Energieprozesse und -bilanzen in den Ernährungswissenschaften

44B0748

Bachelor

Deutsch

5.0

nur Sommersemester

1 Semester

Studierende der Ökotrophologie kommen aus einem heterogenen Bildungsumfeld mit mehr oder weniger naturwissenschaftlichen Kenntnissen besonders im Bereich der Mathematik und Physik. Häufig sind in den physikalischen Grundbereichen Defizite vorhanden, insbesondere bei einer heute stark auf Energiefragen fokussierten Welt und Lebensweise. Kenntnisse in diesem Bereich sind daher für eine naturwissenschaftlich ausgerichtete Ernährungswissenschaft unerlässlich.  

Das Modul ist als Y-Modul konzipiert. Der grundlegende Teil wird zusammen mit dem Studiengang Angewandte Pflanzenbiologie gelehrt. Diese Verbindung ist sehr nützlich, da beide Studiengänge den Wissenbereich Mensch - Pflanze - Technik in Teilen fokussieren.

Der spezielle zweite Teil ist nur für die Studierenden der Ernährungswissenschaften. Hier wird besonders auf die Umsetzung der Grundkenntnisse in den Bereich der Ökotrophologie gelegt. Überragende Rolle haben dabei die Auswirkungen und die Nutzung des Energieerhaltungssatzes sowohl auf Ebene der Nahrungsproduktion als auch auf Ebene der Nahrungsverwertung.

Das Modul besteht aus zwei inhaltlichen Schwerpunkten:

Teil 1: Physikalische Grundlagen der Natur

Teil 2: Energieprozesse und Energiebilanzen in den Ernährungswissenschaften

Details der beiden Modulteile:

Teil 1: Physikalische Grundlagen der Natur

1. Einheiten, Größen, Skalare, Vektoren, Operatoren

2. Grundlagen: Bewegung und Naturkräfte - Ursachen und Wirkungen

3. Grundlagen: Bausteine der Natur - Quarks, Elektronen

4. Grundlagen: Elektromagnetismus - Strom und Photonen 

5. Grundlagen: Thermodynamische Größen - Temperatur, Wärme, Druck

6. Grundlagen: Erhaltungsgrößen - Impuls und Energie

7.  Stoffkennzahlen Flüssigkeiten, Festkörper, Gase - Dichte, Wärmetransport, Wärmespeicherung, Photonemission etc

8. Energieerhaltung: Energieumwandlung und -bilanzierung

9. Energieerhaltung: Superposition und Quantensprünge

10. Energieerhaltung: Widerstand und Wirkungsgrad

Teil 2: Energieprozesse und Energiebilanzen der Ernährungswissenschaften

1. Naturkräfte und Energie - Coulombkraft bei Muskeltätigkeit

2. Naturkräfte und Energie - Gavitationskraft bei Fortbewegung

3. Photon - Elektron - Wechselwirkungen in der Natur

4. Phasenwechsel in der Ernährungswissenschaft

5. Thermodynamik beim Kühlen und Wärmen

6. Elektromagnetismus in der Ernährungswissenschaft

7. Energie, Enthalpie und Entropie

8. Energiebilanzen in der Ernährungswissenschaft

9. Energiebilanzen bei  Zellatmung und Physiologie

10. Energiebilanzen in der Ernährungswissenschaft

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Portfolio-Prüfungsleistung

Die Portfolioprüfung besteht aus mündlicher Prüfung (max. 70 Punkte) + K10 (max. 30 Punkte). K10 sind 10-minütige wöchentliche Tests á max. 5 Punkte/Test. Die 6 besten Tests gehen in die Endnote ein. Die mündliche Prüfung wird von zwei Lehrenden durchgeführt. 

Mündliche Prüfung: 20 min.

Quicktest: 10 min.

keine speziellen

Die Studierenden weiten ihr Wissen auf fundierte Kenntnisse von Energietransferprozessen und Energiebilanzen in den Ernährungswissenschaften aus.  Dazu erlernen sie die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge der jeweiligen Prozesse im Hinblick auf die Grundursachen Masse und elektrische Ladung.

Die Studierenden erlernen Energiebilanzierungen in dem Bereich der Ernährungswissenschaften zu verstehen, zu systematisieren und zu erstellen. Sie sind ferner in der Lage, Prozesse und Produkte in der Ernährungswissenschaft hinsichtlich des Energieeinsatzes zu bewerten.   

Erlernte Wissens-Skills nach erfolgreicher Durchführung des Moduls:

1. Auswählen und Anwenden von Methoden zur Energiebilanzierung

2. Durchführung von energetischen Analysen und Bewertung von Prozessen und Produkten in den Ernährungswissenschaften

3. Korrekte Darstellung von Energiegrößen und Einheiten

Das im Modul erlernte Wissen und die erlernten Skills können in weiteren Modulen in dem Studiengang verwendet werden. Ferner können die Studierenden das Wissen über Energiebilanzen und Methoden zu deren Erstellung in der späteren Berufstätigkeit sehr gut anwenden, in wissenschaftlichen Arbeiten, bei Beratungen und auf praktischen Gebieten der Ökotrophologie. Nicht zuletzt auch aufgrund der aktuellen Situation des notwendigen aktiven Handelns bezüglich der Klimakrise scheint es sinnvoll, dass Handlungen, Diskussionen und Bewertungen im Hinblick auf Energieeinsatz und -bilanz vollumfänglich auf physikalisch-naturwissenschaftlicher Wissens- und Methodenbasis beruhen.  

Kenntnisse bzgl. Energiebilanzen und Prozessen, die auf auf physikalischen Prinzipien und Grundlagen fundieren, bilden eine solide Grundlage für Innovationen im Bereich der Ernährungswissenschaft. 

Durch Kenntnisse des Backgrounds und der richtigen Begriffe, Einheiten und Formulierungen werden die Studierenden in die Lage versetzt, sich an  Diskussionen bzgl. physikalischer Grundgesetzmäßigkeiten und Bewertungen im Bereich der Ernährungswissenschaft qualifiziert und kompetent zu beteiligen. 

Durch das gewonnene Wissen und die erweiterten Methodenkompetenzen steigern die Studierenden ihre Professionalität besonders im Hinblick auf Wissenschaftlichkeit und Forschungskompetenz. Durch das verbesserte Selbstverständnis werden sie in die Lage versetzt, Sachverhalte und Ausführungen in ihrem Themenbereich qualifiziert zu bewerten und kritisch zu reflektieren.

• Rath, Thomas

• Rath, Thomas