WINDKRAFTANLAGEN und BIOINDIKATION

WINDKRAFTANLAGEN
und
BIOINDIKATION
Eingereicht von: Klemens Maria Hofbauer Gymnasium Katzelsdorf
Eichbüchlerstraße 97
2801 Katzelsdorf
Teamleitung:
Mag. Susanna Weißenböck
Mag. Angelika Gausterer-Wöhrer
Katzelsdorf, 25. Februar 2011
-I-
Kurzzusammenfassung:
Ausgehend von einem Besuch der Windkraftanlage in Lichtenegg/Pesendorf
beschäftigen sich die Schüler mit dem Thema Windenergie.
Biologische Untersuchungen, physikalisch, technische Experimente, Recherche
sowie einfache statistische Auswertungen entsprechend dem Niveau der 6.
bzw. 7. Schulstufe sollten den Schülern das Thema näherbringen.
Schülerfragen und vermutete Erklärungen wurden nach Möglichkeit mit
einfachen Windrädern überprüft und die Ergebnisse ausgewertet. Dateien für
die Verwendung mit dem SMART Board werden ebenso erstellt wie ein
Drehbuch für einen Zeichentrickfilm, ein Video und eine Projekthomepage.
Schlagworte :
Windenergie - Bioindikation - Umwelteinflüsse
Inhaltsverzeichnis
1.
2.
3.
4.
5.
6.
VORSTELLUNG DER PROJEKTGRUPPE
1
1.1 LEHRERTEAM
1
1.2 SCHÜLERGRUPPEN
1
ERSTE SCHRITTE DER MOTIVATION
2
2.1 BALLONHELIKOPTER
2
2.2 PROJEKTLOGO
3
2.3 HOMEPAGE
3
FRAGEBOGEN
3
3.1 ERSTELLUNG
3
3.2 STICHPROBENAUSWAHL
5
3.3 AUSWERTUNG
5
3.4 RESÜMEE
6
LEHRAUSGANG
7
4.1 FÜHRUNG
7
4.2 ARBEITSUNTERLAGEN
8
BAU DER WINDRÄDER
8
5.1 TEELICHTWINDRAD, LÖFFELWINDRAD
8
5.2 KOSMOS–WINDGENERATOR
9
PROJEKT WINDENERGIE UND BIOINDIKATION
10
6.1 VORBEREITUNG - BIOINDIKATION MIT PHASEOLUS VULGARIS
6.1.1 Materialien:
10
10
6.2 DURCHFÜHRUNG
12
6.3 AUSWERTUNG
6.3.1 Auswertung Praktikum:
6.3.2 Datenauswertung der Vermessung und
Gewichtsbestimmungen (Blatt- und Fruchtgewicht)
16
16
18
7.
8.
9.
MESSUNGEN
24
7.1 EINFÜHRUNG GEBRAUCH DER ELEKTRISCHEN MESSGERÄTE
24
7.2 DURCHFÜHRUNG
24
7.3 MESSUNG DER WINDGESCHWINDIGKEIT
25
ERSTELLEN VON UNTERRICHTSHILFEN
26
8.1 SMART BOARD NOTEBOOK DATEIEN
8.1.1 Multiple Choice
8.1.2 Kreuzworträtsel
8.1.3 Wortsuche
26
27
27
27
8.2 RÄTSEL OHNE SMART BOARD
28
8.3 VIDEO
28
8.4 PLAKATE
28
AUSBLICK
28
9.1 LEHRAUSGANG PRELLENKIRCHEN
28
9.2 ZEICHENTRICKFILM
28
10. RESÜMEE
30
10.1 SCHÜLERMEINUNGEN
30
10.2 ELTERNMEINUNGEN
32
10.3 LEHRERMEINUNGEN
39
LITERATURVERZEICHNIS
41
ABBILDUNGEN
41
BEILAGEN
41
1. Vorstellung der Projektgruppe
1.1 Lehrerteam
Mag. Susanna Weißenböck unterrichtete im Schuljahr 2009/10 beide Gruppen
in Mathematik (3 Wochenstunden) und in Physik (1 Wochenstunde). Im
Schuljahr 2010/11 wurden beide Gruppen nur noch in Physik (2
Wochenstunden) unterrichtet.
Mag. Angelika Gausterer-Wöhrer unterrichtet seit dem Schuljahr 2009/10 die
C Klasse in Biologie und Umweltkunde sowie eine gemischte Schülergruppe in
Begabtenförderung Naturwissenschaften.
1.2 Schülergruppen
Die beiden Schülergruppen umfassten zu Beginn des Projektes im Herbst 2009
insgesamt 46 Schüler.
2C (23 SchülerInnen) 10 weiblich/13 männlich,
2D (23 SchülerInnen) 8/ weiblich/15 männlich.
Mit Beginn des Schuljahres 2010/11 waren nur noch 43 SchülerInnen aktiv,
da zwei Schüler und eine Schülerin die Schule bzw. die Klasse verlassen
haben.
Abbildung: Das Projektteam mit Direktor HR Mag. Peter Platzer
Seite 1
Die SchülerInnen in alphabetischer Reihenfolge:
C- Klasse: Ebert Ferdinand, Ferstl Sonja, Fischer Julia, Gabriel Stefan, Glatzl
Fabian, Hanzl Konstantin, Heinold Alexander, Jakoubek Vanessa, Jeitler
Maximilian, Koitz Manuela, Kräftner Johannes, Lizak Viktoria, Müllner Peter,
Nussbaumer Sven, Pauser Ida, Prinz Katharina, Reisner Florian, Rossböck
Sarah, Ruthofer Elena, Samm Bernadette, Simecek Alexander, Spanblöchl
Christian.
D-Klasse: Berger Lennard, Brenner Nikolaus, Bruckner Alex, Farkas Robin,
Friedrich Lana, Grill Stefan, Habeler Michael, Hautz Marvin, Karner Daniel,
Kukla Daniel, Lehrner Sandra, Mayerhofer Lukas, Moschner Philipp, Müller
Kim, Nikoll Lisa, Navakovics Fabian, Payer Felix, Portius Oliver, Riegler Sabine,
Schlögl Stefan Lukas, Schmid Julia, Schütz Lisa Marie, Urban Larissa.
