Schülerlabor Elektromobilität
Wissenschaftliche Hausarbeit

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   Inhalt und Relevanz der Arbeit
Schüler beklagen, Chemie und Physik hätte keine Relevanz für ihr späteres Leben oder Bezug zum Alltag. Für einige Schüler wird es interessant, wenn es um aktuelle gesellschaftlich relevante Themen geht. Ein solches aktuelles und fächerübergreifendes Thema sind Elektroautos, in die viele Autohersteller erheblichen Entwicklungsaufwand investieren. Gründe hierfür bestehen in der gewünschten Reduzierung der Abhängigkeit vom Erdöl sowie in der Verminderung der verkehrsbedingten CO2-Emissionen. In der Europäischen Union fallen nämlich 60 % des Erdölverbrauchs auf den Transportbereich. Der Elektroantrieb ist dem weit verbreiteten Antrieb mit Benzinmotoren in vielen Eigenschaften überlegen; es wird aber eine andere Art von Elektromotor verwendet als der üblicherweise im Unterricht behandelte Stromwendermotor.

Der Student hat in seiner Wissenschaftlichen Hausarbeit ein Schülerlabor zur Elektromobilität entwickelt. Im chemischen Teil der Hausarbeit geht er zunächst auf Energiequellen und Energietransport sowie auf Batterien und Akkumulatoren ein. Die Schüler sollen im Schülerlabor dann selbst einen Lithium-Akku bauen. Im physikalischen Teil der Hausarbeit geht es zunächst fachlich um Elektromotore. Im Schülerlabor geht es dann um Stromwendermotore und Synchronmotore.

Beide Schülerlaborteile wurden anschließend von der Chemiedidaktik und der Physikdidaktik komplett überarbeitet und in Zusammenarbeit mit der Soziologie während der Science Week Riedberg 2014 als ganztägiges fächerübergreifendes Schülerlabor angeboten.

Als Grundlage für den physikalischen Teil wurde folgendes unterrichtspraktische Buch verwendet:
KANDSPERGER, R.; WILHELM, T.
Elektromotore im Unterricht
Praxis Schriftenreihe Physik, Aulis-Verlag, 2011, 116 Seiten
[Link zur Webseite des Verlages]   [Inhaltsverzeichnis]

   Bilder verschiedener Experimente
Animation eines Stromwendermotors

Modell eines Stromwendermotors mit Doppel-T-Anker

Modell eines Stromwendermotors mit Trommel-Anker

Stromwendermotor aus einer Waschmaschine

Bausatz eines Stromwendermotors

Erklärung des Bausatzes

Modelle eines Synchronmotors

Modelle eines Synchronmotors

Modelle eines Synchronmotors mit Drehstrom Modelle eines Synchronmotors mit Drehstrom
  

| 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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