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Un­ter­richts­gang

 

1. Phase

2. Phase

3. Phase

Vor­be­mer­kun­gen

Stun­den­auf­tei­lung

Von den 36 Schul­stun­den eines Schul­jah­res für eine Wo­chen­stun­de wer­den 9 Schul­stun­den für Ver­tie­fung, Übung, KA und Un­ter­richts­aus­fall be­nö­tigt. Da Phy­sik in Klas­se 9 zwei­stün­dig un­ter­rich­tet wird ste­hen für die Phy­sik 54 Stun­den zur Ver­fü­gung. Für die Un­ter­richts­ein­heit Elek­tro­dy­na­mik und In­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung wer­den 28, für Erde und Welt­all: Geo­phy­sik 12 und für die Com­pu­ter­ge­stütz­te Phy­sik 14 Schul­stun­den an­ge­setzt.

Für eine an­de­re Stun­den­auf­tei­lung wer­den mög­li­che Er­wei­te­run­gen und Ver­tie­fun­gen vor­ge­schla­gen.

Schü­ler­kom­pe­tenz Phy­sik

In der Phy­sik ist der Be­griff des Mo­dell ein ganz zen­tra­ler Punkt, wel­cher gro­ßen Raum im Bil­dungs­plan ein­nimmt. Die Funk­ti­on von Mo­del­len wer­den an ei­ni­gen Bei­spie­len er­läu­tert (3.2.1 (3) Licht­strahl, Teil­chen, Ele­men­tar­ma­gnet; 3.2.5 (4) Mo­del­le für den elek­tri­schen Strom­kreis)

Schü­ler­kom­pe­tenz Ma­the­ma­tik

In die­ser Ein­heit wer­den Mess­wer­te mit einer Kur­ven­an­pas­sung vor­her­ge­sagt. Bei den Funk­ti­ons­ty­pen han­delt es sich auch um Wur­zel­funk­tio­nen, Po­tenz­fun­kio­nen mit den Funk­ti­ons­ter­men

Formel
und und Ex­po­nen­ti­al­funk­tio­nen mit dem Funk­ti­ons­term
Formel
.

Alle hier ge­nann­ten Funk­ti­ons­ty­pen wer­den erst in Klas­se 9 un­ter­rich­tet. Hier ist also eine zeit­li­che Ab­spra­che mit den Ma­the­ma­tik-Kol­le­gen/innen nötig.

Wei­ter­hin wird die all­ge­mei­ne Po­tenz­funk­ti­on mit be­nö­tigt, wel­che nicht im Bil­dungs­plan Klas­se 9 steht. Hier wäre es wün­schens­wert, dass die Ma­the­ma­tik-Kol­le­gen/innen noch die all­ge­mei­ne Dar­stel­lung der Po­tenz­funk­ti­on mit ein paar Bei­spie­len un­ter­rich­ten.

Die Schü­ler soll­ten in der Ver­wen­dung einer Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on ei­ni­ger­ma­ßen ver­traut sein als auch Grund­zü­ge in einer dy­na­mi­sche Geo­me­trie­soft­ware be­herr­schen:

Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on:

  • In Klas­se 5/6: 3.1.5 (3) Daten in Dia­gram­men dar­stel­len

  • In Klas­se 7/8: 3.2.1 (4) Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on ver­wen­den, um Zins­satz, Tilung [….] Lauf­zeit nä­he­rungs­wei­se zu be­stim­men.

Dy­na­mi­sche Geo­me­trie­soft­ware:

  • In Klas­se 5/6: 3.1.4 (6) .. dy­na­mi­scher Zu­sam­men­hang

  • In Klas­se 7/8: 3.2.3 (8) Orts­li­ni­en.

In die­ser Un­ter­richts­ein­heit wird so­wohl als Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on als auch als dy­na­mi­sche Geo­me­trie­soft­ware das kos­ten­freie Pro­gramm Geo­ge­bra ver­wen­det (www.​geo­ge­bra.​org). Geo­ge­bra be­inhal­tet eine voll­stän­di­ge Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on kom­bi­niert mit einer dy­na­mi­schen Geo­me­trie-Soft­ware und einem Funk­ti­ons­plot­ter. Die Kom­bi­na­ti­on die­ser drei Funk­tio­na­li­tä­ten kom­bi­niert mit der Kos­ten­neu­tra­li­tät ist der aus­schlag­ge­ben­den Grund für die Ver­wen­dung von Geo­ge­bra.

Me­tho­den

Die Un­ter­richts­ein­heit kann mit den vor­lie­gen­den Ar­beits­blät­tern er­ar­bei­tet wer­den. An­de­re Un­ter­richts­for­men, Schwer­punkt­set­zun­gen sind na­tür­lich auch mög­lich und sinn­voll. Die ver­wen­de­ten Pro­gram­me sind Vor­schlä­ge. Die In­hal­te sind auch glei­cher­ma­ßen mit an­de­ren Ta­bel­len­kal­ku­la­tio­nen oder Funk­ti­ons­plot­tern um­setz­bar.

Über­blick über die Un­ter­richts­ein­heit

Der Un­ter­richt wird sich aus drei Pha­sen zu­sam­men­set­zen.

In der ers­ten Phase wird der Be­griff des Na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Mo­dells und die Vor­ge­hens­wei­se zur Vor­her­sa­ge von Mess­wer­ten er­ar­bei­tet. Hier­zu neh­men die SuS Mess­wer­te auf, wer­ten die Mes­sung noch ohne Com­pu­ter gra­fisch aus.

In der zwei­ten Phase sol­len die SuS die glei­chen Mess­wer­te mit dem Com­pu­ter aus­wer­ten und in­duk­tiv einen Funk­ti­ons­term fin­den. Hier­zu wird die Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on von Geo­ge­bra ver­wen­det, wel­che wie Excel, Calc oder Num­bers zu be­die­nen ist, je­doch sehr ein­fach Schau­bil­der ge­ne­riert. Alle mit Geo­ge­bra durch­ge­führ­ten In­hal­te sind in­so­fern auch mit an­de­ren Ta­bel­len­kal­ku­la­tio­nen mach­bar. Je­doch ist die Er­stel­lung der Schau­bil­der und die An­pas­sung von Kur­ven mit Schie­be­reg­lern schwe­rer. Wei­ter­hin bie­tet Geo­ge­bra die Mög­lich­keit Kur­ven au­to­ma­tisch an­pas­sen zu las­sen.
Der Funk­ti­ons­term wird nicht be­grün­det. Das Mo­dell ist in­so­fern ein rein ma­the­ma­ti­sches Mo­dell.

In der drit­ten Phase wer­den phy­si­ka­li­sche Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen Grö­ßen be­schrie­ben und mit der Schritt­me­tho­de ein Mess­wert nach dem an­de­ren ge­ne­riert. Die Um­set­zung er­folgt mit Hilfe der Ta­bel­len­kal­ku­la­ti­on in Geo­ge­bra oder einer Mo­dell­bil­dungs­soft­ware. Durch die Ver­än­de­rung der Pa­ra­me­ter in­ner­halb der Mo­dell­bil­dung wird die Si­mu­la­ti­on mit der Rea­li­tät ab­ge­gli­chen und dann In­for­ma­tio­nen über das reale Sys­tem ge­won­nen.

 

Un­ter­richts­gang: Her­un­ter­la­den [odt][458 KB]

Un­ter­richts­gang: Her­un­ter­la­den [pdf][314 KB]

 

Wei­ter zu 1. Phase