die du kennst! Frage nach den Maschinen undGeräten, die diese Menschen in ihrer Kindheit zu Hause hatten!

Schreibe genau auf, was dir berichtet wird! Achte sehr sorgfältig auf die Unterschiede zu heute!

Vielleicht gibt es alte Familienfotos, sodass du dir das Leben vor 60 Jahren besser vorstellen kannst.

Wärme Licht Bewegung Töne

Die Glühbirne benötigt dabeidie Energie von fünf Energie-sparlampen.

= Kosten

=

=

Energie-verbrauch

Lebens-dauer

Beide Lampen sind gleich hell.

= Helligkeit


4140

Versuche:Die Schüler fönen ihre Haare einmal imnassen Zustand und einmal, nachdem sievorher die Haare mit einem Handtuchangetrocknet haben (siehe Arbeitsblatt).Die Schüler nennen weitere praktischeBeispiele, wie man elektrische Energieeinsparen kann.

Aufgabenstellungen:Die Schüler ermitteln, wie viel Energiejeweils verbraucht worden ist. Sie for-mulieren eine Handlungsanweisung.Weitere Beispiele können in einer Listegesammelt und an andere Klassen und/oder Familien weitergegeben werden.

Erläuterungen:Das Versuchsbeispiel ist bewusst ausdem Erfahrungsbereich der Schülergewählt worden. Nasse Haare kannman lange oder kurz trocken fönen.Der jeweilige Energieverbrauch desFöns lässt sich leicht messen oder aus-rechnen. Die Uhr zeigt die Nutzungs-zeit im direkten Vergleich. Bei derVerwendung desselben Föns kann mansofort auf den jeweiligen Energiever-brauch schließen. Der Energiemonitorwird dann nur zu Kontrollzwecken be-nötigt.

Energiesparen

Ziele:Die Schüler sehen,dass Energiespar-maßnahmen ver-hältnismäßig ein-fach durchzufüh-ren sind und wer-den zur Nachah-mung angeregt.

Quelle: EAM

Arbeitsblatt: Licht und Leistung

Du benötigst zu diesem Versuch eine 60-Watt-Glühbirne undeine 12-Watt-Energiesparlampe sowie einen Energiemonitor.

Frage:Wie viel Energie brauchen jeweils die beiden Lampen,die gleich hell leuchten?


Führe einen Versuch durch, um nachzuweisen, ob deine Vermutung richtig oder falsch ist.Beschreibe, wie du vorgehen willst!

Bespreche mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer den Versuch und fange an!

Zeichne den Versuchsaufbau und -vorgang in dein Heft!

Wie viel Energie spart die Energiesparlampe in einer Stunde?



4342

Versuche:Die Schüler führen einen Energierund-gang in ihrer Schule durch und stellenunnötige „Stromfresser“ fest (siehe Ar-beitsblatt).

Aufgabenstellungen:Die Schüler stellen fest, welche Geräteunnötig eingeschaltet sind. Sie rechnenaus, wie viel Energie durch das Aus-schalten dieser Geräte in jeder Stundeeingespart werden kann.

Erläuterungen:Ausgehend von den Erfahrungen, diesie im eigenen Klassenraum gesammelthaben, sollen die Schüler ihre Kompe-tenz in Sachen Energie auf die weite-ren Bereiche der Schule ausdehnen.Hat man sich in der eigenen Klasse aufeinen sinnvollen Umgang mit Energiegeeinigt, können die Kinder im näch-sten Schritt andere ermutigen, dem zufolgen.Ein einfaches Beispiel ist die überflüssi-ge Beleuchtung der Klassenräume inden großen Pausen. Die Klasse kann ineinem Energierundgang durch dieSchule feststellen, wo vergessen wur-de, das Licht auszuschalten, und soforthandeln. Auch in anderen Bereichenwerden sich Möglichkeiten auftun.Die Energie-Spar-Füchse können dabeieine besondere Rolle spielen. Sie kön-nen sich beispielsweise mit dem Haus-meister unterhalten und eine Koopera-tion aushandeln.

Energie-Spar-Füchse

Ziele:Mit einfachenMaßnahmen kön-nen die Schüler inder Schule selbsterhebliche Einspa-rungen erzielen.

Quelle: BMWi, Energiespar-Tips für Kids19

Arbeitsblatt: Energiesparen

Du benötigst zu diesem Versuch einen Fön, ein Handtuch,eine Stoppuhr und einen Energiemonitor.

Frage:Wie viel Energie kannst du durch richtiges Handeln einsparen?a) Ich föne gleich meine nassen Haare nach dem Waschen

oder Schwimmen.b) Ich rubble die Haare mit dem Handtuch vorher kräftig durch.


Bespreche mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer den Versuch und fange an!

Zeichne den Versuch!


Führe einen Versuch durch, um nachzuweisen, ob deine Vermutung richtig oder falsch ist.Beschreibe, wie du vorgehen willst!


4544

Versuche:Eine Solarzelle wird installiert und überein Ladegerät an die Akkus angeschlos-sen. Die Anlage wird durch einen Lade-regler und eine Autobatterie ergänzt.Alle 12-Volt-Geräte können angeschlos-sen werden (siehe Informationsblatt).An diesem Projekt kann sich nicht nurdie Klasse, sondern die ganze Schulebeteiligen.

Erläuterungen:Im Rahmen einer Projektwoche kanneine Solaranlage in der Schule dauer-haft installiert werden, die als Akku-ladestation ausgebaut werden kann.Die Schüler erhalten so die Möglich-keit, sich mit dem Thema „Solarstrom“zu befassen und dauerhaft von Batte-rien auf Akkus umzusteigen. Dies lässtauch die Müllmenge geringer werden.

