Unterrichtsmaterialien Grundlagen und Prinzipien: Ganze Werke
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Physik
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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.
Gesamtwerk
Kraftstoß, Energie- und Impulserhaltung
Es ist immer wieder faszinierend, den Start einer Weltraumrakete zu beobachten. Aber auch andere Phänomene ziehen das Interesse auf sich. So bewegen sich im Weltraum mit hohen Geschwindigkeiten große Asteroiden, von denen wir hoffen, dass sie an der Erde vorbeifliegen. Der die Erde umgebende Weltraum wird permanent und lückenlos überwacht. Renommierte Wissenschaftler liebäugeln mit der Idee, einen Asteroiden mit schweren Gesteinsbrocken zu beschießen; denn jeder Zusammenstoß mit dem Asteroiden – und seien die stoßenden Massen noch so unterschiedlich groß – überträgt auf diesen einen Impuls, der zu einer – wenn auch minimalen, aber vielleicht doch entscheidenden – Kurskorrektur führt.
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Vorkurs Physik für Ingenieure
Der perfekte Einstieg in die Welt der Physik. Kenntnisse der Physik sind eine Grundvoraussetzung für ein erfolgreiches ingenieurwissenschaftliches Studium. In dem Vorkurs wird das nötige Grundwissen der Physik für ein ingenieurwissenschaftliches (oder naturwissenschaftliches) Studium präsentiert. Zu jedem Thema gibt es eine ausführliche Hinführung, viele Abbildungen, durchgerechnete Beispiele und Musteraufgaben. Lösungsschemata werden kompakt aufbereitet und strukturiert dargestellt. Wer dieses Buch durchgearbeitet hat, ist bestens für die Physik-Vorlesung präpariert, auch wenn Schüler:innen das Fach in der Schule abgewählt hatten.
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Gesamtwerk
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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Normales Wasser
Ob in der Sauna, beim Baden im Meer oder als Schnee und Eis im Winter: Wasser ist allgegenwärtig und scheint uns völlig vertraut und daher ganz normal zu sein. Doch wirft man einen zweiten, forschenden Blick auf diesen lebensnotwendigen Stoff, wird schnell klar, dass sich Wasser in seinen Eigenschaften von anderen Flüssigkeiten ganz erheblich unterscheidet. Von den überraschenden Konsequenzen, die daraus folgen, handelt dieser Beitrag.
Verwandte Themen
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Naturphilosophie
Naturphilosophie - von der Antike bis in die Gegenwart. Was ist Natur oder was könnte sie sein? Diese und weitere Fragen sind grundlegend für Naturdenken und -handeln. Das Lehr- und Studienbuch bietet eine historisch-systematische und zugleich praxisbezogene Einführung in die Naturphilosophie mit ihren wichtigsten Begriffen, Strömungen und Diskursen. Es nimmt den pluralen Charakter der Wahrnehmung von Natur in den philosophischen Blick und ist auch zum Selbststudium bestens geeignet.
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Das Hooke'sche Gesetz
Kräfte lassen sich mit einem Federkraftmesser messen. Ein solches Messinstrument fertigen Ihre Schüler an und eichen es. Außerdem zeichnen sie Kraft-Dehnungsdiagramme.
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Die Grundlagen des Fliegens
Flugzeuge sind heutzutage eine Selbstverständlichkeit. Was die physikalischen Grundlagen des Fliegens sind, erläutert dieser Beitrag.
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Den Flug einer Rakete beschreiben und analysieren inkl. einer Farbfolienvorlage. Stand: Nov. 2018
Die Unterrichtseinheit startet mit einer Luftballon- und einer Wasserrakete. Mithilfe der Methode "Schreibgespräch" erarbeiten sich die Schüler eine Erklärung für das beobachtete Phänomen. Eine Videoanalyse, die auf die sog. Raketengleichung führt, rundet die kurze Einheit ab. Die didaktisch-methodischen Hinweise unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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Mechanik - Inklusionsmaterial
Mit diesen Materialien zum Thema „Mechanik“ erlangen ALLE Schüler physikalisches Grundwissen! Inklusiver Physikunterricht ist möglich! Die Kopiervorlagen mit Übungen helfen, ergänzend zum Schulbuch, die physikalischen Kompetenzen aller Schüler zu verbessern. Das übersichtlich strukturierte Material lässt sich sofort einsetzen und ermöglicht das selbstständige Erarbeiten und Wiederholen auf verschiedenen Niveaustufen. Für Schüler mit sonderpädagogischem Förderbedarf stehen Arbeitsblätter bereit, die die Inhalte äußerst kleinschrittig und anschaulich vermitteln. Zusätzlich bieten die Materialien methodisch-didaktische Hinweise zum Einsatz in inklusiven Lerngruppen sowie Anregungen, wie kooperative Lernformen in den Unterricht eingebunden werden können. Zusätzlich erhalten Sie die Lösungen.
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Ionentriebwerke Mit modernen Antrieben weit hinaus Stand: Oktober 2018
Es geht weit hinaus! In der modernen Raumfahrt ist ein Hauptziel, immer tiefer in den Weltraum einzudringen. Nur mit den klassischen chemischen, mehrstufigen Triebwerken funktioniert das nicht. In diesem Beitrag untersuchen die SuS die Vorzüge und Nachteile von sogenannten Ionentriebwerken, lernen ihre Funktionsweise kennen und üben sich ganz nebenbei in der Anwendung des Energie- und Impulserhaltungssatzes.
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Trifft ein Photon auf ein Elektron ...- Photo- und Comptoneffekt, 08/2018, Klasse 12/13 mit 3 Computersimulationen
Photo- und Comptoneffekt bestimmen maßgeblich die Wechselwirkung zwischen Licht und Elektronen. Was dabei genau geschieht, erfahren die SuS in diesem Beitrag, indem sie Simulationen durchführen und auswerten. Die fachlichen und methodisch-didaktischen Hinweise sowie die Lösungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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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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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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66 Spielideen Physik
Spielerisch Physik lernen Spaß im Physikunterricht? Na klar! Mit dieser Sammlung praxiserprobter, unkompliziert einsetzbarer Spielideen, gelingt es Ihnen, im Physikunterricht das Interesse Ihrer Schüler zu wecken und Motivation für den Lernstoff zu schaffen. So kommt im Physikunterricht sicher keine Langeweile auf. Ideenfundus für das Fach Physik Dank der Spiele dieses Bandes schaffen Sie es mühelos, die Schüler zu fesseln, sie zum Kommunizieren anzuregen und sie so für den Physikunterricht zu begeistern. Bei den Spielen werden Interaktion und Kommunikation groß geschrieben, wodurch die Leistungsbereitschaft der Schüler gesteigert wird. Nachhaltig lernen im Fach Physik Damit die Spiele für den Physikunterricht leicht in der Praxis einzusetzen sind, liefert Ihnen der Band für jedes Spiel eine Klassenstufenzuordnung sowie Angaben zu Material und Zeitbedarf. So klappt die Durchführung in Ihrem Unterricht im Handumdrehen! Die Themen: - Spielerische Einstiege - Spielerische Arbeitsmethoden - Spiele mit einem hohen Grad an Handlungsorientierung -Spielerisch sichern, wiederholen und üben - Spielerischer Meinungsaustausch - Kartenspiele - Bewegungsspiele
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