2. Erste Schritte der Motivation
2.1 Ballonhelikopter
Erste Motivation und Anregung für die ersten Fragestellungen brachte der
Ballonhelikopter.
Die Schüler staunten über diese einfache Art der Fortbewegung durch
ausströmende Luft.
g
Abbildungen: Ballonhelikopter vor der Schule und im Physiksaal
Fragen die sich die SchülerInnen nun stellten:
Steigt ein größer aufgeblasener Ballon höher?
Was passiert wenn man mehr oder weniger Rotorblätter verwendet?
Ändert sich die Umdrehungsgeschwindigkeit der Rotoren mit der Größe
des Ballons?
Wie könnte man den Ton, der beim Aufsteigen entsteht ändern – oder
ausschließen?
Damit war die Aufmerksam der jungen Forscher für das Thema
„Strömende Luft sorgt für Bewegung” geweckt.
Seite 2
2.2 Projektlogo
Innerhalb von wenigen Tagen legte Stefan Lukas Schlögl einen Vorschlag für
unser Projektlogo, das er unter Mithilfe von Fabian Novakovics entworfen hatte
vor. Der Entwurf fand sofort allgemeine Zustimmung. Besonders stolz waren
die Schüler, dass die Erstellung ohne Verwendung eines Computers erfolgte.
Abbildung: Das Logo das uns durch das Projekt begleitete
2.3 Homepage
Seit Projektbeginn wurden begleitend Informationen und auch Bilder und
Auszüge unserer Arbeiten auf unsere Projekthomepage gestellt. Die Anzahl der
Zugriffe war erfreulich groß. Der Versuch ein Diskussionsforum einzubinden ist
gescheitert, das Forum wurde von den Schülern/innen nicht angenommen und
ist daher wieder entfernt worden.
Adresse: http://teacher.schule.at/klswei/sprint.htm
oder auch ältere Version www.8ung.at/uebungen/sprint.htm
3. Fragebogen
Mit unseren
Fragebögen wollten wir einerseits den Informationsstand
betreffend die Möglichkeiten des Einsatzes von Windenergie abklären,
andererseits auch das private Umfeld der am Projekt beteiligten Schüler
informieren.
3.1 Erstellung
Die Vorschläge für die Fragen kamen zum Teil von interessierten Schülern und
wurden von den Betreuern ergänzt. Auch ein Begleittext wurde verfasst um
zusätzlich über das Projekt und die Auftraggeber zu informieren
 Fragebogen hier der Screenshot; zur Ansicht auch in der Beilage oder
auf der Homepage
Seite 3
Seite 4
3.2 Stichprobenauswahl
Die Schüler nahmen durchschnittlich vier Fragebögen mit nach Hause und
brachten den Großteil der ausgegebenen Bögen sorgfältig ausgefüllt wieder
zurück. Auch Schüler des Klemens Maria Hofbauer Gymnasiums wurden
gebeten die Bögen auszufüllen.
3.3 Auswertung
Als Vorbereitung für die Auswertung wurde den
Schülern die
Tabellenkalkulation Excel vorgestellt. Trotz Anfangsschwierigkeiten zeigten
sich bei einigen Schülern rasch beachtliche Fortschritte. Die Abstimmung
welches Design für die Grafiken in der Auswertung verwendet werden sollte
sorgte dafür, dass auch die Gruppenmitglieder, die sich im Umgang mit dem
Programm zunächst passiv verhielten nun wieder kreativ aktiv wurden.
In der letzten Schulwoche des Schuljahres 2009/10 wurde zunächst die nötige
„Handarbeit“ erledigt. Die Schüler sortierten die 267 zurückgekommenen
Fragebögen nach Kriterien wie Geschlecht und Altersgruppen und schrieben
ihre Ergebnisse zunächst händisch auf. Später wurden die Daten mit Excel
bearbeitet und die Ergebnisse in einer Worddatei zusammengefasst.
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
44
36
31
27
34
24
♂
26
22
♀
14
10
10 - 14 15 - 20 21 - 40 41 - 60
60+
Seite 5
Gesamtübersicht
über Anzahl und
Geschlecht der
Teilnehmer an
der Umfrage zum
Thema
Windkraftanlagen
.
Abbildung: Das Design für welches sich die Schüler entschieden
 Gesamtergebnisse als Beilage (86 Seiten)
3.4 Resümee
Nach Auswertung der 267 Fragebögen konnten die Schüler folgende
Erkenntnisse gewinnen:
Deutlich mehr Männer als Frauen haben sich schon mit dem Thema
Windenergie beschäftigt.(Frage 1)
Die männlichen Teilnehmer kannten auch deutlich häufiger Standorte
von Windkraftanlagen und Biogasanlagen. (Fragen 7,8)
Das Funktionsprinzip der Windkraftanlagen ist deutlich besser bekannt
als das von Biogasanlagen. (Fragen 10, 11)
Über die Vor- und Nachteile der Windkraftanlagen zeigen sich Männer
besser informiert.(Fragen 15, 16)
Männer halten den Einsatz von Windkraftanlagen und Biogasanlagen in
unserer Region für sinnvoller als Frauen. (Fragen 19, 20)
Sehr wenig bekannt ist die Möglichkeit der Verwendung von Windrädern
für Einzelhaushalte. (Frage 22)
Die Mehrheit der Frauen glaubt, dass Windräder CO2-Emissionen nicht
reduzieren. (Frage 24)
Über die Kosten für 1kWh wissen überraschend wenige Personen
Bescheid. (Frage 27)
Wenige Personen wissen über die Auswirkung der Windkraftanlagen auf
die Tierwelt Bescheid. (Frage 30)
Wenig überraschend zeigte sich die Gruppe der 10-14-jährigen
besonders gut informiert, da zum Zeitpunkt der Fragebogenbearbeitung
alle topmotiviert mit diesem Thema beschäftigt waren.
