In unserem Schulinternen Curriculum Physik ist in Klasse 7 vorgesehen, das Unterrichtsvorhaben „elektrifiziertes Zimmermodell“ durchzuführen wie es auch in einer Handhabung „Physik im Kontext“ auf dem Hamburger Bildungsserver zu finden ist und an anderen Schulen durchgeführt wird. Die Schüler_innen planen und bauen also in den nächsten Wochen die Installationstechnik für einen Schuhkarton. Continue reading »
Ich lese gerade, gegen Ende meiner Zeit in Ecuador das Buch „Kinder auf dem Wege zur Physik“ von Martin Wagenschein. Viele Darstellungen im Buch, vor allem die woertlichen Zitate von Kindern, haben mich nachdenklich gemacht. Vor allem der Umgang im Gespraech mit kindlichen Erklaerungen, der nicht verprellt, sondern ermutigt, erscheint mir eine grosse Herausforderung des naturwissenschaftlichen Unterrichtes. Dafuer muss ich mich erst einmal in die kindliche Welt (zurueck) hineindenken und von der Sache her denken. Continue reading »
Unter anderem, um die Biologie in der Oberstufe (IB) zu unterstützen, setze ich in meinen Physikstunden als deutschsprachigen Fachunterricht in den nächsten Stunden einen Schwerpunkt auf das interpretieren von Diagrammen.
Als interessantes Beispiel, das zum Thema Energie und Energieträger passt, habe ich eine Grafik der Bundeszentrale für politische Bildung zu „Energiemix EU-USA-China“ als Grundlage ausgewählt. Meinen Schüler/innen sollen bei der Beschäftigung mit der Grafik vor allem lernen, typische Formulierungen und Beschreibungen schriftlich und mündlich zu verwenden. Hierzu habe ich auch ein Arbeitsblatt mit zwei Aufgabenformaten vorbereitet, zum einen soll die Darstellungsform gewechselt werden, um sich intensiver mit dem Inhalt der Grafik zu beschäftigen, zum anderen Textpassagen ergänzt werden, um eine erste Interpretation eines Diagrammes zu entlasten und vorzustrukturieren.
Im Anschluss werde ich weitere Grafiken freier interpretieren und beschreiben lassen, beispielsweise im Vergleich Ecuador – Deutschland. Hier mein Arbeitsblatt zur Grafik:
Hier in Ecuador ist vor wenigen Tagen das größte Erdbeben seit etwa 40 Jahren ausgebrochen, Hunderte von Menschen sind gestorben und viele sterben noch jeden Tag, Tausende sind obdachlos und Viele auch in den nicht betroffenen Gebieten, wie Cuenca wo ich wohne und lebe zum Glück sehr engagiert und solidarisch dabei, Hilfe zu leisten.
Aus diesem Anlass habe ich gestern für meinen Physik-Unterricht Arbeitsmaterialien zum Thema „Erdbeben und Energie“ erstellt, um die physikalische Seite des Themas zu besprechen. Das passt inhaltlich ohnehin gerade ganz gut, da wir das Thema Energie haben und ich gerade einen Umschwenk hin zur Mechanik geplant hatte. Zunächst haben wir uns mit der Richter-Skala beschäftigt, die auch mathematisch sehr interessant ist, weil sie logarithmisch aufgebaut ist, d.h. eine der zahlreichen Anwendungen nicht linearen Wachstums, die vielen Schüler/innen schwer vorstellbar ist, weil sie in der Schule ständig mit vereinfachten, linearen Modellen konfrontiert werden.
Als zweiten Aspekt habe ich ein bisschen Kunst mit Geographie verbunden, indem ich die tektonischen Platten anhand eines Tafelbildes in eine Weltkarte eintragen liess. Aus Zeitgründen aber auch zur Einprägung von deutschsprachigen Fachbegriffen im Kontext habe ich einen Infotext erstellt, mit dessen Hilfe ein Lückentext auszufüllen war.
