Arbeitsblätter für Physik: Fliegen
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Flugzeuge sind heutzutage eine Selbstverständlichkeit. Was die physikalischen Grundlagen des Fliegens sind, erläutert dieser Beitrag.
Neben der Technik, mit deren Hilfe die Reise in den Weltraum überhaupt erst möglich wird, spielt in diesem Heft das Thema Schwerelosigkeit eine zentrale Rolle. Sie hat Auswirkungen auf nahezu alle alltäglichen Abläufe und erlaubt wissenschaftliche Untersuchungen, wie sie auf der Erde gar nicht möglich sind – und zwar in ganz unterschiedlichen Disziplinen: Allem voran betrifft das die Physik, aber auch biologische Fragestellungen, Abläufe im menschlichen Körper und viele andere Forschungsbereiche. So lernen die Schülerinnen und Schüler technische und naturwissenschaftliche Themengebiete kennen, die mit den entsprechenden Unterrichtsfächern korrespondieren. Zugleich wenden sie durch eigenes Konstruieren und Experimentieren, Messen und Rechnen die entsprechenden Methoden an. Und sie verstehen auch: Raumfahrt ist nicht nur faszinierend, sondern dient vor allem einer Vielzahl von Anwendungen, die uns auf der Erde nutzen.
Ein wichtiges Forschungsthema!; Elektrisches Fliegen und mehr; Modelle im Windkanal und Testflüge im Rechner
Mit der hier vorgestellten Lernwerkstatt wurde gezielt versucht, diesen Fragen nachzugehen und sie an einem Beispiel zu beantworten. Hierzu wurde das dritte Themenfeld „Bewegung zu Wasser, zu Lande und in der Luft“ des Rahmenlehrplans der 5. Klassenstufe gewählt und nach einem geeigneten Konzept für die Planung der Lerneinheit gesucht. Suwelack formuliert etwa zum Punkt der Kompetenz: Durch den „Blick auf die Kompetenzentwicklung hat sich seine Komplexität [die des Unterrichts] noch erhöht“. Für die Unterrichtsgestaltung unter den o. g. Prämissen ist es daher sinnvoll, ein einfaches, aber der Komplexität noch gerecht werdendes Modell des entsprechenden Unterrichts zu entwickeln und anzuwenden. Ein derartiges Modell wurde vom Staatlichen Studienseminar für das Gymnasium in Koblenz entwickelt. Dieses leistungsfähige Lehr-Lern-Modell wurde für die Auslegung und Implementierung der hier beschriebenen Lernumgebung genutzt.
In der hier vorgestellten kontextorientierten Unterrichtseinheit zum Thema Fliegen werden nicht nur unterschiedliche Fächer verbunden, die Sequenz verknüpft auch verschiedene physikalische Gebiete miteinander. Die Konzeption der Unterrichtseinheit wird dargestellt sowie der Unterrichtsverlauf. Der Beitrag enthält zahlreiche Arbeitsblätter zum Lernen an Stationen.
Im Rahmen einer Unterrichtseinheit „Magnetismus“ kann das Thema „Magnetsinn bei Vögeln“ fachübergreifend integriert werden. Notwendige Vorkenntnisse sind Kenntnisse über die Wirkung von Magneten. Die SuS sollten erläutern können, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können.
Die Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit von der Höhe; Freihandversuch zum aerodynamischen Auftrieb