Im energie:labor erarbeiten Schulklassen an experimentellen und modellbasierten Stationen grundlegende Aspekte des Energiekonzeptes

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Fragestellungen und Perspektiven rund um das Thema Energie

Energie ist ein grundlegendes Konzept, das in allen Naturwissenschaften eine bedeutende Rolle spielt. Im energie:labor nutzen wir das Thema „Klimawandel“ als ein gesellschaftlich relevantes Problem, das nur durch das Zusammenspiel verschiedener Disziplinen der Natur- und Gesellschaftswissenschaften lösbar ist. So motivieren wir das Energiekonzept und geben den Schulklassen die Möglichkeit, es bei ihrem Laborbesuch im Kontext zu erarbeiten.

Angebote

Die Angebote im energie:labor richten sich an Schulklassen der Jahrgangsstufen 7 bis 9. Aufgeteilt in Kleingruppen durchlaufen die Schülerinnen und Schüler verschiedene experimentelle Stationen.

Was treibt den Klimawandel? (Klasse 7 bis 9)

Herausforderung Klimawandel

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen, mit der die Menschheit momentan konfrontiert ist. Eine Lösung ist aktuell nicht absehbar, die Folgen werden aber zunehmend gewichtiger. Der Klimawandel kann nicht durch eine einzelne Disziplin aufgehalten werden, sondern nur in Zusammenarbeit mehrerer wissenschaftlicher Disziplinen sowie demokratischer Prozesse der Gesellschaft. Auch Schülerinnen und Schüler müssen daher lernen, wie sie sich selbst auf Grundlage aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse positionieren und verhalten.

Zielsetzung

Im Rahmen des Programms erwerben die Schülerinnen und Schüler ein Verständnis des Klimasystems, der dort wichtigen Prozesse sowie deren Zusammenspiels. Sie lernen, Einflüsse einzelner Prozesse auf das Klimasystem experimentell zu untersuchen, das Klimasystem zu modellieren und die Rolle des Menschen im Klimasystem zu bewerten.

Zielgruppe

Das Programm "Was treibt den Klimawandel" richtet sich an Klassen und Kurse der Klassenstufen 7 bis 9, die dafür einen Tag lang die Kieler Forschungswerkstatt besuchen. Es baut auf den Unterricht verschiedener Schulfächer auf und es ist möglich, je nach Bedarf, Schwerpunkte auf einzelne Aspekte zu legen:

  • Physik (Fokus auf Energie)
  • Geo (Klimasystem und regionalen Folgen des Klimawandels)
  • Gemeinschaftskunde/Politik (socio-scientific issue)

Ablauf des Labortages

An experimentellen Stationen durchlaufen die Jugendlichen in Kleingruppen anhand selbst erarbeiteter Fragestellungen den Forschungsprozess und reflektieren die Relevanz der Themen für ihr eigenes Leben. Dabei dokumentieren sie stets den Prozess und ihre Ergebnisse. Abschließend bringen sie diese in einem Gruppenpuzzle zusammen, in dem sie über ein Interface ein einfaches Klimamodell für unterschiedliche Szenarien anpassen.

Die Stationen greifen Themen der Energie im Klimasystem auf, beispielsweise das Strahlungsverhalten von Gasen oder den Kohlenstoffkreislaufs.

Das Klima modellieren (Klasse 7 bis 9)

Funktionsweise von Klimamodellen

Alle Diskussionen und Entscheidungen zu Themen des Klimawandels und des Einsatzes von erneuerbaren Energien werden grundlegend auf der Basis von Computermodellen des Klimasystems geführt sowie von Vorhersagen darüber, wie sich das Klima unter verschiedenen Bedingungen entwickeln wird. Deshalb ist es wichtig, dass solche Modelle für Schülerinnen und Schüler nicht nur eine Black Box sind. Vielmehr muss ihnen die Funktionsweise von Klimamodellen ersichtlich sein und sie müssen sich kritisch mit Möglichkeiten wie Grenzen der Modelle auseinandersetzen.

Zielgruppe

Das Programm "Das Klima modellieren" richtet sich an Klassen und Kurse der Klassenstufen 7 bis 9, die für 3 Stunden in die Kieler Forschungswerkstatt kommen. Das Programm kann dabei in unterschiedliche Fächer eingebunden werden:

  • Physik (Fokus auf Energie)
  • Geo (Klimasystem und regionalen Folgen des Klimawandels)
  • Gemeinschaftskunde/Politik (socio-scientific issue)
  • Informatik (numerische Modellierung eines komplexen Systems, kritische Diskussion von Annahmen und deren Umsetzung in numerischen Modellen)

Zielsetzung

In dem Programm entdecken die Schülerinnen und Schüler ein einfaches Klimamodell. Sie lernen, Einflüsse einzelner Prozesse auf das Klimasystem zu beschreiben und das Zusammenspiel dieser Prozesse im Klimasystem vorherzusagen. Auch die Bewertung der Rolle des Menschen im Klimasystem wird aufgegriffen.

Programmablauf "Das Klima modellieren"

Nach einem einführenden Vortrag arbeiten die Jugendlichen zu zweit an einer einfachen numerischen Simulation des Klimasystems. Zuerst erkunden sie den Einfluss einzelner Prozesse auf das Klimasystem. Hierfür schalten sie diese im Modell an- und abschalten, um die Auswirkungen zu beobachten und zu erklären. Dann treffen sie Vorhersagen, welchen Einfluss das Zu-/Abschalten anderer Prozesse auf die Entwicklung der Oberflächentemperatur der Erde haben wird. Abschließend wird in einem Test das Verständnis der Prozesse geprüft und gefestigt, indem Schülerinnen und Schüler mit möglichst wenigen Operationen das Klima fiktiver Planeten simulieren.

Hier finden Sie Versuchsanleitungen für allgemeine Experimente zum Thema Energie. Diese stehen nicht in Zusammenhang mit den Programmen zum Klimawandel, sondern können unabhängig davon mit Schulklassen durchgeführt werden.