Gesamtpakte zwei Schulstunden, weiter geht es mit Energieberechnung und quantitativen Betrachtungen zum Thema Energie.
Die Arbeitsmaterialien:
Tafelbild (Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tectonic_plates_de.png Lizenz: public domain)
Das Centrosur ist das Energieversorgunsunternehmen der Region südliches Ecuador und sitzt bei uns hier in Cuenca.
Auf dem Dach des Bürogebäudes befinden sich 112 Solar-Panele, die jeweils bis zu 250 W elektrische Energie erzeugen. Unsere Schülerinnen und Schüler aus dem Modul „participacion estudiantil“ der 10.Klasse, die sich seit einigen Monaten schwerpunktmäßig mit Photovoltaik beschäftigen konnten gestern bei einer Exkursion zum Centrosur eine große Solaranlage in Betrieb betrachten und sich auch über die einzelnen notwendigen Steuerungselemente, die zwischen Solar-Panelen und Einspeisung ins öffentliche Netz geschaltet sind informieren. Ein Ingenieur der Firma betreute uns und beantwortete verschiedene Fragen zu Stromerzeugung, Distribution und Kosten-Nutzen-Rechnungen in Bezug auf Solaranlagen. Abschliessend erläuterte er vor einer Substation (Umspann-Anlage), wie die Umspannung von Transport- auf Nutzspannung stattfindet. Es gab auch einige Fragen zu einem aktuell wichtigen Thema des Landes, nämlich der Einführung von Induktionsküchen. Diese sollen die Nutzung von Erdgas verringern, das noch bis Ende dieses Jahres vom Staat subventioniert wird und danach nicht mehr. Dies wird zu einer enormen Erhöhung des Stromverbrauches in Ecuador führen. In Planung sind vor allem große Staudammprojekte im Land, was umstritten ist. Die Nutzung von Photovoltaik und auch von Windkraftanlagen ist in Ecuador kaum ausgebaut, Wasserkraftwerke sind dominierend.
Hier ein Bericht mit ein paar Fotos auf der Facebook-Seite der Firma.
Und hier ein paar Fotos von unserer Exkursion. Leider war das Wetter gestern nicht so toll.
Blick auf einige der Panele und die Umspannstation
Der Fachmann erläutert den Wechselrichter, der notwendig ist, um die Gleichspannung ins Wechselspannungsnetz einzuspeisen.
Der Prozess wird gesteuert und über das Netzwerk werden aktuelle Daten eingelesen.
Transformatoren im Umspannwerk.
Leider war das Wetter auch hier immer noch mäßig geeignet, viele Fragen zu stellen.
Wie im letzten Artikel angekündigt habe ich einmal ausprobiert, wie es ist aus seinem Leben im Physik-Unterricht zu erzählen. An der Schnittstelle zwischen dem bisherigen Themengebiet Elektrotechnik und Energie und dem neuen Themengebiet Mechanik in der neunten Klasse und kurz nach dem Betriebspraktikum meiner Schülerinnen und Schüler habe ich in etwa einer halben Stunde meine Zeit in der Ausbildung zum Mechatroniker beim DESY in Hamburg dargestellt. Continue reading »
Nachdem wir „Neuen“ im Bereich DaF/DFU (Deutsch als Fremdsprache / Deutschsprachiger Fachunterricht) bereits im November eine allgemeine zentrale Fortbildung an der Deutschen Schule Quito hatten, bin ich vor einigen Tagen mit unserer Physik-Fachschaft aus Cuenca zu zweit zu einem intensiven Arbeitstreffen mit der Fachschaft in Quito gewesen. Neben Unterrichtsbesuchen und Diskussionen über formalen Planungen wurde auch Material ausgestauscht und über gemeinsame Baustellen gesprochen. Continue reading »
Das neue Jahr hat begonnen, das Schulhalbjahr endet nun zum Februar und seit der Exkursion im November hat sich Vieles getan. Zum Einen sind die 10.Klassen von ihrem zweimonatigen Austausch nach Deutschland zurück und damit unterrichte ich wieder mehr Mathe. Zum Anderen ist für diesen Jahrgang national verpflichtend in Ecuador eine „participacion estudiantil“ also eine Art zusätzlicher, praxisorientierter AG, so dass meine SuS nun auch Sonnabend zur Schule müssen – und ich auch. Ich arbeite in einem Projekt mit, das sich mit Solarenergie beschäftigt. Außerdem sind wir in Physik DFU in den neunten Klassen gerade dabei, einen Monat Projektarbeit zu beenden.
