Windenergie als Lernzirkel -
Schriftliche Hausarbeit von Florian Bock

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   Inhalt und Relevanz der Arbeit

Windenergieanlagen haben in den letzten Jahren in Deutschland stark zugenommen und sind heute an vielen Orten zu sehen. Aus ökologischer Sicht ist diese alternative Energiequelle von Bedeutung. Dies ist ein Grund, Windenergieanlagen im Unterricht zu behandeln. Außerdem wird in Lehrplänen Verantwortungsbewusstsein für Natur und Umwelt und fächerübergreifendes Denken gefordert. Regenerative Energie sind aber auch konkrete Fachinhalte des Fachlehrplans Physik und Geographie. Weitere Fachinhalte dieser Fachlehrpläne können an diesem Thema wiederholt und vertieft werden.
Im Zuge einer Methodenvielfalt im Unterricht wurden in den letzten Jahren auch für die Sekundarstufe I und II verstärkt offene Unterrichtsformen von der Didaktik und von den Lehrplänen gefordert. Eine hier bewährte Unterrichtsform, um selbstständiges und eigenverantwortliches Lernen, Kommunikation zwischen Schülern und Teamfähigkeit zu fördern und zwischen den Schülern zu differenzieren, sind Lernzirkel - auch Lernen an Stationen genannt.

Aus diesen Gründen wurde von Herrn Bock die Thematik der Windenergienutzung fachlich aufbereitet und dargestellt, wobei auf die Geschichte, auf physikalische und technische Aspekte sowie auf geographische Aspekte eingegangen wird, um Lehrern einen umfassenden Überblick zu ermöglichen. Schließlich wurde dazu ein Lernzirkel erarbeitet, der z.B. in der 11. Jahrgangsstufe des bayerischen G8-Gymnasiums eingesetzt werden kann.
In der Schriftlichen Hausarbeit „Windenergie als fächerübergreifendes Thema - ein Lernzirkel für den Physikunterricht des Gymnasiums“ wird im ersten Kapitel die Geschichte der Windenergieanlage bis zur heutigen Form dargestellt. Im zweiten Kapitel werden physikalische und technische Aspekte dargelegt, wozu neben Grundlagen und Informationen über den Rotor und den Generator auch weitere technische Komponenten erläutert werden und auf Anlagearten und Offshore-Windanlagen eingegangen wird. Im dritten Kapitel zu geographischen Aspekten wird nicht nur auf den Wind eingegangen, sondern die Windenergienutzung in Deutschland und weltweit dargestellt, sowie auf das Umweltverhalten und auf Windparks eingegangen. Das vierte Kapitel zeigt auf, was ein Lernzirkel ist bzw. wie er sein soll, stellt den Bezug zum Lehrplan her und stellt den erstellten Lernzirkel kurz vor. Einen detaillierten Einblick in die vielen Aufgaben der vorgeschlagenen 13 Stationen erhält man im Anhang. Dort werden die Stationenzettel der Stationen einschließlich weiterer Arbeitsblätter als Kopiervorlage zur Verfügung gestellt. Außerdem gibt es für die Schüler jeweils Hilfezettel und für den Lehrer jeweils eine Musterlösung. Alle verwendeten Materialien werden im Anhang und auf einer CD zur Verfügung gestellt.

   Download als pdf
Fachteil zu Windenergie [Download als pdf, 9,0 MB]
Lernzirkel zur Windenergie [Download als pdf, 0,6 MB]
Kopiervorlagen für die Stationen [Download als pdf, 6,3 MB]

Die vollständige schriftliche Hausarbeit

[Download als pdf, 15,5 MB]
   Beispiel: experimentelle Lernstationen
Station 4: Abhängigkeit der Leistungsaufnahme vom Blattwinkel
Station 5: Abhängigkeit der Auftriebskraft und der Widerstandskraft vom Anstellwinkel
Station 10: Abhängigkeit der Leistung einer Windenergieanlage von Flügelzahl und Flügelfläche
  

| Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt am Main |
| vorher: Didaktik der Physik, Universität Augsburg |
| ehemals: Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik, Universität Würzburg |
 
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