Vorraussetzungen

Die Schülerinnen und Schüler kennen unterschiedliche Formen der Unterrichtsorganisation:

• Fragend-erarbeitender Unterricht ... in Form eines schülerzentrierten Dialogs zwischen den Schülerinnen und Schülern und dem Physiklehrer ... eine Unterrichtsform, die auch vorkommt.
• Lehrervortrag ... z. B. zur Einführung eines neuen Themas ...
• Teamarbeit in stabilen Gruppen (so genannten Stammgruppen) das ganze Jahr über
• Gruppenpuzzle ... hierbei sind die obigen stabilen Gruppen die so genannten Stammgruppen im Gruppenpuzzle
• Diskussionsketten, Wettbewerbe, Themenfächer mit unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad.

In den zuvor abgelaufenen Unterrichtseinheiten wurden folgende Punkte/Aspekte/Themen behandelt: Nach der qualitativen Einführung des Impulses in der Klassenstufe 7/8 wurde der Impuls quantitativ in der Klassenstufe 9/10 gefasst und der Impulserhaltungssatz behandelt. Der Zusammenhang zwischen der Kraft F und der Impulsänderung pro Zeiteinheit - also die Newton 'sche Vorstellung - wird eingeführt.

Didaktische Bemerkungen

Neben dem Impulserhaltungssatz spielt der Energie erhaltungssatz eine entscheidende Rolle. Die Intuition Energieerhaltung wird durch einprägsame Experimente auf Schülerseite gestärkt. ¹

Wichtig ist hierbei, dass man die Energie nicht definieren oder aus anderen physikalischen Größen allgemein ableiten kann. Die Energie fließt in einem gewissen Sinne immer mit einer anderen physikalischen Größe mit. Formulierungen der Art: Energie ist die Arbeitsfähigkeit und damit verbundene Zirkelschlüsse - die vor allem bei begabten Physikschülerinnen und Schülern relativ schnell zu einem Lernhindernis mutieren - werden möglichst vermieden.

¹ Eine Ergänzung zum hier beschriebenen Weg - oder eine anschließende Lernzielkontrolle - ist die folgende Experimentieranordnung, in der eine gespannte Feder (Spannungsenergie) ein Schwungrad in Bewegung (Rotationsenergie) setzt, während sich die Feder entspannt. Das rotierende Schwungrad hebt einen Körper vom Boden auf (Lageenergie), während die Rotation zum Stillstand kommt. Der angehobene Körper (genauer: die Schwerkraft auf den angehobenen Körper) setzt das Schwungrad wieder in Bewegung, während er zu Boden sinkt. Das rotierende Schwungrad spannt nun die Feder in einem Darda-Auto , während es wieder zum Stillstand kommt. Die gespannte Feder im Dar-da-Auto beschleunigt das Darda-Auto (Bewegungsenergie), während sich die Feder im Auto entspannt ... usw.

Unterrichtseinheit Energieumwandlungsketten: Herunterladen [pdf] [129 KB]

Weiter mit Ziel des folgenden Unterrichts