Informationen zu den Unterrichtsmaterialien
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Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.
Modelle und ihre Eigenschaften
Ziel:
Die vorgestellten Materialien sollen Schülerinnen und Schüler der Kursstufe
- zur Reflexion über physikalische Modelle anleiten.
- mit Eigenschaften vertraut machen, die für Modelle charakteristisch sind.
- die Bedeutung bewusst machen, die Modelle im Erkenntnisprozess haben.
Im Rahmen einer Doppelstunde soll das Wissen über Modelle, die an verschiedenen Stellen ihrer physikalischen Ausbildung thematisiert wurden, in einem Überblick systematisiert, gebündelt und ausgebaut werden.
Darüber hinaus soll im weiteren Unterrichtsverlauf an geeigneten Stellen die Thematik an Hand von zusätzlichen Aufgaben vertieft werden.
Modellbegriff, Bezug zu den Standards Bad.-Württ.:
Im Physikunterricht lernen die Schüler diverse Modelle kennen: Strahlenmodell, Teilchenmodell, Wellenmodell, Atommodell, … Bei manchen Modellen ist ihnen eventuell gar nicht bewusst, dass es sich um ein Modell handelt: Ideales Gas, Beschreibung von Reibung, harmonische Schwingung, Massenpunkt, …
Der Modellbegriff ist nicht scharf definiert und kann unterschiedlich interpretiert werden. Für uns sind Modelle vereinfachte Repräsentanten der Realität, wobei die Repräsentation auf vielfältige Weise geschehen kann: bildhaft, begrifflich, mathematisch, interaktiv, experimentell, …
Heinrich Hertz beschreibt den Umgang mit Modellen so:
Wir machen uns innere Scheinbilder oder Symbole der äußeren Gegenstände, und zwar machen wir sie von folgender Art, dass die denknotwendigen Folgen der Bilder stets wieder die Bilder seien von den naturnotwendigen Folgen der abgebildeten Gegenstände.
(Mehr dazu z.B. in 1 , 2 , 3 , 4 )
In den Bildungsstandards Physik von Baden-Württemberg wird sowohl in den
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
(S.180f) als auch in
Kompetenzen und Inhalte
mehrfach Bezug zu Modellen und Modellvorstellungen genommen (Leitideen 1, 2, 11,13).
Auch in der Didaktik wird darauf hingewiesen, dass die Reflexion über die Beziehungen von Erfahrungswelt und physikalischer Modellwelt ein wichtiges Bildungsziel sind (z.B. 2 ).
Im Unterricht verzichten wir auf eine
Definition
und sammeln Eigenschaften, die für Modelle charakteristisch sind. Angesichts der Breite des Modellbegriffs kann es sein, dass bei gewissen Modellen manche Eigenschaften nicht zutreffen oder nicht sinnvoll sind, zudem lassen sich sicherlich auch noch andere Eigenschaften benennen.
Materialien:
Arbeitsblatt
Modelle und ihre Eigenschaften
für den Schüler
Textblatt
Fahrrad am Hang – ein Dialog
für den Schüler
Hinweise und Lösungen
für den Lehrer
Durchführung:
Die Schüler erhalten das Arbeitsblatt
Modelle und ihre Eigenschaften
(zunächst nur die Seiten 1 bis 3) sowie das Textblatt
Fahrrad am Hang – ein Dialog
.
Der Lehrer zeigt die beiden Videoclips
Fahrradfahrt am Hang – Beobachterperspektive
und
Fahrradfahrt am Hang – Blick auf den Tacho
, die sich auf der DVD in den Handreichungen zum Lehrbuch Cornelsen, Physik Oberstufe befinden (Bestellnummer: 013007; die Clips sind nicht auf der DVD im Schülerbuch enthalten!)
Die Schüler bearbeiten das Aufgabenblatt. Anschließend stellen sie ihre Ergebnisse vor.
Literatur:
In der Literatur findet man viel Material zur Bedeutung von Modellen in der Wissenschaft und im Unterricht.
Konkretes Material für den Unterricht ist kaum anzutreffen.
| 1 |
Bleichroth u.a.
Fachdidaktik Physik; Aulis Verlag; Köln; 1999; 2.Auflage; Seiten 80ff |
| 2 | S. Mikelskis-Seifert; Th. Rabe (Hrsg.); Physik Methodik, Cornelsen, Berlin 2007 |
|
weitere Publikationen von Prof. Dr. Mikelskis-Seifert unter:
https://www.ph-freiburg.de/physik/mitarbeiter/sms-publikationen.html |
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| 3 | H. Hertz; Die Prinzipien der Mechanik – in neuem Zusammenhang; 1894; Leipzig; Nachdruck Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt 1963 |
| 4 |
Themenheft
Modellierung und Modellbildung; Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule; Heft 8/58; Dezember 2009 |
| eine sehr gute Anlaufstelle zur Thematik; viele weitergehende Literaturhinweise | |
| 5 |
Themenheft
Was ist Physik? – Über die Natur der Naturwissenschaften unterrichten; Naturwissenschaften im Unterricht Physik; Heft 103; Ausgabe 1/08; 19. Jhrg.; Friedrich Verlag Velber |
| 6 |
Reflexion über Modelle findet hauptsächlich in sprachlicher und textlicher Form statt. Hier sind wichtige Ausführungen über den Umgang mit Sachtexten im naturwissenschaftlichen Unterricht zu finden.
|
| 7 |
Publikationen von Prof. Josef Leisen unter:
http://www.leisen.studienseminar-koblenz.de/ |
Insbesondere:
Leisen Modellbildung.pdfund Leisen Modellierungspraktikum.pdf |
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| 8 |
Modellbildung in der Physik; Dr. Josef Küblbeck; Materialien des LEU; Heft Ph 22; Sept. 97 |
| 9 |
Anke Meisert; Modelle in der Biologie, MNU 62/7; 15.10.2009; S. 424 ff |
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