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Netzwerkschulen der TU Kaiserslautern

TU-NET PROJEKTE

Hinweis: Für die Inhalte sind die angegebenen Projektpartner verantwortlich!

 

Energieparcour der Landesgartenschau und Grünes Klassenzimmer

Der Energieparcours besteht aus einer interaktiven Ausstellungsfläche, die Erneuerbare Energien für kleine und große Besucher erlebbar und greifbar macht. Entlang einer begehbaren Deutschlandkarte laden sechs Informationsstationen dazu ein, herauszufinden, wie die Energie von Sonne, Wasser, Wind und Biomasse zur Energieerzeugung genutzt werden kann. Im Grünen Klassenzimmer werden Experimente zu „Energie aus Sonne, Wind und Wasser und ihre Nutzung“ angeboten, die von Lehramtsstudierenden und der Maria-Ward-Schule betreut werden. Weitere Informationen: https://www.energieagentur.rlp.de/ueberuns/regionalbueros/mittelhaardt-suedpfalz/details/meldungen/landesgartenschau-2015-energieparcours-macht-energiewissen-erlebbar/ 

Kooperationspartner: Fachbereich Elektrotechnik (PD Dr. Bernhard Hauck), Fachdidaktik Physik (Prof. Dr. Jochen Kuhn), Fachdidaktik Geographie (Prof. Dr. Sascha Henninger), AG Fachdidaktik Biologie (Dr. Christoph Thyssen), Energieagentur Rheinland-Pfalz, Maria-Ward-Schule Landau 

 

Entwickelte Modelle

 

Wasserkraft

Mit einer Handpumpe wird Wasser aus einem Reservoir in einen Hochbehälter gepumpt und fließt von dort durch eine kleine Turbine zurück in das Reservoir. Je nach Wassermenge ist mehr oder weniger elektrische Energie nutzbar. Steht nur wenig Energie zur Verfügung wird nur die Last, eine LED-Laufschrift, versorgt. Steht mehr Energie zur Verfügung als die Last benötigt, wird die Energie in einer Batterie gespeichert um bei Bedarf, bei z.B. nur sehr wenig Wasser, die Last versorgen zu können. Der Energiefluss wird mittels LED-Ketten visualisiert.

Entwicklung und Aufbau: PD Dr. Bernhard Hauck

 

Windkraft

Der mit einem handbetriebenen Gebläse erzeugte Windstrom treibt ein kleines Windrad an. Je nach Windmenge ist mehr oder weniger elektrische Energie nutzbar. Steht nur wenig Energie zur Verfügung wird nur die Last, eine Nachbildung einer Pumpe, versorgt. Steht mehr Energie zur Verfügung als die Last benötigt, wird die Energie in einer Batterie gespeichert um bei Bedarf, bei nur sehr wenig oder gar keinem Wind, die Last versorgen zu können. Der Energiefluss wird mittels LED­Ketten visualisiert.

Entwicklung und Aufbau: PD Dr. Bernhard Hauck

 

Photovoltaik

Ein Solarpanel, das mit einer Schiebeklappe abdeckbar ist, versorgt einen Radfahrer, der sich je nach Sonnenlicht mehr oder weniger abstrampelt. Steht mehr Energie zur Verfügung als die Last (Radfahrer) zum Betrieb benötigt, wird die Energie in einer Batterie gespeichert, um bei Bedarf, bei z.B. nur wenig Sonne die Last versorgen zu können. Der Energiefluss wird mittels LED-Ketten visualisiert.

Entwicklung und Aufbau: PD Dr. Bernhard Hauck

 

Mikrobielle Brennstoffzelle

In der mikrobiellen Brennstoffzelle werden lebende Mikroorganismen, wie sie z.B. in Gülle zu finden sind, unmittelbar zur Energiegewinnung genutzt. Der dabei entstehende Stromfluss liegt derzeit noch im µA-Bereich.

Entwicklung und Aufbau: Prof. Dr. Roland Ulber

 

Solarthermie

Die Solarthermie wird mit zwei Modellen veranschaulicht: Einem Solarkocher und einer Einheit zu Erwärmung von Brauchwasser. Weiter kann durch ,,Handauflegen" auf eine matt schwarze und eine glänzend weiße Fläche selbst bei diffuser Sonneneinstrahlung ein Temperaturunterschied erfahren werden.

Aufbau: PD Dr. Bernhard Hauck

 

Biomasse

Die Energie, die in Biomasse steckt, kann direkt mittels eines Thermometers in einem Strohballen erfasst werden.