Seite 6
4. Lehrausgang
Am 11. Dezember 2009 hatte die Projektgruppe
Windkraftanlage in Lichenegg/Pesendorf zu besuchen.
Gelegenheit
die
4.1 Führung
Landtagsabgeordneter Bürgermeister Ing.
Franz Rennhofer erteilte eine
Sondergenehmigung sodass wir alle das Windrad besteigen konnten. Im
Normalfall müssen die Besucher über 12 Jahre alt und mindestens 1,40 m
groß sein. Der Herr Bürgermeister persönlich führte Schülergruppen über die
mehr als 300 Stufen hinauf zur einmaligen Aussichtsplattform. Trotz
Schlechtwetter und Schneefall war das für alle ein beeindruckendes Erlebnis.
Die Überraschung vieler Schüler war groß, als sie erfuhren, dass ein einzelnes
Windrad dieser Größe mehr als 700 Haushalte mit je ca. 4 000 kWh pro Jahr
versorgen kann.
Viele Fragen hatten die Schüler vorbereitet und waren sehr dankbar, dass sich
Landtagsabgeordneter Bürgermeister Ing. Franz Rennhofer auch im Anschluss
an die Führungen Zeit nahm und für Interviews zur Verfügung stand.
Abbildung: Mit LA Rennhofer auf der Aussichtsplattform und beim Interview
Seite 7
4.2 Arbeitsunterlagen
Da die Führungen in Kleingruppen erfolgten und durch die erfreulich
zahlreichen Fragen auch lange Zeit in Anspruch nahmen, wurde die Wartezeit
durch Bearbeitung der vorbereiteten Arbeitsunterlagen verkürzt.
Neben Verarbeitung der zahlreichen Informationen die in der Arbeitsheften
enthalten waren, wurden Lückentexte ergänzt und Rätsel gelöst.
Anregungen für die Arbeitsunterlagen stammten von der Unterrichtsmappe der
IG Windkraft, die auch die Genehmigung für die Verwendung der Materialein
erteilte.
 Arbeitsunterlagen als Beilage (16 Seiten).
5. Bau der Windräder
Um mit dem Projekt Bioindikation starten zu können war es notwendig
geeignete Windräder zu finden und dann auch zu bauen.
Zunächst wurde wieder auf das spielerische Element gesetzt und die Schüler
bastelten in Eigenregie einfache Windräder.
Die Genehmigung zur Veröffentlichung von Bauanleitungen auf unserer
Homepage erhielten wir vom Geschäftsführer des Solar-Wind-Teams in 78112
St. Georgen Günther Hacker.
5.1 Teelichtwindrad, Löffelwindrad
Abbildung: Lena und Lisa Marie mit ihrem ersten Windrad und ein Teelichtwindrad
Seite 8
5.2 Kosmos–Windgenerator
Die schlechte Bauanleitung stellte für die Schüler eine große Herausforderung
dar. Mache Gruppen gaben auf. Die, die sich bis zum Ende durchkämpften,
hatten große Freude, als sie mit diesen Windrädern Strom erzeugten. Eine
Diode wurde zum Leuchten gebracht, die Augen der „Forscher” ebenfalls!
Abbildung: Stolz und Freude, nach dem gelungenen Bau der Windräder
Seite 9
6. Projekt Windenergie und Bioindikation
Im Biologieunterricht haben wir zum Thema Bioindikation und Windrad
geforscht.
Unter Bioindikation versteht man den Einsatz geeigneter Lebewesen (in
unserem Fall unsere Versuchspflanze Bohne - Phaseolus vulgaris L. var.
nanus), um die Auswirkungen der Umwelteinflüsse (in unserem Fall – die
selbstgebauten WINDRÄDER) zu ermitteln.
Folgende Forschungsfragen wurden von den neugierigen SchülerInnen zu
Beginn des Bioindikationsprojektes gestellt:
Was können wir untersuchen?
Welche Auswirkungen sind zu erwarten?
Wie verändert sich die Fruchtgröße?
Wie verändert sich die Länge der Hülse?
Wie verändert sich die Größe(Länge + Breite) der Bohnen?
Wie verändert sich die Wachstumsform (Krümmung)?
Wie verändern sich die herzförmigen Primärblätter und die
Fiederblätter?
 Wie verändert sich die Pflanzenlänge (in cm)?
 Wie verändert sich der Zeitpunkt der Keimung, der Blüte und der
Fruchtbildung?







6.1 Vorbereitung
vulgaris
6.1.1
-
Bioindikation
mit
Phaseolus
Materialien:
14 Töpfe mit je ca. 2800ml Erde (Blumenerde) wurden befüllt und gewogen!
Seite
10
1. Topf A (ANNA) – 1532, 0 g
2. Topf B (BERTA)– 1382,5 g
3. Topf C (CAESAR) – 1337.5 g
4. Topf D (DORIS)– 1471,5 g
5. Topf E (EMIL) 1455,0 g
6. Topf F (FRIEDRICH) – 1396,5 g
7. Topf G (GUSTAV)– 1328, 0 g
8. Topf H (HANSI)– 1550,0 g
9. Topf I (IVAN)– 1408,5 g
10.Topf J (JOSTABEERE)– 1453,5 g
11. Topf K (KARL)– 1571,0 g
12.Topf L (LISL)– 1524,0 g
13.Topf M (MICKY MAUS)– 1506,0 g
14.Topf N (NORBERT)– 1563,0 g
Die Pflanztöpfe wurden mit Buchstaben und „kreativen“ Namen beschriftet.
Die Bohnen wurden einen Tag lang in deionisiertem Wasser vorgequollen und
angebaut, und zwar je fünf Bohnen pro Topf, nach der Keimung erfolgte eine
Reduktion auf 3 Bohnenpflanzen. Dann wurden die Töpfe am Fensterbrett im
Chemiesaal aufgestellt!
