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Auszug aus:
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Physik selbst entdecken: Mechanik 1
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Entdeckender Unterricht in der Sekundarstufe
Differenzierte Materialien für Freiarbeit und Stationenlernen
Kerstin Neumann
Klasse 7–8 · Niveau Realschule und Gymnasium
Physik selbst entdecken:
Mechanik 1
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Mathematik selbst entdecken: Vierecke
Bildnachweis: Cover: © ProfphotoXL – Fotolia.com; S. 9 © Museum für Naturkunde, Berlin; S. 12, 13, 14, 21, 32: Klett Verlag; S. 45: Rennwagen: © Fir0002/Wikipedia (CC-BY-SA 3.0), Geländewagen: nicolasnv/Wikipedia (CC-BY-SA 3.0)
Physik selbst entdecken: Mechanik 1
Kerstin Neumann ist seit 25 Jahren Lehrerin und engagiert sich als Fachberaterin, Autorin und in bundesweiten Fortbildungen insbesondere für die Entwicklung des mathematisch-naturwissen-schaftlichen Unterrichts. Derzeit ist sie am Sächsischen Bildungsinstitut tätig.
© 2010 AOL-Verlag, BuxtehudeAAP Lehrerfachverlage GmbHAlle Rechte vorbehalten.
Postfach 1656 · 21606 BuxtehudeFon (04161) 7 49 60-60 · Fax (04161) 7 49 [email protected] · www.aol-verlag.de
Redaktion:Karolin Gerhardi, Köln für AOL-Verlag Layout/Satz: MouseDesign Medien AG, ZevenIllustrationen: Francis Fromm
ISBN: 978-3-403-48090-7
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1Physik selbst entdecken: Mechanik 1
Vorwort 2
HinweisezurArbeitmitdiesemMaterial 3
Beobachtungsprotokoll KopiervorlagefürLehrer 5
Bewertungstabellen KopiervorlagefürLehrer 6
PlanMechanik1 Kopiervorlage 7
Grundgrößen KartenG1–8 8Länge – Zeit – Masse – Volumen
Bewegung KartenB1–5 17Geradlinige gleichförmige Bewegung – Geschwindigkeit
Dichte KartenD1–4 23Dichtebestimmungen
Kraft KartenK1–6 28Grundlagen – Magnetkraft – Reibungskraft – Gewichtskraft – Federkraft
Kraftumformung KartenKU1–7 34Rollen – Hebel – Geneigte Ebene
Mechanische Arbeit KartenA1–3 41Bestimmungen der mechanischen Arbeit – Goldene Regel der Mechanik
Mechanische Leistung KartenL1–3 44Bestimmung der mechanischen Leistung
Tests mit Lösungen 47Grundgrößen – Bewegung – Dichte – Kraft und Kraftumformung – Mechanische Arbeit und Leistung
Lehrerhinweise und Lösungen 57
Übungskarten 66Grundgrößen – Bewegung – Dichte – Kraft – Kraftumformung – Mechanische Arbeit – Mechanische Leistung
Inhalt
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2 Physik selbst entdecken: Mechanik 1
LiebeKollegin,lieberKollege,
Schüler wollen mit Eifer lernen. Dazu benötigensie anspruchsvolle Aufgaben, die Möglichkeit zueigenverantwortlicher,selbstständigerArbeitundzum Experimentieren und Ausprobieren sowiedie Chance zur Kommunikation miteinander.AußerdemmöchtenwiralsLehrendesieanregen,komplex und vernetzt zu denken, um somit einuniversellesVerständnisfürdieLerninhaltezuent-wickeln.
WährendmeinerArbeitalsPhysiklehrerinaneinerRealschulehabeichfürgeeigneteThemenbereicheentsprechende Aufgaben entworfen und auspro-biert.DamitkönnensichdieSchülerproSchuljahr1–2 Themenbereiche in jeweils 6–8 Unterrichts-stunden selbstständig und handlungsorientierterschließen. In heterogenen Dreiergruppen bear-beitensieAuftragskarten;dieLösungsschritteunddie Ergebnisse halten sie in einer Arbeitsmappefest. Im Klassengespräch vergleichen und syste-matisierenwiranschließenddieErkenntnisse,ichbewertedenProzessunddasErgebnisundschließedenThemenkomplexmiteinerKontrollarbeitab.