Solare Akkuladestation

Ziele:Es kann nur soviel an Energiegenutzt werden,wie die Sonne vor-her geliefert hat.Elektrische Ener-gie steht nichtunendlich zurVerfügung. DieSonne scheint füralle.

in out

Akku

Solarzellen Akku Verbraucher

Arbeitsblatt: Energie-Spar-Füchse

Du benötigst zu diesem Versuch ein gutes Auge.

Frage:Was passiert, wenn möglichst viele Schüler deiner Schule unnötigeStromfresser ausschalten?


Schreibe alle unnötig eingeschalteten Geräte auf, die du in der Schule findest!

Beschreibe, wie du vorgehen willst! Bespreche dies mit deiner Lehrerin / deinem Lehrer!

Ordne sie wieder den Gruppen „Licht, Wärme, Bewegung und Töne“ zu!Mit dem Energiemonitor kannst du zeigen, wie viel Energie pro Stunde eingespart wird.

Wärme Licht Bewegung Töne

Laderegler


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Aufgabenstellungen:Die Schüler rechnen aus, wie viel Geldeingespart werden kann, wenn die„Energiefresser“ ausgeschaltet werden.Sie handeln kleine Verträge aus, womitsie als Energiesparer auch finanziell be-lohnt werden (siehe Informationsblatt).

Erläuterungen:Der Kauf von Energiesparlampen an-stelle von Glühbirnen und das Umstei-gen von Batterien auf Akkus scheint imersten Moment teurer zu sein. Dies istnicht so, wenn man alle Kosten unddie eingesparte Energiemenge über diegesamte Lebensdauer mit in die Rech-nung einbezieht.Sowohl in der Schule als auch zu Hausesollen Belohnungssysteme angestrebtwerden. Die aktiven Energiesparerwerden finanziell an den erspartenKosten beteiligt. Dies kann in Formeiner Aufbesserung des Taschengeldeszu Hause geschehen oder in Form einerUnterstützung der Klassenkasse in derSchule. Schulen, die bereits der Budge-tierung unterliegen, haben es hierleichter als Schulen, die mit dem Schul-träger ein solches Belohnungssystemerst vereinbaren müssen.

Diese Anregungen sind im Rahmen einesweiterführenden, längerfristigen Ent-wicklungsprozesses zu sehen. Ange-strebt werden der sorgsame, verantwor-tungsvolle Umgang mit Energie unddie Erkenntnis, dass damit Gewinneerwirtschaftet werden können. Wenndies gelingt, wird ein Beispiel für dieVerknüpfung von Ökologie und Öko-nomie erfahrbar.

Belohnungssystem

Ziel:Energiesparenlohnt sich finanzi-ell für alle Seiten.

Informationsblatt: Solare Akkuladestation

Vorschlag für ein Klassen- oder Schulprojekt:(Der Kostenaufwand beläuft sich auf etwa 150 €.)

In einem Klassenraum, der nach Süden hin Fenster hat,wird ein Solarpanel (12 Volt, 5 Watt) am Fensterbrettangebracht (wie ein Blumenkasten). Die Kabel führennach innen.

Man kann am Schulvormittag nun bis zu zehn 1,2 Volt Akkus(Reihenschaltung) aufladen. Durch einen kleinen Umbau lassen sich auch kommerzielleLadegeräte verwenden.Sie sollten allerdings bei vollen Akkus das Laden abbrechen.

Diese einfache Anlage kann mit einem Laderegler und einer Autobatterie zu einer richtigenSolaranlage erweitert werden. Nun wird immer (auch am Wochenende), wenn Licht aufdas Panel fällt, Energie in der Batterie gespeichert.

Neben dem Aufladen des Akkus sind jetzt weitere Anwendungen denkbar. Alle 12-Volt-Geräte,die zum großen Teil bei Autozubehör- und Campingartikelherstellern zu finden sind, könnenangeschlossen werden (Lüfter, Lampen, Radio, Cassettenrecorder usw., immer Kurzschlussvermeiden!).

Aber man kann immer nur so viel nutzen, wie die Sonne vorher geliefert hat. Übersteigtder Verbrauch das Angebot, leert sich die Batterie, und der Tiefentladeschutz schaltetdas System ab. Energie ist endlich.


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Material-Checkliste„Energie erfahren – Strom“(Dokumentation)

1 Generator mit Kurbel, Grund-platte und Schraubzwinge

3 handbetriebene Taschen-lampen

3 Fahrraddynamos

1 Taschenspiegel

1 Satz Piktogramme, Pinnadelnoder Magnete

1 Modelldampfmaschine

3 Summer

3 Propeller

1 Motor mit Laufrolleund Gummiband

1 Schulhausmodellmit Arbeitsblättern

1 Lampenleistemit Energiesparmonitor

1 Energiesparlampe, 12 W

1 normale Glühbirne, 60 W

1 Aufwindkraftwerk(siehe Bauanleitung)

40 Kabel

Informationsblatt: Belohnungssystem

Wir schließen Verträge zum beiderseitigen Nutzen:

Mit viel Phantasie und Durchhaltevermögen kannst dudas Taschengeld aufbessern. Ein wenig musst du auchmit Zahlen umgehen können.

Finde Energiefresser, die oft aus Vergesslichkeit nicht aus-geschaltet werden! Ermittle die Stunden, die diese Geräteunnötig in der Woche laufen! Frage nun, welche Leistungdiese Geräte haben und multipliziere die Leistung mit denermittelten Betriebsstunden.

1000 Wattstunden kosten ungefähr 15 Cent. Ein aus Unachtsamkeit heizender Elektroboilermit 2000 Watt verschwendet jede Stunde 2000 Wattstunden an Energie und verursacht Ko-sten von 30 Cent auf der Stromrechnung. Dazu kommt die Verschmutzung von Luft, Bodenund Wasser durch den Kraftwerksbetrieb.

