Angesichts der hohen Zukunftsbedeutung des Klimawandels, gerade für die Generation der heutigen Kinder, und ihrer hohen Bereitschaft, beim Energiesparen aktiv zu werden, sollte dieses wichtige Thema schon im Grundschulalter einen zentralen Platz einnehmen. Der Klimawandel wird unser weiteres Leben und vor allem das der Kinder immer stärker prägen. Dabei ist es wichtig, dass sich die Kinder schon früh damit auseinandersetzen, welchen Einfluss sie auf die weitere Entwicklung des Klimas haben. So können beispielsweise durch das Einsparen von Energie die Kohlenstoffdioxid-Emissionen gesenkt werden. Die Schule ist ein geeigneter Ort, um die Kinder frühzeitig auf die Suche zu schicken, wo sie Wärme, Wasser und Strom verbrauchen und vor allem, wo und wie sie diese einsparen können. Hierzu bieten wir kindgerechte Materialien an, um Energie-Detektive in der Schule einzuführen und sie zu informieren, was sie tun können, um den Energie- und Wasserverbrauch in ihrer direkten Umgebung (in der Schule oder auch zu Hause) zu senken. Die Einführung in die Aufgaben der Energie-Detektive bietet einen sehr guten und einfachen Einstieg in das Thema Energiesparen und Klimaschutz. Die Kinder erfahren, wo in ihrer direkten Umgebung Strom, Wärme und Wasser genutzt und verbraucht werden. Sie bekommen einfache und kindgerechte Hinweise, wie sie in ihrer Schule Energie und Wasser einsparen können. Dabei ist es wichtig, dies nicht als einmalige Aktion sondern als nachhaltige Aufgabe wie zum Beispiel Tafel- oder Kakaodienst zu begreifen und immer wieder zu überlegen, wie die Arbeit der Detektive noch verbessert und unterstützt werden kann (zum Beispiel durch Poster, Wettbewerbe, Buttons). Unterrichtsverlauf Die Einführung des Themas kann durch einen Film, den Kinder aus Bremerhaven gedreht haben, stattfinden. Darüber hinaus stehen weitere Materialien zur Verfügung. Links zum Thema Hier finden Sie eine Liste von Internetadressen, die für die Bearbeitung der Unterrichtseinheit notwendig sind sowie Links zu weiterführenden Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen verschiedene Formen der Energienutzung (Strom, Wärme) in Ihrer Schule kennen. wissen, wo an der Schule Wasser genutzt wird. die Aufgaben der Energie-Detektive für Strom, Wasser und Wärme kennen. wissen, wer in der Klasse die Aufgabe als Energie-Detektiv für Strom-, Wasser- und Heizung übernommen hat und kontrollieren, ob diese erfüllt werden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Informationen zur Thematik aus einem Film entnehmen und die wesentlichen Aufgaben der Energie-Detektive kennen lernen. die Nutzung von Erneuerbarer Energie als weitere Möglichkeit zum Klimaschutz kennen lernen. Gestaltungskompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie sie die Arbeit der Energie-Detektive unterstützen können, zum Beispiel durch Poster, Teamarbeit oder regelmäßige Treffen der Energie-Detektive. Thema Energie-Detektive in der Schule Autor Thorsten Maaß Fach Sachunterricht Zielgruppe Klassen 1-4 Zeitraum Einführung 2 Stunden, dann nachhaltige Aufgabe ("Klassendienst") mit Wechsel Technische Voraussetzungen DVD-Recorder (wenn Film gezeigt werden soll), eventuell Internetzugang, Beamer (wenn vorhanden) Bezugsquelle Begleitmaterialien (Film, Buttons) können zum Preis von 17 € bestellt werden über die Internetseite unsichtbarerfeind.de . Rollenspiel Die Schülerinnen und Schüler bereiten sich in einem Vorgespräch auf das Thema Energiesparen vor. Die zentrale Frage hierfür lautet: "Warum ist es wichtig für uns alle, Energie einzusparen?" Als Einstieg kann auch ein Rollenspiel durchgeführt werden, zum Beispiel zu der Frage "Denkt Euch in die Rolle des Stromfressers und überlegt, wo und wie er aktiv wird in Eurer direkten Umgebung?" Die Rollen könnten folgendermaßen verteilt sein: Familie mit Kindern, Elektrogeräte, Stromfresser, Energie-Detektive. Die Kinder könnten als Einstieg auch Bilder zum Einsatz elektrischer Energie malen, einzeln oder in einer Kleingruppe. Film als ansprechender Einstieg Zum Ende der Einführung können sich die Kinder den Film "Energie-Detektive" (circa sieben Minuten) ansehen. Er bietet einen kurzweiligen Einstieg in das Thema und macht klar, welche Aufgaben Energie-Detektive haben. Die Infoblätter und das Namensblatt können anschließend in jeder Klasse aufgehängt werden und sind jeden Tag als Information zugänglich. Über das Energiesparen ergibt sich gleichzeitig auch ein Einstieg in die Themen "Klimawandel" und "Treibhauseffekt", die gesondert und intensiver bearbeitet werden sollten (siehe Unterrichtseinheit Unsichtbarer Feind - auf den Spuren des Klimawandels ). Es ergeben sich auch Möglichkeiten, die Funktion und Arbeitsweise von Elektrogeräten aufzugreifen und zu untersuchen, wieviel Energie sie täglich oder für einzelne Arbeiten benötigen. Anschließend können die Kinder in Gruppen klären, welches die konkreten Aufgaben der Strom-, Wasser- und Heizungs-Detektive sind. Als Informationsquellen stehen ihnen Arbeitsblätter mit Erklärungen für die drei Bereiche zur Verfügung. Dann könnten sie sich in der Schule auf die Suche begeben, wo überall Wasser, Wärme und Strom verbraucht werden. Im nächsten Schritt gilt es, zu überlegen, wie bei diesen Verbrauchern sinnvoll gespart werden kann. Vor allem das Thema Heizung (Thermostatventile, kontrolliertes Lüften) erfordert auch die Rücksprache mit der Lehrerin oder dem Lehrer, zum Beispiel wenn es um das Ab- oder Andrehen von Heizungsventilen geht. In einer weiteren Doppelstunde könnten die zentralen Begriffe zum Klimawandel und Treibhauseffekt (Kohlenstoffdioxid, was ist das und wo kommt es her?) erarbeitet werden mit konkreten Vorschlägen, was wir im Alltag zum Klimaschutz beitragen können. Zur Einführung in das Thema kann die Unterrichtseinheit ~ili"Unsichtbarer Feind"~787449~, die sich auf den gleichnamigen Film bezieht genutzt werden. Auch können Versuche zum Energieverbrauch konkreter Geräte (Energie-Monitor, Messungen, Standby-Verbrauch…) oder auch zum Treibhauseffekt durchgeführt werden.

