Er­gän­zen­des Ma­te­ri­al

Un­be­kann­te For­meln im Un­ter­richt

Bil­dungs­plan

3. For­ma­li­sie­rung und Ma­the­ma­ti­sie­rung in der Phy­sik

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen vor­ge­ge­be­ne For­meln zur Lö­sung von phy­si­ka­li­schen Pro­ble­men an­wen­den

Wie kann man dabei vor­ge­hen?

• Aus­ge­hend von einer Pro­blem­stel­lung wird nach einer Glei­chung zur Lö­sung des Pro­blems ge­sucht.
• Die Schü­lern fin­den die Glei­chung durch
  • Auf­trag zur Re­cher­che im Schul­buch, For­mel­samm­lung, In­ter­net
  • Leh­rer­In­fo
• Team­ar­beit: Ar­beits­auf­trag
  • Wel­che Aus­sa­ge macht die Glei­chung? Ant­wor­ten Sie mit: Die Glei­chung gibt an, ...
  • Wel­che Grö­ßen kom­men in der Glei­chung vor?
  • Wel­che Ein­zel­ab­hän­gig­kei­ten sehen Sie? Fin­den Sie pro­por­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge und nen­nen Sie die Grö­ßen, die dabei kon­stant blei­ben müs­sen.
  • Un­ter­schei­den Sie Grö­ßen oder Zah­len­wer­te in der Glei­chung, die un­wich­tig sind von denen, die Ihnen wich­tig er­schei­nen.
  • Was sagt IHNEN die Glei­chung? Fällt Ihnen etwas Be­son­de­res auf? Gibt es etwas, das Sie über­rascht, das Sie für er­wäh­nens­wert hal­ten?
• Ple­num: Die Teams stel­len ihre Er­geb­nis­se vor, ge­mein­sa­mes Her­aus­ar­bei­ten und Fi­xie­ren re­le­van­ter Merk­ma­le und Zu­sam­men­hän­ge im LS-Ge­spräch.
• Lö­sung des Aus­gangs­pro­blems
• Je nach Re­le­vanz: An­wen­dung der Glei­chung in ge­eig­ne­ten Auf­ga­ben

Wel­che Glei­chun­gen sind dafür ge­eig­net und wie kann man sie an­wen­den?

1. Für den Un­ter­richt re­le­van­te Glei­chun­gen : Nicht alle Glei­chun­gen müs­sen de­duk­tiv oder in­duk­tiv ein­ge­führt wer­den! Ge­eig­ne­te Kan­di­da­ten könn­ten sol­che Glei­chun­gen sein, eines der fol­gen­den Merk­ma­le er­fül­len:
   1. Glei­chun­gen, bei denen ein LS-Ge­spräch nicht un­be­dingt er­for­der­lich ist, weil sie den Schü­lern we­ni­ge Schwie­rig­kei­ten be­rei­ten.
   2. Glei­chun­gen, bei denen ein LS-Ge­spräch nicht un­be­dingt er­for­der­lich ist, weil man be­reits eine ana­lo­ge Glei­chung ein­ge­führt und be­spro­chen hat.
   3. Glei­chun­gen, bei denen ein LS-Ge­spräch nicht un­be­dingt er­for­der­lich ist, weil die Her­lei­tung für die Schü­le­rin­nen und Schü­ler so schwer ist, dass sie sie aus Er­fah­rung nicht wie­der­ge­ben kön­nen
   4. Glei­chun­gen, deren ex­pe­ri­men­tel­le Ve­ri­fi­ka­ti­on un­be­frie­di­gend bleibt.

   Ge­fahr dabei: Schwa­che oder ex­pe­ri­men­tell un­er­fah­re­ne Leh­rer könn­ten dies als Ar­gu­ment für Mit­tei­lungs­phy­sik ver­wen­den!

   Bei­spie­le:

   1. Feld­stär­ke und Po­ten­zi­al im Ra­di­al­feld
   2. Nach gründ­li­cher Er­ar­bei­tung der Glei­chun­gen für das elek­tri­sche Feld ge­eig­ne­te Glei­chun­gen für das ma­gne­ti­sche Feld, z.B. Ma­gne­ti­sche Fluss­dich­te einer lang­ge­streck­ten Spule
   3. En­er­gie des ma­gne­ti­schen Fel­des
   4. Ge­schwin­dig­keits­ab­hän­gig­keit der Masse
   5. I=nevA
2. Vom Bil­dungs­plan nicht aus­drück­lich ge­for­der­te aber für die Schü­ler wert­vol­le Glei­chun­gen:

   Sinn­vol­le Selbst­be­schrän­kung ist hier wich­tig. Ge­fahr der Über­frach­tung

   Bei­spie­le:

   1. Cou­lomb-Ge­setz
   2. Schal­tung von Kon­den­sa­to­ren
   3. Ef­fek­tiv­wer­te
   4. Ka­pa­zi­ti­ver und in­duk­ti­ver Blind­wi­der­stand

Im Un­ter­richt er­prob­te Bei­spie­le wer­den im Fol­gen­den dar­ge­stellt.

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Un­be­kann­te For­meln im Un­ter­richt: Her­un­ter­la­den [doc] [64 KB]

Wei­ter mit Bei­spie­le