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Experimente durchführen und auswerten

Bildungsplan

Spezifisches Methodenrepertoire der Physik

Klasse 8: Die S. können erste Experimente unter Anleitung … durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen …
Klasse 10: Die S. können Experimente unter Anleitung … durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen …
Klasse 12: Die S. können Experimente selbstständig … durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen …

Um die vom Bildungsplan geforderten Kompetenzen bei den Schülerinnen und Schülern herauszubilden, muss diesen eine Anleitung zum durchführen, auswerten und grafischen veranschaulichen gegeben werden. Eine solche Anleitung kann eine Auswahl der folgenden Punkte in einer schülergerechten Formulierung enthalten und in einem Methodenordner gesammelt werden.

Durchführen von Experimenten

  1. Vergleich der bereitgestellten oder ausgewählten Geräte mit der Skizze der Experimentieranordnung bzw. mit dem Schaltplan, evtl. Geräteliste ergänzen
  2. Prüfen der Funktionstüchtigkeit der Geräte
  3. Übersichtliches Aufbauen der Experimentieranordnung (Übereinstimmung mit Schaltung oder Skizze, Sichtbarkeit der Messinstrument, zu bedienende Elemente in den Vordergrund, möglichst wenige Überschneidungen von Kabeln, …)
  4. Schwierige Aufbauten und vor allem elektrische Schaltungen stets vor Inbetriebnahme vom Lehrer überprüfen lassen
  5. Allgemeine und spezielle Sicherheitsvorkehrungen beachten (Arbeit mit Netzsteckdosen, Standfestigkeit der Geräte, Beschädigung durch Stöße, Berührung mit Wärmequellen oder durch Überlastung infolge zu hoher Spannung bzw. Stromstärke vermeiden)
  6. Arbeitsschritte laut formulierter Versuchsdurchführung ausführen (Ingangsetzen, Beobachten, Messen, Bedingungen verändern, …)
  7. Alle Messparameter und Beobachtungen (insbesondere unverstandene, unerwartete) festhalten und aufheben!
  8. Messwerte kritisch überprüfen, evtl. Messung wiederholen
  9. Messwerte geeignet zusammenstellen (Messwerttabelle)

 

Der Umgang mit Geräten
Alle Geräte müssen pfleglich behandelt werden. Bemerkte Mängel oder Schäden müssen dem Lehrer sofort gemeldet werden. Nach Abschluss des Versuches müssen die Geräte auf Vollzähligkeit überprüft, gegebenenfalls gereinigt und auf ihren Platz zurückgebracht werden.

Besondere Hinweise zum Messen in der Elektrizitätslehre
Hierbei geht es insbesondere um Strom- und Spannungsmessungen. Dazu stehen verschiedene Arten von Messgeräten zur Verfügung: Instrumente mit analoger und digitaler Anzeige.
Bei Ablesen der Messwerte bei einem analogen Zeigerinstrument ist darauf zu achten, dass der Endwert der jeweiligen Skala dem vorab eingestellten Messbereich entspricht und es so zu Umrechnungen des angezeigten Skalenwertes kommen kann, um die tatsächliche Messgröße angeben zu können.

Beispiel: Gewählter Messbereich:   0,01 A Skalen- endwert:   10 Skalen- teile
  Zeigerstellung: 5 Skalen- teile    

Hier entspricht der Skalenendwert 10 dem Wert 0,01 A des gewählten Messbereiches. Der gemessene Wert ist damit 0,005 A.

Zu beachten ist:

  • Strommessgeräte sind stets in Reihe in den Stromkreis einzuschalten, Spannungsmessgeräte sind stets parallel zum Netzgerät oder zu dem elektrischen Gerät, dessen anliegende Spannung gemessen werden soll, zu schalten.
  • Vor dem Einschalten einer elektrischen Schaltung sollten alle Messgeräte auf den größten Messbereich eingestellt sein.
  • Bei Einzelmessungen gilt: Solange der nächst kleinere Messbereich ausreicht, muss auf ihn heruntergeschaltet werden.
  • Bei Untersuchungen von Abhängigkeiten: Alle Messungen erfolgen nach Möglichkeit in ein und demselben Messbereich.

Allgemeines Vorgehen:

  • Messgröße wählen (U, I)
  • Richtige Polung beachten
  • Gleich- oder Wechselspannung bzw. -strom auswählen
  • Mit großem Messbereich beginnen!
  • Bei zu geringem Zeigerausschlag Messbereich schrittweise verringern.

 

Experimente durchführen und auswerten: Herunterladen [pdf] [118 KB]