Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Physik
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Vom Experten 3. Klasse am Patentamt zum Nobelpreisträger
Dieser Beitrag für den physikalischen Unterricht bietet Ihnen die Gelegenheit, Ihren Schülern das Leben des Albert Einstein und seine revolutionären Erkenntnisse anschaulich und verständlich näherzubringen. Neben seiner Biografie geht es unter anderem um: die Quantisierung des Lichts und der fotoelektrische Effekt, die spezielle Relativitätstheorie, Äquivalenz von Masse und Energie sowie um die die Allgemeine Relativitätstheorie.
Gesamtwerk
Können Monde von Planeten totale Sonnenfinsternisse hervorrufen?
Wer einmal eine totale Sonnenfinsternis beobachten konnte, ist nicht nur fasziniert, sondern er möchte dieses Schauspiel noch öfter beobachten. Doch das ist nicht so einfach! Ihre Schüler lernen in diesem Beitrag für den Physikunterricht welche Voraussetzungen zu einer totalen Sonnenfinsternis nötig sind und lernen grundlegende Fähigkeiten zu Ellipse, Sonnenfinsternis, Kernschatten, Übergangsschatten, Transit, Sonnensystem sowie spezielle Ellipsenpunkte in der Astronomie kennen und führen Berechnungen mit Hife von Strahlensätzen durch.
Gesamtwerk
Die vier kosmischen Geschwindigkeiten
Bei welcher Geschwindigkeit kann eine Rakete in die Umlaufbahn der Erde gelangen? Und wie schnell muss sie sein, um den Orbit zu verlassen? Mit diesem Übungsmaterial für den physikalischen Unterricht leiten sich Ihre Schüler die sogenannten vier verschiedenen kosmischen Fluchtgeschwindigkeiten selbstständig her. Anschließend bestimmen sie die verschiedenen Fluchtgeschwindigkeiten zu unseren Planeten und einigen Asteroieden.
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Gesamtwerk
Sprache im naturwissenschaftlichen Unterricht
Dieses Buch sensibilisiert für die Relevanz von Sprache in den naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächern. Es zeigt Verfahren der Unterrichtsgestaltung auf, die helfen, sprachliche Probleme bei der Aneignung von Fachinhalten zu meistern. Studierende sollen dabei in die Lage versetzt werden, den Schwierigkeitsgrad z.B. von Lehrbuchtexten einzuschätzen sowie die sprachlichen Anforderungen von fachlichen Lernzielen und Unterrichtsverfahren zu benennen. Die Einführung wendet sich an Lehrende und Studierende der naturwissenschaftlichen Fächer. Durch authentische Beispiele werden die Inhalte des Handbuchs illustriert. Mit Hilfe von Reflexions- und Anwendungsaufgaben werden die Studierenden zu einer aktiven Auseinandersetzung mit den Inhalten angeregt und dazu befähigt, ihr theoretisches Wissen in der Praxis anzuwenden.
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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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MINT Zirkel - Ausgabe 1, März 2018
Spazieren gehen für die Wissenschaft; Das Simpson-Paradox - einfach irritierend; Das Weltall in Bildern; Ein Platz für junge Forscherinnen und Forscher; Was kann Forschung zu gutem MINT-Unterricht beitragen?; Mathematik(er) auf Banknoten - Blaise Pascal; Fernerkundung in Schulen - Lernen mit digitalen Satellitenbildern; Wie wurde aus dem Aralsee die "Aralkum"; Digitale Ausbildungsvorbereitung für Geflüchtete; Erklär's mir einfach!; Meinem Kind erzählen Sie das nicht!; helING! Zukunfts-Orientierungs-Akademie für Schülerinnen in Heidelberg; MINT-Botschafter 2017/2018 ausgezeichnet; Wilde Vorfahren unserer Haustiere - seltene Haustierrassen; Viel Wind aus dem Weltall
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Der Energieinhalt eines Magnetfeldes
Wird ein Stromkreis durch einen Schalter S geöffnet, so fließt auch nach dem Öffnen noch ein über eine gewisse Zeitspanne abnehmender Strom durch den nun allein aus Spule und Widerstand bestehenden Stromkreis. Die dazu notwendige Energie kann nur vom Magnetfeld stammen; sie wird während des Abklingens des Stromes I in Form von Wärme frei. Im Beitrag werden die Vorgänge bei der Erzeugung von magnetischer Energie besprochen, die zugehörigen Gleichungen hergeleitet sowie die Thematik in Form von Beispielen und Aufgaben nähererläutert.