Ernenne dich zum Aufpasser dieser Geräte und lasse dir für jede ersparte Betriebsstundeeine Prämie bezahlen. Du kannst natürlich alles fordern, aber alle sollen ja davon etwashaben. Deshalb schlage doch vor, „halbe-halbe“ zu machen. Der Geldgeber lässt sich danngerne auf dieses Geschäft ein.

In der Schule kann man das im eigenen Klassenraum üben und die Schulleitung die Klassen-kasse aufbessern lassen. Machen viele Klassen mit, so kann die Schule mit dem Schulträgersolche Verträge schließen. Vielleicht wird dann die nächste Klassenfahrt nicht so teuer.

Wer dieses Prinzip verstanden hat, sollte zu Hause einmal forschen, ob man nicht auchdie Eltern zu solchen Vereinbarungen bringen kann. Das selbstverdiente Eis schmecktdoch am besten.


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Energie erfahren – WärmeDokumentation

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Jeder hat ein unterschiedliches Wärme-empfinden und noch dazu unterschied-liche Voraussetzungen. Verdeutlicht wirddies durch den „Drei-Wannen-Versuch“.Die zwei äußeren Schüsseln werden mitheißem bzw. kaltem Wasser gefüllt. In diemittlere Schüssel kommt lauwarmesWasser. Je ein Kind taucht beide Händein das heiße bzw. kalte Wasser. Danngeben beide eine Hand in die mittlereSchüssel. Über die Wassertemperatursind sich die beiden noch nicht einig.Ist es nun warm oder kalt? Und wiehoch ist die richtige Temperatur für denKlassenraum? Viele Menschen in einemRaum müssen sich auf eine Temperatureinigen. Der Richtwert beträgt 20°C.

„Heiß und kalt“ ist relativ!

So wie das Lagerfeuer uns Wärme spen-det, so ist auch irgendwo im Haus einFeuer. Zur Sicherheit ist es jedoch z. B.in einer Zentralheizung oder einemKamin eingefangen. Es kann durchunterschiedliche Brennstoffe (Öl, Gas,

Feuer im Haus?

Kohle oder auch Holz) betrieben wer-den, die Abgase werden durch einenSchornstein nach draußen geleitet.Die Kinder malen anschließend nochein Bild: „Der Mensch und das Feuerim Haus“.

Genug von der Kälte! Alle gehen wiederin den Klassenraum und ziehen erst ein-mal die Jacken aus. Plötzlich schimpftMr. Multipulli, ihm sei warm, die Fenstersollen geöffnet werden. Nach einer kur-zen Diskussion können die Kinder Mr.Multipulli dazu überreden, seine 3 Pullo-ver auszuziehen, und die Fenster blei-ben geschlossen. Angepasste Kleidungist das A und O!

Mr. Multipulli

5.1 Dokumentation

Der Tag beginnt im Freien, und damitkeiner friert, wird ein Feuer gemacht.Nach vielen Überlegungen und Tipps vonden jungen Feuerexperten wird überetwas zerknülltes Papier ein Holzzelt ausdünnen Holzstücken gebaut. Das Ergeb-nis lässt sich sehen, riechen und fühlen.

Draußen ist es kalt

Energie erfahren – Wärme Energie erfahren – Wärme

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Bei einem Feuer entstehen außer derWärme leider auch Abgase. Bei höhe-ren Raumtemperaturen wird entspre-chend mehr Brennstoff verbraucht.Ein einfacher Versuch zeigt, warumdiese Abgase möglichst vermiedenwerden sollen: Über ein Teelicht wirdein Glas gestülpt. Die Flamme ersticktletztendlich an Sauerstoffmangel.Einige Kinder haben vorher in das Glasausgeatmet. Das Ergebnis war schnellzu sehen.

Kerzentot

Heiße Luft aus dem Föhn kann aucheinen Heißluftballon füllen und steigenlassen.

Heißluftballon

Auch der Klassenraum ist vergleichbarmit einem Glaskasten. Damit es uns nichtso ergeht wie der Kerze, müssen wir abund zu für frische Luft sorgen. Doch dannverlieren wir ja die Wärme aus unseremRaum! Wie bekomme ich optimal frischeLuft ohne großen Wärmeverlust? Derbeste Weg ist ein schnelles, kurzes Lüften(2-5 Minuten). Dabei sollte auch dieHeizung abgedreht werden.

Glaskasten

In einem Unterrichtsgespräch findendie Kinder schnell wichtige Grundsätzeheraus:

• Schnelles, kurzes Lüften; dabei die Heizung abdrehen!

• Angepasste Kleidung!

• Die richtige Raumtemperatur wählen!

• Sorgsam mit den Brennstoffen umgehen!

• Den besten Brennstoff wählen, um möglichstwenig Abgase zu produzieren!

• Abgase vermeiden!

• Energie ist wertvoll!

Wie kommt jetzt die Wärme von derumschlossenen Feuerstelle in den Heiz-körper im Klassenraum?Ein Versuch verdeutlicht,1. dass die Wärme durch Wasser trans-

portiert wird und2. dass das Wasser im Kreis zirkuliert.

Das Medium Wasser transportiert Wärme

Auch Heizungsrohre verlegen will ge-lernt sein! Es werden Rohrleitungensowohl am Modellhaus als auch aufeinem Arbeitsblatt (jeder für sich)„verlegt“. Wo fließt denn nun daswarme und das kalte Wasser?

Der kleine Heizungsinstallateur

Dazu wird ein Glasrohr mit Wasser ge-füllt und erhitzt. Durch Zugabe von Farb-stoff lässt sich die Zirkulation des Wassersbeobachten: Warmes Wasser steigt auf,kühlt ab und wird dann unten erneuterhitzt. Um das Modell auf das Heizungs-system zu übertragen, werden ein Brennerund ein Heizkörper aus Pappe am Glas-rohr befestigt.