"VoIP" ist die gängige Abkürzung für "voice over IP". Frei übersetzt handelt es sich um die Stimm- und Sprachübertragung über das Internetprotokoll (IP). Die Sprachdaten werden digitalisiert, in Datenpakete verpackt und mit einer eindeutigen Absender- und Zieladresse versehen. Dies ist die so genannte IP-Adresse, die über das Internet zum Empfänger übertragen wird.Das Telefonieren über das Internet und damit das Modell für eine integrierte Infrastruktur von Sprach- und Datenkommunikation erobert derzeit Unternehmen und Privathaushalte in rasantem Tempo. In dem wirtschaftlichen Kampf um diesen viel versprechenden Zukunftsmarkt lassen viele der Provider ihre Phantasie spielen, um sich von der Konkurrenz abzuheben. Sie werden dabei misstrauisch beäugt von den "alteingesessenen" Telefongesellschaften, deren Geschäftsmodell auf der Vermittlungstechnik (?Sprachnetz?) basiert und nun ins Wanken gerät. Die Erarbeitung von Anwendungsmöglichkeiten der VOIP-Telefonie erfolgt in dieser Unterrichtsreihe unter besonderer Berücksichtigung der Datenqualität und des Kostenaspekts.Die Unterrichtsreihe ist in drei Unterrichtseinheiten unterteilt, die auch getrennt umgesetzt werden können. In den beiden ersten Unterrichtsstunden lernen die Schülerinnen und Schüler anhand praxisorientierter Übungen, wie sie ein Telefonat im Internet durchführen können. Exemplarisch hierfür wurde der Softwareanbieter "Skype" ausgewählt. Für technisch interessierte Lerngruppen ist insbesondere die dritte und vierte Unterrichtsstunde geeignet, in denen die Qualitätsaspekte der VOIP-Telefonie erarbeitet und näher betrachtet werden. Die fünfte und sechste Unterrichtsstunde beinhalten praxisnahe Rechenbeispiele, um die Telefonkosten auf einfache Art und Weise zu optimieren. Überblick mit Verlaufsplänen Die einzelnen Unterrichtseinheiten können einzeln oder als Gesamtheit umgesetzt werden. Es gibt drei Verlaufspläne für die sechs Unterrichtsstunden. Hintergründe zu VoIP Einige kurze Erläuterungen zu aktuellen Hintergründen und Fakten der Internettelefonie können auch als Einstieg in das Thema dienen. Die Schülerinnen und Schüler sollen wesentliche Aspekte der VoIP-Telefonie erarbeiten. dem Plenum die Bedienung und die Funktionsweise eines IP-Softphones aufzeigen. Qualitätsaspekte der VOIP-Telefonie erkennen und benennen. den Umgang mit der internetbasierten Sprachtelefonie üben. bestimmte Kundenanforderungen prüfen und eine Empfehlung für oder gegen die Wahl eines VoIP-Anbieters aussprechen. den strukturierten Kostenvergleich anhand unterschiedlicher Telefonie-Angebote üben. die Ergebnisse präsentieren und im im Plenum diskutieren. Thema Internettelefonie - "voice over IP" Autoin Alexandra Beckmann Fach Organisationslehre, Wirtschaftsinformatik Zielgruppe Kaufleute für Bürokommunikation, Bürokaufleute, Bürowirtschaft, Höhere Handelsschule und gymnasiale Oberstufe für den Bereich Wirtschaftsinformatik Zeitumfang 6 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss, Kopfhörer (Headsets) für den Computer Planung Verlaufsplan 1 - VOIP - Anwendung der VOIP-Telefonie (1. und 2. Stunde) Verlaufsplan 2 - VOIP - Qualität der Internettelefonie (3. und 4. Stunde) Verlaufsplan 3 - VOIP - Kosten der Internettelefonie (5. und 6. Stunde) Die Unterrichtsreihe ist sowohl für technisch versierte als auch für technisch nicht so stark vorgebildete Schülerinnen und Schüler von Interesse und kann dementsprechend variiert werden. Insbesondere die ersten beiden Unterrichtsstunden eignen sich für alle Schulformen. Aufgrund der Aktualität der VoIP-Telefonie und der damit verbundenen Einsparungspotentiale bei den Telefonkosten erfreuen die Themen sich großer Beliebtheit bei den Schülerinnen und Schülern. Wer an technischen Aspekten nicht interessiert ist, kann die dritte und vierte Unterrichtsstunde auslassen und mit der fünften und sechsten Unterrichtsstunde fortfahren. Thema: Anwendung der VoIP-Telefonie In den ersten beiden Unterrichtsstunden werden die Nutzungsmöglichkeiten eines IP-Softphones (Telefonie über den PC) erarbeitet und praktisch erprobt. Siehe dazu den Verlaufsplan 1 - VOIP - Anwendung der VOIP-Telefonie Die Einheit beginnt mit einem Kundengespräch im Call-Center als Rollenspiel, welches dem Einstieg in das Thema dient. Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand praxisorientierter Übungen, wie man ein Telefonat im Internet durchführt. Exemplarisch hierfür wurde der Softwareanbieter "Skype" ausgewählt. Die Software kann im Internet kostenlos heruntergeladen werden ( skype.de ), der Download nimmt bei einem DSL-Anschluss nur wenige Minuten in Anspruch. Alle Telefonate innerhalb des Skype-Netzes sind ebenfalls kostenlos. In der Vertiefung des Themas erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung, die Anwendungsmöglichkeiten, die Sprachqualität und die Einsparungspotentiale von VoIP. Die Ergebnisse werden durch die Gruppen präsentiert und im Plenum diskutiert. Thema: Qualität der Internettelefonie In der dritten und vierten Schulstunde werden Qualitätsaspekte der VoIP-Telefonie ermittelt und mögliche Ursachen erarbeitet. Hier stehen Kriterien der Sprachqualität im Internet im Vordergrund. Diese Einheit ist geeignet für technisch interessierte Lerngruppen. Siehe dazu den Verlaufsplan 2 - VOIP - Qualität der Internettelefonie Ein Telefonat über das Internet fördert die Motivation zur Erarbeitung im weiteren Unterrichtsverlauf. Hierzu werden Kopfhörer für die Computer benötigt. Anhand des Informationsblattes der Verbraucherzentrale und weiterführender Links erarbeiten die Lernenden die Aufgabenstellungen. Die Kriterien der Dienstgüte und Datenqualität werden vor der Klasse präsentiert und im Plenum diskutiert. Thema: Kosten der Internettelefonie In der fünften und sechsten Schulstunde erabeiten die Schülerinnen und Schüler unter der Annahme bestimmter Kundenanforderungen einen Kostenvergleich zwischen einem reinen Internet-Telefonie-Provider und einem Provider der "herkömmlichen" Sprachtelefonie. Siehe dazu den Verlaufsplan 3 - VOIP - Kosten der Internettelefonie Die Betrachtung der Kostenpositionen einer Telefonrechnung dient als Einstieg. Darauf aufbauend soll in Gruppenarbeit eine Auswahl der Provider unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten und der Vergleich zur IP-Telefonie erfolgen. Die Ergebnisse dieses Kostenvergleichs werden im Plenum diskutiert. Zur Sicherung und Vertiefung des Erlernten dienen die Übungsaufgaben, die in Einzel- oder Heimarbeit bearbeitet werden sollen. Die praxisnahen Rechenbeispiele zur Optimierung der Telefonkosten können je nach Bedarf beliebig erweitert werden. Die Internettelefonie bezeichnet genau das, was sich unmittelbar aus dem Begriff ergibt: Telefonieren nicht über das traditionelle Telefonnetz, sondern über das Internet als das bekannteste Datennetz. Das IP (Internet-Protocol) ist das tragende Netzwerkprotokoll jeder Internet-Kommunikation. Die Sprachdaten werden digitalisiert, in Datenpakete verpackt und mit einer eindeutigen Absender- und Zieladresse versehen. Dies ist die so genannte IP-Adresse, die über das Internet zum Empfänger übertragen wird. Die absolute Zahl der weltweiten Internettelefonienutzer betrug im Jahre 2005 elf Millionen. Zusätzlich gab es zu diesem Zeitpunkt sechs Millionen Internettelefonienutzer, die reine Softwarelösungen nutzten. In Deutschland wurden im Jahre 2005 insgesamt 220.000 Nutzer geschätzt. Die deutsche Telekom AG hat eine komplette Umstellung ihres Festnetzes auf die Internettechnik bis zum Jahr 2012 angekündigt Die Werbung für VoIP-Anbieter suggeriert häufig Gespräche zum Nulltarif. Dies gilt jedoch nur für netzinterne Gespräche und Gespräche in Partnernetze. Telefonate zu normalen Festnetzanschlüssen und in Mobilfunknetze haben ebenso einen Minutenpreis wie bei den "herkömmlichen" Providern. Die Entscheidung, ob die Datentelefonie für den Privatkunden wirtschaftlich vorteilhaft ist, hängt von den Telefoniebedürfnissen des jeweiligen Kunden ab. Gerade für Personen, deren Verwandtschaft und Freundeskreis sich über den halben Globus verteilt, macht sich die Telefonie übers Internet bezahlt. Wer über eine Breitband-Datenleitung telefoniert, zahlt für ein Gespräch unter den richtigen Voraussetzungen überhaupt nichts (abgesehen von den DSL-Gebühren) beziehungsweise nur die Vermittlungsgebühren der "letzten Meile" im Ortsnetz des angerufenen Teilnehmers.

