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Aus den Augen aus dem SinnExperimentiermaterialDokuCharakterKontextVon Menschen produzierter Müll ist ein gewaltiges Problem für unser ÖkoSystem. Um diesen Müll umweltfreundlich zu entsorgen, bedarf es einerMenge kreativer Lösungen. In diesem Projekt können Schülerinnen undSchüler die Problematik des Mülls beginnend bei Mülldeponien erforschen.Die Schülerinnen und Schüler übernehmen die Rolle vonForscherInnen am Institut für Umweltchemie.Der Forschungsauftrag ist es, ein Abfallentsorgungsunternehmen durch eigene Forschungen zuMüllentsorgungsverfahren zu beraten.Die Schülerinnen und Schüler setzten sich mitMülldeponien und deren Folgen für die Umweltauseinander. Sie führen Experimente zur Aufreinigungvon Sickerwasser durch und planen Untersuchungen zurErmittlung einer sicheren Einfassung vonMüllablagestätten.Die Schülerinnen und Schüler fertigen ein Gutachten an,indem sie den Aufbau einer umweltfreundlichenMülldeponie empfehlen.LernfelderBestandteile desMüllsAus den Augenaus dem Sinn-Boxerforderliches Zusatz-MaterialExperimente WasseraufbereitungVerunreinigtes Wasser (Öl, Essig,Wasserflaschen (PET)Tinte, Lebensmittelfarbe)WatteSand, Erde, Kieselsteine,Tongranulat, Kieselsteine,PipettenIndikatorpapierAufbau einerMülldeponieAufreinigung vonSickerwasserReaktionen vonSäuren und BasenEinbindung in den UnterrichtDieses Thema lässt sich gut in den Chemieunterricht einbinden. Die ThemenWasseraufbereitung, Säuren und Basen können dadurch vertieft und gefestigtwerden. Das Thema lässt sich aber auch fachübergreifend rund um dieMüllproblematik bearbeiten.Konstruktion einer DeponieZementGroße Box (transparent)Spachtel, AnrührbehälterMaterialien aus demExperimentWasseraufbereitungKunststoffrohre, Verbindungstücke
Collision CourseExperimentiermaterialKontextHollywood bombardiert uns mit Katastrophenfilmen wie „Armageddon“oder „Deep Impact“. Aber wie realistisch ist das Szenario wirklich? Und wiesollte sich die Menschheit gegen eine drohende Gefahr eines solchenAusmaßes schützen? Ein spannendes Feld zur Auseinandersetzung mit denRisiken einer KollisionDie Schülerinnen und Schüler übernehmen die Rolle vonForscherInnen eines Observatoriums zur Beobachtungvon Himmelskörpern. Ihr Forschungsauftrag ist es, eineGefahrenabschätzung zur Kollision von Kometen mit derErde zu erstellenLernfelderAufbau desSonnensystemsCharakterDie Schülerinnen und Schüler führen umfangreicheRecherchen durch und analysieren wissenschaftlicheTexte. Es werden Experimente zur Untersuchung vonEinschlagskratern durchgeführt.DokuDer AsteroidengürtelSie erstellen am Ende des Projekts einenForschungsbericht, der die Gefahrenabschätzungenthält.Umlaufbahnen vonKometenCollision Course-BoxExperimente EinschlagskraterMeteoritenmodelle (Steine,Metallstücke, Murmeln, etc.)VideokameraModell-Erde (große Kiste)Computer mit VideoanalyseSoftwareFarbiges Pulver (Holi-Pulver, Mehl,Kakao)StativmaterialOberflächenmaterialien (Sand,Erde, Tongranulat, etc.)ZollstockPlastiksieb n vonEinschlägenEinbindung in den UnterrichtDie Einbindung ist im NwT-, NWA- oder MNT-Unterricht in Verbindung mit demThema Sonnensystem möglich oder im Rahmen einer Astronomie-AG.erforderliches Zusatz-Material
