Windkraft

Ziele:

Die Schüler lernen Windkraftanlagen kennen, wie sie funktionieren und wie sie optimiert werden können. Die Schüler werden lernen, wie Digitalsteuerung die Optimierung von Windkraftanlagen unterstützen kann.

Planung

Materialien für die Einheit (Roboter, Programm, Hintergrundmaterial/Zeitungsartikel zum Thema, Lehrvideos oder andere Ressourcen):

Die Schüler benötigen

  • Fable-Roboter (Gelenkmodul)
  • LEGO-Anschluss
  • Laptop und Fable-Programm
  • Kleine elektrische Windkraftanlage
  • LEGO, um auf Fable die Windkraftanlage zu bauen
  • Windmesser
  • Material zu Windenergie
  • Material zu erneuerbarer Energie

Lernaktivitäten

Beginnen Sie mit einer Gruppendiskussion über erneuerbare Energien und die verschiedenen Arten erneuerbarer Energien. Bringen Sie dies mit realen Kontexten in Zusammenhang, an denen Studenten erkennen, wie Energie nutzbar gemacht wird, z.B. in Form von Windkraftanlagen, Sonnenkollektoren oder solarthermischen Kollektoren.

Die Lernziele werden der Klasse präsentiert und an die Tafel geschrieben, damit sie für die Schüler während ihrer Arbeit sichtbar bleiben.

Die Klasse wird in 2er- bis 4er-Gruppen aufgeteilt.

Es ist möglich, die Klasse so zu teilen, dass die eine Hälfte mit Windkraftanlagen arbeitet und die andere Hälfte mit Solarzellen (siehe separate Einheit).

Die Schüler lernen Fable kennen.

Die Schüler forschen zu ihrem Thema, finden relevante Informationen zum Bau von Windkraftanlagen und zu den optimalen Bedingungen für deren Betrieb. Mit diesen Informationen programmiert die Gruppe nun Fable, um diesen Bedingungen so gut wie möglich gerecht zu werden. Die Schüler müssen Gründe nennen, mit denen sie ihre Entscheidungen untermauern können.

Fable muss nun so programmiert werden, dass die Windkraftanlage den Wind optimal nutzt. Dazu müssen die Schüler erklären können, was benötigt wird, um den Wind so gut wie möglich zu nutzen.

Am Schluss können die Gruppen kurz beschreiben, wie sie Fable gebaut und programmiert haben und Gründe für ihre Entscheidungen angeben.

Die Anleitung kann auf verschiedene Arten erfolgen

  • Die angebotene Hilfestellung kann je nach Gruppe unterschiedlich intensiv ausfallen.
  • Manche Gruppen können sich intensiver mit Programmierung beschäftigen.
  • Aufgaben können aufgeteilt werden, wenn klar wird, dass eine Gruppe keine Zeit hat, sie alle zu bewältigen.

Fach und Klassenstufe: Physik/Chemie, Klasse 8-9

Umfang (Anzahl an Einheiten): 4 Einheiten (4 x 45 Minuten)

Dokumenten

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