Anbindung an die Richtlinien/Zielgruppe

Die geplante Unterrichtsstunde „Strom und Wärme im Überfluss? – Auf der Suche nach der ‚zündenden’ Kernfusionstechnologie“ ist in erster Linie für den Physik- und Technikunterricht der Sekundarstufe II an Gymnasien und Gesamtschulen gedacht. Nach einer Anpassung der Arbeitsblätter (Didaktische Reduktion; Erklärung von Fachbegriffen, geringerer Schwierigkeitsgrad der Arbeitsaufträge) ist gegebenenfalls auch eine Nutzung in den Jahrgangsstufen 9 und 10 an Gymnasien, Realschulen oder Gesamtschulen möglich.

Der Zeitbedarf beträgt 90 Minuten. Stehen laut Stundenplan nur kürzere Einheiten (70 Minuten oder 45 Minuten) zur Verfügung, kann der Unterricht nach der ersten Erarbeitungsphase, dem Zusammentragen der Resultate, der Ergebnissicherung sowie der Problemfindung II beendet werden. Das Arbeitsblatt 2 und die dazugehörigen Begleitinformationen („Ein Käfig für das heiße Plasma“) kämen dann im Rahmen der Hausaufgabe zum Einsatz.

Thema der folgenden Unterrichtsstunde könnte dann – nach der Besprechung der Ergebnisse der Einzel- oder Partnerarbeit zuhause – das Arbeitsblatt 3 (Kernfusion und Radioaktivität) sein.

Hinweis: Die geplante Einheit ist in der vorgesehenen Form nur dann durchführbar, wenn der Klassen- oder Kursraum über genügend (mindestens vier bis fünf) Internetarbeitsplätze verfügt. Ist dies nicht der Fall, müssten vor einem möglichen Einsatz der Arbeitsblätter die Verweise auf die Flash-Animation entfernt werden. Für den Unterrichtsverlauf ist dann zudem eine Alternative zur Problemfindung II zu entwickeln. Der Lehrer sollte sich darüber hinaus in einem Unterricht ohne neue Medien präsenter zeigen und – wenn nötig – mehr Hilfestellungen geben.

Lehrplankonformität
In (fast) allen Bundesländern bieten die Lehrpläne und Richtlinien Hinweise auf Einsatzmöglichkeiten für die vorgelegte Unterrichtsstunde:

Beispiel Hessen:
Im hessischen Lehrplan für den Bildungsgang Gymnasium ist in der Jahrgangstufe 13.2 sowohl im Grund- als auch im Leistungskurs ein frei wählbares Thema vorgesehen. Als möglicher Unterrichtsinhalt und Kursschwerpunkt ist dabei die Kernphysik genannt. Darin könnte die Einheit „Strom und Wärme im Überfluss? – Auf der Suche nach der ‚zündenden’ Kernfusionstechnologie“ gut integriert werden.

Energieversorgung beziehungsweise die Erzeugung und Nutzung von Energie aus Kernreaktionen sind zudem in der Jahrgangsstufe 10 im Unterricht ausführlich zu behandeln.

Beispiel Sachsen:
Die sächsischen Richtlinien für das Fach Physik an Gymnasien nennen im Grund- und Leistungskurs 12/I Kernphysik und speziell die Kernfusion als zu behandelnde Aspekte. Die geplante Unterrichtsstunde könnte in diesem Zusammenhang wichtige Kenntnisse vermitteln, um den Schülern die Perspektiven der Kernfusion vor Augen zu führen.

Beispiel Bayern:
“Einblick in die Energietechnik“ lautet einer der Schwerpunkte im bayerischen Fachlehrplan für Physik an Gymnasien für die Jahrgangsstufe 10. Darin könnte die vorgelegte Einheit ebenso zum Einsatz kommen, wie im als Additum an mathematisch-naturwissenschaftlichen Gymnasien vorgesehenen Thema „Physikalische Grundlagen der Kernenergietechnik“. Denn dort soll es unter anderem um die „Energiebilanz bei Kernspaltung und Kernfusion“ gehen.

Wie vom Lehrplan gefordert, könnte so den „bei der Kernfusion frei werdenden enormen Energiemengen und den sich daraus ergebenden technischen Möglichkeiten die damit verbundenen Risiken und Probleme“ gegenüber gestellt werden. Die Durchführung der Stunde würde die Schüler aber auch befähigen, „bei der in der Öffentlichkeit geführten Energiediskussion eine eigene, sachgerecht begründete Stellung zu beziehen“.

Gut passen müsste die Doppelstunde auch in den Grund- und Leistungskurs Physik der Jahrgangsstufe 13, wo laut dem bayerischen Lehrplan ebenfalls eine Auseinandersetzung mit der Kernfusion vorgesehen ist. Schwerpunkt soll unter anderem die „Veranschaulichung des aktuellen Standes der Fusionsforschung an Diagrammen“ sein.

Beispiel Schleswig-Holstein:
Für den Grund- und Leistungskurs der Jahrgangsstufe 13.2 schlägt der Lehrplan Physik für Gymnasien und Gesamtschulen in Schleswig-Holstein unter anderem einen Wahlkurs zur Atom- und Kernphysik vor. Darin sollen die Schüler beispielsweise zu tieferen Einsichten über die Vorgänge bei Kernreaktionen gelangen.

Sinnvoll nutzbar wäre die vorgelegte Unterrichtseinheit auch im Wahlkurs zur Astrophysik, wo die Physik der Sterne im Mittelpunkt der schulischen Auseinandersetzung stehen soll.

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