Nach zeitaufwändiger Organisation und Überprüfung, ob es möglich und sinnvoll sei, habe ich nun in meinen drei Physik-Kursen der 9.Klassen jeweils eine tagsfüllende Exkursion von Cuenca zu den beiden Wasserkraftwerken Mazar und Molino unternommen. Betrieben werden die beiden Kraftwerke sowie die gesamte Energieversorgung des Landes von der staatlichen Firma CELEC, die uns über einen Kontakt an der Schule eine formale Erlaubnis für die Besuche ausstellte. Mit 120 Hm3 Stausee-Volumen und einer Leistung von 1075 MW ist das zwischen 1976 bis 1991 erbaute Kraftwerk Molino das größte Kraftwerk des Landes Ecuador.
Der Staudamm des KW Molino am Rio Paute
Der Maschinenraum des KW Molino
In der 9.Klasse unterrichte ich zur Zeit drei Klassen parallel in Physik. Nach dem Curriculum der Schule ist Leitidee der Jahrgangsstufe „Vernetzung verschiedener physikalischer Bereiche unter dem zentralen Begriff der Energie„, wobei wir uns in einem Übergangsstadium befinden, so dass ich erst einmal Grundlagen der Elektrotechnik einleitend behandle. Ich unterrichte auf Deutsch, meine Kolleginnen und Kollegen in den anderen Jahrgangsstufen auf Spanisch. In meinen Vorbereitungen habe ich mich mit meinem DFU-Unterricht bereits auf sprachliche Besonderheiten vorbereitet, indem ich zunächst Fragestellungen auf Deutsch und Spanisch schriftlich vorstellen wollte. Dies führte dazu, das nur das Spanischsprachige beachtet wurde, somit habe ich die zweisprachige Schriftlichkeit schnell wieder verworfen. Die Klärung organisatorischer Angelegenheiten mit meinen ersten Folien (siehe unten) war hier eine Ausnahme. Sehr bewährt hat sich das laute Vorlesen von Fragen- und Aufgabenstellungen, auch wenn der Unterricht dadurch fachlich sehr langsam wird.
Bereits nach den ersten zwei Stunden in zwei verschiedenen Klassen habe ich festgestellt, dass es auch gar nicht so einfach ist, wenn von der Lehrperson gesagt wird „zur Not auch auf Spanisch“ Antworten geben zu können, denn ab da lief Alles nur noch auf Spanisch. Ich muss mich zwingen, beim Deutsch zu bleiben und habe mir vorgenommen nur noch Einzelnen in Ausnahmefällen spanische Zusatzerläuterungen zu geben, um die eigene Anstrengung der SuS notwendig zu machen. Sinnvoll scheint mir dagegen bisher, Übersetzungen für Fachbegriffe wie „technische Angabe“ oder „Spannung“ im Unterrichtsgespräch zu klären, auch die Wortlisten haben sich bewährt. Sprachlich schwächeren SuS kann mit diesen Listen auch deutlich gemacht werden, welche die wichtigsten Vokabeln für den Fachunterricht sind. Muttersprachlich Deutsche SuS habe ich keine in meinen Physikkursen. Ich werde allerdings nicht durchgängig deutschsprachige Unterlagen verwenden, allein schon, weil wir Experimentierkästen von phywe mit passenden Arbeitsblättern auf Spanisch haben. Dies sehe ich aber auch nicht als Widerspruch, da damit vereinzelt sprachliche Entlastung zugunsten der Fachinhalte mit wenig Unterrichtsvorbereitungszeit möglich ist.