Eine Schülergruppe von je 3 SchülerInnen betreute 2 Pflanztöpfe (oranger
Topf für die Bewindung, brauner Topf als Kontrolle). Die Bohnen wurden
täglich gegossen und, um etwaige Wachstumsunterschiede aufgrund des
Standortes auszuschließen, danach nach einem Zufallsprinzip am Fensterbrett
wieder aufgestellt.
Seite
11
6.2 Durchführung
Täglich wurden zwei orange Pflanztöpfe 20 – 40 Minuten (während einer
Unterrichtsstunde) unter die selbstgebauten Windrädern gestellt (somit
„bewindet“) und genau protokolliert!
Seite
12
Seite
13
Die Keimung der Bohnen erfolgte nach ca. 8 Tagen.
Der Blühbeginn war nach 6 Wochen und 2 Tagen zu verzeichnen, die
Fruchtbildung nach 9 Wochen.
Seite
14
Einmal pro Woche beschrieben die SchülerInnen den „ISTZUSTAND“ der
Pflanzen
und
protokollierten
die
Ergebnisse
ihrer
Vermessungen
handschriftlich.
Danach
wurden
die
Messwerte
mittels
des
Computerprogrammes EXCEL im Computer bearbeitet.
Seite
15
Die Versuchsdauer lief ca. 9 Wochen, insgesamt 65 Tage (25. Februar – 30.
April).
6.3 Auswertung
6.3.1
Auswertung Praktikum:
Nach 9 Wochen wurden die Pflanzen abgeerntet und folgende Parameter
bestimmt und ausgewertet:
 Pflanzenlänge
 Anzahl der Blätter (Primär- und Fiederblätter) pro Topf
Seite
16
Blattgewicht der Primärblätter und Fiederblätter pro Topf
 Anzahl der Früchte pro Topf
 Fruchtgewicht pro Topf
 Länge der Früchte
Seite
17
6.3.2 Datenauswertung der Vermessung und Gewichtsbestimmungen
(Blatt- und Fruchtgewicht)
6.3.2.1 Pflanzenlänge in cm
Bohnen – Kontrollpflanzen - unbelastet
Minimalwert in cm Mittelwert in cm Maximalwert in cm
32
42,3
50
31,2
32,3
33,5
23,5
38,5
53,5
3,2
22,5
38
28
42
59
Anna
Berta
Caesar
Emil
Gustav
Diagramm Bohne – Pflanzenlänge (Kontrollpflanzen) in cm
70
60
50
40
Minimalwert
Pflanzenlänge in cm
30
Mittelwert
Pflanzenlänge in cm
20
Maximalwert
Pflanzenlänge in cm
10
0
Anna
Berta
Caesar
Emil
Gustav
Bohnen – Bewindung - belastet
Hansi
Lisl
Micky Maus
Karl
Jostabeere
Minimalwert in cm Mittelwert in cm Maximalwert in cm
9
21
34
14
27,8
42,5
31
42
61
42
49,5
57
41
48
55
 Die bewindeten Pflanzen sind zwischen 21 cm und 49,5 cm lang (im
Mittelwert), während der Mittelwert der Kontrollpflanzen zwischen 22,5 und
42,3 cm beträgt. Die Unterschiede sind auch zwischen den Minimal- und den
Maximalwerten gegeben, sodass die verschiedenen Pflanzenlängen auf das
unterschiedliche Pflanzenwachstum zurückzuführen ist.
Seite
18
Diagramm Bohne – Pflanzenlänge (Belastung: 6 – 8 Stunden bewindet)
70
60
50
40
Minimalwert
Pflanzenlänge in cm
30
Mittelwert
Pflanzenlänge in cm
20
Maximalwert
Pflanzenlänge in cm
10
0
Diagramm Bohne – Mittelwertsvergleich Pflanzenlängen bei
Kontrollpflanzen und Pflanzen mit Bewindung
60
50
40
Pflanzenlänge
(Mittelwert) der
Kontrollpflanze in cm
30
Pflanzenlänge
(Mittelwert) in cm bei
Bewindung
20
10
0
1
2
3
4
Seite
19
5
6.3.2.2 Auswertung der Frucht (Hülse)
Protokoll Auswertung der Fruchtlänge
Unterschiedliches Gewicht der Früchte (Hülsen) in g bei Belastung
(bewindet)
Seite
20
Fruchtgewicht in g (Bewindung)
8
7,09
6,18
7
5,41
6
5,19
5
4
3
Fruchtgewicht in g
(Bewindung)
2
2
1
0
Unterschiedliches
Kontrollpflanzen
Gewicht
der
Früchte
(Hülsen)
in
g
bei
Fruchtgewicht in g (Kontrollpflanzen)
15,18
16
14
12
10
8
6
4
Fruchtgewicht in g
(Kontrollpflanzen)
5,18
3,17
2,19
3,08
2
0
Anna
Berta
Cäsar
Emil
 Die
Gustav
deutlichen Wachstumsunterschiede zwischen den einzelnen
Pflanztöpfen zeigen sich auch beim Fruchtgewicht!
 Die bewindeten Pflanzen haben ein Fruchtgewicht zwischen 2 g und
7,09 g, während bei den Kontrollpflanzen das Fruchtgewicht zwischen
2,19 g und 15,18 g liegen.
Seite
21
Unterschiedliches Blattgewicht der Primär- und Fiederblätter in g bei
Bewindung
Blattgewicht in g (Primär- und
Fiederblätter) bei Bewindung
18,6
20
15
17,8
17,2
12,8
10,9
10
Blattgewicht in g (Primärund Fiederblätter) bei
Bewindung
5
0
Unterschiedliches Blattgewicht der Primär- und Fiederblätter in g bei
Kontrollpflanzen
Blattgewicht in g (Primär- und
Fiederblätter) bei Kontrollpflanzen
25
22,6
21,9
20,09
20
14,7
15
11,35
Blattgewicht in g (Primärund Fiederblätter) bei
Kontrollpflanzen
10
5
0
Anna
Berta
Cäsar
Emil
Gustav
 Die
deutlichen Wachstumsunterschiede zwischen den einzelnen
Pflanztöpfen zeigen sich auch beim Blattgewicht!
