Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler Aufbau und Funktionsweise von Bremsen kennen. Zudem erlernen sie die Berechnung des Bremsweges und reflektieren den Zusammenhang zwischen Bremsen und Umweltschutz.

Unterrichtseinheit
  • Mathematik / Rechnen & Logik / Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I
  • 3 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt
  • 3 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit "Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?" führt die Schülerinnen und Schüler mittels drei aufeinander aufbauender Arbeitsblätter in das Themenfeld Bremsen ein. Zum Einstieg untersuchen die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Abläufe bei einem Bremsvorgang: Was löst den eigentlichen Bremsvorgang aus? Welche Kräfte wirken beim Bremsen? Wie wandelt sich die Energie um? Im Anschluss daran wird die Berechnung des Bremsweges vermittelt und der Unterschied zwischen Bremsweg und Anhalteweg veranschaulicht.

Die zweite Unterrichtsstunde widmet sich den technischen Gegebenheiten bei Bremsen, genauer gesagt, bei den in heutigen Fahrzeugen gängigen Scheibenbremsen. Dafür erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler, welche Bauteile zu einem Bremssystem gehören. Im nächsten Schritt schärfen sie ihren Blick für technische Details bei der Auswertung einer einfachen technischen Zeichnung. Ein entscheidender Teil der zweiten Unterrichtseinheit widmet sich schließlich der Energierückgewinnung beim Bremsen, der sogenannten Rekuperation. Diese ist heute vor allem in E-Autos gängig. Anhand einer Zeichnung sollen die Schülerinnen und Schüler das Prinzip der Rekuperation in eigenen Worten wiedergeben. Als Vertiefung können die Schülerinnen und Schüler weitere technische Beispiele recherchieren, in denen Rekuperation Anwendung findet.

In der dritten Unterrichtsstunde steht die Frage "Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?" im Fokus. Zum Einstieg in diese Frage sollen die Schülerinnen und Schüler zunächst selbst reflektieren und Vermutungen über Zusammenhänge notieren. Anschließend führt eine Aufgabe in konkrete Aspekte der Umweltverschmutzung durch Bremsennutzung ein. Den größten Teil der dritten Unterrichtsstunde nimmt die Auswertung eines Zeitungsartikels über bremsenbezogene Umweltverschmutzung ein. Die Schülerinnen und Schüler werden beauftragt, Informationen aus dem Artikel herauszuziehen und zu gliedern. 

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Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Mit dem Thema "Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?" pickt die Unterrichtseinheit sich einen speziellen technischen Aspekt aus der Fahrzeugtechnik heraus – den Themenkomplex Bremsen – und hängt daran verschiedene alltagsrelevante Fragestellungen auf. Ein Vorteil des Themenkomplexes ist die Tatsache, dass ein Vorgang wie das Bremsen auch für die Schülerinnen und Schüler, als (noch) nicht selbst fahrende Personen, visuell gut nachvollziehbar ist.

Zum Einstieg in die Unterrichtseinheit wird das Thema auf seine physikalischen Grundzüge heruntergebrochen. Die Schülerinnen und Schüler fassen in Worte, was genau beim Bremsen passiert, wodurch überhaupt eine Bremswirkung entsteht, welche Kräfte beim Bremsen wirken und wie sich die Energie wandelt. Sie können dabei zum Teil auf Vorkenntnisse zurückgreifen, müssen aber auch durch eigene Reflexion oder Transfer selbst Lösungen formulieren. Einfache, aber sehr alltagsnahe Berechnungen zum Bremsweg runden das erste Arbeitsblatt ab.

Das zweite Arbeitsblatt geht näher auf die technischen Gegebenheiten und die Bauweise von Bremssystemen ein. Dabei ist das Abstraktionsniveau hier bewusst niedrig angesetzt, um auch Schülerinnen und Schülern mit eher geringer Affinität zu technischen Themen eine Partizipation zu ermöglichen. Für technikaffine Schülerinnen und Schüler enthält Arbeitsblatt 2 jedoch auch eine anspruchsvollere Aufgabe: In dieser geht es um die Definition der Rekuperation sowie um das Auffinden von weiteren Beispielen für Energierückgewinnung.

Abgeschlossen wird die Unterrichtseinheit mit Arbeitsblatt 3, das erneut einen starken Alltagsbezug herstellt und die Transferfähigkeit der Schülerinnen und Schüler herausfordert. Hier gilt es, zunächst eigene Überlegungen zum Thema Umweltschutz und Bremsen anzustellen und in Gruppenarbeit zu formulieren und zu präsentieren. Anschließend erfolgt eine Textanalyse samt Herausarbeiten der wichtigsten Punkte.

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • erfahren die Funktionsweise von Scheibenbremsen.
  • erlernen das Berechnen des Bremsweges.
  • verstehen das Prinzip der Rekuperation.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • analysieren und exzerpieren Textquellen.
  • lesen und verstehen einfache technische Zeichnungen beziehungsweise Darstellungen.
  • trainieren das Arbeiten mit Nachschlagewerken.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • arbeiten ergebnisorientiert in verschiedenen Sozialformen.
  • üben sich im aktiven Zuhören während Präsentationen.

Portalanbieter

Kooperationspartner

Anbieter der Unterrichtseinheit

Auszeichnungen

Autorin

Portrait von Christine Peter
Christine Peter

Christine Peter arbeitete nach ihrem Geografie-Studium in der technischen Redaktion eines Schulbuchverlags. Seit 2006 ist sie freiberufliche Redakteurin für Schul- und Bildungsthemen.

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