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Wechselstromphysik
Wechselspannung ist die Grundlage unseres derzeitigen Energieversorgungssystems und darüber hinaus die Basis für wichtige Technologien. Das war nicht immer so, und derzeit zeichnet sich auch eine wachsende Bedeutung von Gleichspannungstechnologien ab. Dieses Heft beleuchtet methodisch variantenreich Aspekte dieses schwierigen physikalischen Themenfeldes und nimmt auch das Spannungsfeld zwischen Wechselspannungs- und Gleichspannungstechnologien in den Blick. Neben einem Überblick zum fachlichen und didaktischen Kern des Themengebiets "Wechselspannungsphysik" stellt das Heft vielfältige Unterrichtsmethoden und -konzepte zur Behandlung der Wechselspannungsphysik im Unterricht vor, u.a. Experimente, Black-Box-Aufgaben, Lernen an Stationen, Methoden für das Lernen im Team. Inhaltlich reicht das Spektrum von der Induktion über den Schwingkreis bis zu historischen Aspekten. Jenseits des Themenschwerpunkts bietet dieses Heft auch erprobte Unterrichtsanregungen zu physikalischen Methoden der Kühlung, nimmt Physik im Alltag am Beispiel von Reflektorfolien unter die Lupe und stellt in der Versuchskartei Experimente zum Luftdruck und zur sog. Tachometervoreilung vor.
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Das Fermat'sche Prinzip - ein Anwendungsbeispiel zur Differenzialrechnung
Dieser Beitrag liefert zwei umfangreiche Übungsbeispiele für Extremwertaufgaben, außerdem eine elegante Herleitung des Brechungs- und Reflexionsgesetzes. Beide Schwerpunkte legen nahe, das Fermat'sche Prinzip im Unterricht zu thematisieren.
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Quantenphysik
Wurden Sie auch schon einmal gefragt, wie lange es noch dauert, bis man Beamen kann wie bei "Raumschiff Enterprise"? Quantenphysik ist für viele Schülerinnen und Schüler ein sehr faszinierendes, gleichzeitig aber auch ein schwieriges und verwirrendes Thema des Physikunterrichts. Dieses Heft gibt Ihnen einen Überblick über die wichtigsten schulrelevanten Inhalte der Quantenphysik sowie zu geeigneten Möglichkeiten für deren Didaktisierung, aber auch Hinweise zu den vielfältigen Tücken und Holzwegen beispielsweise einer zu "klassisch" verstandenen Anschaulichkeit. Neben einer grundlegenden Orientierung im Thema bietet Ihnen dieses Heft u. a.: Tipps und kritische Hinweise zu schulgeeigneten Experimenten, Anregungen zu einer schultauglichen Elementarisierung der Quantenphysik mithilfe des Zeigermodells sowie Unterrichtskonzepte mit unterschiedlichen Schwerpunkten.