Energie erfahren – WärmeEnergie erfahren – Wärme

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Ziele:Es gibt verschie-dene Arten vonBrennstoffen.Verbrennungs-prozesse benöti-gen immer Frisch-luft und setzenverbrauchte Luftfrei. VerbrauchteLuft stoppt die Ver-brennung. In derNatur existiertein sonnenbetrie-bener Prozess(Photosynthese),der verbrauchteLuft (CO

2) wieder

zu Frischluft (O2)

macht.

Versuche:Im Freien finden verschiedene Testsmit Produkten aus fossilen Brennstof-fen statt: Kohle, Kerze, Ölfunzel, Feu-erzeug. Der Verbrennungsprozess wirdanhand der verschiedenen Energieträ-ger demonstriert. Mit der bei der Ver-brennung frei werdenden Wärme lässtsich Wasser erhitzen. Die Kerze wirdangezündet, und ein Becherglas wirdübergestülpt.

Eine Wasserpflanze (Elodea = Wasser-pest) wird beleuchtet20. Das erzeugteGas (Frischluft) lässt die Kerze im Glaslänger brennen. Ein üblicher Nachweisfür Sauerstoff ist die Glimmspanprobe.

Aufgabenstellungen:Die Schüler protokollieren die Ergeb-nisse der Versuche. Die Ursachen fürdie unterschiedliche Brenndauer derKerze bei Frischluft und unter demBecherglas werden gesucht.

Erläuterungen:Neben Holz gibt es weitere Energieträ-ger. Fast allen Energieträgern ist ge-meinsam, dass sie gespeicherte Sonnen-energie in sich tragen. Die verschiede-nen Arten werden vorgestellt und ken-nengelernt. Inwieweit dies von denSchülern selbständig durchgeführt wer-den kann, muss je nach Lerngruppeentschieden werden.

Auch Feuer braucht Luft

Die Bedeutung der Frischluftzufuhr beiVerbrennungsprozessen wird durchden Kerzenversuch erkennbar. Die Ker-ze hat mit Frischluft eine sehr langeBrenndauer, ohne Frischluft (unter demübergestülpten Becherglas) erlischt sienach wenigen Sekunden.

Die überragende Rolle der Pflanzen beider Produktion von Frischluft bzw. Sau-erstoff wird durch den „Elodeaversuch“demonstriert. Die Pflanze gibt bei Be-leuchtung Bläschen ab. Die Einführungdes Begriffs „Sauerstoff“ ist zu überle-gen. Einigen Kindern ist das Wort sicherschon geläufig. Auf die Einführung desBegriffs „Kohlendioxid“ dagegen kannsicherlich verzichtet werden.

Versuche:Die Schüler befinden sich auf demSchulhof. Die Temperatur wird gemes-sen. Es ist kalt. Ein (kleines) Lagerfeuerwird gemacht. Kartoffeln werden insFeuer geworfen und gebraten. ZumEnde des Vormittags findet ein Kartof-felessen statt.

Aufgabenstellungen:Was wird zum Feuermachen benötigt?Wie wird es angesteckt? Wie brennt esam besten? Es werden Aufgaben zurBeobachtung und Beschreibung verteilt.

5.2 Materialien und Unterrichtsanregungen

Ziele:Das Verbrennenvon Holz erzeugtWärme und ver-braucht Frisch-luft. Verbrennungerzeugt Wärmeund Licht.

Erläuterungen:Die Entdeckung des Feuers und seineBeherrschung waren ein wesentlicherMeilenstein in der Entwicklung dermenschlichen Zivilisation. Ein Lager-feuer fasziniert die meisten Kinder. Dergroße Aufforderungscharakter erzeugteine hohe Motivation. Schon bei denVorbereitungen kann die Klasse mit-helfen. Mit dem Knistern und Flackerndes Feuers ist für alle ein Erlebnis ver-bunden. Jeder spürt die Hitze, sie wirdhautnah empfunden, der Rauch beißtin den Augen, es qualmt, Holz ver-brennt und wird zu Asche. Es gibt eineReihe von Prozessen, die zu beobach-ten und zu benennen sind.

Beim Umgang mit offenem Feuerentsprechende Vorsichtsmaßnah-men beachten (Größe des Feuers,Feuerlöscher, Eimer mit Wasserund/oder Sand, Verhaltensregelnabsprechen)!

Draußen ist es kalt


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Geräte:Du benötigst für diese Untersuchung ein Thermometer.

Mit Hilfe dieses Bogens kannst du die Temperaturen in deinem Klassenraumgut aufschreiben und vergleichen = protokollieren.

Du kannst das für verschiedene Tage und Stunden/Uhrzeiten machen:

Arbeitsblatt: Warm und kalt – draußen und im Klassenzimmer

Montag

Dienstag

Mittwoch

Donnerstag

Freitag

Tag draussen1. Pause

KlasseBeginn1. Stunde

KlasseEnde1. Stunde

Klassenach derPause

Klassenach der6. Stunde

Versuche:Die Schüler messen die Temperaturendraußen und im Klassenraum (sieheArbeitsblatt).

Aufgabenstellungen:Die Ergebnisse der Messungen werdenprotokolliert. Gründe für die unter-schiedlichen Temperaturen werden ge-sucht. Die Gruppe wird befragt: Wemist warm genug, wem ist zu heiß undwer friert? Auch dies wird protokolliert.