Elektronik-Chips sind aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken, in fast jedem Gerät findet man sie inzwischen. Diese Unterrichtsreihe beleuchtet modular die Anfänge und die Entwicklung, erläutert das Mooresche Gesetz und wagt einen Blick in die Zukunft. Das Material kann zur Vorbereitung für den "INVENT a Chip"-Wettbewerb verwendet werden. #inventachip Die Elektronik hat unsere Lebens- und Arbeitswelt grundlegend verändert. Computer, Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik – überall werden dafür elektronische Schaltungen benötigt. Dabei kommt den Chips (auch ICs genannt) eine Schlüsselfunktion zu. Doch wie hat alles angefangen und sich entwickelt? Und warum entwickeln Firmen immer mehr spezielle Chips, während andererseits die Mikrocontroller ihren Siegeszug fortsetzen? Was beschreibt das Mooresche Gesetz und behält es auch in Zukunft seine Gültigkeit? Dies sind nur einige Fragestellungen, die im ersten Teil dieser Reihe beantwortet werden sollen. Dabei werden die elektronischen Bauteile immer kleiner. Das schont nicht nur die Ressourcen, es macht auch immer leistungsfähigere Chips möglich, die sogar weniger Energie benötigen als ihre Vorgänger. Doch es gibt da auch Grenzen, die die Physik setzt. Später soll es auch um das Design eines Chips auf einem FPGA gehen. Dafür gibt es eine ganz eigene Programmiersprache, die die Hardware beschreibt und nicht die Software. Ein kleiner Schnupperkurs soll erste Einblicke gewähren. Auch die Nachhaltigkeit im Bereich Mikroelektronik wird beleuchtet, denn viele stromsparende Geräte enthalten nicht weniger, sondern mehr Elektronik, die uns beim Einsparen von Wasser, Strom und Rohstoffen hilft. Zuletzt soll noch ein Blick in die Zukunft gewagt werden. Die Verbindung von Mensch und Maschine ist ein Forschungsfeld der Zukunft. Ergänzend zu den modular einsetzbaren Arbeitsblättern finden Sie hier noch interaktive Übungen , um das Gelernte zu festigen und zu vertiefen. Das Thema Mikroelektronik ist sowohl in der Alltagswelt als auch in der Schule von erheblicher Bedeutung. Ob im Smartphone, Computer, Tablet, im Fernseher oder der Unterhaltungselektronik – überall ist Mikroelektronik zu finden. Wie diese grundlegend aufgebaut ist und wie sie sich entwickelt haben und sich entwickeln werden, sind spannende Themen. Vorkenntnisse für die Reihe sind nicht erforderlich. Die Arbeitsblätter können im Unterricht auch einzeln und in beliebiger Reihenfolge eingesetzt werden. Die Themen sind an der Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler orientiert. Die Neugierde, wie denn das eigene Smartphone oder Tablet aufgebaut ist, lässt sich leicht wecken. Die interaktiven Übungen fragen das erworbene Wissen in spielerischer Weise ab. Besonders interessierte Schülerinnen und Schüler können die weiterführenden Links nutzen. Die Lehrkräfte benötigen keine weitreichende Vorbereitung. Die Themen lassen sich mit den Arbeitsblättern auch selbst erarbeiten. Für die interaktiven Übungen wird ein Internetzugang und ein Internetbrowser benötigt. Die Arbeitsblätter selbst können sowohl digital als auch in Papierform im Unterricht eingesetzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen den Unterschied zwischen analog und digital. verstehen, warum unsere Welt immer "digitaler" wird. lernen, was "integrierte Schaltungen" sind. erörtern das Mooresche Gesetz. bekommen einen Einblick in die Leistungsfähigkeit moderner Chips. lernen den Unterschied zwischen ASIC und Mikrocontroller kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Videos als Informationsquelle. vertiefen ihr Wissen mit interaktiven Übungen . Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler reflektieren ihre Alltagswelt, die von der Mikroelektronik geprägt wird. recherchieren im eigenen Lebensumfeld. simulieren eine Teamentscheidung in einer fiktiven Firma.

In der Unterrichtseinheit "Upcycling im Physikunterricht: Energieumwandlung und Bernoulli-Effekt am Kaffeebecher" erarbeiten die Lernenden an einem selbst gebauten Hubschrauber physikalische Phänomene und setzen sich mit der Umweltverschmutzung durch Plastikmüll auseinander.Müll ohne Ende: In Deutschland werden stündlich ungefähr 32000 Einweg-Kaffeebecher weggeworfen. Zur Herstellung der Becher werden jährlich 42000 Bäume benötigt und eine Wassermenge verbraucht, die dem Konsum von 32000 Deutschen entspricht. Zudem wird Strom eingesetzt, mit dem man 100000 Musterhaushalte ein Jahr lang versorgen könnte. Dabei beträgt die Lebensdauer (Nutzwertzeit) nur 15 Minuten. Bei der Verwendung von Mehrwegbechern könnte jede Person 34 Coffee to go-Becher einsparen. Einmal weggeworfen, wird der Becher möglicherweise vom Wind erfasst, landet dort, wo er nicht hingehört. Er ist damit nicht nur klimaschädlich, sondern trägt auch zur Verschmutzung der Umwelt bei. In der vorliegenden Einheit hingegen wird durch Upcycling zum "Hubschrauber" aus einem wertlosen Gegenstand Unterrichtsmaterial, an dem physikalische Phänomene dargestellt und Diskussionen zur Lösung der Umweltproblematik ausgelöst werden können. Physikalische Phänomene sind zum einen die Umwandlung von Spannungsenergie, die in den Gummis gespeichert ist, in Bewegungsenergie, die die Rotorblätter antreibt. Zum anderen wird der Bernoulli Effekt sichtbar. Luft, die über einen gebogenen Flügel fließt, erzeugt an der Oberfläche des Flügels einen Sog. Unterhalb des Flügels entsteht ein Überdruck, beides zusammen ergibt den Auftrieb, der nötig ist, um Flugzeuge oder wie in diesen Fall einen Hubschrauber mit seinen Drehflügeln fliegen zu lassen. Das Thema "Upcycling im Physikunterricht" im Unterricht Sobald der Einweg-Kaffeebecher ausgetrunken ist, wird er weggeworfen. Er ist nicht recyclebar. Das heißt, seine Bestandteile werden nicht zu einem neuen, sinnvollen Produkt zusammengefügt. Wenn der Kaffeebecher in einer Abfalltonne endet, wird der entstandene Müll verbrannt. Die Abwärme dient dann maximal zum Heizen eines Schwimmbades, oder eines Haushaltes. Dies ist eine klimaschädliche Ressourcenverschwendung, die nicht mehr akzeptiert werden sollte. Upcycling hingegen verwendet Müll, um sie einer neuen Verwendung zuzuführen. Mülltüten werden zu Umhängetaschen, Plastikschalen zu Blumenkübeln und in unserem Fall wird ein Kaffeebecher zu Unterrichtsmaterial für die Bereiche Physik, Technik und Umwelt. Die Lehrkraft sollte sich mit den physikalischen Phänomenen des Auftriebs durch Flügel sowie mit den Energieumwandlungsketten auskennen. Aus der Spannenergie des Gummis wird Bewegungsenergie. Vorkenntnisse Der Umgang mit einfachen Werkzeugen wie Schere, Zange und Heißklebepistole wird für diese Unterrichtseinheit vorausgesetzt. Der Aufbau und die Durchführung eines einfachen Versuchs sollten bekannt sein. Die Schülerinnen und Schüler sollten im Umgang mit Youtube-Videos und PDF-Dateien vertraut sein. Andernfalls müsste eine entsprechende Begleitung eingeplant werden. Didaktische Analyse Folgende Fragen können im Rahmen des Physik-, Technik- und Umwelt-Unterrichts zum Thema gemacht werden: Wie funktioniert ein Gummimotorantrieb? Welche Energieumwandlung findet statt? Wie entsteht der Auftrieb bei einem Hubschrauber? Wie hoch ist der Ressourcenverbrauch bei der Verwendung eines Einweg Kaffeebechers? Welche sinnvollen Alternativen gibt es zum Einweg-Kaffeebecher? Methodische Analyse Durch eine arbeitsteilige Gruppenarbeit sowie die Methode des Gruppenpuzzles ist in dieser Unterrichtseinheit eine hohe Schüleraktivität gewährleistet. Dadurch, dass alle Schülerinnen und Schüler zu Experten für einen Bereich werden, arbeiten sie in besonderem Maße eigenverantwortlich und zielorientiert in Kleingruppen zusammen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Bernoulli-Effekt kennen. erarbeiten Energieumwandlungsketten. setzen sich mit dem Ressourcenverbrauch bei der Verwendung von Einweg-Kaffeebechern auseinander. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Youtube-Video die wesentlichen Informationen. werten eine Quelle im Internet aus. stellen Unterrichtsmedien selbst her. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert in Gruppen zusammen.

