Woher kommt eigentlich die Energie, die wir tagtäglich nutzen? Was kostet sie uns und welche Auswirkungen hat sie auf die Umwelt? Wo setzen wir sie ein? Und setzen wir sie überhaupt vernünftig ein? Mit diesen aktuellen Fragestellungen, die in den Medien immer wieder kontrovers diskutiert werden, haben sich 20 engagierte Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 8 des Gymnasiums Maria Königin im Rahmen der Junior-Ingenieur-Akademie (JIA) im ersten Schulhalbjahr 2017/18 beschäftigt. Die JIA, eine Initiative der Deutsche Telekom Stiftung, wird in diesem Schuljahr zum ersten Mal im Differenzierungsbereich ab Klasse 8 als Wahlfach am Gymnasium Maria Königin durchgeführt und soll die Schülerinnen und Schüler in ausgewählten naturwissenschaftlich-technischen Fragestellungen schulen.
Wo kommt unsere Energie eigentlich her? Na aus der Steckdose …, aber das wäre viel zu einfach! Aufbauend auf dieser Eingangsfrage setzten sich die Kursteilnehmer in Kleingruppen mit dem Thema Energietransport auseinander. Hierbei spielten sowohl konventionelle Energieträger, u.a. Kohle- oder Kernenergie, als auch die sogenannten erneuerbaren Energieformen, u.a. Solar- oder Windenergie, eine wichtige Rolle. In Vorträgen und kleinen Podiumsdiskussionen wurden Einflüsse auf unser tägliches Leben und die Umwelt herausgearbeitet sowie Vor- und Nachteile erörtert. Dabei waren CO2-Emisssionen, der Treibhauseffekt oder auch Effektivitätsbetrachtungen bei Energieumwandlungen Schlüsselaspekte, die sowohl den technischen als auch den gesellschaftlichen Hintergrund einschlossen.
Ob mit dem Auto, der Bahn oder dem Flugzeug – unser heutiges Leben ist von einer selbstverständlichen Mobilität geprägt. In diesem Zusammenhang beschäftigte sich der JIA-Kurs mit dem Thema Elektromobilität und deren energetischen Voraussetzungen bzw. Einflüssen. Dabei stand das intelligente, energieeffiziente Automobil im Vordergrund. Zu diesem Themenbereich besuchten die Schülerinnen und Schüler des JIA-Kurses die Firma Mennekes in Kirchhundem, wo sie einen Einblick in die hochtechnisierten und automatisierten Abläufe der Fertigungstechnik u.a. im Bereich der Elektromobilität bekamen. In einer abschließenden, intensiv geführten Diskussionsrunde mit Herrn Marcus Nolte (Technische Services, E-Mobility, Fa. Mennekes) konnten die Teilnehmer des Kurses ihr bereits erlerntes Fachwissen im Bereich der Elektromobilität gewinnbringend einbringen bzw. erweitern und eigene Ideen für die eigenen anstehenden Projekte erlangen.
Im letzten Teil des Halbjahres sollten die Anregungen und Überlegungen zum Thema Energietransport bzw. Elektromobilität und deren Einflüsse auf unseren Alltag genutzt werden, um eigens entwickelte Fragestellungen in physikalischen Modellversuchen zu untersuchen. Die Experimente wurden im Unterricht projektartig in Partnerarbeit durchgeführt. Als Grundlage für die Experimente diente unter anderem das Roboter-Set von LEGO-Mindstorms zu erneuerbaren Energien, das mithilfe der Deutsche Telekom Stiftung in diesem Jahr für den Kurs der Junior-Ingenieur-Akademie angeschafft wurde. In den Projekten stand insbesondere die Energienutzung durch Wind- und Solarenergie im Vordergrund. Unter anderem wurden Fragestellungen zur Nutzung der Solarenergie in Abhängigkeit vom Sonnenstand bzw. im Winter bei Beschneiung modelliert und untersucht. Andere Gruppen beschäftigten sich im Rahmen der Elektromobilität mit technischen Lösungen für solarbetriebene Fahrzeuge. Die Projekte wurden im Januar 2018 am Tag der offenen Tür des Gymnasiums Maria Königin im neuen Physiklehrraum vorgestellt. Der neugestaltete Raum, in dem der Regelunterricht für die JIA stattfindet, wurde u.a. auch gezielt für die Anforderungen dieses Kurses umgebaut. So stehen den Schülerinnen und Schülern als Arbeitsmittel u.a. Laptops, individuelle Stromversorgungen und weiteres technisches Equipment (wie z.B. Solarzellen, Rotorblätter, Netzgeräte, LEGO-Roboter u.v.m.) zur Verfügung.
Haben sich die Schülerinnen und Schüler dieses Halbjahr mit grundlegenden Fragen zur Energie- und Umwelttechnik beschäftigt, geht es im nächsten Halbjahr um die Grundlagen der Elektrotechnik zur Initiierung, Steuerung und Automatisierung von Systemen. Hier soll beispielsweise wieder die Funktionsweise des intelligenten Autos aufgegriffen werden. Nach dem die ersten Grundlagen in diesem Halbjahr vorwiegend in der Schule gelegt wurden, wird der Unterricht im zweiten Halbjahr zu einem größeren Teil auch an außerschulischen Lernorten stattfinden. Hierzu werden die Schülerinnen und Schüler für praktische Exkursionen die Lehrwerkstatt Attendorn und die Universität Siegen besuchen.
Matthias Walter