Erläuterungen:Zwischen draußen und drinnen bestehtein Temperaturgefälle. Die Schüler fin-den die Gründe für die unterschiedlichenTemperaturen (Heizung, Mauern). DieFrage nach dem eigenen Wärme-/Kälte-gefühl wird ein buntes Meinungsspek-trum zur Folge haben. Sie soll letztlichauf den Richtwert von 20°C hinführen.Das Sammeln von Argumenten, das For-mulieren und Fixieren der Ergebnissestellen eine anspruchsvolle kognitiveLeistung dar.

Aus der Umfrage resultieren zwei Pro-blemfelder, die im folgenden geklärtwerden:

• Warum frieren die einen,die anderen aber nicht?

• Wie warm soll es sein?

Warm und kalt – draußenund im Klassenzimmer

Ziele:Im Winter müssendie Räume beheiztwerden. Die Tem-peraturunterschiedezwischen draußenund drinnen wer-den festgestellt,ihre Ursache wirderklärt. Tempera-tur wird von deneinzelnen Schülernunterschiedlichempfunden.


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Energie erfahren – Wärme

Theaterstück:Mr. Multipulli und die T-Shirt-Frau

1. Szene:Mr. Multipulli ist dick angezogen, dieT-Shirt-Frau dagegen ist nur dünn be-kleidet. Sie sitzen im Klassenraum. DieRaumtemperatur beträgt 20°C. Die T-Shirt-Frau liest die Geschichte „Ein ganznormaler Spätherbsttag vor 250 Jahren“(siehe Arbeitsblatt 2) vor.Mr. Multipulli fühlt sich wohl. Die T-Shirt-Frau friert (siehe Arbeitsblatt 1).Sie sprechen über den Inhalt der Ge-schichte.

2. Szene:Aufräumen ist angesagt. Mr. Multipullischwitzt. Die T-Shirt-Frau stört das Ar-beiten zwar auch, aber sie friert nichtmehr. Mr. Multipulli kommt auf diegeniale Idee und zieht die Pullover aus.

Aufgabenstellungen:Zur Auswertung der Geschichte könnenverschiedene Punkte diskutiert werden(siehe Arbeitsblatt 3). Mr. Multipulli unddie T-Shirt-Frau protokollieren ihre Tem-peraturempfindungen. Angepasste Klei-dung soll durch Beispiele verdeutlichtwerden.

Mr. Multipulli

Ziele:Die Bekleidungsoll der Jahreszeitund der Raumtem-peratur angemes-sen sein. Das sub-jektive Tempera-turempfindenhängt von be-stimmten Um-ständen ab.

Erläuterungen:Kleidung isoliert. Die Luft zwischen denBekleidungsschichten ist ein schlechterWärmeleiter.Wenn wir arbeiten, produzieren wirdurch Bewegung Wärme. Der mensch-liche Körper bzw. die Muskeln verbren-nen Nährstoffe. Die Atmung beschleu-nigt sich, frische Luft wird vermehrtaufgenommen und verbrauchte Luftabgegeben. Ein zusätzlicher Kerzen-versuch beweist, dass die Flamme mitausgeatmeter Luft schneller als bei nor-maler Luft erlischt (siehe auch: Feuerbraucht Luft).

Werte den Bogen aus:

1. Sind draußen und im Klassenraum immer die gleichen Temperaturen?

1. Finde Erklärungen für deine Beobachtungen:

Raum für weitere Notizen:


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Langsam wurde es in der kleinen Schlafkammer von Peter und Maria hell. Die Mutter wecktedie Kinder. Schnell zogen sie sich an, denn in der Kammer war es recht kalt. Peter musste ersteinmal am Brunnen auf dem Dorfplatz Wasser holen. Erst dann konnten sich die Geschwisterwaschen. In der Wohnküche brannte ein Feuer, hier war es warm.Die Öllampe gab ein schwaches Licht. Zum Frühstück aßen Peter und Maria ein Honigbrotund tranken Milch.Danach halfen beide ihren Eltern so gut es ging. Maria reinigte das Holzgeschirr über demWassereimer und fegte die Küche. Peter unterstützte den Vater, der Tischler war. Der Jungeholte die Werkzeuge, wie Handsäge und Hobel, sowie das Holz herbei.Gegen Mittag kochte die Mutter über dem Feuer eine Suppe, als Nachtisch gab es aus demKeller einen Apfel.Der Nachmittag verging schnell, die Mutter backte im Backhaus Brot, die Kinder konntenzwei Stunden auf der Gasse spielen.

Arbeitsblatt 2: Ein ganz normaler Spätherbsttag – vor 250 Jahren

Maria musste aber trotzdem aufpassen, dass das Feuer in der Küche nicht ausging.Schon am frühen Abend, als es langsam dunkel wurde, aß die Familie das frische Brot unddazu Käse, allen schmeckte es sehr gut. Sie sprachen über das, was am Tag geschehen war.Schnell wurden die Kinder müde und verschwanden in ihrer Schlafkammer.Beide vergruben sich tief in ihren Betten und schliefen schnell ein.Es war ein anstrengender Tag gewesen. Ausgezogen hatten sie nicht viel, denn es war imZimmer schon wieder kalt geworden.

Arbeitsblatt 1: Mr. Multipulli

Du benötigst fünf weite T-Shirts oder einige Pullover.

Frage:Was passiert, wenn du in der Klasse mit einer Raumtemperaturvon 20°C 10 Minuten nur in einem T-Shirt sitzt?

Schreibe auf, was du fühlen wirst:

Führe den Versuch durch und berichte!

Erkläre, wie du dich mit einem T-Shirt gefühlt hast:

Was kannst du, ohne an der Heizung zu drehen, gegen deine Empfindungen unternehmen?

Erkläre, warum dir, wenn du fünf T-Shirts anziehst, wärmer ist, als wenn du nur eins trägst!

Mache Vorschläge und probiere aus. Was hast du gespürt?