Green HeatingCharakterDie Schülerinnen und Schüler übernehmen die Rolle vonForscherInnen in der Entwicklungsabteilung eines SolarUnternehmens. Sie erhalten von der Geschäftsleitungden Auftrag, Grundlagenforschung zu Solarkollektorenzu betreiben um im Anschluss eigene Kollektoren zuvertreiben.Es können Experimente zur Absorption von Wärmestrahlung an verschiedenen Materialien durchgeführtwerden; technische Herausforderungen können beimBau eines eigenen Kollektor-Modells gemeistert werden.DokuKontextHeizen erfordert große Mengen an Energie. In Zeiten des ökologischen undnachhaltigen Denkens müssen neue Wege gefunden werden, umEnergieformen möglichst schadstofffrei in Wärmeenergie umzuwandeln.Eine Möglichkeit bieten sogenannte Solarkollektoren, die die Sonnenstrahlung nutzen, um Flüssigkeiten zu erhitzen (z.B. Warmwasserversorgung).Ein Forschungsbericht mit den Ergebnissen undEmpfehlungen wird für die Geschäftsführung desUnternehmens rmaterialGreen Heating Boxerforderliches Zusatz-MaterialExperimente OberflächenprüfungKarton (schwarz, grün, rot, weiß)Farbige FolieInfrarotlampenE27 . Sprühdose (versch. n anOberflächenExperimente transportEinbindung in den UnterrichtSolarkollektoren sind vor allem aus physikalischer Sicht (Optik, Thermodynamik)interessant. Das Thema kann auch fächerübergreifend mit Technik oderWirtschaftskunde in Verbindung gebracht werden.Metallrohre, , VerbindungsstückeThermometerKonstruktion eines Solar-KollektorsHolzbretter, Leisten, NägelBauscheinwerfer (z.B. 125W)Wasserleitungen (aus Experiment1 und 2 ermitteltes optimalesMaterial)Wasser (oder anderesWärmetransportmittel)
Im AufwindExperimentiermaterialCharakterKontextWarme Luft steigt, kalte Luft sinkt! Dieses Phänomen ist den meistenMenschen bekannt. Aber, dass dies genutzt werden kann, um die Energieaus der Luft in elektrische Energie umzuwandeln, ist wenigen bekannt.Schülerinnen und Schüler können hier ihre Ingenieurfähigkeiten testen undein eigenes Modell eines Aufwindkraftwerks (AWK) bauen.Die Schülerinnen und Schüler übernehmen die Rolle vonIngenieurInnen in einer Firma zum Bau von Kraftwerken.Sie erhalten den Forschungsauftrag, einfunktionstüchtiges Modell zu entwerfen und dieses zuuntersuchen.Die Schülerinnen und Schüler planen und konstruierenein AWK. Sie bearbeiten eine Forschungsfrage, indem siean ihrem eigenen Modell Untersuchungen orderliches Zusatz-MaterialKonstruktion eines AufwindkraftwerksStyropor-Platten (mind. 30 xKlebstoff30cm)Schaschlik-Spießetransparentes KlebebandNägelSchere bzw. MesserTransparente Folie (Malerfolie)schwarze MüllsäckeAufbau undFunktionsweise vonAWK‘sTreibhauseffektDie Schülerinnen und Schüler halten ihre Ergebnisse ineinem Forschungsbericht fest, der die Planung, denKonstruktionsprozess und die Forschungen enthält.Zusätzlich können die Ergebnisse in einer OnlineZeitschrift veröffentlicht werden.Im Aufwind-BoxKamineffektGeneratorenEinbindung in den UnterrichtRegenerative Energien sind ein wichtiges Thema im Unterricht. Das vorgestellteProjekt, lässt sich hier gut einbinden und erweitert die klassischen Themen SolarWind, und Wasserkraft.schwarzer KartonExperimente mit dem AufwindkraftwerkGlockenankermotor (z.B. vonVersch. RöhrenLemo-solar.de)TeelichterNägel bzw. ReiszweckenAlufolie