Aufbau: Dr. Christoph Thyssen

 

Lehren und Lernen mit Smartphone-Experimenten im Physikunterricht

Umfrageergebnisse aus dem Jahr 2014 zeigen, dass mittlerweile gut ein Drittel der Jugendlichen in Deutschland einen Tablet-PC und mehr als 80 % ein Smartphone nutzen, sodass diese Geräte mehr und mehr zum alltäglichen Werkzeug speziell der jungen Generation gehören. Auch in Schulen hält der Tablet-PC zunehmend Einzug, wobei dabei die Nutzung der Geräte bisher primär als Notebook-Ersatz erfolgt (z.B. als Cognitive Tool, zu Recherchezwecken, mit Anwendungssoftware). Neben den allseits bekannten negativen Auswirkungen dieser Geräte wird auch international diskutiert, dass deren technischen Entwicklung und deren alltägliche Nutzung durch die Schülerinnen und Schüler speziell auch den Unterricht durchaus bereichern können (West & Vosloo, 2013). Bisher häufig außer Acht gelassen werden allerdings Möglichkeiten, Smartphone und Tablet-PC als Experimentiermittel im naturwissenschaftlichen Unterricht zu verwenden. Auf solche Möglichkeiten zielt dieses vorliegende Projekt ab.

Die Einsatzmöglichkeiten dieser Geräte als Experimentiermittel im Physikunterricht sind im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass sie mit vielen internen Sensoren ausgestattet sind. So sind darin zum Beispiel Mikrofon und Kamera, Beschleunigungs-, Magnetfeldstärke- und Beleuchtungsstärkesensor, Gyroskop, GPS-Empfänger und teils sogar Temperatur-, Druck- und Luftfeuchtesensor zu finden. Die mit den Sensoren erfassten Daten lassen sich über zusätzliche Programme, sogenannte Apps, auslesen, sodass sowohl qualitative als auch quantitative Experimente mit den Geräten möglich sind. Solche Geräte stellen somit kleine, transportable Messgeräte dar, die unübersichtliche Versuchsapparaturen ersetzen können und den Lernenden aus ihrem Alltag gut bekannt sind, wodurch eine hohe Vertrautheit mit ihrer Bedienung erwartet wird. Neben der Kontextorientierung ist also die starke Verbreitung wie auch die einfache Handhabung von Smartphones und Tablets ein wichtiger Aspekt: durch die intuitive Bedienbarkeit der Apps sind Smartphone- sowie Tablet-Experimente einfach durchzuführen und auszuwerten, wodurch eine stärkere Fokussierung auf die physikalischen Inhalte möglich ist.

In diesem Projekt werden auf den Lehrplan ausgerichtete Experimente mit Smartphone und Tablet-PC zu verschiedenen Themenbereichen des Physikunterrichts der Sek. 2 (Mechanik, Akustik, Radioaktivität) erprobt und mit einem quasiexperimentellen Kontroll-Versuchsgruppen-Design empirisch untersucht, ob Motivations- und Lernerfolg von Lernenden beim Experimentieren mit Smartphones größer ist als bei herkömmlichen Experimenten. Ausführliche Informationen sind unter www.physik.uni-kl.de/kuhn/forschungsprojekte/aktuelle-projekte/imp-imobile-physics/ zu finden.

 

Geometrische Optimierung im Mathematikunterricht

In diesem Projekt wurde ein neues Unterrichtskonzept zur Förderung von Modellierungskompetenzen im Regelunterricht untersucht. Lehrerinnen und Lehrer wurden im Rahmen einer Fortbildungsveranstaltung auf die Studie und ihre Inhalte vorbereitet. Ziel der Fortbildung war es, anwendungsbezogene, geometrische Problemstellungen aus dem Fachgebiet der mathematischen Optimierung kennenzulernen und verschiedene Möglichkeiten der Einbettung dieser Themen in den Mathematikunterricht zu diskutieren. Ein neues Konzept zur Förderung von Modellierungskompetenzen wurde vorgestellt und im Unterricht erprobt und evaluiert. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass durch das Einbinden des neuen Konzepts in den Unterricht ein signifikanter Anstieg in der Modellierungskompetenz der Schülerinnen und Schüler unabhängig von Geschlecht und Thematik verzeichnet werden konnte.

Kooperationspartner: FB Mathematik (Jana Kreckler), Burggymnasium Kaiserslautern, IGS Otterberg, Maria-Ward-Schule Landau

 

Forschungswerkstatt Schulentwicklung. Schülerinnen erforschen und gestalten (ihre) Schule

 

Ziel des Projekts ist der Aufbau einer "Forschungswerkstatt", in der Schülerinnen in Forschergruppen die eigene schulische Praxis erforschen und so einen Beitrag zur demokratischen Schulentwicklung geben, indem sie nicht nur in verschiedenen Gremien an Entscheidungen beteiligt werden, sondern durch aktive Erhebungen im Feld zu Mit-Gestaltern der eigenen Schule werden. Geschaffen wird ein Rahmen, der Erforschung und Gestaltung als Teil sozialwissenschaftlichen Handelns für Schülerinnen erlebbar macht und durch das forschende Handeln weitreichende Lernerfolge erreichen. Schülerinnen nähern sich eigenständig Forschungsfragen, bearbeiten diese unter der Begleitung von Studierenden der Bildungswissenschaft empirisch und stellen sie auf einer Schülertagung vor. Studierende fungieren als Lernbegleiter auf Augenhöhe und als "Vorbild" für mögliche Orientierungen hinsichtlich der Studienwahl.

