Wärmetransport

Konzeption

Die UE ist eine Sonderform des Stationenlernens, bei der die Stationen durch physikalische Experimente ersetzt werden. Die Versuche werden im Duo durchgeführt. Da die Anzahl der Versuchsplätze deutlich kleiner als die Anzahl der Duos ist, wird eine Versuchsplanung vorgestellt, bei der mit diesem „Mangel“ positiv umgegangen wird und die Schüler weitgehend selbstständig, zeitlich als auch inhaltlich, entscheiden können.

Exemplarischer Charakter dieser Unterrichtseinheit für Individualisierung und Differenzierung

Welche Elemente dieser Unterrichtseinheit bieten Lösungen an für Individualisierung und Differenzierung im Unterricht und wie wird individuelles Lernen ermöglicht?

• Lerntempo und Handlungsspielraum: die Schüler können im Duo festlegen, wie viele Versuche sie im festgelegten Zeitraum durchführen und wie viel Zeit sie sich für die einzelnen Versuche und die Beantwortung der Fragen nehmen wollen.
• Lernniveau: sowohl die Versuche in sich als auch die Fragen sprechen verschiedene Niveaus vom Nennen und Beschreiben der eigenen Beobachtung bis hin zum eigenständigen Variieren von Versuchen oder selbst gestellten Fragen an.
• Sandwich-Prinzip: Jeder Schüler erhält eine Versuchsmappe mit der Versuchsbeschreibung aller Versuche und den jeweiligen Fragen. Die Vorbereitung auf die Versuche erfolgt, örtlich getrennt, im Duo. Auch die Versuche werden im Duo durchgeführt. Die Beantwortung der Fragen erfolgt wieder am getrennten Arbeitsplatz individuell, jeder Schüler für sich.
• Diagnose: Um den attraktiven Versuch 6 durchzuführen, sind zunächst drei andere Versuche durchzuführen und die Fragen zu beantworten. Dies ist dem Lehrer nachzuweisen und gibt daher eine erste Möglichkeit zum Feed-Back. Am Ende der UE erhalten die Schüler zeitweise eine Musterlösung, mit deren Hilfe sie ihre Lösungen selbstständig korrigieren und/oder ergänzen können (andere Textfarbe). Die Mappen werden eingesammelt und benotet, wobei die eigenen Antworten und getrennt davon, die Korrektur bewertet wird. Als Anreiz werden ihnen die eigenen Unterlagen als „Spickzettel“ für die Klassenarbeit ausgehändigt.

Ziele der Unterrichtseinheit

Vorstruktur (fachlich und überfachlich):

Die UE sollte am Ende der Lehrplaneinheit Wärmelehre stehen, setzt jedoch die Behandlung der Optik oder Elektrizität nicht voraus. Die Begriffe von Energie und Leistung müssen bekannt sein. Aus der Wärmelehre muss bekannt sein die Temperatur und Wärme(-energie, günstig auch Wärmekapazität), sowie das Verhalten von Stoffen bei Wärmezufuhr (Anomalie des Wassers).
Überfachlich vorausgesetzt wird ein zumindest rudimentär vorhandenes Bewusstsein für die Gefahren im Umgang mit Feuer und heißen Gegenständen. Zumindest Partnerarbeit sollte reibungsarm möglich sein.

Fachliche Ziele:

• Nennen der drei Prinzipien der Wärmeübertragung-
• Erläutern des Unterschiedes an eigen gewählten Beispielen.
• Beurteilen, um welche Art es sich handelt bei fremdvorgegebenem Beispiel.
• Einige Einflussfaktoren auf die Menge des Wärmetransportes benennen.
• Formulieren eigener Beobachtungen.

Methodische Ziele:

• Einübung des Wechsels von Partnerarbeit und Einzelarbeit.
• Einhaltung der Regeln der „Versuchsplanung“.
• Zeitmanagement, im Duo Entscheidungen treffen und Planen.

Soziale Ziele:

• Auch bei Ressourcenknappheit vereinbarte „Umgangsnormen“ einhalten.

Sonstige Hinweise zur Umsetzung:

Der Raum muss entweder groß genug sein, damit die Versuche und die Schülerarbeitsplätze deutlich getrennt werden können oder es müssen 2 Räume verfügbar sein mit zwei Aufsichtspersonen.
Je nach Schülerzusammensetzung ist ab einer Schülerzahl von mehr als 16 Schülern eine zweite Aufsichtsperson ratsam.
Der Aufwand zum Aufbau der Versuche ist hoch, insbesondere  vor der ersten Durchführung. Deshalb ist es ratsam, den Aufbau mit Parallelklassen zu teilen und die Aufbewahrung der Komponenten möglichst effizient zu organisieren.