Eine der wichtigsten Ressourcen unserer menschlichen Existenz ist unbestritten die Energie. Im Fokus der weltweiten Energieversorgung zeigt sich, dass der Bedarf an Energie stetig wächst, jedoch fossile Energieträger, wie Kohle und Öl, aber auch Uran, nicht unendlich verfügbar sind. Hinzu kommt noch der nicht unwesentliche Aspekt, dass durch Transformation von fossilen Energieträgern die Kohlenstoff-Emissionen immer weiter ansteigen. Daher erscheint es sinnvoll, wie auch notwendig, auf Alternativenergiequellen zurück zu greifen.
Hierbei bietet vor allem die Sonne das wohl größte nutzbare Potential für die Energiegewinnung. Expertenaussagen zufolge kann die Solartechnik als eine tragende Säule im zukünftigen Energiemix der regenerativen Energien (z. B. Wasserkraft, Biomasse, Wind) gesehen werden. Aufgrund der unumgänglich sich verändernden Energiegewinnungsmöglichkeiten ergibt sich die Notwendigkeit, das Thema „Alternative Energiequellen“ auch im Technikunterricht aufzugreifen, um Schülerinnen und Schüler für den Schutz und für die Erhaltung der natürlichen Umwelt zu sensibilisieren .
Auch innerhalb des Technikseminars beschäftigten wir uns, wenn auch zeitlich bedingt, kurzweilig mit dem Thema „Regenerative Energien“ am Beispiel der Solarenergie. Die vorliegende Arbeit ist primär aus den Überlegungen entstanden, sich einmal näher und intensiv mit diesem Teilgebiet der Technik zu beschäftigen.
Nach verschiedenen Denkanstößen und einer intensiven Recherche im Internet wie auch in der Literatur kam mir die Idee, ein Experimentierboard zu entwickeln, das den Ansprüchen eines handlungs- und problemorientierten Unterrichts entspricht, wodurch Schüler größtenteils eigenständig durch verschiedene technische Experimente elektrische Eigenschaften von Solarzellen erarbeiten. Durch den Anspruch an einen handlungs- und problemorientierenden Unterricht soll es den Schülern vor allem durch den methodischen Einsatz des technischen Experimentes ermöglicht werden, ein gemeinsames Handeln zu stärken, mehr Freude und Interesse zu entwickeln, um somit letztlich eine Trennung von Schule und Leben ein Stück weit aufzuheben.
Somit ergibt sich auch in Hinblick auf diese Arbeit die Frage, inwiefern sich Schüler mit Hilfe des Experimentierboards „EXPESOLA “ unter der Beachtung des handlungs- und problemorientierenden Unterrichts elektrische Eigenschaften der Solarzelle erarbeiten können.
Inhaltsverzeichnis
- EINLEITUNG
- I. VORÜBERLEGUNGEN
- 1. PROBLEMSTELLUNG
- 2. DAS UNTERRICHTSVERFAHREN „,TECHNISCHES EXPERIMENT“
- 2.1 Allgemeine Grundlagen
- 2.2 Arten von Experimenten
- 2. 3 Planung und Ablauf von Experimenten im Technikunterricht
- II. BESCHREIBUNG DES EXPERIMENTIERBOARDS „EXPESOLA“
- 1. ENTWICKLUNG UND BAU
- 2. FUNKTION
- III. PLANUNG DER UNTERRICHTSEINHEIT
- 1. ÜBERSICHT DER UNTERRICHTSEINHEIT
- 2. BESCHREIBUNG DER LERNGRUPPE
- 3. SACHANALYSE
- 3.1 Abhängigkeit der Leistung einer Solarzelle von der Beleuchtungsstärke
- 3.2 Abhängigkeit der Leistung einer Solarzelle vom Einfallwinkel der Lichtstrahlen
- 3.3 Reihen- Parallelschaltung von Solarzellen
- 3.4 Spannungs- und Stromstärkemessungen an der Solarzelle
- 4. DIDAKTISCHE ANALYSE
- IV. DURCHFÜHRUNG DER UNTERRICHTSEQUENZ
- 1. BEISPIELSTUNDE
- 1.1 Methodische Analyse
- 1.2 Geplanter Unterrichtsverlauf