Schreibe einen Merksatz, der anderen Kindern erklärt, was sie sich im Winter im Klassenraumanziehen sollten.


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Versuche:Je ein Kind taucht beide Hände in dasheiße bzw. kalte Wasser. Dann gebenbeide eine Hand in die mittlere Schüssel.

Aufgabenstellungen:Die unterschiedlichen Eindrücke werdenbeschrieben und Erklärungen dafür ge-sucht.Welche Richttemperatur ist für unserenKlassenraum sinnvoll?

Erläuterungen:Die Temperatur wird individuell undabhängig von den vorausgegangenenTemperaturen empfunden. Die Ergeb-nisse werden Erstaunen bei den Kindernhervorrufen, ein kritisches Hinterfragenvon Temperaturempfindung auslösenund die Bereitschaft, sich an eine Tem-peraturvorgabe anzupassen, erhöhen.

Die Räume sollen eine Temperatur von20°C aufweisen. Die Schüler überlegen,wie man sich bei dieser Temperaturwohlfühlen kann. Beispiele aus derKlasse (Mr. Multipulli) zeigen, was sieanziehen können.

Beim Heizen werden Brennstoffe (sieheoben) verbraucht. Viel verbrauchte Luftwird frei, und Energieträger kosten Geld.Verbrauchte Luft schadet Menschen undTieren, viele Abgase auch den Pflanzen.

„Heiß und kalt“ ist relativ

Ziele:Das Temperatur-empfinden ist sub-jektiv. Außerdemhängt die Wahr-nehmung vomAusgangswert ab.Welchen Richt-wert wählt manfür den Klassen-raum, in dem sichviele Menschenaufhalten?

Arbeitsblatt 3: Aufgaben und Ziele

1. Vergleiche früher mit heute: was ist anders?

2. Wodurch ist unser Leben angenehmer/einfacher geworden?

3. Auf was könnten wir verzichten?

4. Womit könntest du sparsamer umgehen?


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Beobachtungsaufgaben

Arbeitsblatt: Der Weg der Wärme

1. Schau dir die Schule an und beschreibe den Weg der Wärme ins Klassenzimmer.Zeichne dazu alle benötigten Rohrleitungen farbig.

2. Erkläre, warum in dieser Schule mit Wärme nicht sorgsam umgegangen wird.

Ziele:Es soll gezeigtwerden, wie dieWärme vom Hei-zungskeller in denKlassenraum ge-langt.

Versuche:1. Versuch mit einem Glasrohrmodell:Gefärbtes Wasser zirkuliert durch dasGlasrohr, wenn es erwärmt wird. Damitkann das Prinzip des Heizkreislaufs mitdem Brenner, der Zirkulation und derFunktion der Pumpe erläutert werden.Das Wasser ist nur Transportmedium.2. Energierundgang:Hausmeister und Schüler verfolgen ge-meinsam den Weg der Wärme in derSchule: Vom Heizungskeller mit demKessel/Brenner entlang der Rohre (fallssichtbar) geht der Weg zu den Heizkör-pern in den Räumen und wieder zurück.3. Zeichnung oder Modell eines Schul-hauses (siehe dazu Arbeitsblatt):Die Schüler verlegen die Heizungsrohremittels kleiner Luftschläuche und lernendas Kreislaufprinzip der Wärmeversor-gung kennen.

Der Weg der Wärme

Aufgabenstellungen:Die Schüler beschreiben den Weg derWärme in den Klassenraum. Sie stellenfest, ob mit der Wärme sorgsam umge-gangen wird.

Erläuterungen:Die einzelnen Komponenten werden ineinen Zusammenhang gebracht, damitdie Lerngruppe das Kreislaufprinzipder Zentralheizung erkennt. Es bietetsich an, dabei den Hausmeister hinzu-zuziehen. Er ist fachlich kompetent undkennt die Anlagen. Häufig ist er gernebereit, den Kindern die Heizungsanlageund ihre einzelnen Komponenten zuerläutern und die Zusammenhänge zuerklären.Das Modellhaus bietet viele Möglich-keiten, Ideen zu entwickeln und um-zusetzen. Es kann geplant, entwickeltund gebastelt werden.Das Kreislaufprinzip lässt sich auch ammenschlichen Körper demonstrieren:Die Muskeln sind die Brenner, die Nah-rung ist der Brennstoff, der Sauerstofffördert die Verbrennung, das Herz istdie Pumpe, Blut ist das Medium desWärmetransports im Körper. Die Hautentspricht dem Heizkörper. Dort wirddie überschüssige Wärme abgegeben.

Energie erfahren – Wärme Energie erfahren – Wärme

Quelle:Verändert nach„Umweltbewusst-sein im Haushalt“,Lehrerinformatio-nen HEA/IZE14/14a

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Protokollbogen mit Tipps für ENERGIE-Detektive in der Schule

Ihr benötigt ein Thermometer.

Dieser Bogen soll euch helfen, eure Beobachtungen aufzuschreiben,damit ihr sie nicht vergesst. Ausgefüllte Bögen bitte sammeln unddann mit eurem Lehrer oder eurer Lehrerin auswerten.

Darauf müsst ihr achten:• Temperatur im Klassenraum messen, sie sollte 20°C betragen, und Ergebnis festhalten

(genaue Bezeichnung des Raumes, Flures eintragen).• Seht nach, ob Fenster und Türen geschlossen sind, und tragt es in die Tabelle ein.

Nummer eures Klassenraumes:

Arbeitsblatt 1: Tatort Klassenzimmer

Ziele:Mit der Wärmemuss auch imKlassenraumsorgsam umge-gangen werden.Die unterschied-lichen Effekte vonDauerlüftung undStoßlüftung wer-den erkannt.