Flexible Stromnetze, in denen die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage ausgeglichen werden, gelten als die Entwicklung der Zukunft. Welche Herausforderungen sind mit dieser intelligenten Steuerung verbunden?Die zunehmende Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien hat zur Folge, dass die Abstimmung zwischen Stromangebot und -nachfrage schwieriger wird. Schließlich ist das Energieangebot beispielsweise von Solar- und Windkraftanlagen schwankend und nicht immer exakt vorherzusagen. Hier greift das Konzept der Intelligenten Stromnetze, bei dem Stromerzeugung und -verbrauch in einem sich selbst überwachenden System besser gesteuert werden sollen. Ziel ist eine Erhöhung der Energieeffizienz bei einer Verringerung der Treibhausgasemission.Die Lernenden bearbeiten die Arbeitsaufträge auf dem Arbeitsblatt. Dabei sind zur Unterstützung einige Quellen aus dem Internet angegeben. Eine animierte Grafik kann optional als Einstieg in die Thematik dienen. Die Schülerinnen und Schüler können sich allein oder in Gruppenarbeit mit dem Thema beschäftigen. Elemente eines Smart Grid Ein intelligentes Stromnetz ist durch dezentrale Energieerzeugung gekennzeichnet, dessen Bestandteile miteinander kommunizieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen verstehen, wie ein Smart Grid aufgebaut ist und wie damit eine höhere Energieeffizienz erreicht werden kann. nachvollziehen, wie sich die Rollen der Akteure in einem Smart Grid ändern. sich mit den Vorteilen und Herausforderungen beschäftigen, die mit der Einführung intelligenter Stromnetze verbunden sind. Thema Smart Grids - Intelligente Stromnetze Autor Antje Schmidt Fach Physik, Geographie, Politik/SoWi Zielgruppe ab Klasse 10 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Internetzugang (am besten für je 2 Personen), Beamer Stromproduktion und -verbrauch optimieren Ziel ist es, mithilfe von Smart Grids vorhandene Ressourcen effizienter und kostengünstiger zu nutzen. Insbesondere seit zunehmend Strom aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt und eingespeist wird, ist die Regelung und der optimale Netzbetrieb schwieriger geworden. Smart Grids sollen also die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage ausgleichen. Die notwendige Infrastruktur dazu muss allerdings noch aufgebaut werden. dezentrale Energieerzeugung Zwei-Kanal-Kommunikation Intelligente Stromzähler (Smart Meter) Rolle der Akteure verändert sich Die Endverbraucherinnen und -verbraucher können ihren Energieverbrauch mithilfe von Smart Metern besser überwachen und steuern. Zudem können sie selbst in das Stromnetz einspeisen (beispielsweise aus einer privaten Fotovoltaikanlage auf dem Dach oder aus dem Speicher des Elektroautos) und damit zu Stromproduzenten werden. Steigerung der Energieeffizienz durch Verschiebung von Lastspitzen in verbrauchsarme Zeiten und Füllen von Lasttälern Verbraucherinnen und Verbraucher können selbst entscheiden, wann sie bestimmte Geräte einschalten, um günstige Tarife auszunutzen Da die Daten zum Stromverbrauch über das Internet an die Netzbetreiber geleitet werden, stellt sich die Frage nach der Datensicherheit in solchen Systemen. Ebenso fraglich ist das tatsächliche Einsparpotenzial durch intelligente Stromzähler. Wie viel lässt sich durch die Verlagerung des Stromverbrauchs bestimmter Geräte in Zeiten mit günstigeren Tarifen tatsächlich einsparen? Zu berücksichtigen sind hierbei auch die Kosten und jährlichen Gebühren für den neuen intelligenten Zähler. Letztlich eignen sich nicht alle Haushaltsgeräte für die Steuerung durch intelligente Zähler. Wer gerade geduscht hat und einen Fön benötigt oder um eine bestimmte Zeit kochen muss, wird diese Nutzung nicht wegen eines möglicherweise günstigeren Tarifes um Stunden verschieben wollen oder können. Hier bieten sich Diskussionsansätze, mit denen sich die Schülerinnen und Schüler kritisch auseinandersetzen können. Die flächendeckende Realisierung von Smart Grids wird noch einige Jahrzehnte in Anspruch nehmen. Dies beinhaltet sowohl den Aufbau einer IT-Infrastruktur als auch den Ausbau des Stromnetzes an die zukünftigen Erfordernisse. Dafür werden Investitionen in Milliardenhöhe notwendig. Wenn das "kluge" Stromnetz Realität wird, kann der produzierte Strom tatsächlich effizienter genutzt werden. Und das Ziel, den Anteil erneuerbarer Energien bis 2020 auf 30 Prozent anzuheben, erscheint ohne ein Smart Grid kaum umsetzbar.

