Teil­chen-Kon­zept

In der Se­kun­dar­stu­fe I ver­lan­gen die Bil­dungs­stan­dards erst im Block Klas­sen­stu­fe 9/10 die Aus­ein­an­der­set­zung mit dem Teil­chen­kon­zept - Kom­pe­tenz Nr.: 11 Struk­tur der Ma­te­rie - Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen Teil­chen­mo­del­le an ge­eig­ne­ten Stel­len an­wen­den

In der Kurs­stu­fe ver­langt die Kom­pe­tenz Nr. 11: Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen Teil­chen­mo­del­le an ge­eig­ne­ten Stel­len an­wen­den und ken­nen deren je­wei­li­ge Gren­zen.

Liest man die Bil­dungs­stan­dards auf­merk­sam, müs­sen zwei Dinge auf­fal­len:
1. Das Teil­chen­kon­zept taucht in der Klas­sen­stu­fe 7/8 nicht auf und
2. in der Klas­sen­stu­fe 9/10 ist das Teil­chen­kon­zept selbst­ver­ständ­lich ein wich­ti­ges Werk­zeug - ABER NUR an der ge­eig­ne­ten Stel­le. Hier­bei soll­te man sorg­fäl­tig dar­auf ach­ten, dass der Wech­sel von der Makro- in der Mi­kro­ebe­ne re­flek­tiert er­folgt.
Im Phy­sik­stu­di­um - also auf Profi-Ebene - fin­det man häu­fig ein un­be­wuss­tes Hin- und Her-Sprin­gen zwi­schen den ver­schie­de­nen Ebe­nen. Im Un­ter­richt könn­te die­ses Ver­hal­ten zu Ver­ständ­nis­pro­ble­men - oder sogar zu Lern­hin­der­nis­sen ent­ar­ten.

In der Kurs­stu­fe be­steht u.a. eine per­so­na­le Kom­pe­tenz darin, den Stand­punkt, die in­tel­lek­tu­el­len und tak­ti­len Mög­lich­kei­ten und Gren­zen des Ge­gen­über zu er­ken­nen und damit um­ge­hen zu kön­nen. Diese per­so­na­le Kom­pe­tenz soll an der Pro­ble­ma­tik Teil­chen-Kon­zept ge­schult wer­den.

Teil­chen­mo­dell - Schall­aus­brei­tung

Ihr Team hat fol­gen­de Teil­pro­ble­me:

1. Er­in­nern Sie sich an Ihren Phy­sik­un­ter­richt der Mit­tel- oder sogar Un­ter­stu­fe. Mit wel­chen Mo­del­len, Mo­dell­vor­stel­lun­gen wurde Ihnen dort die Schall­aus­brei­tung ver­mit­telt?
2. Ana­ly­sie­ren Sie Mit­tel­stu­fen­bü­cher! In wel­cher Weise wird dort die Schall­aus­brei­tung the­ma­ti­siert.
3. Wie wurde die Schall­aus­brei­tung in der Kurs­stu­fe er­klärt?
4. Ver­set­zen Sie sich men­tal auf das Ver­ständ­nis­ni­veau eines Schü­lers oder einer Schü­le­rin in der Klas­sen­stu­fe 7. Kön­nen Sie sich vor­stel­len, warum Men­schen in die­sem Alter ein er­heb­li­ches Pro­blem haben, das Teil­chen­kon­zept zu ver­ste­hen ... bzw. sinn­voll in das vor­han­de­ne Wis­sen ein­zu­fü­gen?
5. Wel­che Ant­wort er­war­ten Sie von einem durch­schnitt­li­chen Klas­se-7-Schü­ler , dem Sie die Frage stel­len:
   Die Luft be­steht aus Luft­teil­chen. Was be­fin­det sich zwi­schen die­sen Luf­t­eil­chen.
   Füh­ren Sie eine Um­fra­ge in der Klas­sen­stu­fe 7 durch. Stel­len Sie Ihre Er­geb­nis­se in einer Do­ku­men­ta­ti­on dar. Wel­chen Rat wür­den Sie Ihrem Phy­sik­leh­rer geben, mit die­ser The­ma­tik di­dak­tisch ge­schickt um­zu­ge­hen!

Aus­tausch-Teil­chen

siehe ... u.a. → Ver­zeich­nis Ele­men­tar­teil­chen

1. Re­cher­chie­ren Sie im In­ter­net das Kon­zept der Aus­tausch­teil­chen .
2. Zu wel­chen Ele­men­tar­teil­chen ge­hö­ren wel­che Aus­tausch­teil­chen. Was ver­steht man ei­gent­lich unter vir­tu­el­len Teil­chen ?
3. Wie hängt die Le­bens­zeit der Aus­tausch­teil­chen mit Ihrer Masse zu­sam­men?
4. Wir wol­len den Aus­tausch eines Aus­tausch­teil­chens X zwi­schen den bei­den Ele­men­tar­teil­chen A und B be­trach­ten. A sen­det das Aus­tausch­teil­chen X aus - das Teil­chen B nimmt die­ses Aus­tausch­teil­chen auf. Bei der Aus­sen­dung von X durch A wird man in­tui­tiv an­neh­men, dass das aus­sen­den­de Teil­chen A und das Aus­tausch­teil­chen X aus­ein­an­der flie­gen. Beim Ein­fan­gen des Aus­tausch­teil­chen X durch das Teil­chen B wird man an­neh­men, dass das Teil­chen B den Im­puls, den das Teil­chen X mit­bringt, auf­neh­men muss. In die­sem Bild kann man sich die Ab­sto­ßen­de Wir­kung zwi­schen zwei Pro­to­nen, die ein Pho­ton aus­tau­schen di­rekt an­schau­lich vor­stel­len. Wie aber kann man sich in die­sem Aus­tausch­bild die An­zie­hung eines Elek­trons und eines Pro­tons vor­stel­len?
5. Horst bringt fol­gen­den Satz in den Phy­sik­un­ter­richt mit: Die Be­we­gung eines Elek­trons in der Zeit vor­wärts ent­spricht der Be­we­gung eines Po­si­trons in der Zeit rück­wärts. Wie soll man denn das ver­ste­hen?
6. Hanna stellt die Frage: In einer Zeit­schrift habe ich das Wort Va­ku­um­fluk­tua­ti­on ge­le­sen ... wie kann denn etwas, das nicht exis­tiert fluk­tu­ie­ren ? Dort wurde ein Ex­pe­ri­ment mit einem Kon­den­sa­tor be­schrie­ben, zwi­schen des­sen Plat­ten sich ein Va­ku­um be­fin­det. Die Plat­ten sind NICHT auf­ge­la­den ... und trotz­dem soll zwi­schen den Plat­ten bei be­stimm­ten ex­trem klei­nen Ab­stän­den eine An­zie­hungs­kraft exis­tie­ren?

Down­load des ge­sam­ten Work­shops

Work­shop 2: Er­fin­dun­gen: Her­un­ter­la­den [pdf] [433 KB]

Wei­ter mit Atom­mo­del­le