350³ - Ein Projekt zu Energieeffizienz und Klimaschutz (Kl. 7-8)

Die Lehreinheit sollte (im deutschen Schulsystem) möglichst in Klassenstufe 8 durchgeführt werden, denn in dieser Klassenstufe werden grundlegende Bezugsgrößen im Unterricht vermittelt (z.B. Physik – Wärme als Energieform, Chemie und Biologie – Kohlendioxid).

Inhalt mit theoretischem Hintergrund

In dieser Lehreinheit setzen sich die Teilnehmer mit der Wärmedämmung von Gebäuden auseinander. Sie lernen die grundlegenden Formen der Wärmeübertragung sowie Dämmstoffe, welche die Wärmeübertragung behindern sollen, kennen. Sie bauen selber Häuser mit Wärmedämmung (als stark vereinfachte Modelle, in Gruppenarbeit) und ermitteln in einem Experiment, welches ihrer Häuser am besten gedämmt ist. Sie erfahren, welche Bedeutung die Wärmedämmung für den Klimaschutz hat, und sie überlegen gemeinsam, mit welchen weiteren Aktivitäten sie zum Klimaschutz beitragen können.

Die Beheizung von Gebäuden ist einer der wichtigen Bereiche, für den wir Europäer Energie verbrauchen, mit dem wir Kohlendioxid freisetzten und damit zum Treibhauseffekt beitragen. Sie ist zudem ein Bereich, der die Schüler sowohl in ihrerm Schulalltag (Schulgebäude) als auch in ihrem Privatleben (Wohnung bzw. Haus der Eltern) berührt.

Technologien, mit denen energieeffiziente Gebäude neu gebaut bzw. durch Altbausanierung hergestellt werden können, sind entwickelt. Mit Hilfe von Wärmedämmung, Brennwertheizungen oder Wärmepumpen kann der Heizenergiebedarf von Gebäuden drastisch reduziert werden. Diese Technologien sind jedoch noch längst nicht so weit verbreitet, wie das angesichts steigender Energiepreise und einer noch immer steigenden CO₂-Konzentration in der Atmosphäre notwendig wäre.

In der weltweiten umweltpolitischen Diskussion der vergangenen Jahre hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass ein vom Menschen verursachter Klimawandel bereits nachweisbar ist und dass dessen ungebremstes Fortschreiten unsere Zivilisation bzw. deren natürliche Lebensgrundlagen bedroht. Ein grundlegendes Ziel des Klimaschutzes ist es, den Klimawandel auf 2°C (Erwärmung der Erdatmosphäre gegenüber der Zeit vor der Industrialisierung) zu begrenzen. Dafür müssen auch der Ausstoß an “Treibhausgasen” sowie deren Konzentration in der Atmosphäre begrenzt werden.

Die US-amerikanische Initiative www.350.org geht davon aus, dass die Konzentration des wichtigsten vom Menschen freigesetzten Treibhausgases – des Kohlendioxids – in der Atmosphäre zu keinem Zeitpunkt 350 ppm überschreiten sollte. Die Initiative will dieses umweltpolitische Ziel mit fantasievollen Mitteln weltweit ins öffentliche Bewusstsein rücken.

Ziele

Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen bzw. in einen logischen Zusammenhang bringen,

dass warme Körper sich in einer kühleren Umgebung abkühlen,
dass dem entsprechend ein warmes Gebäude sich in einer kühleren Umgebung abkühlt,
wie der Temperatur-(Energie-)Verlust durch eine gute Wärmedämmung deutlich verringert werden kann,
dass wir normalerweise den Temperatur-(Energie-)Verlust durch Heizen kompensieren,
dass wir für die Gebäudeheizung derzeit noch überwiegend wertvolle und teure fossile Energieträger verbrauchen und damit Kohlendioxid freisetzen,
dass die massenhafte Freisetzung von Kohlendioxid zur Erwärmung der Erdatmosphäre beiträgt,
dass eine deutliche Erwärmung der Erdatmosphäre unsere unsere Zivilisation bzw. unsere natürlichen Lebensgrundlagen bedroht,
dass der Temperaturanstieg auf 2°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau begrenzt werden soll und dass dazu die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre auf maximal 350 ppm begrenzt werden muss,
dass dazu viele Aktivitäten in allen Teilen der Erde notwendig sind und dass die Verringerung des Heizenergieverbrauchs in der Schule bzw. im Haushalt eine wichtige Aktivität ist,
wie Umweltaspekte fantasievoll kommuniziert werden können.