- 1.3 Reflektion der 1. Unterrichtsstunde
- 2. BEISPIELSTUNDE
- 2.1 Methodische Analyse
- 2.2 Geplanter Unterrichtsverlauf
- 2.3 Reflektion der 2. Unterrichtsstunde
- 3. BEISPIELSTUNDE
- 3.1 Methodische Analyse
- 3.2 Geplanter Unterrichtsverlauf
- 3.3 Reflektion der 3. Unterrichtsstunde
- 4. BEISPIELSTUNDE
- 4.1 Methodische Analyse
- 4.2 Geplanter Unterrichtsverlauf
- 4.3 Reflektion der Unterrichtsstunde
- V. SCHLUSSBETRACHTUNG
- VI. VERZEICHNISSE
- 1. QUELLENVERZEICHNIS
- 2. ABBILDUNGSVERZEICHNIS
- VII. ANHANG
- ARBEITSBLÄTTER
- FOTODOKUMENTATION
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung einer Unterrichtseinheit zum Thema „Technische Experimente zur Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von Solarzellen“, die in einer Klasse 9 einer Hauptschule durchgeführt wurde. Ziel ist es, den Schülern durch selbstständiges Experimentieren ein tiefes Verständnis der Funktionsweise von Solarzellen zu vermitteln und gleichzeitig ihre Fähigkeiten im Bereich der Problemlösung und des wissenschaftlichen Arbeitens zu fördern.
- Handlungs- und problemorientierter Unterricht durch technische Experimente
- Entwicklung und Anwendung eines Experimentierboards („EXPESOLA“) zur Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von Solarzellen
- Didaktische Analyse und Planung einer Unterrichtseinheit zum Thema Solarzellen
- Dokumentation und Reflexion der durchgeführten Unterrichtsstunden
- Förderung von Kompetenzen im Bereich der Problemlösung, des wissenschaftlichen Arbeitens und der Zusammenarbeit
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in das Thema der Arbeit ein und erläutert die Bedeutung von alternativen Energiequellen, insbesondere der Solarenergie, im Kontext der globalen Energieversorgung. Anschließend wird das Konzept des technischen Experimentes im Unterricht vorgestellt und die Entwicklung des Experimentierboards „EXPESOLA“ beschrieben.
Das Kapitel I befasst sich mit den theoretischen Grundlagen des technischen Experimentes und den verschiedenen Arten von Experimenten im Technikunterricht. Die Planung und Durchführung von Experimenten werden ebenfalls diskutiert.
Kapitel II beschreibt das Experimentierboard „EXPESOLA“ im Detail, einschließlich seiner Entwicklung, seines Aufbaus und seiner Funktionsweise. Die Kapitel III und IV befassen sich mit der Planung und Durchführung der Unterrichtseinheit. Jede Unterrichtsstunde wird detailliert beschrieben, einschließlich der methodischen Analyse, des geplanten Unterrichtsverlaufs und einer umfassenden Reflexion.
Das Kapitel V fasst die wichtigsten Erkenntnisse und Erfahrungen der durchgeführten Unterrichtseinheit zusammen und bietet eine kritische Reflexion der Ergebnisse. Der Anhang enthält die Arbeitsblätter der Unterrichtseinheit sowie eine Fotodokumentation.
Schlüsselwörter
Die Arbeit konzentriert sich auf die Themenbereiche technische Experimente, Solarzellen, elektrische Eigenschaften, handlungs- und problemorientierter Unterricht, Unterrichtsplanung, Didaktik, Unterrichtsreflexion und das Experimentierboard „EXPESOLA“.
- Quote paper
- Daniel von Kirchner (Author), 2006, Technische Experimente zur Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von Solarzellen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/318925
