Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Friedrich Verlag
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Kinematik
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Naturwissenschaften, Sport und Ernährung
Sport und gesunde Ernährung sind Themen, die besonders Jugendliche interessieren. Das Heft zeigt Praxisideen, wie Sie dieses Interesse für Ihren Unterricht nutzen können. Dabei geht es um Nährstoffe, Energie und Bewegung. Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich u.a. mit dem Nährstoff- und Energiegehalt von Lebensmitteln oder erfahren, dass der Physikunterricht auch in der Sporthalle stattfinden kann. Aus dem Inhalt: Mit dem Fahrradkraftwerk Strom erzeugen; Hauptnährstoffe nachweisen; Motivierende Wettkämpfe in der Mechanik; Für alle Fälle: Experimente mit Dampfbooten, Flummis und Halfpipes; Unterrichtsidee: Ein Kriminalfall in der Jungsteinzeit; Diagnostik: Salzburger Lesescreening für die Schulstufen 2–9.
Gesamtwerk
Teilchenphysik
Elementarteilchen – ein Thema, das viele Menschen fasziniert. Die Fragen nach dem Woher und Wohin des Universums sowie nach den elementaren Bausteinen und Wechselwirkungen der Materie sind die Triebfeder für aufwendige Experimente. Die Erforschung der Elementarteilchen bedeutet, zum Allerkleinsten vorzudringen, zugleich Einblick in die Vergangenheit des Universums zu gewinnen sowie heutige Boten aus dem Weltall zu vermessen. Dennoch bleiben ungeklärte Fragen, welche die Elementarteilchenphysik zu einem dankbaren Thema machen, um die Neugier der Jugendlichen anzuregen und ihnen neue Welten zu eröffnen. Dieses Heft liefert Ihnen Fachinformationen und Ideen, um Aspekte der Teilchenphysik im Unterricht kompetent und interessant zu unterrichten Sie finden in diesem Heft u.a. fundierte fachliche Informationen zur Teilchenphysik, Betrachtungen zu Potenzialen der Teilchenphysik für den Unterricht, didaktische Ideen zu Aspekten der theoretischen und der experimentellen Teilchenphysik (Feynman-Diagramme und Neutrinooszillationen) sowie vielfältige und erprobte Unterrichtskonzepte, -materialien und -elemente zu verschiedenen Bereichen der Teilchenphysik. Darüber hinaus bietet Ihnen dieses Heft auch Ideen für Experimente zu Solarzellen sowie zu akustischen Schwingungen.
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Digitale Bildung
Die Situation an Schulen aufgrund der COVID-19-Pandemie zeigte, wie dringlich digitale Erweiterungen des Unterrichts sind. Dabei wird Digitalisierung üblicherweise als Erweiterung der bestehenden und bewährten unterrichtlichen Methodenvielfalt verstanden. Digitale Bildung zielt hier auf einen reflektierten Umgang mit diesen neuen Methoden ab. Dies zieht sich wie ein roter Faden durch dieses Heft und die darin vorgestellten Unterrichtsideen. Im Basisartikel findet sich eine Übersicht über digitale Kompetenzen und deren Umsetzungsmöglichkeiten im Physikunterricht. Ergänzende Basisartikel zeigen, wo Lehrkräfte verständlich beschriebene Forschungsergebnisse zum Thema finden können und in welchen Unterrichtssituationen der Einsatz welcher Endgeräte sinnvoll erscheint. Ein Glossar hilft bei der Orientierung. Die Unterrichtsvorschläge umfassen ein weites Spektrum an Gelegenheiten zum Erwerb digitaler Kompetenzen: Einsatz von Simulationen auf Tablets in der Wellenlehre; Messwerterfassung am Smartphone in einer Unterrichtseinheit zum Thema Elektromobilität; digital gestützte Schülerexperimente zur Messung der Periodendauer eines Fadenpendels und zur Bestimmung des Ortsfaktors; Experimente mit Augmented Reality zur Förderung des Konzeptverständnis in der Wärmelehre; Unterrichtseinheiten zum Thema Energie mit einer digitalen Lehr-Lernplattform; Online-Seminare mit außerschulischen Fachleuten am Beispiel der Überprüfung des eigenen Hörvermögens; Videoanalysen zum Beutefang von Chamäleons unter Einbeziehung von "Open Data" und "Citizen Science"-Konzepten. Weitere Beiträge beschreiben Schüler-Experimentierkisten, Modellexperimente zum Funkeln der Sterne, Experimente zur Fotoretusche mit Farbfiltern sowie einen Versuch zur Energieumwandlung mit der Whitingröhre.
