Didaktik des Physikunterrichts

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Datum

Didaktik des Physikunterrichts

5 Hydrostatik und Wärme – Elementarisierung

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18. April 2007 Martin Mohr

Übersicht



Hydrostatik und Wärmelehre

 Tipp der Woche

 Ölfleckversuch

 Gesetz von Amontons (2x)

 Werkstatt Hydrostatik

 Druck in einer Sektflasche



Didaktik

 Zeitbudget

 Puzzle-Methode

 Elementarisierung



Anregungen

 ThreeStates, Atomarium

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Präsentationen Semesterübung (7‘)

 23. Mai 2007

 K. Allemann

 A. Bleuler

 S. Bruderer

 C. Diehl

 K. Gromova

 30. Mai 2007

 A. Kern

 T. Kuster

 F. Meier

 U. Mosele

 M. Popp

 6. Juni 2007

 U. Bieler

 M. Rissi

 P. Studer

 D. Tyndall

 A. Welti

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Zeitbudget

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Zeitbudget

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Übung 3



Stoffplan für Grundlagenfach Physik (zu gegebener Stundentafel)



Begründungen für Auswahl, Streichungen und Reihenfolge



Variante für Klasse mit höherem Zeitbedarf



Abgabe: spätestens 2. Mai

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Expertenrunde (30-40 Minuten)

 Einzelarbeit: Text lesen

 Modell untersuchen, ggf. in

Betrieb nehmen

 Weitere Quellen studieren

(Textbeilagen,

Computeranimation, Internet)

 Präsentation vorbereiten

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Unterrichtsrunde (je ca.10 Minuten)

 Funktionsweise erklären

 Wesentliche Konstruktionsmerkmale nennen

 Vergleich mit anderen Motortypen:

Gemeinsamkeiten/Unterschiede erkennen

 Vor-/Nachteile, Einsatzbereiche nennen

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Anmerkungen



Nachträgliche Besprechung im Plenum

manchmal unumgänglich (v.a., falls Inhalte prüfungsrelevant)



Gruppenbildung: Zufallsprinzip günstiger



Lernziele genau festlegen



Übungspuzzle gut bewährt

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Elementarisierung



Vereinfachung des gegebenen Sachverhalts



Auswahl von Sachverhalten, die für die Physik und die Lernenden elementar, beispielhaft,

bedeutsam sind



Bestimmung methodischer Schritte für den Lehr- /Lernprozess



Überprüfung der Elementarisierung

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Elementarisierung: Gasthermometer

 Wenn Luft in einem festen

Behälter erwärmt wird, steigt der Druck

 Mit dem Quecksilber im U-Rohr kann man die Differenz zwischen dem Innen- und dem Aussendruck messen

 Durch Heben und Senken des freien Schenkels kann das eingeschlossene Luftvolumen konstant gehalten werden

 Zwei Wertepaare (Druck- Temperatur) definieren eine Gerade im p-T-Diagramm

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Elementarisierung: Elektromotor

 Magnete sind Dipole

 Gleiche Pole stossen sich ab, verschiedene Pole ziehen sich an

 Ein Magnet rotiert um seine Achse, wenn ein zweiter Magnet den Rotor zum richtigen Zeitpunkt anzieht

bzw. abstösst

 Die Polung eines Elektromagneten kann durch Vertauschung der

elektrischen Anschlüsse geändert werden

 Die Umpolung eines rotierenden Elektromagneten wird mit einem Polwender gesteuert

http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine

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Kriterien für Elementarisierungen

 Fachliche Relevanz

 u.U. nur teilweise richtig

 Erweiterbar

 Schülergerecht

 Vorwissen berücksichtigt

 Kognitive Voraussetzungen berücksichtigt

 Zielgerecht

 Auf die Lern- und Bildungsziele des PU hin orientiert

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Beispiel: Geschwindigkeitsbegriff

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Methoden der Elementarisierung



Reduktion auf das Qualitative

 gleiche Magnetpole stossen sich ab

 Die Eigenschaft eines elektrischen Leiters, den

Stromfluss zu behindern, wird elektrischer Widerstand genannt



Vernachlässigung von Einflussfaktoren

 Luftkissenbahn

 Teilchenmodell



Partikularisierung

 Harmonische Schwingung am Beispiel Federpendel

 Kraft als Ursache für Verformungen

 Masse = Trägheit

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Methoden der Elementarisierung



Generalisierung

 Alle Stoffe dehnen sich bei Erwärmung aus

 Himmelskörper bewegen sich auf Kreisbahnen



Rückgriff auf frühere historische Entwicklungsstufen

 Bohrsches Atommodell

 Energie = Fähigkeit, Arbeit zu verrichten



Modelle und Analogien

 Wasserkreislauf als Analogie zum elektr. Stromkreis

 Kristallgittermodell

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Bemerkungen



Es gibt keine „eindeutige“ oder „richtige“

Elementarisierung eines Sachverhalts



Für bestimmte Sachverhalte gibt es noch keine gute Elementarisierung (Quantenphysik)



Einige Elementarisierungen erreichen nicht das gewünschte Verständnis (Spannungsbegriff)

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Elementarisierung: 3 Beispiele aus Physikbüchern (Sek. I)

 Was für Elementarisierungen sind hier vorgenommen worden?

 Wie weit sind die Kriterien für Elementarisierungen in diesen Beispielen erfüllt?

 Wo würden Sie (angepasst an das Zielpublikum) Änderungen vorschlagen?

 Weitere (u.U. problematische) Beispiele aus Ihrer eigenen Unterrichtserfahrung?

Zu zweit oder zu dritt – 20 Minuten – Zi. P1, 51, Foyer