Ausgehend von der Auseinandersetzung mit dem Thema Umwelt- und Klimaschutz befassen sich die Lernenden in dieser aktualisierten Unterrichtseinheit mit den Fragen der nachhaltigen Energiegewinnung und des sparsamen Energieverbrauchs. Dabei haben sie sowohl das eigene Zuhause als auch die Schule im Blick. Ausgehend von der zunehmenden Bedeutung des Themas Umwelt- und Klimaschutz starten die Schülerinnen und Schüler eine Umfrage, welche Umwelt- und Klimaschutzinitiativen ihre Mitschülerinnen und Mitschüler kennen und wofür sich diese einsetzen. Anschließend recherchieren sie die Ziele und Forderungen der Fridays for Future Bewegung und recherchieren Natur- und Umweltschutzinitiativen in ihrer Region. Danach überlegen sie, wie Energie nachhaltig produziert und konsumiert werden kann. Dafür tragen Sie Möglichkeiten zur Gewinnung erneuerbarer Energie zusammen und berechnen ihren eigenen CO 2 -Fußabdruck. Auf dieser Grundlage tragen sie in einer Mindmap konkrete Möglichkeiten Energie zu sparen ein. Dabei haben sie sowohl den überlegten Verbrauch als auch die eigenen Energieproduktion im Blick. Zum Schluss tragen sie konkrete Möglichkeiten zusammen, in der Schule Energie einzusparen. Energiebedarf privater Haushalte Fossile Energieträger sind nicht unbegrenzt vorhanden. Schon heute müssen sie teuer aus anderen Ländern importiert werden. Zudem belasten ihr Abbau und ihr Verbrauch die Umwelt, das Klima und die Gesundheit. Nachhaltigkeit wird deshalb immer wichtiger- was unter anderem auch die weltweite Fridays for Future-Bewegung zeigt. Rund um den Globus demonstrieren Kinder, Jugendliche und Erwachsene für mehr Klimaschutz und eine bessere Klimapolitik - auch in Deutschland. Daher werden erneuerbare Energien und ein reflektierter, überlegter und sparsamer Umgang mit Energie immer wichtiger. Hier setzt die aktualisierte Unterrichtseinheit "Ich und meine Umwelt" an. Fächerübergreifender Zugang Die Unterrichtseinheit ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen fächerübergreifenden Zugang zu den Themen Klimaschutz und Nachhaltigkeit sowie effizienter und sparsamer Umgang mit Energie. Dazu befassen sie sich in einem ersten Schritt mit der Umwelt- und Klimaschutzinitiativen, ihren Zielen und Forderungen. Umwelt- und Klimaschutzinitiativen aus ihrer Region portraitieren die Lernenden in einem Handyvideo und präsentieren dieses vor der Klasse. Anschließend tragen sie verschiedene Möglichkeiten zur Gewinnung erneuerbarer Energie zusammen und berechnen ihren eigenen CO 2 -Fußabdruck. Die Auseinandersetzung mit der Frage, wie Energie eingespart werden kann, rundet die Unterrichtseinheit ab. Dabei geht es sowohl um Möglichkeiten sparsam Energie zu konsumieren als auch um Ideen selbst Energie zu produzieren. Einsatzmöglichkeiten Die Unterrichtseinheit kann aufgrund ihres Bezuges zu den Lehr- und Bildungsplänen in allen deutschen Bundesländern in den Klassenstufen 7 und 8 der Sekundarstufe I eingesetzt werden. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den Fächern Sozialkunde, Technik und Soziales. Bezüge zum Mathematikunterricht sind wegen der Rechenaufgaben möglich. Anknüpfungspunkte bietet auch das Fach Deutsch im Rahmen des Verfassens eigener Texte. Aufgrund des Schwerpunktes, der in der Projektarbeit und Präsentation liegt, eignet sich die Unterrichtseinheit auch für den fachübergreifenden und fächerverbindenden Unterricht im Rahmen einer Projektwoche. EmpfehlungenFachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen nationale, internationale Umwelt- und Klimaschutzinitiativen sowie solche aus ihrer Region. setzen sich mit der Entstehungsgeschichte, den Zielen und Forderung von Fridays for Future auseinander. überlegen, was sie selbst aktiv zum Klimaschutz beitragen können überlegen, inwieweit sie sich selbst in einer Umwelt- und Klimaschutzinitative in ihrer Region engagieren. kennen Anlagen zur erneuerbaren Energiegewinnung und können dies den entsprechenden Energieträgern zuordnen. diskutieren auf der Grundlage des eigenen CO2-Fußabdruckes Möglichkeiten Energie zu sparen. wissen, was ein Prosumer ist. wissen, wie ein einfacher Stromkreis funktioniert und wie man mit einfachen Hilfsmitteln Strom erzeugen kann. wissen, wie ein einfacher Stromkreis funktioniert und wie man mit einfachen Hilfsmitteln Strom erzeugen kann. wissen, wie der Stromverbrauch gemessen wird und was eine Kilowattstunde ist. setzen sich anhand von Grafiken und Tabellen mit dem Stromverbrauch im privaten Haushalt auseinander. können grundlegende Strom- und Energiebegriffe definieren. üben sich in der Versuchsbeobachtung und Versuchsdeutung naturwissenschaftlicher Experimente. kennen Gründe und Möglichkeiten, um sowohl im privaten Haushalt als auch in der Schule Energie zu sparen, und können diese benennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren das selbstständige Erschließen von Themen und Inhalten sowie das Recherchieren im Internet. üben sich im eigenständigen Analysieren und Interpretieren von Grafiken, Schaubildern und Zahlenmaterial. trainieren das Protokollieren von Informationen und Beobachtungen. analysieren einen Videobeitrag zielgerichtet entsprechend einer Aufgabenstellung. können eine Präsentation in Form eines Aktionsplans erstellen. trainieren das verständliche und zielgruppengenadäquate Schreiben. lernen Medien bei der Produktion eines eigenen Handyclips handlungsorientiert zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen von Partner- oder Gruppenarbeit ihre Zusammenarbeit mit