 Die bewindeten Pflanzen haben ein Blattgewicht (Primärblätter und
Fiederblätter) zwischen 10,09 g und 18,6 g, während dies bei den
Kontrollpflanzen zwischen 11,35 g und 22,6 g liegen.

Seite
22
6.3.1.3 Mittelwertsvergleich: Blatt- und Fruchtgewicht
Kontrollpflanzen und Pflanzen mit Bewindung
in
g
bei
Vergleich Blattgewicht
(Kontrolle und Bewindung)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
18,128
15,46
5,76
5,17
Vergleich Blattgewicht
(Kontrolle und Bewindung)
 Vergleicht man den Fruchtgewichtsmittelwert beider Versuchsgruppen
sind die Unterschiede vernachlässigbar (Mittelwert der Kontrollpflanzen
beträgt 5,76 g, Mittelwert der bewindeten Pflanzen ist 5,17 g).
 Auch
beim
Vergleich
der
Blattgewichtsmittelwerte
beider
Versuchsgruppen, sind die Unterschiede vernachlässigbar (Mittelwert
der Kontrollpflanzen beträgt 18,128 g, Mittelwert der bewindeten
Pflanzen ist 15,46 g).
6.3.1.4 Gesamtergebnis:
 Bei allen Versuchen konnte gezeigt werden, dass die Bewindung
unserer Bohnenpflanzen keine negativen Auswirkungen auf das
Wachstum und die Fruchtbildung zeigte!
Seite
23
7. Messungen
Die Schüler hatten in der 2. Klasse erstmals Physik und das bedingt durch die
schulautonome Stundentafel nur im Ausmaß von einer Wochenstunde.
Viel Zeit wurde deshalb benötigt um die Schüler mit den Messgeräten vertraut
zu machen.
7.1 Einführung Gebrauch der elektrischen Messgeräte
Die Verwendung der Multimeter für die Messung von Stromstärken und
Spannungen war für fast alle Schüler absolutes Neuland.
Begriffe wie
Serienschaltung oder Parallelschaltung waren keinem Schüler geläufig.
Trotzdem gelang es mit Unterstützung von zwei Oberstufenschülern eine
Gruppe von Schülern dazu zu bringen, dass sie selbstständig Versuche
durchführen konnten.
Die Ergebnisse stimmten im groben mit den Erwartungen überein.
Schüler, die sich die Verwendung der Messgeräte noch nicht zutrauten, hatten
Freude daran die anderen zu unterstützen. Trotz aller Versuche sämtliche
Schüler zu Messungen zu motivieren waren einige (vor allem Mädchen) lieber
kreativ tätig und erstellten informative Plakate.
Abbildung: Oliver, Felix und Fabian beim Messen
7.2 Durchführung
Die Aufgabenstellungen:
Ermittle den Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und
erzeugter Stromstärke!
Winderzeugung mit Hilfe von Föhn
Tabellen zum Teil handschriftlich, später auch mit Excel
Welchen Einfluss hat die Anzahl der Rotorblätter auf die Stromstärke?
Seite
24
Abbildung: Stefan bereitete sorgfältig die Tabelle vor
Entfernung
1,0 m
90 cm
80 cm
70 cm
60 cm
50 cm
40 cm
30 cm
20 cm
10 cm
Leistung Stufe II
Leistung Stufe I
~ 0,01
~ 0,01
0,02
7,0
~ 0,01
~ 0,01
0,03
4,0
0,02
2,0 - 2,5
0,03
4,5
0,02
3,0
0,03
11,0
0,02
8,5
0,06
7,4
0,04
6,0
0,07
7,9
0,05
14,0
0,07
9,5
0,05
11,0
0,08
10,7
0,05
13,4
0,09
11,4
0,06
13,0
0,1
11,0
Ampere
Ampere
(A)
Volt (V)
(A)
Volt (V)
Die Schüler erkannten, dass – im Gegensatz zur Realität bei großen
Windrädern – im Experiment deutlich größere Anzahl von Umdrehungen
notwendig waren um messbare Ergebnisse zu erzielen.
7.3 Messung der Windgeschwindigkeit
Während ein Teil der Schüler die Messung der elektrischen Größen
durchführte, wurde von anderen Schülern ermittelt, welcher Föhn mit welcher
Leistungsstufe und aus welcher Entfernung welche Windgeschwindigkeit
liefert.
Zur Verhinderung von Turbulenzen wurde teilweise auch ein Gitter in den
Luftweg eingefügt.
Probleme bereitete die Tatsache, dass die Kosmos-Windgeneratoren sehr
starken Wind brauchten, um in Bewegung zu geraten. Daher stiegen wir
teilweise auf kleinere Windkraftwerke um. Diese hatten nicht die Möglichkeit
die Anzahl der Rotorblätter zu variieren, lieferten aber an den Messgeräten
bessere Daten.
Seite
25
Abbildung: Julia und Kim bei der Messung der Windgeschwindigkeit
8. Erstellen von Unterrichtshilfen
Zu Beginn des Schuljahres 2010/11 wurde das lang ersehnte SMART Board
endlich in Betrieb genommen.
Schülerinnen hatten sich zur Aufgabe überlegt ein Tafelbild herkömmlicher Art
auf der Tafel mit Kreide zu gestalten und im Vergleich dazu ein ähnliches Bild
mit Hilfe des SMART Boards zu erstellen.
8.1 SMART Board Notebook Dateien
Mit viel Eifer machten sich die SchülerInnen daran animierte Windräder zu
gestalten und Interaktiv und Multimedia Galerieelemente zu erstellen.
