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]

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