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Salz – Nicht nur zum Kochen
Salz – Nicht nur zum Kochen
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Fehlerkultur
Fehler im Physikunterricht - ein komplexes Thema, das in diesem Heft aus verschiedenen Perspektiven beleuchtet wird. Denn es gibt nicht nur diejenigen Fehler, die Schülerinnen und Schüler beim Lernen von Physik machen. Beispielsweise hat die Physik selbst einen fachspezifischen Umgang mit Fehlern entwickelt. Oder Fehler im Unterricht können einerseits als Lerngelegenheit dienen, andererseits aber auch Lernen behindern. Um aus Fehlern tatsächlich "klug" zu werden, ist eine positive Fehlerkultur nötig, in der Schülerinnen und Schüler auch Raum zum Fehlermachen sowie ausreichend Zeit und Unterstützung zum Lernen aus Fehlern erhalten. Dieses Heft zeigt Wege, eine solche Fehlerkultur im Physikunterricht zu entwickeln. Neben Hintergrundartikeln zum Thema Fehlerkultur im Physikunterricht bietet das Heft in fünf Kapiteln Anregungen, Tipps, Materialien und Unterrichtskonzepte: Im Kapitel "Fehler in der Physik" finden sich Unterrichtsimpulse, die den Umgang mit Fehlern in der Physikgeschichte und in der modernen physikalischen Forschung beleuchten. Der "Umgang mit Messfehlern" ist ein zentrales Thema sowohl in der Physik als auch im Physikunterricht. Hierzu finden sich Unterrichtsansätze und Werkzeuge für den Physikunterricht der Sek. I und der Sek. II, Tipps für Lehrkräfte und Impulse, welche die Sicht der Schülerinnen und Schüler einbeziehen. Im Kapitel "Fehler aus der Sicht der Lehrkräfte" geht es um den Umgang von Physiklehrerinnen und -lehrern mit den Fehlern der Lernenden. Zwei Kapitel beleuchten sowohl verbale als auch non-verbale Reaktionen auf Fehler aus der Perspektive einer lernförderlichen Fehlerkultur. Das Kapitel "Fehler aus der Sicht der Lernenden" beschäftigt sich mit unterschiedlichen Fehlerarten (z.B. Fehler beim Planen von Experimenten, beim Schätzen oder in Klassenarbeiten) und Möglichkeiten für den Umgang damit. Ein Beitrag zum Thema Inklusion nimmt zudem Schülerinnen und Schüler in den Blick, für die das Fehlermachen und der unterrichtliche Umgang damit besonders belastend sein kann. Beim "Lernen aus Fehlern" schließlich geht es um verschiedene Unterrichtsansätze, die Fehler für das Lernen fruchtbar machen. Darüber hinaus bietet das Heft Vorschläge für offene Aufgaben zur Elektrik und zur Sicherheit im Alltag sowie für Experimente zum Flaschenzug sowie zum Thema Wechselstrom.
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Papier – Untersuchen, bewerten und recyclen
Auch in Zeiten von papierlosen Büros und E-Books ist Papier in unserem Alltag unentbehrlich. An den aktuellen Hamsterkäufen haben wir gesehen, welchen Stellenwert Papier – zumindest als Hygienepapier – für uns hat. Neben der Einführung in das Thema „Papier – unterschätzter Werkstoff“ und einem Überblick zu den Facetten dieses spannenden und abwechslungsreichen Themas im Nawi-Unterricht finden sich in dieser Ausgabe Praxisimpulse: zu den Verwendungsmöglichkeiten von Papier im täglichen Leben, zur Untersuchung der Papiereigenschaften, zur Geschichte des Papiers als Kulturträger, zur Haltbarkeit von Papier und möglichen Schäden, zu Papier als Baustoff, zum Recycling von Papier, zum Vergleich von Papier und Kunststoff. Alle Praxisimpulse stellen das Lernen und Handeln der Schülerinnen und Schüler ins Zentrum und schlagen Differenzierungsmöglichkeiten vor. Darüber hinaus beinhaltet das Heft Ideen zur Unterstützung von DaZ-Schülern und zur Arbeit mit einem Forscherheft.