Seite
26
8.1.1
Multiple Choice
Abbildung „multiplechoicewind” und „daniel” Notebook-Datei
8.1.2
Kreuzworträtsel
Abbildung „windkreuz” Notebook-Datei
Abbildung „Windradzuordnung” Notebook-Datei
8.1.3
Wortsuche
Abbildung „wortraten” Notebook-Datei
Seite
27
8.2 Rätsel ohne SMART Board
Da an der Schule nur 2 SMART Boards zur Verfügung stehen, mussten einige
Schüler schweren Herzen darauf verzichten am SMART Board zu arbeiten. Sie
entwarfen Kreuzworträtsel, Lückentexte und Multiple Choice Aufgaben, die
mit der Hot Potatoes Software für e-learning umgesetzt wurden.
 Siehe Homepage „Rätsel”
8.3 Video
Eine Gruppe von Schülern verwendete im Laufe des Projekts entstandene
Bilder um mit Hilfe geeigneter Software ein Video zum Thema Windenergie zu
erstellen.
 Datei auf Datenträger
8.4 Plakate
Im Verlauf des Projektes wurden auch wiederholt Plakate gestaltet. Die
Schüler beider Klassen gestalteten aus Anlass des Tages des Windes Anfang
Juni 2010 tolle Plakate.
 Beilage Plakatauswahl – Homepage Informationsplakate
9. Ausblick
9.1 Lehrausgang Prellenkirchen
Das Projekt startete mit dem Lehrausgang zur Windkraftanlage in Lichtenegg.
Den Abschluss soll ein Lehrausgang zum Wind-Infozentrum Prellenkirchen mit
Teilnahme an einer Rätselrallye bilden.
9.2 Zeichentrickfilm
Eine Gruppe von Schülerinnen schrieb ein Drehbuch für einen Zeichentrickfilm
zum Thema „Bau eines Windrades”. Eventuell kann dieses Drehbuch im ZOOM
Kindermuseum im ZOOM Trickfilmstudio tatsächlich in einen Film umgesetzt
werden. Zu diesem Film hat eine Schülerin auch einen Rap geschrieben.
Drehbuch für den Trickfilm:
Zwischen Wald (3 Bäume + Eichhörnchen) und See (4 Fische) ist der
perfekte Platz für ein Windrad. (In großem Abstand befindet sich ein
Bauernhof)
Der Bauer versucht, Bohnen auf seinem Feld, und Bohnen unter den
Rotorblättern des Windrades, anzubauen.
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1.: Ein Eichhörnchen sitzt auf dem rechten, vorderen Baum und
beobachtet den Bau eines Windrades.
2.: Das Fundament[(1.) – die Teile des Windrades sind nummeriert] ist
schon vorhanden. an der Seite des Fundamentes tut sich ein Pfeil auf,
auf dem Fundament, steht. dann kommt der 1. Teil des Turmes(2.)
wird aufgesetzt. wenn der Turm aufgesetzt wird, ertönt unterdessen das
Geräusch einer Bohrmaschine, und wiederholt sich beim ganzen Bau.
Auch die anderen Teile (3+4+5) Dann kommen noch die Gondel(6.) und
die Rotorblätter (7.) kombinieren sich mit dem Turm, der dann durch
den zweiten, nicht zerschnittenen Turm ersetzt wird. der Turm bleibt
noch 5 – Sekunden beschriftet.
3.: Die Fische und das Eichhörnchen bewegen sich.
4.: Der Bauernhof, mit vielen Tieren, dass man auch einen Bauernhof
erkennen kann.
5.: Der Bauer(geht aus dem Haus mit Schaufel und Schiebetruhe)
pflanzt Bohnen auf dem Feld und unter dem Windrad.
6.: Aufbau der Bohne das heißt, man sieht die Pflanzen wachsen (jede
Pflanze besteht aus drei Teilen), die wiederum nacheinander aufgesetzt
werden.
7.: Vorteile eines Windrades werden mit Buchstaben eingeleitet.
Windenergie Rap
Ich gehe durch meine Heimat, und sehe einen Wald.
Tiere Teich und Wiesen, hier mach ich einen Halt.
Hier soll´ etwas entstehen, ich setz mich und schau zu.
Ref:
Ein Windrad ist es, dass was wir wollen.
Die Umwelt schonen, das ist das, was wir sollen.
Für uns und für uns alle für ein Happy End,
statt all dem Müll hier der den Boden durchdrängt.
In Bio tun wir auch was, wir pflanzen Bohnen an,
und gehen dann nebenbei noch, an die Tiere ran
haben uns Gedanken gemacht, wie die drauf reagieren;
Die Fledermäus zum Beispiel, können Windräder nich ´sehn
sind aber zum Schluss gekomm dass das den´n nichts macht.
Ref:
Ein Windrad ist es, dass was wir wollen.
Die Umwelt schonen, das ist das was wir sollen.
Für uns und für uns alle für ein Happy End,
statt all dem Müll hier der den Boden durchdrängt
Windräder sind echt wichtig, im Burgenland jetzt schon sehr
eins versorgt 10.000 Häuser
bitte baut noch 100, dann wird´s noch viel mehr!!!!
Ref:
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Ein Windrad ist es, dass was wir wollen.
Die Umwelt schonen, das ist das was wir sollen
Für uns und für uns alle für ein Happy End,
statt all dem Müll hier der den Boden durchdrängt
Julia Fischer
10. Resümee
10.1 Schülermeinungen
Mit viel Freude verwendeten die
Meinung zum Projekt abzugeben:
Schüler das Smartboard auch um ihre
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Einige andere
Schülermeinungen werden hier einfach in das Dokument
kopiert – ohne Korrektur.
Daniel: „Ich finde das Sprintprojekt sehr interessant, weil man sowohl sein
Wissen erweitern als auch selbst arbeiten, tüfteln und erfinderisch sein kann.
Der Besuch der Windkraftanlage in Lichtenegg war eine der besten Sachen an
diesem Projekt (das finde ich zumindest). In unserem Physiksaal führten wir
verschiedenste Experimente, mit unseren, von Schüler selbst gebauten
Windrädern, durch. Aber auch das Smartboard war uns von großem Nutzen:
der Unterricht wurde damit interessant gestaltet und die Schüler lernten damit
umzugehen. Außerdem ist das Smartboard vielseitig einsetzbar und die Tafel
des modernen Unterrichts.”