Das vorliegende Material enthält ein Angebot an36AuftragskartenzudenTeilthemenBewegung,Dichte, Kraft, Kraftumformung, Arbeit und Lei-stung. Daraus können Sie auswählen, was Siebenötigen. Mit Hilfe der Karten „Grundgrößen“kann benötigtes Vorwissen aktiviert werden. Diemit*versehenenKartenenthaltenbesonderskom-plexe und somit anspruchsvolle Arbeitsaufträge.WeiterhinfindenSieÜbungskarten,mitdenendieSchüler das jeweilige Grundwissen festigen kön-nen.AuchVorschlägezuabschließendenKontrol-larbeiten sind enthalten. Diese Kontrollarbeitengliedern sich in einen Theorie- und einen Praxis-teil. Die entsprechenden Geräte stelle ich für die
HälftederSchülerbereitundlasseeineHälftederKlassemitderTheorieunddieandereHälftemitderPraxisbeginnen.ImAbschnitt„LehrerhinweiseundLösungen“ findenSie jenachNotwendigkeitTipps zu den Experimenten, konkrete Lösungenbzw.Lösungsmöglichkeiten.UnterdergegebenenAnleitung sollen die Schüler bestimmte Erkennt-nisprozesse durchlaufen, Messergebnisse sinddabeiMittelzumZweckundnichtunbedingtver-gleichbar.
Inzwischenseheichmichwenigerals(Be-)Lehrer,der Wissen vermittelt, sondern als Manager desLernprozesses.DieSchülerarbeitensointensiverund ichentspannter.Zugegeben:Eswarein län-gererProzess,bismeineSchülerverinnerlichthat-ten,dasssieselbstverantwortlichfür ihreArbeitsind, dass sie die Zeit und das Potenzial einerGruppeeffektivnutzen,dass ichdenMontessori-Grundsatz umsetze: „Hilf mir, es selbst zu tun.“DasEntwickelnvonneuenHandlungs-undDenkge-wohnheitenbenötigtebenauchGeduldundKonse-quenz.Schließlichaberfasziniertmichimmerwie-der die konzentrierte, kooperative Arbeitsweise,die scheinbar beiläufige Entwicklung von Sozial-und Methodenkompetenz und die überraschendeErfahrung:SchülerwollenmitEiferlernen.
SomachtLernenSpaß!
In diesem Sinne wünsche ich Ihnen und IhrenSchülernvielArbeitsfreude.
KerstinNeumann
Vorwort
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3Physik selbst entdecken: Mechanik 1
ImFolgendenschildereichmeineVorgehensweise,diesichalspraktikabelerwiesenhat.DieSchülerarbeitenimStationenbetrieb,sieerhal-tenkeineKopienderArbeitsblätter,sondernüber-nehmenErforderlichesausdenKarten,dieandenStationenausliegen.
Die Vorbereitungl IchwähledieKartenaus,diebearbeitetwerden
sollenundkopiereundlaminieresieeinbisdreiMal(sooftichjedeStationanbietenwill).DabeiverwendeichfarbigesPapierundkennzeichnesomitgleicheThemenkomplexe.
l DieÜbungskartenkopiereicheinmalproGrup-pe, schneide sie aus und falte sie. Die gefal-tetenKartenlaminiereich.AufderVorderseitestehtsomiteineAufgabe,aufderRückseitediejeweiligeLösung.
l IchkopierefürjedenSchülerdenPlan„Mecha-nik1“(Seite7).
l Ich kopiere mir das Beobachtungsprotokoll(Seite5)mehrfachundtragegruppenweisedieSchülernamen,BeobachtungskriterienundMa-ximalpunktwerteein.
l IchbesorgedieaufdenKartenvermerktenMa-terialien.
Die Gruppenbildungl Für diese spezielle Unterrichtsform sollte die
Gruppe das gesamte Schuljahr hindurch zu-sammenarbeiten;siekannsichsomitaneinan-der „reiben“ und miteinander zum Team ent-wickeln. Ungünstig sind also Zufall und reineWunschgruppen.
l IchlegeanhandvonnachvollziehbarenKriterien(z.B.dieSchülermitdenbestenPhysik-NotenoderSchüler,diesichalsbesonderssozialzei-gen)biszu10Gruppenchefsfest.Diese„Chefs“wählennacheinanderzweiweitereGruppenmit-glieder(wiebeiderMannschaftswahlimSport),sodassheterogeneDreiergruppenentstehen.
l Die Gruppe legt ihren Zeitchef und ihren Ord-nungscheffest.
Der Beginnl Nach einer kurzen Einführung in das Thema
und Nennung der Themenkomplexe ergänztjederSchülerimausgehändigtenPlan„Mecha-nik1“seinepersönlichenDatenundheftetdie-senalsDeckblattinseineeigeneArbeitsmappeein. IndieseÜbersichtsinddiezubearbeiten-den Karten mit Nummern einzutragen. Späterergänzen die Schüler das Bearbeitungsdatum,die Seitenzahl und eventuelle Fragen und Be-merkungen.
l EswirdeinZeitumfangfürdenThemenkomplexfestgelegt(imDurchschnittproKarte30Minu-ten).DieserZeitrahmenistbindend.
l JederSchülerwirdangehalten,inseineArbeits-mappevonjederArbeitskarteThemaundAuf-gabenstellung zu übernehmen, Rechenwege,DarstellungenundLösungenzuprotokollierenundErkenntnisse(Formeln,Regelnetc.)beson-dershervorzuheben.DieSeitensindfortlaufendzunummerieren.
