Experimentiermaterial und verwendete Sensoren
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Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.
Neben dem Messwerterfassungs- und -auswertesystem CASSY werden in den vorgestellten Versuchen Experimentiermaterialien verwendet, die größtenteils in den Physiksammlungen der Schulen vorhanden sind. Nur in wenigen Fällen müssen Kleinmaterialien (z.B. 12V-Energiesparlampe) beschafft werden. Wenn es sich um Geräte der Firma LD-Didactic handelt, sind die Bestellnummern angegeben. Diese Materialien können jedoch auch durch ähnliche andere Materialien ersetzt werden.
Das verwendete Messwerterfassungs- und Auswertesystem ist CASSY der Firma LD-Didactic. Einige Gründe dafür sind:
- Das CASSY-System wird bereits an vielen Schulen in Baden-Württemberg in den Fächern Physik, Chemie, Biologie und NwT eingesetzt.
- Es arbeitet sehr zuverlässig, ist bedienerfreundlich, leicht erlernbar und universell einsetzbar.
- Es liegen viele positive Erfahrungen aus dem eigenen Unterricht der Mittel- und Oberstufe des Autors sowie aus der Ausbildung von Referendarinnen und Referendaren vor.
Da es um den Einsatz im Schülerpraktikum geht, wird das Pocket-CASSY verwendet, das insbesondere für die Nutzung durch Schülerinnen und Schüler konzipiert wurde. Um die Kosten so gering wie möglich zu halten, sind die vorgestellten Versuche so ausgearbeitet, dass nur wenige Sensoren zum Einsatz kommen. Als hervorragender universell einsetzbarer Sensor hat sich dabei der UIP-Sensor bewährt. Mit ihm sind sehr viele Versuche möglich, jedoch beschränken sich daher die Versuche zunächst auf die Elektrizitätslehre. Da diese jedoch im Unterricht der Kursstufe einen hohen Stellenwert einnimmt, ist dies vertretbar. Nur in wenigen Fällen sind weitere Sensoren notwendig. In der Tabelle (1) ist eine Auflistung der vorgestellten Experimente mit den benötigten Sensoren zu finden.
| Thema des Versuches | Anzahl der benötigten Pocket-CASSYs pro Arbeitsplatz | Notwendige Sensoren | Weitere Sensoren wünschenswert, aber nicht dringend notwendig |
| Der Ohm'sche Widerstand | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| I-U-Kennlinien einer Glühlampe und Glühfadentemperatur | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| Einschaltvorgang eines Glühlämpchens | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| I-U-Kennlinie einer Bleistiftmine | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| I-U-Kennlinie einer Halogenlampe und Beleuchtungsstärke | 2 |
1 UIP-Sensor
1 Lux-Sensor mit Lux- Adapter |
keine |
| Energiesparlampen | 2 |
1 UIP-Sensor
1 Lux-Sensor mit Lux- Adapter |
keine |
| Betrieb einer LED | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| Der Lichtsensor | 2 |
1 UIP-Sensor
1 Lux-Sensor mit Lux- Adapter |
keine |
| Belastungskennlinie einer 4,5 V-Batterie | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| Entladevorgang eines Kondensators mit Modellbildung | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| Elektromagnetische Induktion durch einen rotierenden Magneten | 1 - 2 | 1 UIP-Sensor | 1 Magnetfeldsensor |
| Induktion und freier Fall | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| Einschaltvorgang einer Spule mit Modellbildung | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
| Diode und Widerstand im Wechselstromkreis | 2 | 2 UIP-Sensoren | keine |
| Schwingung eines Federpendels mit Modellbildung - Versuch mit Ultraschall-Bewegungssensor | 1 | 1 Ultraschall-Bewegungssensor | keine |
| Schwingung eines Federpendels mit Modellbildung - Versuch mit Speichenrad und Lichtschranke | 1 | 1 Kombi-Lichtschranke, 1 Speichenrad, 1 Timer S | keine |
| Der elektromagnetische Schwingkreis | 1 | 1 UIP-Sensor | keine |
Der Einsatz des Pocket-CASSY im Schülerpraktikum ist aber keinesfalls auf die Elektrizitätslehre beschränkt. Mit den entsprechenden Sensoren ist die Durchführung von Schülerexperimenten mit CASSY in praktisch jedem physikalischen Gebiet möglich. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und nahezu unbeschränkt. Insbesondere wäre auch ein Einsatz in der Mittelstufe denkbar (siehe Kompetenz im Bildungsplan 2004, Klasse 10). Neben einigen der hier vorgestellten Versuche aus der Elektrizitätslehre ist ein Einsatz von CASSY in der Mittelstufe in Bereichen der Akustik (Sensor Mikrofon S), der Wärmelehre (Temperatursensor) sowie in der Bewegungslehre (Fahrbahnversuche) möglich. Hierfür liegen ebenfalls gute Erfahrungen vor, werden hier aber nicht weiter vorgestellt. Vorschläge für mögliche Anschaffungen sind im Kapitel
Pocket-CASSY für Schülerversuche
aufgeführt.
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