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Schulart
Mittelschule
Jahrgangsstufe
8
Altersstufe
Sekundarstufe I
Fach
Natur und Technik
Fachgruppe
MINT
Zeitdauer
4 UE
Hardware
PC/Laptop Smartphone Tablet
Software
ByCS-Lernplattform Cloudspeicher
Individuum
Möglichkeit der Selbststeuerung von Lernort, -Tempo und -Zeitpunkt
Weg und Ziel
Digitale Medien zur Dokumentation / Bearbeitung
Mittelschule | Natur und Technik M8 | 2.3 Energie und elektrische Leistung
  • Kompetenzerwartungen
    • unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und physikalischer Bedeutung des Begriffs Leistung und wenden einfache Formen der Mathematisierung an.
    • berechnen, bestimmen und vergleichen die jeweils benötigte elektrische Energie von Elektrogeräten, stellen einfache Kostenrechnungen an und entwickeln Möglichkeiten, um aktiv zum Energiesparen beizutragen.
  • Inhalte zu den Kompetenzen
    • Energiebegriff; Energieformen (z. B. chemische Energie, Wärmeenergie, Bewegungsenergie, Spannenergie, Lageenergie, elektrische Energie, Strahlungsenergie, Kernenergie); wichtige Einheiten: 1 Joule (J) = 1 Newtonmeter (Nm) = 1 Wattsekunde (Ws), abgeleitet: 1 kJ, 1 kWh; Prescott Joule
    • elektrische Leistung P = U • I; Einheit: 1 Voltampere (VA) = 1 Watt (W), abgeleitet: 1 mW, 1 kW, 1 MW, 1 GW; James Watt
    • Energiebedarf elektrischer Geräte; Möglichkeiten des Energiesparens (z. B. Umgang mit Stand-by-Geräten, energieeffiziente Technik)
Mittelschule | Natur und Technik R8 | 2.3 Energie und elektrische Leistung
  • Kompetenzerwartungen
    • unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und physikalischer Bedeutung des Begriffs Leistung und wenden einfache Formen der Mathematisierung an.
    • bestimmen und vergleichen die jeweils benötigte elektrische Energie von Elektrogeräten, stellen einfache Kostenrechnungen an und entwickeln Möglichkeiten, um aktiv zum Energiesparen beizutragen.
  • Inhalte zu den Kompetenzen
    • Energiebegriff; Energieformen (z. B. chemische Energie, Wärme­energie, Bewegungs­energie, Spann­energie, Lage­energie, elektrische Energie, Strahlungs­energie, Kernenergie); wichtige Einheiten: 1 Joule (J), abgeleitet: 1 kJ, 1 kWh; Prescott Joule
    • elektrische Leistung P = U • I; Einheit: 1 Watt (W), abgeleitet: 1 kW, 1 MW; James Watt
    • Energiebedarf elektrischer Geräte; Möglichkeiten des Energiesparens (z. B. Umgang mit Stand-by-Geräten, energieeffiziente Technik)
Mittelschule | Natur und Technik R8 | 1 Naturwissenschaftliches Arbeiten
  • Kompetenzerwartungen
    • stellen Hypothesen auf, planen dazu unter Anleitung einfache Untersuchungen, führen diese unter Beachtung von Umweltaspekten überwiegend angeleitet durch, dokumentieren ihre gewonnenen Erkenntnisse und wenden überwiegend angeleitet fachspezifische Formen zur Veranschaulichung und einfache Formen der Mathematisierung an.
    • interpretieren erhobene oder recherchierte Daten, prüfen sie angeleitet auf Relevanz und setzen diese zur Eingangshypothese in Beziehung.
    • verwenden Fachsprache, um naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachgerecht zu beschreiben und in angemessener sprachlicher Form weiterzugeben.
1.3.3 Grundlegende Kompetenzen im Handlungsfeld Haushaltsführung
1.3.4 Grundlegende Kompetenzen im Handlungsfeld Selbstbestimmtes Verbraucherverhalten
9 Ökonomische Verbraucherbildung
13 Technische Bildung
1.1 Medienangebote und Informatiksysteme (Hardware-, Software und/oder Netzwerkkomponenten) sach- und zielorientiert handhaben
2.3 Daten und Informationen analysieren, vergleichen, interpretieren und kritisch bewerten
4.3 Arbeitsergebnisse unter Einsatz adäquater Präsentationstechniken und medialer Werkzeuge sach- und adressatenbezogen darbieten

Wie viel kostet das Staubsaugen?

In dieser Digitalen Lernaufgabe berechnen die Schülerinnen und Schüler die Stromkosten, die beim Staubsaugen entstehen. Dabei setzen sie sich mit folgenden Fragen auseinander: Was versteht man unter der elektrischen Leistung (Watt)? Was versteht man unter der elektrischen Energie (kWh)? Wie berechnet man die Stromkosten? Der Kurs beinhaltet Lernvideos sowie interaktive Übungen zur Berechnung von Leistung, Energie und Stromkosten bei verschiedenen elektrischen Haushaltsgeräten.

