Unterrichtsmaterialien Optik: Ganze Werke
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Physik
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Quantentechnologien
Quantencomputer, Quantenkryptografie, Quantensensoren - das ist keine Science Fiction, sondern das sind bereits verfügbare oder in Entwicklung befindliche technologische Anwendungen der Quantenphysik. Werfen Sie mit Ihren Schüler:innen einen Blick in faszinierende technische Welten und unterstützen Sie die Jugendlichen beim vertieften Verständnis moderner quantenphysikalischer Konzepte.
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Kooperatives Lernen im Team
Stehen Sie auch vor folgendem Dilemma? Einerseits sollen Sie Ihren Schüler:innen Kompetenzen für die Arbeitswelt der Zukunft u. a. im Hinblick auf Kooperation und Kommunikation vermitteln. Andererseits jedoch haben Sie bisher keine guten Erfahrungen mit Gruppenarbeit gemacht und sie als ineffizient oder für viele als wenig lernförderlich erlebt. Mit dieser Ausgabe möchten wir Sie ermutigen, kooperative Lernformen mit einem klaren Rahmen und systematisch in Ihren Unterricht einzubeziehen und Ihnen zeigen, wie Sie häufige Probleme von Teamarbeit vermeiden können. Mit den Vorschlägen dieser Ausgabe können Ihre Schüler:innen nachhaltig Physik lernen und gleichzeitig ihre Teamfähigkeit trainieren. Die Artikel zum Themenschwerpunkt geben Ihnen Einblicke in zentrale Aspekte kooperativen Lernens im Physikunterricht und zeigen Möglichkeiten, entsprechende Lernformen in Ihren Unterricht zu integrieren. Sie erfahren, wie Sie den Einstieg in kooperatives Lernen gestalten und Stolpersteine vermeiden können. Darüber hinaus bietet Ihnen diese Ausgabe Unterrichtsvorschläge mit unterschiedlichen Methoden zu verschiedenen fachlichen Themen: Forschendes Lernen zum Thema Auftrieb, Lernen aus Fehlern in der Mechanik, Gruppenpuzzle zum Schweredruck, kooperative Formen des Übens in der Elektrizitätslehre. Jenseits des Schwerpunktthemas finden Sie in dieser Ausgabe einen Unterrichtsgang zur quantenmechanischen Wellenfunktion, Ideen zum Einsatz einer Astronomie-App sowie Experimente zum Quantenradierer und zu einem Fallapparat.
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Wissenschaftliches Schreiben in den MINT-Fächern
Dies ist der erste Schreibratgeber für MINT-Fächer, der Wissen von über 40 Expert:innen aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik sowie der Schreibdidaktik vereint. Der erste Teil enthält Informationen zu allen Phasen des Schreibprozesses, von vorbereitenden Maßnahmen über die Literaturarbeit bis zur abschließenden Überarbeitung. Im zweiten Teil gibt es ausführliche und zielgruppengenaue Erklärungen zu fachspezifischen Textsorten. Tipps, Beispiele, Übungen und Checklisten sorgen für eine rasche Orientierung und ermöglichen eine schnelle Umsetzung und eigenständige Überprüfung von Texten.
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Protokollieren & Dokumentieren
"Laanngweilig!" "Können wir das einfach abfotografieren?" "Das verstehe ich später sowieso nicht mehr." ... Schreiben ist bei Schüler:innen eher unbeliebt - egal, ob es um das Anfertigen von Versuchsprotokollen geht oder um das Übertragen des Tafelbilds in die eigenen Unterlagen. Obendrein sind die Ergebnisse oft enttäuschend: Die Aufzeichnungen sind lückenhaft, wenig strukturiert sowie sprachlich und fachlich stark verbesserungswürdig. Was tun? Dieses Heft liefert Ihnen erprobte Anregungen und Methoden für zentrale Bereiche des Schreibens im Physikunterricht: Protokolle und Mitschriften. Darüber hinaus stellen die Autor:innen innovative kreative und digitale Formen der Dokumentation vor. So können Sie auf motivierende und differenzierende Weise gleichzeitig die Schreibkompetenz wie auch das Lernen von Physik fördern. Neben Informationen zur Funktion des Protokollierens und Dokumentierens hinsichtlich des Lernens allgemein wie auch des Lernens von Physik bieten die Basisartikel u. a. Orientierung zu Formen der Dokumentation, zu hilfreichen Schreibstrategien sowie zu Perspektiven von Schüler:innen und Eltern auf das Dokumentieren. Ein Blick in die wissenschaftliche Dokumentationsform des Laborbuchs liefert didaktische Impulse für den Unterricht. Der Praxisteil dieser Ausgabe gliedert sich in die vier Kapitel Protokolle, Mitschriften, kreative Dokumentationen sowie digitale Dokumentationen und stellt dazu erprobte Konzepte, Materialien und Anleitungen vor. Neben dem Themenschwerpunkt enthält diese Ausgabe Anregungen für den Einsatz von ChatGPT im naturwissenschaftlichen Unterricht, die Beschreibung eines interessefördernden und kontextorientierten Konzepts für die Elektrizitätslehre, differenzierende Aufgaben zum Thema Energiesparen sowie Freihandversuche zur Interferenz und zur lenzschen Regel.