anderen. lernen Diskussionen argumentativ und rational zu führen. schulen im Rahmen von Diskussionen und Präsentationen die eigene Ausdrucksfähigkeit und aktives Zuhören. trainieren das kreative Entwickeln und Ausformulieren eigener Ideen. Wie und wo wird Energie im privaten Haushalt verbraucht? Die Schülerinnen und Schüler befassen sie sich mit der Frage des Stromverbrauchs in privaten Haushalten und den Möglichkeiten, Energie zu sparen. Dazu analysieren sie zuerst eine Grafik, die die Entwicklung des Stromverbrauchs im Zeitraum von 2000 bis 2014 zeigt. Darauf aufbauend befassen sie sich damit, wofür in den privaten Haushalten Energie verwendet wird. Eine Rechenaufgabe hilft ihnen, die Veränderung im Energieverbrauch zwischen zwei Zeitpunkten (2005 und 2014) zu erschließen. Anhand von zwei zu erstellenden Kreisdiagrammen visualisieren sie zusätzlich die prozentualen Anteile der Energie, die im Privathaushalt genutzt wird. Strom sparen zu Hause Zentraler Gegenstand ist die Auseinandersetzung der Schülerinnen und Schüler mit dem Energieverbrauch im eigenen familiären Umfeld. Auf der Grundlage des Infotextes lernen sie dafür zuerst die Begriffe "Standby-Modus" und "Schein-Aus" kennen und mit eigenen Worten zu definieren. Darauf aufbauend wägen sie die Vor- und Nachteile des Standby-Modus gegeneinander ab und überlegen, welche Personen ihnen beim Kauf eines Computers zur Frage Standby-Modus und des damit verbundenen Stromverbrauchs beratend zur Seite stehen können. Vorbereitende Hausaufgabe Anhand des erworbenen Wissens zu den Funktionen "Standby" und "Schein-Aus" übernehmen sie als vorbereitende Hausaufgabe für die zweite Unterrichtsstunde gemeinsam mit ihren Eltern einen Rundgang durch das eigene Zuhause. Indem sie überprüfen und protokollieren, welche Geräte dauerhaft angeschaltet sein müssen, welche im Standby-Modus laufen und von welchen sie den Netzstecker ziehen können, wenn diese Geräte nicht benutzt werden, werden die Schülerinnen und Schüler für das Thema Strom sparen zu Hause sensibilisiert. Vertiefend wirkt eine abschließende Recherche der Möglichkeiten, in den eigenen vier Wänden Energie zu sparen. Die protokollierten Informationen werden dann in der zweiten Unterrichtsstunde verglichen und diskutiert. Energiesparen in der Schule In einer Projektphase setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Möglichkeiten auseinander, in der Schule Energie zu sparen. Hierzu unternehmen sie in Kleingruppen einen Rundgang durch das Schulhaus und protokollieren dabei in Kleingruppen mögliche "Stromfresser". Eine Vorgabe oder Einschränkung seitens der Lehrkraft auf bestimmte Bereiche sollte dabei nicht erfolgen, sodass eine möglichst breite Palette an Einsparpotenzialen dokumentiert wird. So kann das Thema Heizung, Wasser oder Strom ebenso thematisiert werden, ebenso wie die Frage, ob und inwieweit LED- oder Energiesparlampen als Leuchtmittel genutzt werden. Ergebnissicherung im Plenum Die Ergebnisse werden anschließend im Plenum zusammengetragen, schriftlich an der Tafel oder einem Plakat fixiert und systematisiert. Darauf aufbauend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler dann gemeinsam Vorschläge, wie in ihrer Schule sowohl Lehrende als auch Lernende Energie einsparen können. Mit Blick auf die Nachhaltigkeit halten sie diese auf einem Aktionsplan fest. Dieser wird in Rücksprache mit der Schulleitung für alle Schüler sichtbar im Schulhaus aufgehängt, in der Schülerzeitung oder auf der Schulwebseite publiziert. Energiesparquiz Zum Abschluss testen und festigen die Lernenden mit dem Energiesparquiz ihr Wissen zum Thema effizienter und sparsamer Umgang mit Energie. Einige Schulen setzen sich bereits sehr stark für den sparsamen Energieverbrauch ein. Hier bietet es sich an, nach regionalen oder überregionalen Energiesparwettbewerben zu recherchieren und sich in Absprache mit der Schulleitung im Namen der gesamten Schule zu bewerben. Ergebnissicherung im Plenum Die Ergebnisse werden anschließend im Plenum zusammengetragen, schriftlich an der Tafel oder einem Plakat fixiert und systematisiert. Darauf aufbauend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler dann gemeinsam Vorschläge, wie in ihrer Schule sowohl Lehrende als auch Lernende Energie einsparen können. Mit Blick auf die Nachhaltigkeit halten sie diese auf einem Aktionsplan fest. Dieser wird in Rücksprache mit der Schulleitung für alle Schüler sichtbar im Schulhaus aufgehängt, in der Schülerzeitung oder auf der Schulwebseite publiziert. Energiesparquiz (NEU) Zum Abschluss testen und festigen die Lernenden mit dem Energiesparquiz ihr Wissen zum Thema effizienter und sparsamer Umgang mit Energie. Anhand eines Wortwürfels wiederholen die Schülerinnen und Schüler Begriffe aus der Elektrizitätslehre und mithilfe eines Quizzes ordnen die sie Energiebegriffe den passenden Definitionen zu. Ihre Antworten vergleichen sie mithilfe des jeweiligen Lösungsblattes. Die Spiele können in Kombination als auch einzeln eingesetzt werden. Sie eignen sich auch als niederschwelliger Unterrichtseinstieg, für die Projektarbeit oder für den Vertretungsunterricht. Was hat Strom mit Zitronen zu tun? Zur Einführung in das Thema Strom bauen die Schülerinnen und Schüler nach einer genauen Anleitung ihre eigene Zitronenbatterie (Galvanische Batterie). Sie beobachten, wie auf diese Weise Strom erzeugt werden kann und beschreiben, was in diesem Stromkreis passiert. Mithilfe des zuvor gelesenen Informationstextes erklären die Lernenden die Ursache dafür.

