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In dieser Sequenz sollen die Schülerinnen und Schüler das Konzept „Energie = gespeichertes Arbeitsvermögen“ mit Hilfe von Experimenten konkret anwenden und festigen können. Sie sollen sich dabei mit verschiedenen Energieformen bzw. Energielieferanten auseinandersetzen, die Weitergabe von Energie (Energietransfer) durch Arbeit kennenlernen sowie Gedanken über deren Bedeutung für den Menschen und das Leben auf der Erde machen.
Anhang Beispiele Energiequellen (Lehrpersonen)
Der Zeitaufwand für diese Teilsequenz ist zehn Lektionen.
Die Lehrperson startet mit den zwei Fragen: „Wo und in welcher Form kann sich das Arbeitsvermögen verstecken?“, „Wie nennt man diese Formen von gespeichertem Arbeitsformen?“ und fordert die SuS auf auch einige Gegenstände/Beispiele, die dies verdeutlichen zu nennen.
Zusatzinformationen (Lehrpersonen)
Einzelarbeit: Die SuS notieren in ihrem Lernjournal ihre Antworten mit den zugehörigen Beispielen.
Austausch im Plenum
Die Lehrperson lässt die SuS ihre Ergebnisse vorstellen und moderiert die Diskussion. Gemeinsam wird das Blatt S5_Uebersicht Energieformen Vorlage ausgefüllt.
a) Ein Auto mit Gummiantrieb aus vorgegeben Material konstruieren. Es sollen verschiedene Gummibänder zur Verfügung stehen und getestet werden, mit dem Ziel, einen optimalen Antrieb zu erhalten.
b) Die SuS bauen mit zusätzlich zur Verfügung gestelltem Material das Auto so um, dass es mit einem oder mehreren Luftballons angetrieben werden kann.
Präsentation der verschiedenen Modelle
Wettbewerb „Welches Auto fährt am weitesten oder am schnellsten?“
Diskussion und Vergleich der Lösungen, der vorkommenden Energieformen und Energieübertragungen.
Lernjournaleintrag:
„Welche Energieformen habe ich beim Auto mit Ballon- bzw. Gummiantrieb kennengelernt? Erkläre die Funktionsweise des Autos aus der Sicht der Energieübertragung! Wo und in welcher Form ist jeweils die Arbeit gespeichert? Wie erfolgt die Energieübergabe? Welche alternativen Energieformen für den Antrieb eines Autos kennst du noch? “
Die Lehrperson bespricht und klärt anhand einer grafischen Darstellung eines Wasserkraftwerks die Frage der Energieübertragung, d.h. wie der Strom in unsere Haushalte kommt.
a) Ein Wasserrad aus Styroporkugel und Löffeln und ein Wasserreservoir nach Anleitung konstruieren und damit experimentieren.
b) Wie kann mit dem zusätzlich zur Verfügung gestellten Material mit der Energie vom Wasserrad eine Last gehoben werden? Worauf kommt es an, wenn man viel Energie aus dem Wasserreservoir holen möchte?
c) Zwei kleine Elektromotoren nach Anleitung konstruieren und damit experimentieren. Woher stammt die Energie für die Drehung der Spule? Erkläre die Energieübertragungen!
Präsentation der verschiedenen Lösungen und Erkenntnisse.
Kleiner Wettbewerb: z.B. „Wer kann die Last am schnellsten heben?“
Diskussion und Vergleich der Lösungen, der vorkommenden Energieformen und Energieübertragungen (inkl. „Energieverluste“).
Die Lehrperson erklärt die Funktionsweise des Elektromotors (siehe Erklärung in S5_Anhang Beispiele Energiequellen)
Lernjournaleintrag:
Welche neuen Energieformen hast du kennengelernt? Erkläre die Funktionsweise des Wasserrads aus der Sicht der Energieübertragung und vergleiche die einzelnen Schritte der Energieübertragung mit denen vom Wasserkraftwerk!
Diskussion und Vergleich der Lösungen, der vorkommenden Energieformen und Energieübertragungen (inkl. „Energieverluste“).
Gruppenarbeit: Die SuS füllen als Abschluss dieser Sequenz die Tabelle im "Aufgabenblatt Energieformen Vorlage"
mit Hilfe ihrer im Lernjournal gemachten Notizen aus. Der Vergleich und die Diskussion der Lösungen im Aufgabenblatt erfolgen als Repetition im Einstieg zu S8.