Felix uns Nikolaus: „Wir finden das Projekt sehr interessant. Es war sehr lustig
die Windräder zu basteln. Und etwas über die alternativen Energien zu
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erfahren. Wir haben auch mit den Windrädern experimentiert und einige
interessante Sachen heraus gefunden.”
Oliver und Daniel: „Das Sprint Projekt ist sehr cool , denn da kann man super
lernen und sehr lehrreiche Experimente machen. Auch der Lehrausgang war
spaßig. Die Arbeit mit dem Smartboard war eine neue Entdeckung für uns. Wir
würden gerne noch so ein Projekt machen , denn dort lernt man interessante
Sachen.”
Lena und Julia: „Wir finden das Projekt sehr interessant und es hilft uns,mehr
über die Windenergie zu lernen, wie wir sie auch benutzen.
Der Ausflug zu dem Windrad in Lichtenegg war sehr lehrreich und hat uns
allen sehr gut gefallen.
So sahen alle einmal, wie es in einem Windrad aussieht.
Wir sind sehr erfreut und stolz ,dass wir mit unserem Projekt einen Teil des
neuen Smartboards bezahlen konnten.
Die Arbeit auf dem Smartboard war sehr schwierig aber trotzdem lustig.
Auch die Arbeit unserer Plakate im Physiksaal war sehr hilfreich zum Thema
Windenergie.”
10.2 Elternmeinungen
Seit Beginn des Projektes wurden die Teamleiter immer wieder von Eltern
angesprochen, die begeistert und stolz waren, dass ihre Kinder als „junge
Forscher“ an diesem Projekt teilnehmen dürfen. Aus Anlass der
Zwischenpräsentation wollten bereits Elternteile die Gruppe nach Baden
begleiten.
Erfreulich viele Eltern kamen der Bitte um Rückmeldung nach. Die Eltern
äußerten sich fast ausschließlich positiv.
In digitaler Form abgegebene Meinungen – mit Ausnahme der Schriftart
unverändert kopiert:

Sehr geehrte Damen und Herren!
Mein Sohn Maximilian Jeitler (Klasse 3c) hat gerne an diesem Projekt
mitgearbeitet. Ich glaube auch, daß er davon profitiert hat, indem
sein Forscherinstinkt geweckt wurde. Er probiert gerne Experimente, die er in
der Schule gelernt hat zu Hause auch aus.
Er hat sich auch außerhalb des Unterrichts mit dem Thema Windkraft
beschäftigt.
mfg
G. Jeitler
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Betreff: Sprint Projekt, Sabine Riegler, 3 D
Sehr geehrte Fr. Mag. Weißenböck und Fr. Mag. Gausterer-Wöhrer!
Zu Beginn des Projektes hatte ich den Eindruck, dass meine Tochter sehr
interessiert an diesem Projekt war. Insbesondere hat ihr die Exkursion nach
Lichtenegg sehr gut gefallen.
Eindrucksvoll waren ihre Schilderungen von der Besichtigung des Windrades
(Höhe und Dimension). Auch hat sie fasziniert, dass die Gemeinde dadurch
eine autarke Stromversorgung hat.
Ihr Interesse am Projekt hat jedoch im Laufe der Zeit abgenommen, was
meiner Meinung nach auf die Projektdauer und die nicht immer gegebene
Kontinuität zurückzuführen ist.
Meiner Meinung nach hat sie vom Projekt insofern profitiert, indem sie
Windkraft als eine Form der erneuerbaren Energieerzeugung kennengelernt
hat.
Forschendes Arbeiten auch in dieser Altersgruppe empfinde ich als äußerst
sinnvoll. Es sollte jedoch altersgerecht gestaltet werden, wie etwa, wenn
möglich, durch anschauliche Versuche, Exkursionen, Gruppenarbeiten, wo
jeder seine Ideen einbringen kann, usw..
Mit freundlichen Grüßen
Mag. Andrea Riegler
Neunkirchen, 30.1.2011
Hier die Scans weiterer Elternmeinungen:
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Seite
34
Seite
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Seite
36
Seite
37
 Kopien der Schreiben in der Beilage
Seite
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10.3 Lehrermeinungen
Mag. Angelika Gausterer-Wöhrer:
Lehrermeinungen:
Mit großer Freude willigte ich ein, mit SchülerInnen im naturwissenschaftlichen
Bereich zu forschen. Da allerdings das Thema WINDENERGIE, mit Ausnahme
der Auswirkungen der Windräder auf die Tierwelt, eher in der Physik
beheimatet
ist,
sah
ich
anfänglich
nur
wenig
Möglichkeiten,
naturwissenschaftliche – innovative – kreative Fragestellungen aus dem
Bereich der Biologie einzubringen.
Da ich zwar forschendes Lernen und experimentelles Arbeiten seit über einem
Jahrzehnt als Kursleiterin bei den Sommerakademien für besonders Begabte
und auch bei den Begabtenförderkursen in meiner Schule im Zuge der
Begabtenförderung in Kleingruppen praktiziere, schien es mir gerade diesmal
eine besondere Herausforderung, diese Art des Unterrichtes mit einer
gesamten Schulklasse von über 20 SchülerInnen unterschiedlicher
Begabungen „auszuprobieren“.
Nach intensiven Überlegungen mit meinen SchülerInnen und auch bestärkt
durch Frau Dr. Gabriele Weigelhofer beim Sprintprojektcoaching auf der
Pädagogischen Hochschule entschieden wir uns für das spannende
Forschungsgebiet der Bioindikation.