Screenshot aus dem Kurs: Einstieg CC BY-SA 4.0 ISB
Screenshot aus dem Kurs: Lernlandkarte 1 CC BY-SA 4.0 ISB
Screenshot aus dem Kurs: Lernlandkarte 2 CC BY-SA 4.0 ISB
Screenshot aus dem Kurs: Lernlandkarte 3 CC BY-SA 4.0 ISB
Screenshot aus dem Kurs: Lernlandkarte 4 CC BY-SA 4.0 ISB
Screenshot aus dem Kurs: Beispielaufgaben CC BY-SA 4.0 ISB

Den Rahmen der Unterrichtseinheit bildet die Frage nach den Stromkosten für das Staubsaugen. Die Lernenden setzen sich hier zunächst über Schätzungen mit den Stromkosten auseinander.

Um die Stromkosten berechnen zu können, müssen sich die Schülerinnen und Schüler anschließend mit den physikalischen Größen der elektrische Leistung und der elektrischen Energie auseinandersetzen. Schließlich erfahren bzw. recherchieren die Lernenden mit Hilfe von Diagrammen den aktuellen Strompreis in Cent pro kWh Strom.

Die Schülerinnen und Schüler sollten schließlich die Anfangsfrage berechnen können. Dabei bekommen sie ein Gefühl für den Leistungsbegriff und den Stromverbrauch sowie die verursachten Stromkosten von elektrischen Geräten.

Die Digitale Lernaufgabe beinhaltet interaktive Aufgabenstellungen und die Möglichkeit der eigenverantwortlichen Erarbeitung dieser. H5P-Übungen und interaktive Lernvideos werden zur Sicherung des Lerngegenstands genutzt.

  1. Auseinandersetzung mit dem Thema: Was kostet das Staubsaugen?

  2. Erstellen von Hypothesen, Schätzen der Stromkosten

  3. Erarbeitung des Begriffs elektrische Leistung

    1. Die elektrische Leistung als Maß für die Stärke eines elektrischen Geräts

    2. Die Einheit der elektrischen Leistung in Watt (W) oder Kilowatt (kW)

    3. Konkrete Beispiele elektrische Leistung von Haushaltsgeräten

  4. Erarbeitung des Begriffs elektrische Energie

    1. Die elektrische Energie ist das Produkt aus Leistung und Zeit

    2. Die Einheit der elektrischen Energie in Kilowattstunde (kWh)

    3. Verbrauchte elektrische Energie = Stromverbrauch

  5. Auseinandersetzung mit dem Strompreis

    1. Einheit Strompreis in Cent pro Kilowattstunde (Cent/kWh)

    2. Recherche aktueller Strompreis und Strompreisentwicklung

    3. Berechnung der Stromkosten an konkreten Beispielen

  6. Lösen des Stundenthemas (mit Umrechnen von Einheiten)

  7. Reflexion, Zusammenfassung und Vergleich mit der Anfangsschätzung

Jedes Unterkapitel leitet die Schülerinnen und Schüler jeweils mit einer Lernlandkarte durch die einzelnen Aufgaben. Dazu finden die Schülerinnen und Schüler Lernvideos mit interaktiven Aufgaben zur Herleitung von Zusammenhängen, Zuordnungen und Berechnungen von Stromverbrauch und Stromkosten am konkreten Beispiel verschiedener elektrischer Haushaltsgeräte.

Die Digitale Lernaufgabe ist so gestaltet, dass sie von den Schülerinnen und Schülern in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit eigenständig durchlaufen werden kann. Die Lehrkraft kann die Teilbereiche (einzelne Reiter) des Kurses abschnittsweise parallel zu den einzelnen Unterrichtsinhalten als Ergänzung einsetzen. Alternativ können die Schülerinnen und Schüler den Kurs als Ganzes zu Beginn (als Einstieg ohne Vorwissen) oder am Ende (als Wiederholung und Sicherung) der Unterrichtssequenz „Energie und elektrische Leistung” bearbeiten.

Weitere Aufgaben aus dem Zielbereich

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Dem Volk aufs Maul geschaut - Die Freigelassenen in der Cena Trimalchionis

Diese Digitale Lernaufgabe (DigLA) thematisiert Petrons Kunst, die Figuren in der Cena Trimalchionis durch ihre Sprechweise ebenso wie durch ihre Sprechinhalte zu charakterisieren. Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Sprachgebrauch von Trimalchio und seinen Mit-Freigelassenen und erkennen darin Züge des gesprochenen Lateins in neronischer Zeit.

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In dieser Digitalen Lernaufgabe (DigLA) findet eine vertiefte Auseinandersetzung mit dem Gegenstand der Pädagogik statt. Dafür wurde eine Vielzahl an praxisnahen interaktiven Aufgaben mit spielerischen Elementen und automatischem Feedback erstellt.

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