l Esistzuklären,obWahl-undPflichtaufgabengegeben werden. Die Reihenfolge, in der dieAuftragskarten eines Unterthemas zu bear-beitensind,istmeistbeliebig,diemit*verse-henenKartenenthaltenAufgabenmithöheremSchwierigkeitsgrad.
l Die Schüler werden über Bewertungskriterienund zu erreichende Punkte (siehe Beobach-tungsprotokoll)informiert.
l Entsprechend des aktuellen Lern- und Sozial-verhaltens inderKlasseerarbeitenundvisua-lisierenwirHANDregeln.Besonders zuBeginnachteichkonsequentaufderenEinhaltungundbediene mich gegebenenfalls einer wohlklin-gendenStimmgabelalsRuhesignal.
HANDregeln:
Hinweise zur Arbeit mit diesem Material
Ruhe
Selbstkontrolle
SchrittfürSchritt
GegenseitigeUnterstützung
ÜbersichtlicheAufzeichnungen
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4 Physik selbst entdecken: Mechanik 1
Die Arbeitsphasel Die Schüler setzen sich in ihren Gruppen zu-
sammen, holen sich die entsprechende Karteunddaraufevtl.vermerkteMaterialienundar-beiteneigenständig.
l EntsprechenddervermerktenSozialformarbei-tensie
einzeln oderkooperativ .
l DieGruppeistdergeschützteRaumzumErfah-rungs-undGedankenaustausch,zumKlärenvonFragenundLösenderProbleme.
l IchhaltemichausdemArbeitsprozessweitest-gehend heraus, um nicht durch permanentes„durch die Reihen Gehen und Belehren“ denSchülerndasGefühlderEigenverantwortungzunehmen.Ichbeobachteundbewertewährend-dessen, dazu notiere ich Punkte in mein Beo-bachtungsprotokoll(sieheAusschnittoben).
l Naht das Stundenende, begebe ich mich kurzzujederGruppe,seheaufdieArbeitsergebnisseundgebejedemEinzelneneinFeedbackmitdererreichtenPunktzahl.Es isterstaunlich,welchmotivierende und entwicklungsfördernde Wir-kung dies sowohl in den unteren wie den hö-herenKlassenhat.
l MitdenÜbungskarten(Seite66–72)könnendieSchüler immerwiederdas jeweiligeGrundwis-senfestigen.
Der Abschlussl Sind alle vorgesehenen Karten eines Teilge-
biets erarbeitet, folgt im UnterrichtsgesprächeineZusammenfassungundSystematisierung.Beispielsweise in einer Mindmap visualisierenwir die Arbeitsergebnisse und klären Fragen.DieSchülerhabenhierbeiGelegenheit, ihreAr-beitsprotokollezuergänzenoderzukorrigieren.
l Am Ende übergibt mir jeder Schüler seine Ar-beitsmappezurBewertung.
Bewertungl Ich kopiere die Bewertungstabellen (Seite 6)
undergänzedievorherfestgelegtenKriterien.l Jede Arbeitsmappe sehe ich gründlich an und
klebeeineBewertungstabelleein.l IchbewertedenInhalthinsichtlichVollständig-
keitundRichtigkeit.DaGelegenheitzurSelbst-kontrollebestand,korrigiereichnicht,sondernkennzeichnelediglichFehlendesoderFalsches.(AuchinderKorrekturentbindeichdieSchülernichtvonderEigenverantwortung!)
l EsergibtsicheineAbschlussnote,dieichdurcheine entwicklungsstützende verbale Einschät-zungergänze.
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Selbstständigkeit x
Konzentration x
ArbeitinderGruppe x
Hefter:Inhalt x
Hefter:Gestaltung x
Gesamtnote 2
KriteriumPunkte
Selbstständigkeit4Punkte
Konzentration4Punkte
ArbeitinderGruppe2Punkte
Gruppe 1.4. 2.4. 3.4. 5.4. 9.4. 1.4. 2.4. 3.4. 5.4. 9.4. 1.4. 2.4. 3.4. 5.4. 9.4.
1
Leoni(Chef) 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 1 2 2 2 2
Oskar 2 2 3 3 4 1 2 3 2 3 1 1 2 2 1
Felix 2 1 3 K 3 2 3 4 K 4 1 2 2 K 2
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5Physik selbst entdecken: Mechanik 1
Beo
bach
tung
spro
toko
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Kla
sse
Bit
teK
rite
rien
und
Pun
kte
ind
enK
opfz
eile
nei
ntra
gen.
Kri
teri
um
Bem
erku
ngen
Pun
kte
Gru
ppe
Dat
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6 Physik selbst entdecken: Mechanik 1
BewertungstabellenBitteIhreKriterienindielinkeSpalteeintragen.
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