Versuche:Die Möglichkeiten der Dauerlüftung unddes Stoßlüftens werden ausprobiert.Die Schüler weisen jeweils mit Räucher-stäbchen im Fensterbereich und auf derWandseite nach, was mit der Luft beigeschlossenen, gekippten und ganzgeöffneten Fenstern passiert.Sind Thermostatventile vorhanden, sokann getestet werden, wie sie die Heiz-körpertemperatur beim Lüften verän-dern.

Aufgabenstellungen:Die Raumtemperaturen in der Schulewerden mit Hilfe des Arbeitsblattes 1dokumentiert. Die Raumtemperaturenzu Hause werden mit Hilfe des Arbeits-blattes 2 dokumentiert.

Tatort Klassenzimmer

Erläuterungen:Im Winter wird es bei geöffneten Türenund Fenstern im Zimmer kälter. DiesesPhänomen, dass sich unterschiedlicheTemperaturen angleichen, lässt sichdurch Messungen leicht verdeutlichen.Wenn im Verlauf einer Stunde nichtgelüftet wird, verschlechtert sich dieLuftqualität, was auch zu einer Ver-schlechterung des subjektiven Befindensführt (Kopfschmerzen, Konzentrations-mangel).Die Notwendigkeit des Lüftens führtzur Frage nach der richtigen Methodedes Lüftens. Die Rauchfahne beim Ver-such zeigt an, auf welche Art richtiggelüftet wird. Der Rauch, die Wärme,die verbrauchte Luft werden bei ge-kipptem Fenster (Dauerlüftung) nur imFensterbereich ausgetauscht. Das heißt,dass die Umwelt beheizt wird. Bei derStoßlüftung wird dagegen alle ver-brauchte Luft ausgetauscht. Heizungenmit Thermostatventilen werden beimLüften heiß. Deshalb sollten beim Lüf-ten die Ventile zugedreht werden.

Wertet die Tabelle aus und berichtet auch dem Hausmeister von euren Ergebnissen.

Diesen Tipp bitte nicht vergessen:

Richtiges Lüften: Alle Fenster 3 Minuten auf, dann wieder zu!Das muss in einer Stunde 2x geschehen.

Datum:Uhzeit:

Fenster zu:ja – nein

Temperatur:

Türen zu:ja – nein


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Arbeitsblatt 2: Tatort Klassenzimmer

Protokollbogen mit Tipps für ENERGIE-Detektive zu Hause

Du benötigst für diesen Rundgang ein Thermometer.

Vergleiche die von dir gemessenen Temperaturen mit denenauf dem Informationsblatt.

Darauf musst du achten:• Sieh nach, ob die Fenster und Türen geschlossen sind, und achte darauf,

dass richtig gelüftet wird.

Schreibe die Messwerte auf, vergleiche sie mit den vorgegebenen Wertenund spreche mit deinen Eltern.

Datum:Uhzeit:

ZimmerFlur

Türen zu:ja – nein

Fenster zu:ja – nein

Temperatur:

11.12.15.00

Bad

ja

nein

22° C

Beispiel:

Legt gemeinsam fest, was ihr verändern wollt, und achtet darauf, dass es von alleneingehalten wird.

Beispiele:• Heizung herunterdrehen, wenn ihr das Haus verlasst• Temperaturen nicht höher als 20°C• beim Stoßlüften Heizung aus

Schaut euch die Gas- und Ölrechnungen aus den verschiedenen Jahren an:• Vergleicht die Verbräuche.• Was habt ihr eingespart?

ENERGIE-Detektive stellen die Raumtemperaturen zu Hause fest.

Vergleiche die von dir gemessenen Werte mit den Vorgaben auf dem Bild!

Quelle:Komm‘ wir rettendie Natur21

Anlage zu Arbeitsblatt 2: Tatort Klassenzimmer II


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Ziele:Die Schüler erlan-gen die Kompe-tenz zum rich-tigen Verhaltenbezüglich Beklei-dung, Lüften, ener-giesparendemVerhalten in derSchule und zuHause.

Regeln zum Lüften und Energiesparen

Aufgabenstellungen:Regeln zum Lüften und weitere Hand-lungstipps werden formuliert. Diesekönnen in Form von Collagen und Pla-katen dokumentiert und ausgestelltwerden.

Erläuterungen:Die Regeln zum richtigen Lüften undzum energiesparenden Verhalten lau-ten:

• Auf angemessene Bekleidung achten. Wärmere Bekleidung bedeutetweniger heizen!

• Vor und in der Mitte der Stunde lüften!

• Beim Lüften die Thermostatventile herunterdrehen!

• Die Türen in den Pausen und nach dem Unterricht schließen!

• Nach der letzten Stunde Fenster schließen und Ventile drosseln!

• Temperaturen im Klassenraum und zu Hause regelmäßig überprüfen!

• Zimmertemperaturen zu Hause feststellen, mit den Eltern besprechenund ggf. verändern!

• Verhaltensregeln aufstellen!Zum Beispiel: Erst Fenster zu, dann Heizung an, das Zimmer wird nunganz schnell warm. Heizung aus, dann Fenster auf, die frische Luftkommt nun zuhauf.

Versuche:1. „Wärmespürnasen“ suchen Wärme-

löcher in der Schule (siehe Arbeits-blatt 1: Tatort Klassenzimmer)

2. „Wärmespürnasen“ untersuchen,wie ihre Eltern heizen und gebenTipps (siehe Arbeitsblatt 2: TatortKlassenzimmer und Anlage zuArbeitsblatt 2).

