Wärmedämmung und Wärmeleitfähigkeit

In der Unterrichtseinheit "Wärmedämmung und Wärmeleitfähigkeit" für die siebte oder achte Klasse im Fach Physik lernen die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung im Kontext der Wärmedämmung an Gebäuden kennen. Dabei werden Bezüge zum Sanitär-, Heizungs- und Klima-Handwerk hergestellt.

Unterrichtseinheit

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit bearbeitet das Thema "Wärmedämmung und Wärmeleitfähigkeit" für das Fach Physik in der Sekundarstufe I. Konkret behandelt sie Inhalte im Themenfeld "Thermische Energie und Wärme".

Die Unterrichtseinheit bindet die fachlichen Inhalte in den Kontext der Gebäudeheizung ein. So wird zunächst der Begriff der Wärmedämmung intuitiv anhand eines Thermogramms eingeführt und anschließend physikalisch erarbeitet (Arbeitsblatt 1). Die Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Wärmeströmung kennen und trainieren dabei durch die Methode des Gruppenpuzzles das Kommunizieren und Argumentieren.

Anknüpfend an den Rahmenlehrplan werden die Dämmeigenschaften verschiedener Materialien zunächst experimentell untersucht und anhand dessen wesentliche Fachkenntnisse zur Wärmeleitfähigkeit erworben und formuliert (Arbeitsblatt 2). Mit Hilfe der im Experiment erworbenen Kenntnisse werden anschließend verschiedene Materialien bezüglich ihrer Eigenschaften und Eignung bei der Wärmedämmung im Gebäudekontext bewertet.

Um den Schülerinnen und Schülern verschiedene Bezüge und Anknüpfungspunkte des Themas aufzuzeigen, wird die Unterrichtseinheit durch eine von den Lernenden durchgeführte Podiumsdiskussion abgeschlossen (Arbeitsblatt 3). Hierbei erhalten die Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit, das Themenfeld aus unterschiedlichen Perspektiven zu beleuchten und persönliche Handlungsoptionen im Bereich des energiesparenden Heizens kriteriengeleitet zu erarbeiten.

Unterrichtsmaterial "Wärmedämmung und Wärmeleitfähigkeit" zum Download

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Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Unterrichtseinheit thematisiert Inhalte aus dem Themenfeld "Thermische Energie und Wärme" für das Fach Physik in der Sekundarstufe. Dabei werden entsprechend des Lehrplans gezielt Bezüge zu der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler hergestellt. Der Kontext "Heizung im Gebäude" ist den Schülerinnen und Schülern aus persönlichen Alltagserfahrungen bekannt und kann auch im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise im Bereich des Sanitär-Heizung-Klima-Handwerks.

Um den Begriff der Wärmedämmung fachlich fundiert einführen zu können, sind Vorkenntnisse zu den Themen "thermische Energie und Wärme" nötig. Im Rahmen der Erarbeitung der drei Arten der Wärmeübertragung wird außerdem das Teilchenmodell verwendet, welches hierbei noch einmal aufgegriffen und vertieft werden kann. Des Weiteren bietet die Unterrichtseinheit viele Anknüpfungspunkte an den Bereich "Energie und Energieumwandlungen".

In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und die Arbeit im Plenum angewandt, um eine Aktivierung aller Lerntypen zu erreichen. Auch werden die Schülerinnen und Schüler verstärkt ermuntert, Arbeitsergebnisse untereinander zu besprechen und zu vergleichen. Durch das Anwenden gelernter Inhalte auf den Gebäudekontext entwickeln die Lernenden Kompetenzen im Bereich des Bewertens.

Die experimentelle Methode zur Erkenntnisgewinnung wird in dieser Unterrichtseinheit bewusst als besondere physikalische bzw. naturwissenschaftliche Strategie verwendet.

Eine Podiumsdiskussion wird am Ende der Unterrichtseinheit eingesetzt, um den Schülerinnen und Schülern unterschiedliche Perspektiven und Hintergründe zu dem Themenfeld aufzuzeigen. Im Bereich der Kommunikationskompetenz üben die Schülerinnen und Schüler dabei die adressatengerechte Wiedergabe von Informationen und das Argumentieren. Durch das Erarbeiten konkreter persönlicher Handlungsoptionen im Rahmen der Diskussion sollen die Lernenden für das Thema "energiesparend Heizen" sensibilisiert werden.

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • unterscheiden zwischen Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung.
  • erklären mit Hilfe des Teilchenmodells verschiedene Arten der Wärmeübertragung.
  • beschreiben Wärmeübertragung im Kontext der Wärmedämmung an und in Gebäuden.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • verbessern ihre Fähigkeiten, ihre Erkenntnisse adressatengerecht zu präsentieren.
  • verbessern durch verschiedene Formen der Gruppenarbeit ihre Teamkompetenz.
  • üben das gezielte Einhalten von Gesprächs- und Diskussionsregeln.

Erkenntnisgewinnungskompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • entwickeln Fragestellungen zu physikalischen Sachverhalten.
  • üben Sachverhalte mit geeigneten Kriterien zu vergleichen.
  • führen zur Untersuchung einer physikalischen Fragestellung ein geeignetes Experiment durch und werten dieses aus.

Portalanbieter

Kooperationspartner

Anbieter der Unterrichtseinheit

Auszeichnungen

Autorin

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Maria Lenk

Maria Lenk hat 8 Jahre lang in Berlin an einer integrierten Sekundarschule in der Sekundarstufe 1 und 2 die Fächer Mathematik und Physik unterrichtet. Sie arbeite zurzeit als freiberufliche Autorin und beschäftigt sich dabei vertieft mit digitalen Lernmedien.

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