Un­ter­richts­gang

Mo­ti­va­ti­on

Lei­ter

Halb­lei­ter

Diode

Tran­sis­tor

Sen­sor

Lo­gik­gat­ter

Vor­be­mer­kun­gen

Stun­den­auf­tei­lung

Von den 36 Schul­stun­den eines Schul­jah­res für eine Wo­chen­stun­de wer­den 9 Schul­stun­den für Ver­tie­fung, Übung, KA und Un­ter­richts­aus­fall be­nö­tigt. Zwei Wo­chen­stun­den (54 Schul­stun­den) ste­hen für die Phy­sik in Klas­se 9 zur Ver­fü­gung. Für die Un­ter­richts­ein­heit As­tro­no­mie wer­den 14 Schul­stun­den und für die com­pu­ter­ge­stütz­te Phy­sik wer­den 14 Schul­stun­den an­ge­setzt. Der fol­gen­de Un­ter­richts­gang be­nö­tigt 26 Schul­stun­den.

Für eine an­de­re Stun­den­auf­tei­lung wer­den mög­li­che Er­wei­te­run­gen und Ver­tie­fun­gen vorge­schlagen.

Schwer­punkt­set­zung

Eine Um­set­zung des Bil­dungs­plans Phy­sik 9/10 ist ohne die Be­hand­lung der Halb­lei­ter mög­lich.

Die­ses Thema stand noch in den Bil­dungs­stan­dards 2004 (Klas­se 10). Unter Naturerscheinun­gen und tech­ni­sche An­wen­dun­gen sind die In­for­ma­ti­ons­tech­no­lo­gie und die Elek­tro­nik als In­hal­te an­ge­ge­ben.

In den gän­gi­gen Schul­bü­chern (Bil­dungs­stan­dards) wird die­ses Thema bis zu den Transistor­schaltungen be­han­delt. Auf dem Lan­des­bil­dungs­ser­ver ste­hen Un­ter­richts­ma­te­ria­li­en zum Thema Halb­lei­ter und Elek­tro­nik¹.

Ma­te­ria­li­en zu Sen­so­ren und deren Ein­satz im Un­ter­richt lie­gen auf dem Lehrerfortbildungs­server: Kom­pe­tenz­ori­en­tier­ter Un­ter­richt: Phy­sik, Se­kun­dar­stu­fe I; Modul 2: Von der Wahr­nehmung zur Mes­sung – Neue Ex­pe­ri­men­te mit Sen­so­ren².

Sehr schö­ne Ex­pe­ri­men­te mit Feld­ef­fekt­tran­sis­to­ren wer­den auch auf dem Lehrerfortbildungs­server vor­ge­stellt: Kom­pe­tenz­ori­en­tier­ter Un­ter­richt: Phy­sik, Klas­se 10 als Ein­gangs­klas­se der Kurs­stu­fe; Modul 1: Elek­tri­zi­täts­leh­re³

Für die IMP Un­ter­richts­ein­heit „Elek­tro­dy­na­mik und In­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung“ wird hier ein mög­li­cher Un­ter­richts­gang be­schrie­ben. Neu ist die Hin­füh­rung zu den Lo­gik­gat­tern.

In die­ser Ein­heit ste­hen Schü­ler­ver­su­che im Vor­der­grund. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler expe­rimentieren mit den neuen elek­tro­ni­schen Bau­tei­len und wer­den so mit ihren Ei­gen­schaf­ten ver­traut. Diese Ei­gen­schaf­ten kön­nen sie dann mit Mo­del­len er­klä­ren.

Pro­zess­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen (ziel­ge­rich­tet ex­pe­ri­men­tie­ren, Phä­no­me­ne er­klä­ren, Erkennt­nisse ver­ba­li­sie­ren und do­ku­men­tie­ren, phy­si­ka­li­sche Ar­beits­wei­sen re­flek­tie­ren) wer­den so ver­tieft und er­wei­tert. An­re­gun­gen zum kom­pe­tenz­ori­en­tier­ten Ex­pe­ri­men­tie­ren fin­det man auch auf dem Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­ver: Kom­pe­tenz­ori­en­tier­ter Un­ter­richt: Phy­sik, Se­kun­dar­stu­fe I; Modul 6: Spe­zi­fi­sches Me­tho­den­re­per­toire der Phy­sik – Kom­pe­tenz­ent­wick­lung am Bei­spiel des Ex­pe­ri­ments⁴.