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Physik auf der Bühne
Verschiedene Arten von Inszenierungen spielten und spielen in der Physik wie auch beim Nachdenken über Physik eine Rolle: Forschende präsentieren ihre Ergebnisse vor Kolleginnen und Kollegen, Faradays "Weihnachtsvorlesungen" werden immer wieder nachgeahmt, Science-Slams füllen große Säle und Brechts "Galileo" ist heute noch aktuell. All diese Zugänge sowie die damit verknüpften, unterschiedlichen szenischen Formate bergen auch Potenziale für den Physikunterricht, insbesondere bei der Thematisierung von Nature-of-Science-Aspekten und für Lernende, die sonst nur schwer einen Zugang zur Physik finden. Dieses Heft stellt Ihnen verschiedene Methoden vor. Manche lassen sich als methodische Elemente gut in den üblichen Physikunterricht einbinden, andere zielen auf längere, auch fächerübergreifende Projektarbeit. So bietet Ihnen dieses Heft vielfältige Anregungen, Ihren Physikunterricht "dramatischer" zu gestalten. Die Beiträge des Heftes bieten neben Hintergrundinformationen und einem Überblick zum Thema u.a. kurze Skizzen und Ideen für den Unterricht, beispielsweise: zur Repräsentation physikalischer Konzepte in Form von Standbildern oder animierten Diagrammen; für das StoryTelling im Physikunterricht zu physikhistorischen Themen; zur Nutzung von Social-Media-Diskussionen zu physikalischen Themen als Ausgangspunkt für Aufgabenstellungen; stellen aber auch komplexere Methoden vor wie z.B.: die Erstellung von einfachen Animationen zur Präsentation fachlicher Inhalte; die durch eine Geschichte geführte Visualisierung naturwissenschaftlicher Sachverhalte durch eine besondere Form des Posters; die Erarbeitung und Inszenierung eines physiknahen Bühnenstücks wie Brechts "Galileo" in einem längerfristigen Projekt. Darüber hinaus bietet das Heft Anregungen für die Präsentationen von Forschungsergebnissen am Beispiel von "jugend forscht" und Tipps zur Vorbereitung und Gestaltung schulischer Science-Slams. Ein Blick hinter die Kulissen des Wiener "portraittheaters" zeigt, wie Aspekte von Naturwissenschaften professionell auf die Bühne gebracht werden. Jenseits der "Physik auf der Bühne" finden sich im Heft auch Ideen zur einfachen Klassifizierung der Orbitale des H-Atoms sowie Vorschläge für Modellversuche zum Treibhauseffekt.
Gesamtwerk
Transport & Verkehr – Verkehrssysteme, ihre Leistungen und Auswirkungen verstehen und beurteilen
Die Themen reichen vom Transport von Tieren über Aspekte der Sicherheit beim Radfahren bis zur Struktur und den Auswirkungen von Transport- und Verkehrssystemen wie Straßen, Wasserstraßen und Containern. Darüber hinaus werden historische, ökologisch, ökonomische und soziale Aspekte von Transport und Verkehr betrachtet. Daneben bietet das Heft Anregungen für die Differenzierung im Unterricht sowie zur Unterstützung von DaZ-Lernenden.