Plants in SpaceExperimentiermaterialDokuCharakterKontextNach der Mondlandung im letzten Jahrhundert ist es nur eine Frage der Zeit,bis auch entferntere Planeten betreten werden können. Doch es ist einlanger Weg dahin. Wie ernährt man sich auf einem Flug zum Mars? Ist esmöglich, eine ausgewogene Pflanzenkultur innerhalb eines Raumschiffesanzulegen? Wie könnte eine solche „Lebenserhaltungs-Anlage“ aussehen?Bei diesem Forschungsthema übernehmen Schülerinnenund Schüler die Rolle von WissenschaftlerInnen in derFakultät für Bioastronomie einer Universität. DieSchülerinnen und Schüler sollen für den Wettbewerb:„Gestaltung lebenserhaltender Anlagen fürMarsmissionen“ vorbereitende Arbeiten durchführen.Die Schülerinnen und Schüler entwickeln und bearbeiteneigene Forschungsfragen rund um dieSauerstoffversorgung, die Ernährung durch eine eigenePflanzenzucht und die Aufbereitung vonAbfallprodukten.Die Schülerinnen und Schüler schreiben einenForschungsbericht und präsentieren ihre Ergebnisse inder Klasse.LernfelderPlants in Space Boxerforderliches Zusatz-MaterialExperimente PflanzenwachstumWasserpest (im TierhandelMini-Treibhaus mit Quelltöpfenerhältlich)Nährböden (Sand, Ton-Granulat, Watte)ErdeLeuchtmittel (verschiedene)Lampenfassung StativNährstoffbedarf agnetheizrührer/ WasserkocherPhotosynthese in derSchwerelosigkeitThermometerStativmaterial (Fuß, ereitungSauerstoffversorgungExperimente WasseraufbereitungVerunreinigtes Wasser (z.B.Natron,Watte, Sand, KieselsteineEssigessenz, LM-Farbe oder Tinte, Kreide,Spülmittel etc. )StrahlungAktivkohleStoppuhrPET-Trinkflaschen (als Trichter)pH-PapierFilter (z.B. Kaffeefilter)Bechergläser (versch. Größen)Einbindung in den UnterrichtDieses Thema lässt sich in allen naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächerneinsetzen, da es je nach Forschungsfrage Bezüge zu allen Fächern haben kann.Experimente SauerstoffversorgungTester Lungenvolumen
PHEPPSDokuCharakterKontextEine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts ist dienachhaltige Nutzung unserer Energie-Ressourcen. Die Welt-bevölkerungwächst und somit auch der Bedarf an Rohstoffen und Energie. Innovativeund nachhaltige Energiekonzepte sind daher ein wichtiger Beitrag für unsereZukunft.Bei diesem Schüler-Forschungsthema übernehmenSchülerinnen und Schüler die Rolle von ForscherInnen inder Fakultät für Ingenieurswesen einer Universität. Siesollen die Gestaltung eines transportablenWasserkraftwerkes (PHEPP) erforschen.Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau einestransportablen Wasserkraftwerkes kennen und führenExperimente zur Maximierung der erzeugtenGeneratorspannung und zur Optimierung des Aufbausder Turbinen durch.Die Schülerinnen und Schüler halten ihre Ergebnisse ineinem Bericht fest, der ihre Forschungen sowieEmpfehlungen für den Aufbau eines effektiven s-Boxerforderliches Zusatz-MaterialExperimente mit der TurbineVersch. Turbinen aus Pappe*FönSchaschlik SpießeStativmaterialKlebstoff, SchereModell von Hochdruck au serkraft)Aufbau undFunktionsweise einesPHEPPEinbindung in den UnterrichtIn den Bildungsplänen nehmen die erneuerbaren Energien einen großenStellenwert ein. Hier lässt es sich in allen Schularten fächerübergreifendeinbinden. Es kann mit dem Schwerpunkt „Funktionsweise von Generatoren“ inden Physikunterricht integriert werden.* Da in der Regel kein fließendes Gewässer für Versuche vorliegt, können Trockenversuche mittels Windgemacht werden.Experiment GeneratorprinzipPermanentmagneteModell eines GeneratorsKupferkabelMultimeterSpulen (versch. Windungszahlen,ExperimentierkabelKonstruktion eines PHEPPJe nach Maßstab des Modells können verschiedenste Werkstoffe zumEinsatz kommen!Holz (Grundgestell), SchraubenPET-Flaschen als Schwimmkörper(Edelstahl), Werkzeug zur Montage,Leichtgängige GeneratorenVerbindungskabel