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"Radium Girls"
Die Geschichte der „Radium Girls“ dient als roter Faden, um anhand der biologischen Wirkung von radioaktiver Strahlung deren Eigenschaften zu erarbeiten. Diese jungen Frauen bemalten von Beginn des 1. Weltkriegs an bis in die späten 1920er-Jahre hinein zu Tausenden in den Fabriken die Zifferblätter und Zeiger der selbstleuchtenden Uhren. Ihre Maltechnik, die ihnen in der Fabrik gezeigt worden war, zerstörte ihre Gesundheit und ihr Leben. Diese Einheit wirft neben den physikalischen Fakten auch die Frage nach der gesellschaftlichen Verantwortung im Umgang mit Radioaktivität auf.
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Digital Physik unterrichten
Neue Impulse für den digitalen Physikunterricht; Digitale Medien sind als Werkzeuge im Physikunterricht nicht wegzudenken. Dennoch sind viele Einsatzmöglichkeiten und deren Potenziale noch wenig bekannt. Welche Ideen zum digital gestützten Physikunterricht können dabei helfen, den Unterricht zu verändern und zu verbessern? Dieser Band gibt Antworten auf diese Frage. Er stellt physikspezifische Tools zu den großen fachspezifischen Bereichen „Messen“ und „Simulieren“ sowie zu E-Learning-Plattformen, Schülerfeedbacksysteme und Erklärvideos vor. Dabei zeigt er die Grundlagen der Digitalisierung im Physikunterricht systematisch und praxisorientiert auf – unter folgegenden Aspekten: Was sind die Grundideen? Was sind die technischen Funktionsprinzipien? Was sind die physikdidaktischen Ideen? Welche Vorteile verspricht man sich? Welche Ziele können auf welche Weise verfolgt werden? In diesem Kontext wird jeweils auch kurz auf die historische Entwicklung digitaler Werkzeuge eingegangen. Lehrkräfte erhalten differenzierte Impulse für ihren Physikunterricht: Was ist heute möglich? Welche Varianten gibt es? Welche Computerprogramme sind auf dem Markt? Wo findet man Materialien, Software oder Literatur? Das Buch richtet sich insbesondere an Lehramtsstudierende, Referendar:innen, Berufseinsteiger:innen, Lehrkräfte im Fach Physik sowie Aus- und Fortbildner:innen.
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Astronomie & Astrophysik
Der Weltraum - unendliche Weiten. Wagen Sie mit Ihren Schüler:innen das Abenteuer, neue Welten zu erforschen. Unterrichten Sie klassische Inhalte des Physikunterrichts anhand von Kontexten aus der Astronomie und Astrophysik und nutzen Sie so das Interesse vieler Jugendlicher an diesen Themen. Neben Hinweisen zur Verknüpfung astronomischer und physikalischer Themen sowie Fachinformationen bietet Ihnen diese Ausgabe vielfältige Ideen und Materialien: Arbeitsmaterialien für einen phänomenologischen Astronomieunterricht, Anregungen zur Konzeption und Interpretation von realen und mentalen Modellen des Sonnensystems, Experimente und Modellexperimente zur Bestimmung der Solarkonstante, zur Suche nach Exoplaneten und zur astronomischen Entfernungsbestimmung, Aufgaben zum Umgang mit dem Hertzsprung-Russel-Diagramm oder zum angeleiteten Problemlösen bei komplexen astrophysikalischen Fragestellungen, Vorschläge für astronomische und astrophysikalische Forschungsprojekte im schulischen Rahmen. So dringen Sie mit Ihrer Klasse in Themengebiete vor, die Sie so vielleicht in Ihrem Physikunterricht noch nicht gesehen haben. Und jenseits der Sterne finden Sie in dieser Ausgabe ein Übungsspiel, ein Blackbox-Experiment zu elektrischen Schaltungen sowie einen Vorschlag für eine Veranschaulichung des Wechselwirkungsgesetzes mithilfe digitaler Messungen.