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MINT Zirkel - Ausgabe 4, Dezember 2017
Neophyten: Gäste oder Invasoren?; Die Entdeckung der Gravitationswellen; Räumliche Analyse von Daten - ein anderer Blick auf Epidemien; Blue Crude - Kraftstoff der Zukunft?;50 Jahre Taschenrechner - die Erfindung, die beinahe unterging; Mehr Durchblick - ein Plädoyer für das Mikroskopiferen; Little Big Data - Visualisierung und Analyse von Zusammenhängen mit Smartphone und Browser; Physik im Netz: neues von LEIFIphysik & Co; Das ganze Leben ist ein Quiz ...; Genderkompetenz ist zentral für MINT-Lehrkräfte; Die Aldebaran sucht junge Meeresforscher: Meereswettbewerb "Forschen auf See" 2018
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Das Manhattan-Projekt und seine verheerenden Folgen
Die Entdeckung der Kernspaltung lag noch nicht einmal 7 Jahre zurück, als am 6.8.1945 von den USA die erste Uranbombe auf die japanische Stadt Hiroshima abgeworfen wurde. Nur drei Tage später, am 9.8., folgte die Plutoniumbombe, die Nagasaki traf. Erläutern Sie den Schülern mithilfe dieses Beitrags, dass technischer Fortschritt verheerende Auswirkungen haben kann, wie sie sich durch den Einsatz von Atombomben ergeben. Stellen Sie einen aktuellen Bezug zum Nordkorea-Konflikt her.
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Horizonte öffnen – integrierter naturwissenschaftlicher Unterricht
Integrierter naturwissenschaftlicher Unterricht – das ist ein unter Fachlehrkräften recht kontrovers diskutiertes Thema. Dennoch sind zahlreiche Varianten naturwissenschaftlichen Unterrichts mittlerweile in vielen Schulen angekommen: als Anfangsunterricht in den Jahrgangsstufen 5/6, als Wahlpflichtkurse, als Integrationsfach anstelle der einzelnen naturwissenschaftlichen Fächer oder in Form von Schwerpunktfächern der Oberstufe. Dieses Heft stellt neben Hintergrundinformationen zu Organisationsformen, Perspektiven und Herausforderungen integrierten naturwissenschaftlichen Unterrichts sowie Elementen eines entsprechenden Lehramtsstudiums verschiedene Konzepte naturwissenschaftlichen Unterrichts vor. Das Spektrum der Formen integrierten naturwissenschaftlichen Unterrichts ist breit: Anfangsunterricht mit Schwerpunkten auf naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung oder auf fächerübergreifenden Themen, Konzepte für die Kooperation von Lehrkräften in integriertem naturwissenschaftlichen Unterricht, fächerübergreifende Wahlpflicht-Module, naturwissenschaftliche Labor-Arbeit, Konzepte für die Oberstufe in Form eigener Fächer wie Science oder Medizinphysik. Ergänzt wird der Themenschwerpunkt durch Einblicke in die Anfänge und den heutigen Stand der Entwicklungen im Bereich integrierter naturwissenschaftlicher Unterricht.
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MINT Zirkel - Ausgabe 3, September 2017
Schlaue Maschinen auf dem Vormarsch, Zu wem gehört das Fischfilet?, Das große Bitcoin 1x1, Verschwörungstheorien anders betrachtet, Ausbildung 4.0: Ohne Digitalisierung geht es nicht, Neue Elemente im Periodensystem, Korrosion aktiv erleben - eine Idee für den naturwissenschaftlichen Unterricht, Volumenberechnung - Prozentrechnen, Konfuzius an der CNC-Fräse, Schülerwettbewerb macht Lust auf Mathematik, Mathematik(er) auf Banknoten - Leonard Euler, Rätsel: Quadrate und Diagonalen, Spielerisch programmieren lernen mit Open Roberta und dem Calliope mini, Multimedial protokollieren und präsentieren, Relevante Fähigkeiten vermitteln - Chancen eröffnen, Mit Fußball wrid MINT-Unterricht zur runden Sachen, "Der positive Fußabdruck" - gestalten Sie ein Lehrwerk, Empirie statt Ignornz
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Verhalten von Spule und Kondensator bei Wechselstrom
E-Loks fahren mit Wechselstrom. Wichtige Baugruppen einer E-Lok sind Antriebsmotor, Transformatoren und Steuerungseinrichtungen. Diese Bauteile enthalten Spulen und Kondensatoren, die sich beim Betrieb mit Wechselstrom anders verhalten als bei Gleich-strom. In Experimenten untersuchen Ihre Schüler dieses unterschiedliche Verhalten.
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