Reale Probleme

Mathematische Inhalte -
mögliche inhaltsbezogene Kompetenzen

Glaspaläste: Energieeffizienz im Privaten und in der Industrie

Moderne Architekten bauen
in den Himmel stürmende "Glaspaläste", Wärme effiziente Fassaden, Energie sparsame Beleuchtungen sowie auch "intelligente Häuser". Und Betreiber von Kraftwerken wandeln Energie verantwortungsvoll und effizient in andere um. Doch wie weit gelingen diese planerischen Ziele und Auffassungen in der Realität? Und wie reagieren Industrie und Bevölkerung auf politisch gewollte Energie-Einsparungen? ...?

Wird dieses Problem im Mathematikunterricht behandelt, so steht die mathematische Modellierung im Zentrum. Je nach gewähltem Teilproblem kann folgende Mathe vorkommen:
ab Klasse 7
Messwerte zu einem Modellversuch zur Wärmeleitung / Wärmedämmung dokumentieren, mit den Mitteln der beschreibenden Statistik auswerten, Ergebnisse interpretieren und auf die Wirklichkeit von "Glaspalästen" übertragen;
Energieeffizienz im Privaten rechnerisch und kalkulierend überprüfen z.B. von Energiesparlampen und Glühlampen mittels linearer Terme und deren Graphen (siehe hierzu: ein mögliches Lösungsbeispiel); Terme für weitere Zusammenhänge finden; rationale Zusammenhänge; Wachstumsfunktion; Funktions-Gleichung;
Meinungs-Befragung zum "Guten und Schönen" von Glaspalästen oder zur Akzeptanz von Energiesparmaßnahmen planen, durchführen und mit den Mitteln der beschreibenden Statistik auswerten;
ab Klasse 9 wie zuvor und:
Potenz- und Wachstums-Funktionen; Konstruieren und simulieren von Aufheiz- und Abkühlprozessen bei Wärmeleitung und Wärmestrahlung für unterschiedliche Glassorten und photochromen Glas (siehe hierzu: eine erste, einfache Simulation von Wärmeleitung); dabei Methoden der system dynamics anwenden und u.a. Werkzeuge wie Excel oder Dynasis oder Powersim nutzen;