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Holographie
Gegenstände in drei Dimensionen abbilden? Die Holographie macht es möglich. Doch neben diesem Einsatzgebiet besitzt die Holographie noch weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise werden Hologramme genutzt, um Geldscheine fälschungssicher zu machen. Doch wie funktioniert eigentlich die Holographie? Wie ist sie entstanden? Und welche Besonderheiten gibt es? Antworten auf diese und weitere Fragen finden Ihre Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag.
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100 Jahre Planetarium
100 Jahre Planetarium
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Galileo Galileis Entdeckungen
Galileo Galileis Fernrohr war ein Meilenstein für seine astronomischen Beobachtungen. Eine bedeutende Erkenntnis: Die Milchstraße ist kein Nebel, sondern besteht aus Millionen von Sternen. Doch bei der Ursache der Gezeiten lag er falsch.
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Relativitätstheorie
Schwarze Löcher, Raumkrümmung, Gravitationswellen – solche Themen finden sicher auch viele Ihrer Schüler:innen spannend und wollen mehr darüber wissen. Begeben Sie sich gemeinsam mit den Jugendlichen auf eine faszinierende Reise: Erforschen Sie (scheinbare) Paradoxa bei zueinander bewegten Bezugssystemen oder gekrümmte Räume. Fliegen Sie fast mit Lichtgeschwindigkeit über den Marktplatz einer Stadt – oder gleich in ein Schwarzes Loch. Diese Reise zu einem modernen Weltbild lohnt sich: Am Ende werden Ihre Schüler:innen unser Universum auf neue Weise sehen. Zur Planung dieser „Reise“ bietet Ihnen diese Ausgabe Hintergrundinformation und Unterrichtskonzepte zur Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie. Vorgestellt werden Ideen zu einem breiten Themenspektrum, u.a.: „Gleichzeitigkeit“, Zeitdilatation und Längenkontraktion; Äquivalenzprinzip; Lichtablenkung und Raumkrümmung; Raumkrümmung durch Massen und Gravitationswellen. Daneben finden Sie Informationen zum diesjährigen Physik-Nobelpreis und Experimentiervorschläge für eine „Tarnkappe“ aus zerkratzten Scheiben sowie für eine einfache Bestimmung der Solarkonstanten.
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Photovoltaik und ihre Anwendungen
Gerade in Zeiten der Klimaerwärmung liegt ein großer Fokus in Forschung und Entwicklung auf der Erzeugung von Energie aus „sauberen“ Ressourcen wie Windkraft und Sonnenlicht. Besonders die Erzeugung von elektrischer Energie aus Solar besitzt ein großes Potenzial. Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich Grundwissen zur Solarzelle. Sie erhalten einen Einblick in den Aufbau, den Wirkungsgrad und die physikalischen Grundlagen. Mithilfe experimenteller Anwendungen erlernen die Schülerinnen und Schüler wichtige Messwertprozesse.
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Spiegelbilder, Lichtbrechung und Co.
Licht und Schatten sind im alltäglichen Leben nicht wegzudenken. Sie begleiten uns, egal, ob wir in den Himmel sehen und den Mond betrachten, welcher mit der Zeit eine andere Gestalt einnimmt, oder beim Spazieren bei Sonnenschein. Doch wie entstehen Schatten eigentlich? Und welche Besonderheiten gibt es bei den verschiedenen Mondphasen? Mithilfe dieses Beitrags erlernen Ihre Schülerinnen und Schüler die Besonderheiten der Schattenentstehung, sie erhalten einen Überblick über die geometrische Optik und führen Versuche zu Mondphasen durch.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, November 2022
Ob die Erde im Visier außerirdischer Zivilisationen ist, wie ih mit Wärmebildkameras Lebensvorgängen auf den Grund gehen könnt, warum Sex mehr als nur der Ablauf chemischer Reaktionen ist und vieles mehr erwarten euch in der Novemberausgabe von MINT Zirkel. Auch ein paar Zusatzmaterialien für den Unterricht sind wieder dabei. Jetzt reinschauen!
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Erdbeobachtung
Sentinel, englisch für Wächter, heißen die Erdbeobachtungssatelliten des europäischen Copernicus-Programmes. Diese bilden jedoch nur einen kleinen Teil des gesamten „Verkehrs“ auf den unterschiedlichen Orbits. Tausende Satelliten kreisen heute auf ihren Bahnen um die Erde und senden uns kontinuierlich Daten aus dem All über den Zustand unseres Heimatplaneten. Unsere Erde verändert sich permanent. Wie empfindlich das Gleichgewicht auf unserem Planeten ist und wie die Menschheit dieses Gleichgewicht stören kann, können wir mit Hilfe von Erdbeobachtungsdaten aus dem All erfahren.
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