KosmetikExperimentiermaterialKontextDer Mensch benutzt schon seit Jahrtausenden Schönheitsprodukte fürverschiedenste Zwecke. Und auch heute gibt es ein unfassbar großesAngebot an Stoffen, die uns angepriesen werden. Die Kosmetik lässt vielSpielraum für Wirkung und Wunsch. Aber welche Wirkungen lassen sichnachweisen und welche nicht? Helfen oder schaden diese Produkte mehr?Bei diesem Thema handelt es sich um eine sehr offeneForm von forschend-entdeckendem Lernen. DieSchülerinnen und Schüler erhalten den Auftrag, eineeigene Forschungsfrage zu entwickeln und dazu eigeneUntersuchungen zu planen.LernfelderAufbau und Funktionder HautKosmetik-Boxerforderliches Zusatz-MaterialHerstellung einer CremeGrundstoffe Kosmetik (Emulgator, Zusatzstoffe Kosmetik (äth. Öle,Fette/ Öle,Wirkstoffe, ThermometerSpatel, MesslöffelBechergläser (100mL, 500mL)AufbewahrungsbehälterWaageEthanol (70%ig)DokuCharakterEmulgatorenDie Forschungsfragen könnten sich mit der Haltbarkeitvon Kosmetik beschäftigen, aber auch mit derHerstellung einer bestimmten Creme (z.B. Anti-Aging).Lassen Sie der Kreativität Ihrer Schülerinnen und Schülerfreien Raum.Der Forschungsprozess wird in einem Forschungstagebuch festgehalten. Die Ergebnisse werden in einemForschungsbericht zusammengefasst.KonservierungsmittelExperimente mit KosmetikEs sind verschiedenste Untersuchungen mit Cremes, Lotionen,Shampoo, Seifen, etc. möglich. Die Auswahl der Materialien richtet sichnach den jeweiligen Verfahren“Wirkstoffe(Beispiele für Untersuchungen: Haltbarkeit, Viskosität, Hautfeuchtigkeit,Vergleich von Emulgatoren)Zusammensetzungvon KosmetikHaut und StrahlungEinbindung in den UnterrichtDas Thema ist geeignet ab der 8. Klasse für NWA und Chemie an Realschulensowie für NwT und Chemie an Gymnasien.
Cosmic websiteMaterialDokuCharakterKontextDie meisten Astronomen gehen davon aus, dass das Universum ungefährvor 14 Milliarden Jahren beim sogenannten Urknall entstanden ist. DieWissenschaft versucht heute, herauszufinden, wie die Zukunft desUniversums ausieht und Antworten auf viele Fragen zu finden.Bei diesem Thema gestalten die Schülerinnen undSchüler eine Webseite im Internet, in der sie die UrknallTheorie der Öffentlichkeit verständlich präsentieren.Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit Theorienüber die Zukunft des Universums auseinander.Bei diesem Thema gestalten die Schülerinnen undSchüler eine Webseite im Internet, in der sie die UrknallTheorie der Öffentlichkeit verständlich präsentieren.Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit Theorienüber die Zukunft des Universums auseinander.Die Schülerinnen und Schüler stellen ihre Erkenntnisseaus der Recherche auf einer Webseite dar.LernfelderEntstehung desUniversumsTheorien zur Zukunftdes UniversumsDunkle MaterieKosmische WellenAtomAufbau einerWebseiteEinbindung in den UnterrichtDas Thema eignet sich besonders für Lerngruppen, die Freude am Designen vonWebseiten haben.Cosmic WebsiteComputer mit InternetzugangBenötigt werden ausreichend Computerarbeitsplätze um die Website zuerstellen.WebspaceFragen Sie den Administrator Ihrer Schulwebseite ob Sie eigene Inhalteauf dieser veröffentlichen können. !Das Projekt kann auch mit einerfiktiven Website gestaltet werden!Ergänzende LiteraturStellen Sie einige Bücher, Zeitschriften, Zeitungsartikel zur Verfügung!Tipp: Das Recherchieren, Exzerpieren lässt sich bei diesem Themabesonders gut Trainieren!