Kooperationspartner: Bildungswissenschaften (Jun.-Prof. Dr. Mandy Rohs) und Maria-Ward-Schule Landau

 

 

Lernen durch Lehren Hoch Zwei

In enger Zusammenarbeit mit den abgebenden Grundschulen Otterberg und Otterbach werden regelmäßig Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 3 der Grundschule und der Jahrgangsstufe 5 der weiterführenden Schule zusammen unterrichtet. Durch die Bildung altersheterogener Lerngruppen wird das Lehrkonzept „ Lernen durch Lehren“ in der Praxis umgesetzt. Studierende der Fachdidaktik Chemie setzen das Lehrkonzept „Lernen durch Lehren“ gleich zweifach um. Sie initiieren, begleiten und erforschen ihre eigenen Lehrprozesse  und aber auch die Lernprozesse der Schülerinnen und Schüler. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei auf der Entwicklung, Erprobung und Evaluation von Unterrichtsmaterialien sowie auf der Untersuchung des Lehrkonzeptes „Lernen durch Lehren“ hinsichtlich seiner Wirksamkeit auf die Förderung von Lehrkompetenzen. Hier ergibt sich auch immer wieder die Möglichkeit der Anbindung studentischer Abschlussarbeiten zum einen für evaluative Maßnahmen und zum anderen zur Bearbeitung spezifischer Forschungsfragen.

Kooperationspartner: Fachdidaktik Chemie (Apl.-Prof. Dr. Gabriele Hornung) und Bettina von Arnim Integrierte Gesamtschule Otterberg

 

SCOOL (Science in cooperative open learning)

SCOOL ist ein Angebot für Schülerinnen und Schüler, die den Übergang in die Oberstufe planen und ein naturwissenschaftliches Fach, sei es Biologie, Physik oder Chemie, belegen wollen. Projektschwerpunkt ist das Hinführen zu wissenschaftlichem Arbeiten und die Anleitung zu selbstständigem Arbeiten. Neben der Vertiefung von experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten steht die Entwicklung von Sozialkompetenz im Fokus. SCOOL bietet Studierenden die Möglichkeit ihre Unterrichtsmaterialien in der Praxis zu erproben und zu evaluieren. Sie erhalten von Dozenten, Schülerinnen und Schülern ein direktes Feedback für ihre Studienleistung.

Kooperationspartner: Fachdidaktik Chemie (Apl.-Prof. Dr. Gabriele Hornung) und Bettina von Arnim Integrierte Gesamtschule Otterberg

 

Lehr-Lern-Labor im Kontext. Sind Bakterien noch zu retten? Gentherapie für E. coli.

Im Rahmen des Projekts erhalten Studierende des Master of Education in Biologie die Möglichkeit, in diesem Semester einen zweistündigen Realunterricht durchzuführen. Sie werden als 2er-Gruppe eine Doppelstunde planen und durchführen.

Kooperationspartner: AG Fachdidaktik Biologie (Roman Köhl), Bettina von Arnim Integrierte Gesamtschule Otterberg 

 

Lehr-Lern-Labor im Kontext. Auch Licht kann stressig sein.

Im Rahmen des Projekts erhalten Studierende des Master of Education in Biologie die Möglichkeit, in diesem Semester einen zweistündigen Realunterricht durchzuführen. Sie werden als 2er-Gruppe eine Doppelstunde planen und durchführen.

Kooperationspartner: AG Fachdidaktik Biologie (Esther Sternheim), Bettina von Arnim Integrierte Gesamtschule Otterberg

 

Lehr-Lern-Labor im Kontext. Was man vom Vergessen lernen kann – Einblicke in die Funktionsweise des Gehirns anhand der Erforschung der Alzheimer-Demenz.

Im Rahmen des Projekts erhalten Studierende des Master of Education in Biologie die Möglichkeit, eine Unterrichtsreihe mit zweistündigen Realunterrichtseinheiten zu planen und durchzuführen, zu reflektieren und weiterzuentwickeln. Schülerinnen und Schüler erhalten praktische Einblicke in ein naturwissenschaftliches Studium durch das Kennenlernen von fachgemäßen Arbeitsweisen.

Kooperationspartner: AG Fachdidaktik Biologie (Esther Sternheim), Burggymnasium Kaiserslautern

 

Bautechnisches Praktikum

Kooperationspartner: FB Bauingenieurwesen (Robert Adams) und BBS I Kaiserslautern