In der Einheit "Wasser sparen: Tipps für einen verantwortungsvollen Wasserverbrauch" setzen sich die Lernenden mit der Bedeutung von Trinkwasser sowie der Wasserknappheit aufgrund von Klimawandel, steigendem Lebensstandard und Bevölkerungswachstum auseinander. Sie werden für einen bewussten Umgang mit Wasser zum Schutz der Umwelt sensibilisiert, indem sie begleitend ihren eigenen Konsum in einem Tagebuch festhalten und hinterfragen. Wasser und der richtige Umgang damit wird aufgrund von Klimawandel und der damit verbundenen Trockenheit immer wichtiger. Ein heißer Sommer führt dazu, dass die Wasserwerke in den Medien Alarm schlagen: Das Trinkwasser wird aufgrund der Hitzewelle knapp! Behörden fordern die Bürger dazu auf, aufgrund der Wasserknappheit sparsam mit Leitungswasser zu sein. Sie verbieten deshalb sogar in vielen Gebieten, den Rasen zu sprengen oder das Auto zu waschen. Derartige Verbote schränken den Verbrauch von Trinkwasser ein und zeigen die Bedeutung von Wasser als wichtige Ressource für Mensch und Umwelt auf. Hält sich die Bevölkerung nicht daran, drohen gar Kontrollen und Strafen, um die Trinkwasserversorgung sichern zu können. In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler im Sachunterricht der Grundschule oder auch in Geographie beziehungsweise Erdkunde der Sekundarstufe I deshalb für den verantwortungsvollen Umgang mit Wasser sensibilisiert. Die Kinder lernen zunächst die Gewinnung von Trinkwasser kennen, bevor sie in einem Tagebuch ihren eignen Wasserverbrauch festhalten. Im Anschluss entwickeln sie Ideen, wie sie Trinkwasser als kostbares Gut einsparen können. Zur Festigung führen die Lernenden Versuche durch, die aufzeigen, wie viel Wasser sie tatsächlich bei einzelnen Tätigkeiten sparen könnten. Sie erfahren, dass Trinkwasser nicht in jedem Land einfach aus dem Wasserhahn kommt und werden so sensibler im Umgang mit Wasser. Das Thema "Wasser sparen für einen verantwortungsvollen Wasserverbrauch" im Unterricht Um ein Verständnis dafür zu entwickeln, woher Wasser kommt und wie wir es nutzen, ist es sinnvoll, im Unterricht zunächst die theoretischen Grundlagen dafür zu klären. Fragen, die Kinder in diesem Zusammenhang beschäftigen sind beispielsweise: Wofür brauchen wir Wasser? Wieso müssen wir Wasser sparen? Wie wird Wasser zu Trinkwasser? Die Aspekte Trinkwassergewinnung, Wasser sparen und Wasser in anderen Ländern werden mit diesem Unterrichtsmaterial im Sachunterricht der Grundschule oder auch zu Beginn der Sekundarstufe I genauer beleuchtet. Dabei sollte im Sinne der Umwelterziehung verdeutlicht werden, dass der Süßwasservorrat begrenzt und für Menschen lebenswichtig ist. Vorkenntnisse Die Nutzung des Internets wird in dieser Unterrichtseinheit vorausgesetzt. Außerdem sollte die Maßeinheit Liter bereits bekannt sein und die Verwendung eines Litermaßes klar sein. Didaktisch-methodische Analyse Um einzelne Arbeitsblätter zu bearbeiten, können Hilfekarten zur Binnendifferenzierung im Sinne der individuellen Förderung ausgeteilt werden, sodass auch die Lernenden der unteren Klassenstufen sowie vermeintlich leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler den gleichen Wissensstand erreichen können. Es empfiehlt sich, diese Hilfestellungen als freiwilliges Angebot auszudrucken, zu laminieren und an einem Gruppentisch auszulegen. Die Lernenden können dann bei Bedarf eigenverantwortlich auf diese Form der Unterstützung zurückgreifen. Dadurch, dass auf einem Arbeitsblatt zudem Lösungen zur Selbstkontrolle zur Verfügung stehen, wird die Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler in besonderer Weise gefördert. Durch die Führung des Tagebuchs als Selbstreflexion erkennen die Schülerinnen und Schüler ihre eigene Wassernutzung und begreifen, wo sie selbst sorgsamer sein könnten. Die Lernenden recherchieren in Gruppen, wobei sie sich im Sinne einer positiven Abhängigkeit gegenseitig unterstützen können. So ist die Beschaffung und Analyse von Informationen ein Schwerpunkt, der durch vorgegebene Videos entschärft wird. Das Experimentieren in Gruppen zum Thema Wasserknappheit soll die die Verschwendung von Trinkwasser nachhaltig aufzeigen. Zum Abschluss der Unterrichtseinheit können die Schülerinnen und Schüler ihr gelerntes Wissen auf Plakaten im Flur auch ihren Mitschülerinnen und Mitschülern zugänglich machen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie sie Wasser sparen können. lernen die Wasseraufbereitung kennen. erfahren, welche Rolle Wasser in anderen Ländern spielen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und entnehmen Videos die wesentlichen Informationen. führen ein Tagebuch zur Selbstreflexion. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler experimentieren in der Gruppe. geben ihre Ergebnisse in Kurzvorträgen an ihre Mitschülerinnen und Mitschüler weiter. reflektieren gemeinsam über ihren persönlichen Wasserverbrauch.