Fachbezug

(basierend auf den Rahmenplänen des Landes M-V)

Physik (Gym, IGS; RS u. HS ist ähnlich)
Kl. 7: Verhalten der Körper bei Erwärmung – Wärmequellen, Wärmeübertragung durch Leitung, Strömung und Strahlung, Nutzung und Verminderung von Wärme- Strahlung (Hinweis: Der Begriff Wärme kann hier nur im umgangssprachlichen Sinn verwendet werden), Physikalische Größe Temperatur.
Kl. 8: Energie und ihre rationelle Nutzung – Energiebegriff, Einheit der Energie, Zusammenhang zwischen Arbeit Energie, Physikalische Größe Leistung, Änderung der inneren Energie eines Körpers durch Wärmeabgabe bzw. Wärmeaufnahme, absolute Temperatur; einen Energiestrom darstellen, Grundgleichung der Wärmelehre: Q = c ·m · dT, Bedeutung der großen spezifischen Wärmekapazität des Wassers.
Biologie (Gym, IGS) Kl. 7/8: Kohlendioxid, Atmung, Photosynthese
Biologie (Gym, IGS) Kl. 9/10: Ökologie – biotische und abiotische Umweltfaktoren, Abhängigkeit der Lebewesen von diesen Faktoren; Stoffkreislauf und Energiefluss – Kohlenstoffkreislauf; Mensch und Umwelt
Biologie (RS, HS, IGS) 8/9:
Mögliche Projekte der Fächer übergreifende Unterrichtsabschnitte – Dem Treibhauseffekt auf der Spur; Unsere Schule im Check (Schulhofgestaltung, Entwicklung eines Umweltkonzeptes)
Organismen und Ökosysteme – Stoffkreislauf im Ökosystem, Einwirkung des Menschen auf Ökosysteme, Umweltprobleme
Chemie (Gym, IGS): Anregungen für Projekte und Exkursionen – Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas
Kl. 8: Einige Nichtmetalle und Nichtmetalloxide – Verbrennen von Kohle zur Energiegewinnung, Kohlenstoff: Vorkommen, Eigenschaften, Kohlenstoffdioxid: Vorkommen, Bildung, Eigenschaften und Verwendung, Nachweis
Kl. 10: Redoxreaktionen
Chemie (RS, HS, IGS): Anregungen für Projekte und Exkursionen – Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas
Kl. 7/8: Sauerstoff als Bestandteil der Luft – Luftverunreinigung, Luftreinhaltung; Oxydation und Reduktion – Beispiele für feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe, Untersuchung der Verbrennungsprodukte, Energieumwandlung
AWT (Gym) Kl. 7-10 – Schwerpunkt Technik im Wahlpflichtunterricht: Umwelttechnik
AWT (RS, HS, IGS) Kl. 8: Bauen und Wohnen – Versorgungs- und Entsorgungssysteme eines Hauses, Erfassen und Werten ökologischer Probleme des Wasser- und Energieverbrauchs, Recherchieren von Informationen zu Umweltbelastungen.
Geographie (Gym, IGS) Kl. 9: Die Geosphäre Nutzung, Gefährdung und Schutz – Wetter und Klima
Geographie (RS, HS, IGS) Kl. 10: Die Geosphäre Nutzung, Gefährdung und Schutz – Wetter und Klima
Fächerverbindender/fachübergreifender Wahlpflichtkurs System Erde (Gym) Kl. 9/10: (integriert Biologie, Chemie, Geographie, Physik, Sozialkunde): Modul 7 Klimaveränderungen und Gesundheit
Katholische Religion (RS, HS, IGS, Gym) Kl. 7/8: Vorschläge zur fachübergreifenden Arbeit - verantwortlicher Umgang mit der Schöpfung als Aufgabe
Naturwissenschaften (IGS) Kl. 7: Projekte – Energiekonzept für unsere Schule (in Kooperation mit AWT, Physik, Mathematik)

Vorbereitungs- und Durchführungsaufwand

III (hoch)

Zeitbedarf

1-2 Projekttage, ggf. auch 6-8 Unterrichtsstunden

Voraussetzungen und Vorbereitung

Die Lehreinheit kann im Schulalltag durchgeführt werden, wenn drei bis vier Doppelstunden zur Verfügung stehen, die Schüler als Hausaufgabe zur zweiten Doppelstunde Bastelmaterial beschaffen und wenn am Morgen nach der zweiten Doppelstunde die Temperaturmessung ausgeführt wird.