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Geometrische Optik
Neben einer ausführlichen fachlichen und didaktischen Einführung bietet Ihnen dieses Heft unterschiedliche Unterrichtskonzepte für den Bereich der geometrischen Optik. Die Unterrichtsanregungen beschäftigen sich u.a. damit warum man eigentlich etwas sehen kann, wie man anhand eines Brechungsphänomens den Operator „Erklären“ im Unterricht einführen kann und wie optische Hebung und Brechung zusammenhängen. Darüber hinaus finden Sie Vorschläge zur Beschäftigung mit dem Lichtstrahl-Modell sowie eine Erweiterung der geometrischen Optik im sichtbaren Bereich auf UV-Strahlung. Neben dem Schwerpunktthema "Geometrische Optik" enthält das Heft auch Ideen für den Einsatz digitaler Medien bei der Auseinandersetzung mit Diagrammen in der Mechanik und der Bestimmung der Schallgeschwindigkeit. In der Versuchskartei finden sie Vorschläge für offenes Experimentieren in der Optik sowie für ein Modellexperiment zum Kapillareffekt bei einer Echse.
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Düfte – Senden, empfangen und gestalten
Düfte, Gerüche, Gestank ? das kennen die Kindern und Jugendlichen aus ihrem Alltag und das ist durchaus ein wichtiges Thema im täglichen Miteinander. Aber was machen Gerüche mit uns? Wie nehmen wir sie wahr? Warum senden wir überhaupt Gerüche aus? Und warum unterscheiden wir Menschen uns dabei ? Männer zum Beispiel schwitzen in der Regel mehr als Frauen. Wie sind Parfüms zusammengesetzt und wie lässt sich ein Parfüm herstellen? Was sind natürliche und was künstliche Aromastoffe und wo werden sie eingesetzt? Zu diesen und vielen anderen Fragen bietet das Heft Praxisanregungen. Neben der Einführung in das Thema „Faszination Duft und Geruch“ und einem Überblick zu den Facetten dieses spannenden und abwechslungsreichen Unterrichtsthemas finden sich in dieser Ausgabe Praxisimpulse zu den Düften des täglichen Lebens, zur Nase als Geruchsorgan und zum Thema Nasenoperationen, zur Gewinnung von Duftstoffen mit verschiedenen Verfahren, zum Thema Riechen und Stinken, zur Komposition eines Parfüms, zur Chemie der Aromastoffe. Alle Praxisimpulse stellen das Lernen und Handeln der Schülerinnen und Schüler ins Zentrum und schlagen Differenzierungsmöglichkeiten vor. Darüber hinaus beinhaltet das Heft Ideen zur Unterstützung von DaZ-Schülern und eine Methode zur Leistungsbewertung.
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Elektrizität im Haushalt
Elektrizität begleitet uns alle und besonders auch Heranwachsende heute rund um die Uhr – vom Wecken per Handy am Morgen bis zum Youtube-Gucken auf dem Fernseher oder Laptop am Abend. Einen Alltag ohne elektrische Geräte können sich die meisten kaum mehr vorstellen, zumal uns viele Elektrogeräte auch schwere oder zeitraubende Arbeiten wie das Wäschewaschen deutlich erleichtern. Dieses Heft stellt die "Elektrizität im Haushalt" ins Zentrum, da die Elektrogeräte und auch die verschiedenen Schaltungen im Haushalt den Schülerinnen und Schülern vertraut sind. So bietet dieses Thema einen guten Ausgangspunkt, um sich im Unterricht mit verschiedenen Aspekten von Elektrizität und ihrer verantwortungsvollen Nutzung zu beschäftigen. Das Heft thematisiert neben grundlegenden physikalisch-technischen Themen wie Stromkreisen und unterschiedlichen Schaltungsarten auch Fragen von Energieeffizienz und Nachhaltigkeit im Zusammenhang mit elektrischer Energie. Beleuchtet wird auch die historische Entwicklung von Elektrogeräten sowie ihrer Nutzung. Zwei Praxismodulen widmen sich dem wichtigen Thema Sicherheit und stellen Anregungen vor, mit den Schülerinnen und Schüler Gefahren beim Umgang mit Elektrizität sowie technische Sicherheitseinrichtungen zu behandeln. Darüber hinaus findet sich im Heft ein Konzept zur Arbeit mit Portfolios und zu deren Bewertung. Und für Lehrkräfte mit DaZ-Schülerinnen und -Schülern gibt es u.a. Tipps zur geeigneten Anpassung von Arbeitsblättern.