Fol­gen­de Dif­fe­ren­zie­rung bei den Schü­ler­ver­su­chen bie­tet sich mit ge­stuf­ten Hil­fen an:

be­nö­tig­tes Ma­te­ri­al – Schalt­skiz­ze – Foto vom Ver­suchs­auf­bau – leere Wer­te­ta­bel­le

Zu­sätz­li­che Auf­ga­ben, die den Er­wei­te­run­gen und Ver­tie­fun­gen die­nen, sind auf den Arbeits­blättern mit einem * ge­kenn­zeich­net.

Die funk­tio­na­le Be­schrei­bung elek­tri­scher Schal­tun­gen ist mit dem elek­tri­schen Po­ten­zi­al leich­ter als mit der elek­tri­schen Span­nung. Das elek­tri­sche Po­ten­zi­al an einem Punkt P gibt die Span­nung zwi­schen dem Punkt und einem Be­zugs­punkt (in der Regel der Mi­nus­pol) an. Statt der Formu­lierung „die Span­nung zwi­schen P und dem Mi­nus­pol“ kann man „vom Po­ten­zi­al an P“ spre­chen. Da das el. Po­ten­zi­al nicht mehr im neuen Bil­dungs­plan steht (keine kur­si­ve Dar­stellung), wird es in die­ser Ein­heit nicht ver­wen­det.

Für die Schü­ler­ver­su­che wer­den preis­wer­te Steck­pla­ti­nen ein­ge­setzt. De­fek­te Bau­tei­le kön­nen schnell und kos­ten­güns­tig er­setzt wer­den. Ex­pe­ri­men­tier­käs­ten sind häu­fig in an­de­ren Klas­sen im Ein­satz. Nö­ti­ge Ab­spra­chen ent­fal­len so. Der Auf­bau einer Schal­tung auf einer Steckpla­tine ist für die Schü­ler aber schwie­ri­ger, da die Schalt­skiz­zen in der Regel nicht 1 : 1 über­tragen wer­den kön­nen.

Schü­ler­kom­pe­ten­zen

Phy­sik

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen die Ge­setz­mä­ßig­kei­ten für Strom­stär­ke und Span­nung in ein­fa­chen Rei­hen­schal­tun­gen und Par­al­lel­schal­tun­gen an­wen­den und er­läu­tern. Sie ken­nen den Zu­sam­men­hang zwi­schen Strom­stär­ke, Span­nung und Wi­der­stand (R=U/I). Sie kön­nen ein­fache elek­tro­ni­sche Bau­tei­le un­ter­su­chen, diese mit­hil­fe ihrer Kenn­li­ni­en funk­tio­nal be­schrei­ben und An­wen­dun­gen er­läu­tern.

Diese Kom­pe­ten­zen er­lan­gen sie im Phy­sik­un­ter­richt in Klas­se 9. Diese IMP-Un­ter­richts­ein­heit kann erst da­nach statt­fin­den.

In­for­ma­tik

Lo­gi­sche Ver­knüp­fun­gen (UND, ODER, NICHT) ken­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler aus der Un­ter­richts­ein­heit Al­go­rith­men in Klas­se 8.

Ma­the­ma­tik

Lo­gi­sche Ver­knüp­fun­gen wer­den unter dem Thema Aus­sa­gen­lo­gik und Gra­fen in Klas­se 9 auf­gegriffen. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren (All­tags-)Aus­sa­gen, die lo­gi­sche Ver­knüpfungen ent­hal­ten. Dabei nut­zen sie Wahr­heits­ta­feln zur über­sicht­li­chen Dar­stel­lung aller Mög­lich­kei­ten.

¹ URL: http://​www.​schu­le-​bw.​de/​fae­cher-​und-​schul­ar­ten/​mat​hema​tisc​h-​nat​urwi​ssen​scha​ftli​che-​fae­cher/​phy­sik/​unt​erri​chts​mate​rial​ien/​e_​leh­re_​1/​elek­tro­nik (ab­ge­ru­fen am 17.03.19)

² URL: https://​leh​rerf​ortb​ildu​ng-​bw.​de/​u_​mat­na­tech/​phy­sik/​gym/​bp2004/​fb1/​kon­text/​index.​htm (ab­ge­ru­fen am 17.03.19)

³ URL: https://​leh​rerf​ortb​ildu​ng-​bw.​de/​u_​mat­na­tech/​phy­sik/​gym/​bp2004/​fb3/​mo­du­l1/ (abge­rufen am 17.03.19)

⁴ URL: https://​leh​rerf​ortb​ildu​ng-​bw.​de/​u_​mat­na­tech/​phy­sik/​gym/​bp2004/​fb1/​ex­pe­ri­ment/ (abge­rufen am 17.03.19)

Un­ter­richts­gang: Her­un­ter­la­den [odt][1 MB]

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