Aufgabenstellungen:Die „Wärmespürnasen“ messen dieTemperaturen und protokollieren dieIstwerte in der Schule und zu Hause.Sie vergleichen sie mit den vorgegebe-nen Richtwerten. Sie sprechen mit derKlasse bzw. den Eltern, wie die Raum-temperaturen gegebenenfalls verän-dert werden können. Sie achten dar-auf, dass die gemeinsam festgelegtenRegeln auch von allen eingehaltenwerden.Durch den Vergleich der Heizkosten vorund nach diesen Verhaltensänderungenlassen sich eventuell Einsparungen derKosten und/oder des Verbrauches fest-stellen.

Wärmespürnasen – Energiedetektive

Ziele:Im gesamten Schul-gebäude werdenMessungen durch-geführt und mitden Sollwertenverglichen.Durch Vergleichder Öl- bzw. Gas-rechnungen unter-schiedlicher Jahrewird deutlich, dassenergiesparendesVerhalten auchKosten vermindert.

Erläuterungen:Diese Vorschläge können auch im An-schluss an einen Aktionstag „Wärme“(siehe Dokumentation) behandelt wer-den. Über den eigenen Klassenraumhinaus soll mit solchen „Wärmerund-gängen“22 auf die bestehenden Tempe-raturen aufmerksam gemacht werden.Bei Abweichungen der Istwerte vonden Vorgaben in der Schule wird derHausmeister benachrichtigt, damit erentsprechende Maßnahmen durch-führen kann.


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1 Hessisches Kultusministerium (1995): Rahmenplan Grundschule,

Verlag Moritz Diesterweg, Frankfurt

2 Greenpeace: Tat-Ort Schule, Hamburg, kein Datum

3 Wagenschein, Martin (1980): Naturphänomene sehen und verstehen,

Klett Verlag Stuttgart

4 Bundesumweltministerium (1992): Umweltpolitik, Bonn, Drucksache 12/2081

5 Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (BUND) (1996):Misereor: Zukunftsfähiges Deutschland, Birkhäuser Verlag, Basel-Boston-Berlin

6 Klingholz, R. (1994): Wahnsinn Wachstum, GEO Verlag, Hamburg, Seite 9-15

7 Main-Kraftwerke (1996): Strom, Heft 1 / Seite 5

8 Weizsäcker, E.U. Co-Autor (1995): Faktor Vier, Droemer Knaur, München

9 Merz, Reinhard & Findeisen, Dieter (1997): Fotografieren mit der selbstgebautenLochkamera, August Verlag, Augsburg

10 Schmidt, E. (1991): Raritäten: Stirlingmotoren, der alternative Antrieb

der Zukunft?, Oberursel

11 Kress, K. u.a. (1984): Energie, Diesterweg, Frankfurt

12 Kerkow, Uwe (1996): Ein künstlicher Wirbelsturm als Stromlieferant, in:

Frankfurter Rundschau vom 25.6.1996

13 Hilgers, M (1997): Konkrete Utopien, in: Frankfurter Rundschau vom 22.4.1997

14 IZE: Grundschulpaket: Modellhaus und Zubehör,

IZE, Stresemannallee 23, 60596 Frankfurt

14a IZE und HEA sind aufgelöst, Informationen bitte bei Energieversorgern erfragen

15 Oehmichens, Walter: Jim Knopf mit Emma in der Drachenstadt,

Augsburger Puppenkiste

16 Energietheater des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Ländlicher Raum undVerbraucherschutz: Wackelkontakt und Kabelsalat

17 Agentur Theater TILL Victoria Llanas Sancho, Alt Heerdt 112, 40549 Düsseldorf:Feuerluft und Co. – Auf zu den Göttern

18 Press, H.J. (1964): Spiel – das Wissen schafft, Ravensburg

19 Bundesministerium für Wissenschaft: Energiespar-Tips für Kids, Bonn, kein Datum

20 Knoll, J. (1979): Stoffwechsel, Westermann, Braunschweig

21 Fischer, Claudia & Reinhold (1990): Komm‘ wir retten die Natur,

Lenz-Verlag, München

22 Naturschutz-Zentrum Hessen (1994): Umwelt macht Schule – Schulen sparen

Energie, NZH-Verlag, Wetzlar

Material-Checkliste„Energie erfahren – Wärme“(Dokumentation)

Grill, Holz, Papier

Brennstoffe: Öl, Kohle, Gas(Feuerzeug)

3 Schüsseln

1 Schulhaus – Modell

2 modellhafte Rohrleitungen(z. B. dünner Schlauch)

1 Glasrohr mit Drahtnetzals Heizungsmodell, Stativ-material

1 Bunsenbrenner oder ähnliches(z. B. Rechaud)

1 Föhn

1 großer Sack /Ballonaus Kunststoff

LiteraturverzeichnisEnergie erfahren – Wärme

Herausgeber:3. AuflageHessisches Ministerium für Wirtschaft,Verkehr und LandesentwicklungKaiser-Friedrich-Ring 7565185 WiesbadenIn Zusammenarbeit mit:Hessisches Landesinstitutfür Pädagogik

Idee und Konzeption:Naturschutz-Zentrum Hessen – Akademiefü

ße 38, 35578 Wetzlar

Text und Zusammenstellung:Andreas Langner, Gerd Joachimunter Mitarbeit von Stefan Helm,Maria Krah-Schmidt, Yasmin Issa,Olaf Kammer

Redaktion:Siegfried Piehozki

Layout:Laukötter Werbeagentur GmbHÜber dem Hainberg 535781 Weilburg

Illustrationen:Anja Saevecker

Fotos:Yasmin Issa, Gerd Joachim,Andreas Langner, Olaf Kammer,Maria Krah-Schmidt

ISBN:3-89274 -162-X

Druck und Verarbeitung:Eggebrecht-Presse / Mainz

Nachdruck nur mit Genehmigungdes Hessisches Ministerium für Wirtschaft,Verkehr und Landesentwicklung

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