Schon allein die Tatsache, dass die 12-jährigen Kids selber für die Betreuung
der Bohnenpflanzen verantwortlich waren, wurde sehr ernst genommen. Mit
großer Freude und Enthusiasmus werteten die Schüler regelmäßig aus. Die
strahlenden Kinderaugen und die Begeisterung bei ihren Aktivitäten belohnten
mich für die viele Mehrarbeit, die das Sprintprojekt mit sich brachte. Viele
„Freistunden“, Pausen und auch Nachmittage, an denen die SchülerInnen
einfach nur bei mir im Chemiesaal „vorbeischauten“, wurden dazu verwendet,
um fleißig zu forschen. Einige Schüler erkundigten sich sogar ganz genau nach
dem Saatgut und der Bohnensorte, denn angeregt durch das Sprintprojekt
„experimentierten“ sie sogar daheim in Parallelversuche, wie mir von Eltern
mitgeteilt wurde. Immer wieder profilierten sie sich zu Hause und im
Freundeskreis als Experten zum Thema Windenergie.
Das Engagement mancher Schüler bzw. Schülergruppen ging so weit, dass sie
sogar in Eigenregie ein Video zum Thema Windenergie, ein Drehbuch für einen
Trickfilm und einen Windenergie Rap kreierten.
Besonders stolz zeigten sich die SchülerInnen auch, weil sie durch ihre
Projektarbeit bei der Finanzierung des Smartboards mitgeholfen haben.
An dieser Stelle bedanke ich mich (auch im Namen meiner SchülerInnen) bei
allen Verantwortlichen, dass Sie uns eine Teilnahme ermöglicht haben. Es war
für uns alle eine wunderschöne Erfahrung, bei diesem Projekt mitarbeiten zu
dürfen.
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Mag. Susanna Weißenböck:
Mit großer Skepsis bin ich an das Projekt heran gegangen, da die Zielgruppe 7.
und 8. Schuljahr war, ich aber zum Zeitpunkt der Entscheidung zur Teilnahme
nur 2. Klassen also zu junge Schüler unterrichtete. Die Tatsache, dass die
Schüler erst im ersten Jahr in Physik unterrichtet wurden und laut
Projektbeschreibung Forschen im Bereich der Technik gefragt war ließ vorerst
Zweifel aufkommen, ob die jungen Leute diesen Anforderungen standhalten
würden. Die Tatsache, dass die Gruppe mit 46 Schülern für das eigentliche
Vorhaben zu groß war, aber aus schulischen Gründen ein Herausnehmen einer
kleineren Gruppe von besonders geeigneten Schülern nicht möglich war,
erleichterte die Entscheidung am Projekt teilzunehmen nicht unbedingt. Da
Kollegin Mag. Angelika Gaustere-Wöhrer nur eine der beiden Klassen
unterrichtete beschlossen wir, dass eine Gruppe primär den Bereich der
Bioindikation abdecken sollte, während die andere Gruppe für die
entsprechenden Voraussetzungen für die Durchführung des Projekts z.B. durch
den Bau der Windräder sorgen sollte. Sehr bald zeigte, sich dass ein Teil der
Schüler der Herausforderung extrem positiv gegenüberstand und sich
praktisch von der ersten Sekunde an in das Projekt einbrachte. Die Schüler
waren generell gerne bereit in der Unterrichtszeit an diesem Projekt zu
arbeiten. Es gab auch keinerlei Proteste, als die letzte Schulwoche für die
Projektgruppen mit intensiver Arbeit verbunden war. Während andere Klassen
im Bad oder beim Sport anzutreffen waren. Wirklich effektives Arbeiten war
fast
ausschließlich
in
den
(leider
viel zu
seltenen)
geblockten
Unterrichtseinheiten möglich.
Besonders toll aus Sicht des Lehrers war es, das Leuchten der Schüleraugen
nach erfolgreichen Arbeiten beobachten zu können. Die erste gelungene
Stromerzeugung mit dem schwer zu bauenden Windgenerator ließ die Augen
mehr leuchten als ein Sehr gut bei der Mathematikschularbeit.
Erfreulich war, wie sehr die Schüler auf den Aspekt des Umweltschutzes
eingingen und wie sehr sie sich auch in Diskussionen mit Erwachsenen
wagten.
Sehr toll war auch zu beobachten, wie die Schüler bei der
Zwischenpräsentation erstmals vor so vielen Leuten ihre Aufgabe erledigten.
Grundsätzlich habe ich als erfahrener Lehrer nach mehr als 25 Dienstjahren
nur positive Erfahrungen gemacht – vor allem engagierte, begabte Schüler
konnten hier zum Teil besser als im Regelunterricht zeigen, was in ihnen
steckt.
Der zeitliche Aufwand für mich als Lehrer war – wahrscheinlich auch bedingt
durch die Tatsache, dass unsere Forscher so jung sind und wir keinen
speziellen Schwerpunkt haben, wo man hätte Unterrichtszeit
abzweigen
können, sehr hoch.
Die Erstellung der Arbeitsunterlagen und die Betreuung der Homepage
bedeuteten ebenso wie die Erstellung des Abschlussberichtes einen gewissen
Zeitaufwand.
Herzlichen Dank an alle Unterstützer des Projekts!
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Literaturverzeichnis
Lamprecht, Jürgen: Biologische Forschung: Von der Planung bis zur
Publikation; Paul Parey-Verlag, Berlin und Hamburg, 1999.
Hallenga, Uwe: Wind – Strom für Haus und Hof; ökobuchverlag
Hacker, Günther; Jerke, Gabriele: Wind bewegt; Solar-Wind-Team
Gisbert Strotdrees, Gabi Cavelius: Was dreht sich da in Wind und
Wasser?; Landwirtschaftsverlag, Münster
Windkraft-Heft 1 der Reihe Einfälle statt Abfälle; Christian Kuhtz
Selbstverlag
Windkraft-Heft 3 der Reihe Einfälle statt Abfälle; Christian Kuhtz
Selbstverlag
Abbildungen
Alle Abbildungen wurden von Projektmitgliedern erstellt.
Beilagen
Fragebogen und Fragebogenbegleittext
Fragebogenauswertung nach Altersgruppen und insgesamt
Arbeitsunterlagen
Plakatauswahl (Kopien)
Elternrückmeldungen
DVD mit:
Smart-Notebook-Dateien
htm - Dateien der Rätsel
Video
Homepagedateien
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