Die erste Unterrichtsstunde stand unter der Leitfrage „Wo habe ich im Alltag mit Elektrizität zu tun?“
Ich teilte verschiedene Elektrogeräte aus und liess technische Angaben sammeln. Ein Lernziel war, eine forschende Grundhaltung zu fördern und das Unterrichtsthema im Lebensalltag zu verankern und nebenbei erste Begriffe und Einheiten anzuschneiden. Dies war diagnostisch interessant, weil einige SuS überhaupt keine Vorstellung davon hatten, dass ein Föhn oder ein Bügeleisen technische Angaben hat und die Relevanz der einzelnen Daten nur vereinzelt klar war. So sammelte ich an der Tafel auch Firmennamen, Typenbezeichnungen und vieles mehr, was ich nicht intendiert hatte. Ich wollte die SuS Beiträge aber auch nicht entwerten, da sie sich ja an der Aufgabenstellung orientiert hatten. Zur Systematisierung und Klärung der wesentlichen technischen Angaben und ihrer Bezeichnung kam ich beim dritten Durchgang, den ich stärker lenkte.
Um eine erste Orientierung zu geben, was Stromstärke, Leistung und Spannung beinhalten, habe ich in der zweiten Unterrichtsstunde ein Arbeitsblatt bearbeiten lassen, auf dem technische Angaben mit ihren Bedeutungen verbunden werden sollten. Zusätzlich sollten die zentralen Begriffe unterstrichen werden und alle Lösungen wurden laut vorgelesen. Im zweiten Teil der Stunde bin ich mit einem Tafelbild auf den Stromkreis eingegangen und das nur Strom fliesst, wenn der Kreislauf geschlossen ist.
Die dritte Unterrichtsstunde habe ich erst mit einer Lerngruppe durchgeführt, die anderen beiden kommen nächste Woche. Hier habe ich ein erstes einfaches Experiment in Tischgruppen durchführen lassen zum einfachen Stromkreis mit Lampe und Schalter, um abschliessend im Tafelbild zu festigen, dass die Position der Lampe und des Schalters im Stromkreis nicht entscheidend ist, ob Strom fliesst oder nicht. Phywe stellt in den Experimentierkästen Steckbretter zur Verfügung. Die praktische Arbeit wurde sehr positiv aufgenommen und das Leuchten der Lampe bei richtigem Schaltungsaufbau gab zügig Rückmeldung zu den gestellten Aufgaben. Ich werde hierauf aufbauend Leiter und Nichtleiter sowie verzweigte Stromkreise und die Messungen von elektrischen Größen unterrichten, bevor ich in eine Projektzeit einsteige mit Modellbau in Gruppen. Ob wir dazu kommen, die Projektarbeit mit einem Blog zu dokumentieren, wird sich noch zeigen.
Meine Unterlagen zu den ersten Stunden:
00-Phy9-intro-folien.odp / 00-Phy9-intro-folien.pdf
02-Alltag-u-Geraete.odp / 02-Alltag-u-Geraete.pdf
01AB-Alltag-und-Geräte.odt / 01AB-Alltag-und-Geräte.pdf
02AB-technische-Angaben.odt / 02AB-technische-Angaben.pdf
03-Stromkreis.odp / 03-Stromkreis.pdfI teach physics in the 9th grade in 3 parallel courses and teach energy and electro-technics. All courses are mainly in german, expect some materials in spanish and therefor for all kids in a foreign language. I plan to work in projects but still work with working-sheets and experiments for the basics. One focus is on learning the correct technical terms in german as it will help them with the IB-programm in biology, which is teached and proofed in german.