Green lightExperimentiermaterialSeit der Rio-Konferenz (UNCED) wird ein großer Aufwand betrieben, umMenschen anzuregen, Emissionen zu reduzieren. Außerdem soll die Energiehäuslich und gewerblich effizienter genutzt werden, was die zunehmendeVerwendung von Kompaktleuchtstofflampen (CFL) mit einschließt. DieSchüler-Innen sollen hier Argumente für die Nutzung von CFLs darlegen.GreenLight-Boxerforderliches Zusatz-MaterialKontextVergleich der LeuchtmittelDie Schülerinnen und Schüler sind dazu aufgefordert, dieRollen der Mitglieder des "Energy Efficiency LightingCommittee" des "Energy Trust" einzunehmen. IhreAufgabe ist es, eine für die Nutzung von CFLs werbendeZeitungsannonce zu entwerfen.LernfelderFassungen für LichtquellenElektrizitätCharakterOptikDie Schülerinnen und Schüler setzen sich mit derProblematik der Glühbirnen auseinander und erforschendie Effizienz der CFLs. Sie versuchen diese derÖffentlichkeit verständlich darzustellen.LeuchtmittelDokuUmweltethikDie Schülerinnen und Schüler bereiten einen kurzenVortrag zu ihrem Thema vor und präsentieren es ihrerKlasse. Die Erkenntnisse werden in Form einer Zeitungsanzeige festgehalten.Lichtquellen vergleichbarer Leistung(Glühlampe, LED, Energiesparlampe)ElektrotechnikEinbindung in den UnterrichtNeben den Energiesparlampen kann auch auf die aktuelle LED-Technik oderandere innovative Lichtquellen eingegangen werden.Lux-MessgerätSchwarzer Karton„dunkler Raum“Optische Bank (Lichtquelle, Spalt,Objektive, Prisma) eventuelloptisches Gitter)(Handspektroskop zum Selbstbaubei astromedia.eu)
Feed the worldExperimentiermaterialDen Hunger auf der Welt zu stillen ist seit vielen Jahren ein wichtiges Ziel inder Weltpolitik. Aber dies ist leichter gesagt als getan. Ein wichtiger Bereich,ist dabei die Aufgabe den Anbau von Nahrungsmitteln in den betroffenenEntwicklungsländern zu optimieren?Feed-The-World-Boxerforderliches te mitSäuren und BasenCharakterDie Schülerinnen und Schüler übernehmen die Rolle vonForschern im Chemischen Institut einerUniversität. Für die Welternährungskomission sollenFlugblätter entworfen werden, die die Anwendung vonDüngemitteln erläutern.Neben der Auseinandersetzung mit denHerstellungsverfahren wird der Stickstoffzyklusbehandelt. Die Ammoniumnitrat-Synthese, kann alsVersuch durchgeführt werden.Haber-BoschVerfahrenDokuKontextHerstellung von AmmoniumnitratDer Forschungsprozess wird in einemForschungstagebuch festgehalten. Das erlangte Wissenwird in zwei Informationsbroschüren (für Bauern undLehrkräfte) festgehalten.Erstellen vonInformationsbroschürenDüngemittelEinbindung in den UnterrichtDas Thema lässt sich im Chemieunterricht der Klassen 8 und 9 optimal einsetzen.Die Grundlagen zu Säuren und Basen sollten vorhanden sein.BüretteStativmaterialBechergläser lisierschaleIndikatorlösungPipette (Glas), GlasstabMesszylinderPipettierhilfeExperimente zum mittel (nach Möglichkeit auseigener Herstellung)
Konstruktion eines Solar-Kollektors Holzbretter, Leisten, Nägel Bauscheinwerfer (z.B. 125W) Wasserleitungen (aus Experiment 1 und 2 ermitteltes optimales Material) Wasser (oder anderes Wärmetransportmittel) Green Heating Experimentiermaterial Solarkollektoren sind vor allem aus physikalischer Sicht (Optik, Thermodynamik) interessant.
