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Physik
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firgau

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Die Kenntnis der Abhängigkeiten zwischen elektrischer Spannung, Widerstand und Stromstärke ist eine der fundamentalen Voraussetzungen für das Verständnis elektrischer Schaltungen. Die Kirchhoffschen Regeln sind in diesem Zusammenhang ein Werkzeug, das die Berechnung auch komplexer Schaltungen beherrschbar macht. Ein möglicher Einstieg in die Kirchhoffschen Gesetze besteht im Erforschen der Zusammenhänge von elektrischer Spannung, Widerstand und Stromstärke in einfachen zusammengesetzten Schaltungen. Getrennt nach Parallelschaltung und Reihenschaltung von zwei ohmschen Widerständen ist die Erarbeitung von grundlegenden Formeln möglich, die zu den Kirchhoffschen Gesetzen ausgebaut werden können. Im Rahmen dieses Projekts wird mittels Java-Applets und einem Simulationsprogramm, wie zum Beispiel Crocodile Physics, ein Weg gegangen, bei dem Schülerinnen und Schüler physikalisches Wissen weitgehend eigenständig erwerben. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht ist von den Ländern in den letzten Jahren
in sehr systematischer und grundlegender Weise zum Gegenstand von Vorhaben der Qualitätsentwicklung
und -sicherung gemacht worden. Ein Anlass waren die Ergebnisse der TIMSStudie,
bei der die deutschen Schülerinnen und Schüler im Mittelfeld lagen. Die Befunde von
TIMSS gewinnen unter bildungstheoretischen Gesichtspunkten besondere Bedeutung. So konnte
zum Beispiel gezeigt werden, dass relativ große Anteile der Schülerinnen und Schüler hierzulande
besondere Schwierigkeiten mit anspruchsvolleren Aufgaben und Problemstellungen haben, die
konzeptuelles Verständnis voraussetzen. Die Leistungsheterogenität ist ungewöhnlich groß. In
der längsschnittlichen Betrachtung sind in Deutschland in bestimmten Phasen nicht ausreichende
Kompetenzzuwächse zu verzeichnen. Das Interesse an naturwissenschaftlichen Inhalten und Fächern
nimmt über die Schulzeit ab; im Vergleich zu den Jungen neigen die Mädchen dazu, ihre
mathematisch-naturwissenschaftlichen Fähigkeiten zu unterschätzen.

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Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten `Die `goldene Regel der Mechanik` am Beispiel der schiefen Ebene` mit einem dynamischen GeoGebra-Applet. `Maschine (griechisch mechane, Werkzeug), in der Technik ein Gerät zur Änderung der Stärke oder Richtung einer angewandten Kraft.` Gemäß diesem Lexikoneintrag ist ein als Rampe dienendes Brett die wohl einfachste Maschine der Welt. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Zur Sicherung eines einheitlichen und angemessenen Anforderungsniveaus in den [Abitur-]Prüfungsaufgaben enthalten die Einheitlichen Prüfungsanforderungen für das Fach Physik a) eine Beschreibung der Prüfungsgegenstände, d.h. der nachzuweisenden Kompetenzen sowie der fachlichen Inhalte, an denen diese Kompetenzen eingefordert werden sollen, b) Kriterien, mit deren Hilfe überprüft werden kann, ob eine Prüfungsaufgabe das anzustrebende Anspruchsniveau erreicht und c) Hinweise und Aufgabenbeispiele für die Gestaltung der schriftlichen und mündlichen Prüfung sowie zu anderen Prüfungsformen. (DIPF/Orig.)

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Ein Elektronik-Kurs für Anfänger, der als Einstiegshilfe in die Hobbyelektronik gedacht ist. Es wird das notwendige Grundwissen zur Elektrizitätslehre, zu elektronischen Bauelementen (digital und analog) sowie zu benötigtem Werkzeug vermittelt und dann auf Beispiel-Schaltungen eingegangen, die zum Nachbauen und Experimentiern gedacht sind, übersichtlich und mit vielen detaillierten Grafiken. Die Linkliste verweist auf weiterführende Elektronik-Seiten.

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Die Visualisierung mathematischer Zusammenhänge wird durch dynamische Arbeitsblätter, die mit GeoGebra erzeugt wurden, erreicht. Das ebenfalls kostenlose Programm Overtone verdeutlicht die praktische Relevanz der Funktionen an einem Beispiel aus der Physik (Akustik). Den Schülerinnen und Schülern wurde demonstriert, wo im Alltag an einem Beispiel aus der Akustik Sinus- und Cosinuskurven zu finden sind und wie sich Töne und die entsprechenden sinusförmigen Schwingungen mit wechselnden Dezibelzahlen verändern (Overtone, Demonstrationsrechner mit Lautsprecher, Beamer). Material steht zum Download zur Verfügung.

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Virtuelle Experimente mit realitätsnahem Design, inhaltlich untermauert mit Erklärungsmodellen aus dem Teilchenbereich und überprüfbar durch einfache reale Versuche, machen auch weniger spektakuläre Aspekte der Chemie interessant - wie zum Beispiel die Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit. Die Chemie-Didaktik der Gerhard-Mercator-Universität Duisburg hat zu diesem Thema Unterrichtsmaterialien mit dem Qualitätsmerkmal `interaktiv` entwickelt und im Internet veröffentlicht. Der technisch und grafisch gut aufbereitete Stoff ermöglicht den Schülerinnen und Schülern eine weitgehend eigenständige Erarbeitung der Inhalte. Alle Darstellungen sind übersichtlich und ansprechend gestaltet. Ihre Funktionalität erschließt sich intuitiv. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Virtuelle Experimente mit realitätsnahem Design, inhaltlich untermauert mit Erklärungsmodellen aus dem Teilchenbereich und überprüfbar durch einfache reale Versuche, machen auch weniger spektakuläre Aspekte der Chemie interessant - wie zum Beispiel die Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit. Die Chemie-Didaktik der Gerhard-Mercator-Universität Duisburg hat zu diesem Thema Unterrichtsmaterialien mit dem Qualitätsmerkmal `interaktiv` entwickelt und im Internet veröffentlicht. Der technisch und grafisch gut aufbereitete Stoff ermöglicht den Schülerinnen und Schülern eine weitgehend eigenständige Erarbeitung der Inhalte. Alle Darstellungen sind übersichtlich und ansprechend gestaltet. Ihre Funktionalität erschließt sich intuitiv. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Applet zum Bohrschen Atommodell am Beispiel des Wasserstoffatoms. Das Applet veranschaulicht, welche Übergänge für welche Spektrallinien verantwortlich sind.