Teils funktionstüchtiges Modell

© Martin Gerstorfer

Kiku
05/28/2019

Ein Würfel rollt für saubere Energiegewinnung

Die 3D des Gymnasiums Billrothstraße 73 gewann gleich in zwei Kategorien: Funktionstüchtiges Modell und App.

Wenn ein Würfel zum Rollen gebracht wird, ist das nicht unbedingt die sprichwörtliche Quadratur des Kreises. Wir befinden uns in einem Computerspiel. Dessen Ziel, die Energieversorgung der digitalen Stadt namens „Electricity“ schrittweise umweltfreundlicher zu gestalten. Je weiter die Spielerin/der Spieler kommt, desto mehr wird die Stadt mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen versorgt.

Baum am Wasserkraftwerk-Modell...

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Freiwilligen-Gruppe

Das Spiel einerseits und die gesamte Stadt brachten der 3D des Gymnasiums Billrothstraße 73 (Schule im Grünen) den Sieg beim Power Up!“-Bewerb in der Kategorie Website und App ein. Nicht der ganzen Klasse, sondern „nur“ ungefähr der Hälfte: Gwyneth Briones, Johanna Doppelbauer, Sören Hein, Thimo Keilitz, Max Knotzer, Alice Krakora, Marie Prock, Sophia Publig, Bernhard Schillinger, Lina Somoza, Leo Wakonig, Kathi Wetschnig, Maaya Umekita und Flo Zimmermann. Diese 14 der 27 Schülerinnen und Schüler hatten sich freiwillig gemeldet, um – animiert vom jungen Physiklehrer Dominik Wind –, weit über den Physikunterricht hinaus, viele Stunden in der Freizeit, am Projekt zu arbeiten, vielmehr an Projekten.

Diese Jugendlichen hatten sich nicht nur die Teilnahme im digitalen Bereich, sondern auch im sehr analogen, handwerklichen vorgenommen, nämlich in der Kategorie, Modell(e) zu bauen. In beiden überzeugten sie mit ihren Arbeiten die Jury und holten in den genannten Bereichen jeweils den Sieg.

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Kleine Teams

In kleinen Teams vertieften sie sich jeweils in ein Thema. Lina Somoza und Marie Prock etwa nahmen sich die Windkraft vor. Nach Recherche und Studium vieler Unterlagen - von der Funktionsweise bis zu Konstruktionsplänen – gingen sie an die reale Umsetzung. Den Mast schnitten sie von einem Holzstab ab, die Rotorblätter schickten sie von einem Computer zu einem (privaten) 3D-Drucker. Die Rotorblätter montierten sie an einem Dynamo. Ihr Modell soll schließlich nicht nur zum Anschauen sein. Sie wollen auch – kommt bei offenem Fenster genügend Luftzug herein –, dass zumindest ein kleines LED-Lämpchen aufleuchtet – mit Strom aus ihrem Windrad. Wenn sich der Dynamo dreht, wird diese Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt.

Teile fürs Windrad...

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Funktionstüchtige Modelle

Was für das Werk dieser beiden Schülerinnen gilt, stellten sich auch andere der kleinen Teams zur Aufgabe: Im Kleinmaßstab sollen ihre „Kraftwerke“ Strom erzeugen. Das kleine Wasserkraftwerk beispielsweise verfügt über eine von Solarzellen betriebene Pumpe. Made by bei Maximilian Knotzer und seinem 3D-Drucker. Der mit Solarpumpe betriebene Bach war dazu da, ein mit einem Generator verbundenes Wasserrad im Flusslauf anzutreiben, um die Energie des Wassers in elektrische Energie umzuwandeln (im Modell war das Wasserrad allerdings an keinen Generator angeschlossen).
Auch für andere Teams steuerte er – auf deren Bitte und Vorlage hin – (Bau-)Teile aus dem Produktionsgerät dreidimensionaler Kunststoffe bei.
Mehrere SchülerInnen gingen auch bei der Gestaltung der Landschaft zu Werke, wie Johanna Doppelbauer anmerkt.

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Elektrolysegerät

Maximilian Knotzer lieferte aber bei Weitem nicht nur zu und baute ein Elektrolyse-Gerät. Dieses wird mit einem Solarmodul betrieben, wodurch mit erneuerbaren Energien aus Wasser Wasserstoff abgespalten wird, der für umweltfreundliche Verbrennungsmotoren genutzt werden kann. In seine Versuchsanordnung baute er einen Stirlingmotor ein.

Neben den Kraftwerks-Modellen finden sich QR-Codes. Wer sie scannt, landet auf Webseiten, auf denen die SchülerInnen informative Texte über Funktionsweisen, Formen der Energieumwandlung sowie Vor- bzw. Nachteile des jeweiligen Kraftwerkstyps verfasst haben. So haben die Jugendlichen im analogen Modell Digitales mit eingebaut.

Knotzer war vor allem Mastermind und Programmierer der Website und des Spiels. Das Spiel ist Mittel zum Zweck, erklärt er. Je erfolgreicher im Game, desto mehr kannst du die dicht verbaute Stadt – mit Grün im Umland – mit Strom aus Wind, Sonne, Wasser oder Biomasse versorgen. Zusätzlich enthält „Electricity“ (natürlich ein gewolltes Wortspiel) ein Quiz rund um (erneuerbare) Energien.

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Programmiert

Vor drei Jahren, so erzählt der Programmierer, habe er einen Raspberry Pi geschenkt bekommen. Dabei handelt es sich um eine Minicomputer-Platine, kaum größer als eine Handfläche. Dieser einfach aufgebaute, billige Computer war von der Stiftung gleichen Namens vor rund sieben Jahren erfunden worden, um Kindern und Jugendlichen Soft- und Hardware-Kenntnisse im pädagogischen Umfeld und nicht zuletzt auch im Learning by Doing und Selbststudium zu vermitteln. Das hat bei diesem Schüler voll eingeschlagen.

Er programmierte rund um App und Website was das Zeug hielt. Aber nicht als einzelgängerischer Nerd. „Wir haben immer wieder Brainstorming gehabt“, wirft eine weitere Schülerin ein, „wo wir uns das ganze Spiel gemeinsam angeschaut und haben gesagt, was schon gut ist, wo es noch Fehler gibt oder was zu verbessern ist.“

Erkenntnisse weitergeben

Die halbe Klasse hat sich aber nicht abgekapselt von den anderen Klassenkolleginnen und -kollegen. Sie haben, wie sie – und der Lehrer – dem Kinder-KURIER erzählen, ihre Erkenntnisse über das jeweilige Teilgebiet in den Physikstunden den anderen vermittelt – projektorientierter Unterricht eben. Manche in der Klasse haben – nicht nur wegen des Erfolgs beim Bewerb – auch schon bedauert, sich nicht doch fürs Mitmachen entschieden zu haben.

Übrigens: Beim Betreten des Schulgebäudes leuchten rote Ziffern auf – die geben an, wie viel Strom schon aus den Sonnenkollektoren auf einem der Flachdächer gewonnen wurde und wie viel CO2 damit gespart wird. Ungefähr die halbe Energie, die die Schule benötige, werde aus der Sonne gespeist, sagt einer der Schulwarte dem Kinder-KURIER.

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Hier unten Reportagen über weitere Top-Projekte beim Wien-Energie-Schulwettbewerb "Power Up!"