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Herausforderung Inklusion annehmen
Inklusion in Schulen ist spätestens seit der Verabschiedung der UN-Behindertenrechtskonvention im Jahr 2006 ein wichtiges und kontrovers diskutiertes Thema. Viele Grundschulen können dabei auch bereits auf – teilweise langjährige – Praxiserfahrungen verweisen. Fachlehrkräfte an weiterführenden Schulen jedoch, die inklusiv unterrichten wollen oder auch sollen, begeben sich oft erst einmal auf Neuland: Wie kann ein Unterricht aussehen,der Schülerinnen und Schülern mit und ohne sonderpädagogischem Förderbedarf eine gemeinsame Beschäftigung mit physikalischen Themen ermöglicht? Ist die abstrakte Physik überhaupt für Inklusion geeignet? Oder hat die Physik vielleicht sogar besondere Potenziale für inklusiv orientierten Unterricht? Gibt es schon hilfreiche Erfahrungen anderer Schulen und Physiklehrkräfte? Dieses Heft gibt auf diese und andere Fragen zum Thema "Inklusion im Physikunterricht" Antworten und Orientierung, zeigt aber auch die Herausforderungen.
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Sprachsensibel Physik unterrichten
"Die Grenzen meiner Sprache sind die Grenzen meiner Welt." Mit diesem Zitat von Ludwig Wittgenstein unterstreicht Josef Leisen im vorliegenden Heft die Bedeutung von (Fach-)Sprache für das Denken und Lernen. Das Heft beleuchtet verschiedene Aspekte, in denen Sprache im Physikunterricht wichtig ist, und zeigt Wege zu einem sprachsensiblen Physikunterricht. Im Heft finden sich vielfältige, praxisorientierte Anregungen zu folgenden Themenfeldern: Bildungs- und Fachsprache fördern, sprachsensibel mit Fachtexten arbeiten, DaZ-Sprachförderung integrieren, sprachsensiblen Fachunterricht im Kollegium entwickeln. Das Heft bietet Ihnen neben Hintergrundinformationen zum Thema eine breite Auswahl unterrichtspraktischer Beiträge, die zeigen, wie sich im Physikunterricht sprachliche und fachliche Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler fördern und verknüpfen lassen. Die Anregungen reichen von Konzepten nach dem Cognitive-Apprenticeship-Ansatz über Verfahren der Text- und Gestaltungsanalyse sowie Methoden der Wortzschatzarbeit bis zu sprachsensibel konzipierten Forschertagen für einheimische und geflüchtete Kinder.
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Energieerhaltung und Energieentwertung
Haben auch Ihre Schülerinnen und Schüler Schwierigkeiten damit, das physikalische Energiekonzept in all seinen Aspekten zu durchdringen? Insbesondere das Verständnis von Energieentwertung und -erhaltung stellt eine große Herausforderung dar. Dieses Heft skizziert Wege, wie sich Lernende auf unterschiedlichem Anspruchsniveau mit Energieerhaltung und Energieentwertung auseinandersetzen können. Dabei spielen Modelle sowie deren Reflexion eine große Rolle. Neben einer grundlegenden Orientierung zu den Dimensionen des Energiebegriffs sowie zu physikdidaktischen Erkenntnissen in Bezug auf das Verständnis von Energie bietet diese Ausgabe von "Unterricht Physik" vielfältige Anregungen für die Unterrichtspraxis zu Energieentwertung und -erhaltung: handlungsorientierte Ideen für den Anfangsunterricht, Vorschläge unterschiedlicher Modelle für die Darstellung energetischer Prozesse sowie für die Nutzung dieser Modelle im Unterricht, experimentelle und spielerische Zugänge, Hilfen zur Diagnose des von den Lernenden entwickelten Energieverständnisses. Über Hintergrundinformationen und Unterrichtsideen zum Schwerpunktthema hinaus bietet das Heft auch Versuchsanregungen und Unterrichtsvorschläge zu weiteren physikalischen Bereichen.
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