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3.8 Unterrichtsvorschlag zur Funktionsweise von Dampfkraftwerken
3.8 Unterrichtsvorschlag zur Funktionsweise von Dampfkraftwerken
Dieser Unterrichtsvorschlag wurde für die 8. Jahrgangsstufe konzipiert. Idealerweise würde diese
Stunde eher am Ende des Schuljahres stehen, da auf viele Themen zurückgegriffen werden muss,
die während des Schuljahrs eingeführt wurden. Die Beschäftigung mit der Funktionsweise eines
Dampfkraftwerks ist dabei besonders geeignet, sämtliche getrennt behandelte Unterrichtsinhalte der
8. Klasse, wie Energiearten und -umwandlungen, Wärmelehre sowie elektrische Energie, in einen
Gesamtzusammenhang zu stellen und miteinander zu verknüpfen. Dies trägt auch dazu bei, die im
Verlauf des Schuljahres unterrichteten Inhalte zusätzlich zu festigen.
3.8.1 Allgemeines zum Thema
Möchte man die Unterrichtsstunde so, wie im anschließenden Abschnitt beschrieben, durchführen
können, dann müssen gewisse Grundlagenkenntnisse und Fähigkeiten bei den Schülern vorhanden
sein. Dazu gehören vor allem die folgenden Aspekte: Aggregatszustände von Wasser, Volumenänderungen
von Gasen in Abhängigkeit der Temperatur, Energiearten und -umwandlungen, sowie die
elektrische Energie. Außerdem sollten die Schüler mit problemorientierten Aufgaben und Gruppenarbeit
vertraut sein. Die vorgeschlagene Unterrichtsstunde ist vom Lehrer gesteuert, beinhaltet aber
auch freie Elemente. Als Methoden kommen der Lehrervortrag, das fragend-entwickelnde Unterrichtsgespräch
und die Gruppenarbeit zum Einsatz. Der Inhalt „Funktionsweise von Dampfkraftwerken“
hat zum Ziel, dass die Schüler sich einen thermodynamischen Prozess am konkreten Beispiel
eines Kraftwerks kreativ erarbeiten können und diesen verstehen. Als Medien kommen dabei
vorrangig ein Demonstrationsversuch und ein Arbeitsblatt zum Einsatz.
3.8.2 Vorschlag für einen Stundenverlauf
Am Beginn der Unterrichtsstunde steht als Einstieg, zunächst ohne genauere Erläuterungen, der im
nächsten Abschnitt beschriebene Versuch, der die Funktionsweise eines Dampfkessels und einer
Dampfturbine nachempfinden soll. Hier ist zu beachten, dass der Versuch einige Minuten Vorlaufzeit
braucht, da das Wasser erst zum Kochen anfangen und sich eine entsprechende Menge Dampf
entwickeln muss. Im Anschluss daran soll in einem fragend-entwickelnden Unterrichtsgespräch geklärt
werden, was bei dem Versuch genau passiert. Dabei sind die Hinweise zu beachten, die bei der
Beschreibung des Experiments im nächsten Abschnitt gegeben werden. Am Ende dieser Phase,
kann noch ein regionaler Bezug zu Dampfkraftwerken in der Umgebung hergestellt werden, was
eine zusätzliche Motivation sein kann. Dieser Teil des Unterrichts soll etwa 10 bis 15 Minuten in
Anspruch nehmen.
Der Versuch hat zwei „Kernelemente“ eines Dampfkraftwerks demonstriert, nämlich den Kessel
und die Turbine. Die folgenden 15 Minuten bestehen aus einer Gruppenarbeitsphase mit Gruppen à
vier Schülern. Die Schüler bekommen die Aufgabe, gemeinsam aus auf einem Arbeitsblatt (das am
Ende dieses Abschnitts eingefügt ist) beschriebenen Teilen eines Dampfkraftwerks, mit dem nun
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