Lehrstuhl für Didaktik der Physik
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Bionik - Wärmelehre

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Bionik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die biologische Systeme in der Natur untersucht, um mit Hilfe dort gefundener Strukturen und Prinzipien Lösungen für die Technik zu finden. Ähnlich gehen auch die Schülerinnen und Schüler bei der Arbeit mit dem Experimentierkoffer zum Thema Wärmelehre vor. Ziel der einzelnen Stationen und physikalischen Versuche ist es, Gesetzmäßigkeiten der Natur zu verstehen und zumindest qualitativ erklären zu können. Die Versuche aus dem Bereich der Wärmelehre in dem transportablen Koffer, sind in acht Stationen unterteilt, die beispielsweise in Kleingruppen in Form eines Lernzirkels absolviert werden können. Durch den Einsatz des Experimentierkoffers können Schülerinnen und Schüler eigenständig physikalische Gesetzmäßigkeiten entdecken und werden dazu angeregt, selbst Erklärungen für diese Sachverhalte zu finden.

  • Bergmannsche Regel

    bionik_bergmannsche_regel

    Bei erste Station des Koffers beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler aus physikalischer Sicht mit der Bergmannschen Regel, mit Hilfe derer die Frage beantwortet werden soll, warum es zwar Eisbären gibt, aber keine Eismäuse. mehr

  • Temperaturregulation

    bionik_temperaturregulation

    Bei dieser Station handelt es sich weniger um einen physikalischen Versuch. Hier lernen die Schülerinnen und Schüler anhand von Zuordnen und Recherchieren, welche Unterschiede zwischen gleich- und wechselwarmen Tieren bestehen. Außerdem lernen sie Vertreter der jeweiligen Art kennen. mehr

  • Wärmedämmung

    bionik_waermedaemmung

    Im Versuch zum Thema Wärmedämmung liegt der Fokus auf der Anwendung von physikalischen Prinzipien im Alltag. Die Schülerinnen und Schüler vergleichen den Wärmetransport durch einfache Glasscheiben mit jenem durch Doppelverglasung. mehr

  • Das Peltier Element

    bionik_peltier_element

    Mit Hilfe des Peltier-Elements ist es den Schülerinnen und Schülern möglich, in dem zweiten Versuch einen Propeller ohne jegliche Spannungsquelle anzutreiben. Das - auf dem von Jean Peltier entdecken Peltier-Effekt basierende - Bauteil erzeugt bei einer gegebenen Temperaturdifferenz einen Stromfluss, der in dem Versuchsaufbau zum Antrieb des Propellers führt. mehr

  • Eisbärenfell

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    Im vierten Versuch gehen die Schülerinnen und Schülern der Frage nach, wieso Eisbären zwar schwarze Haut, aber kein schwarzes Fell haben. Dafür werden zwei Teilversuche gemacht, in denen die Wirkung von schwarzen Oberflächen auf die Wärmeaufnahme untersucht wird. mehr

  • Temperaturempfinden

    bionik_temperaturempfinden

    Bei Station 6 beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Sinnesorgan Haut und seiner Fähigkeit, Temperaturen wahrzunehmen (?). mehr

  • Messung am Körper

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    Im letzten Versuch werden die unterschiedlichen Auswirkungen von Wasser und Luft auf die Abkühlung der Haut untersucht. Es handelt sich also auch hier um einen Simulationsversuch, bei dem das Prinzip des Schwitzens untersucht wird. Um wieder die Bionik in den Vordergrund zu rücken, lernen die Schülerinnen und Schüler den Klimanaut und seine Funktionsweise kennen. So wird auch bei dieser Station eine Parallele zwischen Natur und Technik gefunden. mehr


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