Die Lehreinheit kann in einem außerschulischen Lernort stattfinden. Sie kann hier an einem Projekttag durchgeführt werden, wenn Bastelmaterial zur Verfügung gestellt wird. Wenn die Schüler selber Bastelmaterial beschaffen sollen, sind anderthalb bis zwei Projekttage erforderlich. Dann könnte auch der Aktionsaspekt weiter ausgebaut werden.

Die benötigten Materialien sind im Dokument 350.pdf aufgeführt.

Durchführung

Alle Arbeitsmaterialien und Anleitungen zur Durchführung stellen wir Ihnen hier als PDF-Dokumente zur Verfügung, damit Sie diese rationell ausdrucken und nutzen können.

Hier finden Sie den "Fahrplan" durch das Projekt: 350.pdf (125 kB)

Abschnitt	Zeitbedarf	Materialien
Wärmeübertragung und Wärmedämmung: Wärmeparcours mit Stationenbetrieb, anschließende Auswertung	2 Stunden	Lehrerinformationen 350_02 (PDF, 100 kB) Arbeitsbogen für Schüler 350_03 (PDF, 140 kB) PPT-Folien 350_04 (PDF, 40 kB) Checkliste Materialbeschaffung 350_05 (PDF, 90 kB)
Energiesparhaus: Bau der Häuser, Beginn des Wettbewerbs	2-3 Stunden	Lehrerinformationen 350_06 (PDF, 90 kB) Arbeitsbogen für Schüler 350_07 (PDF, 50 kB)
Abschluss: Auswertung des Experiments, Schlussfolgerungen und Öffentlichkeitsarbeit	2-3 Stunden	Hintergrundinformationen für Lehrer 350_01 (PDF, 200 kB) Anleitung für Treibhaus-Demo-Experiment 350_08 (PDF, 90 kB) PPT-Folien 350_09 PDF, (25 kB) Arbeitsbogen für Schüler 350_10 (PDF, 75 kB)

Erfahrungen und Ergebnisse

Das Projekt wurde im Sommer 2009 praktisch erprobt.

Der Test wurde am 22.6.2009 durchgeführt von Gabriele Dieske, Bildungsmobil Energie&Umwelt, im Gymnasium Gützkow. Teilnehmer: 8. Kl, 13 Schüler, 1 Lehrerin. Für die Projektdurchführung ist so eine kleine Gruppe ideal.

Es wurden 5 Arbeitsgruppen gebildet.

Die Gruppe war optimal vorbereitet, die physikalischen Grundlagen waren bereits behandelt worden, sie mussten hier nur wieder aufgerufen und in den umweltpolitischen Zusammenhang gebracht werden.

Es standen 6 h zur Verfügung, sie haben nicht ausgereicht. Die Lehrerin hat daher die Projekteinheit anschließend im Unterricht noch nachbereitet. Ein Zeitumfang von 8 h ist realistischer.

Die Schüler haben sehr gut mitgemacht. Sie wollten ihre Häuser gerne gestalten/bemalen; dafür sollte mehr Zeit eingeplant werden, um den Elan nicht abzubremsen. Die Häuser wurden anschließend in der Schul-Vitrine ausgestellt. Weil die Schüler vom Basteln so begeistert waren, hat die Klasse anschließend mit ihrer Lehrerin aus den restlichen Kartonagen + Dämmstoffen noch Kochkisten gebastelt.

Die Lehrerin würde das Projekt wieder buchen.

Die Erfahrungen wurden in die Arbeitsmaterialien (siehe oben) eingearbeitet.

Bau von Energiesparhäusern (links) und Arbeit mit der Website www.350.org/ (rechts)

Spezielle Tipps

...sind in den o.g. PDF-Dokumenten reichlich enthalten.

Literatur und Kontakte

Eine Anleitung zur Untersuchung der schulischen Energiewirtschaft enthält die Broschüre Klimadetektive in der Schule (Tilman Langner / Umweltbüro Nord e. V., 2. Auflage Stralsund 2011, ISBN: 978-3-00-028955-2).

Bitte nutzen Sie auch folgende Informationen auf diesem Server:

Diese Unterrichtseinheit wurde erarbeitet von Tilman Langner / Umweltbüro Nord e.V., www.umweltschulen.de/ im Rahmen des Projekts INSPIRE, www.inspire-project.eu/, 2008/2009.

zurück zur Hauptseite Energie zurück zur Hauptseite Klimadetektive