Ein Ausflug zum Grimseldamm
Johannes und seine Physikklasse machten einen Ausflug zum Grimseldamm, um die Prinzipien der Physik in Aktion zu erleben!
Johannes Ernst unterrichtet Physik in unserem Schweizer System und ist ein leidenschaftlicher Pädagoge und engagierter Verfechter einer fortschrittlichen Bildung. In seiner Klasse Die Physik der Staudämme nutzen Johannes und seine SchülerInnen das Thema Staudämme als Ausgangspunkt, um grundlegende physikalische Prinzipien zu erkunden. Durch die Arbeit mit Modellen, perspektivischen Zeichnungen und vielen engagierten Diskussionen im Klassenzimmer lernen Johannes und seine Klasse einige wichtige Grundbegriffe wie Kraft, Druck, Beschleunigung, Kurven und kinetische Energie kennen.
Johannes und seine Klasse begannen ihre Untersuchung von Staudämmen, indem sie sich mit Dämmen aus natürlichen Materialien beschäftigten, und nehmen nun komplexere Strukturen in Angriff.
Die Klasse bereitete sich auf den Besuch des Staudamms vor, indem sie sich Fragen über Staudämme und die dahinter stehende Physik ausdachte. Die SchülerInnen waren besonders daran interessiert zu verstehen, wie die Grimsel-Ingenieure Probleme lösten, die häufig in unseren eigenen Schulmodellen von Staudämmen auftauchen. Die Schülerinnen und Schüler wollten wissen, wie der Damm an der umgebenden Felswand "befestigt" wird, welche Formen am effizientesten sind, um das Wasser zurückzuhalten, und wie Wasserkraft gespeichert werden kann.
Das neue Projekt der Grimsel-Staumauer ist der perfekte Ausgangspunkt, um diese Fragen zu erforschen.
Was ist die beste Form für einen Damm?
Auf dem Grimsel-Gelände gibt es zwei Dämme, einen älteren Damm und einen neuen, der ihn ersetzt. Dies erwies sich als hervorragendes Beispiel für die Beantwortung der Fragen der Schülerinnen und Schüler aus der Praxis. Die Schülerinnen und Schüler entdeckten, dass die Form des neuen Staudamms, der einer zweidimensionalen Kurve folgt, eine effektivere Konstruktion ist - die Kurve erhöht die Festigkeit und verbraucht weniger Baumaterial.
Wie wird der Staudamm an den Felswänden "befestigt"?
Die Schüler von Johannes wollten wissen, wie die Dammstruktur an den umliegenden Wänden befestigt wird. Verwenden sie Bewehrungseisen? Zement? Oder Physik...
Die Schüler lernten, dass die Kraft des Wassers, das gegen die Krümmung der Staumauer drückt, dazu führt, dass sich die Staumauer um etwa 3 cm senkt, was wiederum dazu führt, dass sich die Staumauer an der Felswand festhält, an der sie gebaut ist. Die entgegengesetzten Kräfte sorgen für Stabilität. Physik auf dem Vormarsch!
Kann Strom aus Wasserkraft zur späteren Nutzung gespeichert werden? Müssen wir riesige Batterien bauen?
Die Schüler von Johannes wollten auch wissen, wie die durch den Staudamm erzeugte Energie gespeichert werden kann. Dies ist ein besonderes Problem im Bereich der erneuerbaren Energien - Energie kann nicht nach Belieben erzeugt werden, sondern ist von den natürlichen Kräften wie Sonne, Wind oder auch Wasserkraft abhängig. Diese Kräfte sind nicht zu jeder Jahreszeit gleichermaßen verfügbar.
Johannes' Klasse erfuhr, wie das Grimsel-Staudammprojekt die Sonnenenergie nutzt, um Wasser zwischen den Stauseen zu transportieren und es in den Sommermonaten zu speichern, wenn die Sonne scheint und der Strombedarf geringer ist. Die Stauseen fungieren als "Batterien", in denen das Wasser gespeichert wird, das im Winter in den unteren Stausee abgelassen wird, um Strom zu erzeugen, der Licht und Wärme in unsere Häuser bringt.
Was kommt als Nächstes?
Während sie sich mit Fragen zu erneuerbaren Energien beschäftigten, kamen sie auf die Kernkraft zu sprechen. Das hat die Klasse auf eine neue intellektuelle Entdeckungsreise geschickt. Sie werden den Energiebedarf der Schweiz, die Kraft der Sonne, des Windes und des Wassers untersuchen und herausfinden, ob unsere Häuser allein mit diesen Quellen gewärmt werden können.
Indem er ein ansprechendes Thema aufgreift, Erfahrungen aus der realen Welt in den Unterricht einbringt und den Schülern erlaubt, ihr Lernen durch Fragen zu steuern, schafft Johannes die Voraussetzungen für das Lernen. Seine Schüler sind motiviert, engagiert und neugierig, mehr zu erfahren!
Und bevor Sie gehen... schauen Sie sich auf unserer Instagram-Seite eine Erklärung zu diesem Staudammprojekt an! Sie finden es unter unserer Highlight-Blase "Lernen".
