Unterrichtsmaterial für Natur & Technik 7
Die Fachschaft Physik entwirft und sammelt zurzeit Unterrichtsmaterial
für Natur & Technik 7 (G8). Beispielsweise entsteht gerade eine Sammlung von
Anleitungen zu Experimenten aus der Optik, die die Schülerinnen und Schüler weitgehend selbstständig
durchführen können. Geplant sind ähnliche Anleitungen zu den weiteren Physik-Themen der 7. Klasse
und zu den Lerninhalten der Informatik.
Wir testen das Material gerade selbst zum ersten Mal. Wir können freilich nicht behaupten, dass
alles ohne Haken und Ösen klappt. Aber die Mehrzahl der Versuchsanleitungen sind tatsächlich
recht erfolgreich im Unterricht eingesetzt worden.
Wir sind dankbar über jedes weitere Material!
Optik
Wir besitzen für diese Optik-Versuche folgende Experimentierausstattung an unserer Schule:
- ca. 70 quadratische Spiegel 15 x 15 cm²
(nötig sind maximal drei Stück pro Gruppe,
unser Hausmeister hat gebrauchte, große
Spiegel zusammengeschnitten und die Kanten abgeschliffen)
- ca. 70 "Spiegelklemmen"
(wir haben im Baumarkt kleine Leim-Kraftklemmen zu je 20 Cent gekauft,
bereits die nächste Größe hätte aber 1 Euro pro Stück gekostet - ein bisschen stöbern!)
- ca. 20 Korkplatten 30 x 30 cm²
(nötig ist ein Exemplar pro Gruppe,
wir haben hierzu Pinnwände erstanden und zerschnitten -
ideal wären aber Platten, die durch und durch aus Kork bestehen)
- ca. 16 flache Experimentierlinsen
(für die Linsen-Versuche. Benötigt wird eine Linse pro Gruppe.)
- schachtelweise Stecknadeln
(nötig sind maximal ca. 20 Stück pro Gruppe,
allerdings ist der "Schwund" im Unterrichtsalltag erstaunlich!)
Die Optik-Experimentieranleitungen zum Herunterladen (Worddokumente)
Versuche 1a, 1b / 2a, 2b
Lernziele:
Selbstständiges Experimentieren,
Protokollieren eines Versuchs,
Zusammenfassen der wesentlichen Ergebnisse,
Grundlegende Eigenschaften von Spiegelbildern (Längentreue, Winkeltreue, ...)
Hinweise:
Die Versuche 1a, 1b bedingen sich gegenseitig nicht. Die einzelnen Gruppen können 1a und 1b
parallel bearbeiten und die Angaben dann jeweils austauschen. Nach 1a, 1b lassen sich die Versuche
2a und 2b ebenfalls parallel bearbeiten. Dadurch benötigt man von den einzelnen Versuchen nicht
so viele Exemplare der Angaben. Zu jedem einzelnen Versuch liegen für die Schüler Musterlösungen
der Protokolle aus.
Versuche 3 / 4
Lernziele:
Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel (Versuch 3)
Konstruktion von reflektierten Lichtstrahlen mit Hilfe des virtuellen Bildes (Versuch 4)
Hinweise:
Diese Versuchsanleitungen müssen vermutlich noch überarbeitet werden. Versuch 3 funktioniert
im Unterrichtseinsatz zwar prinzipiell. Wegen der Eigentätigkeit der Schülerinnen und Schüler
muss man im vorliegenden Material zu Versuch 3 aber in Kauf nehmen, dass die Kinder als
Einfalls- und Ausfallswinkel nicht die Winkel zum Lot hin, sondern diejenigen zur Spiegel-Ebene
hin verwenden. Die Einführung von Ein- und Ausfallwinkel als Winkel zum Lot hin ist jedoch ohne Lehrervortrag
fast nicht zu leisten - zumal da es aus Sicht eines Siebtklässlers keinerlei Notwendigkeit
für diese Festlegung der Winkel gibt. Versuch 4 ist eigentlich eine Konstruktionsaufgabe.
Sie konnte in eigenständiger Arbeitsweise nur von sehr leistungsstarken Schülerinnen und
Schülern erfolgreich bearbeitet werden.
Übungsblätter A und B: Konstruktion von Spiegelbildern
Lernziele:
Konstruktion von reflektierten Lichtstrahlen mit Hilfe des virtuellen Bildes
Konstruktion der Position des Beobachters mit Hilfe des virtuellen Bildes
Konstruktion der Position des Spiegels mit Hilfe des virtuellen Bildes
Hinweise:
Versuch 4 zeigte leider nur geringe Lernerfolge beim ersten Unterrichtsversuch.
Wenn man aber vor Versuch 4 diese Übungsblätter eingesetzt hat, waren die Erfolge bei
den Schülerinnen und Schülern deutlich größer!
Übungsblatt C: Brechung von Lichtstrahlen
Lernziel:
Zeichnen von gebrochenen Lichtstrahlen
Hinweise:
Dieses Übungsblatt setzt voraus, dass das Phänomen Brechung den Schülerinnen und Schülern
bereits bekannt ist. Es sollte bekannt sein, wie Einfalls-/Auftreffswinkel und Brechungswinkel
gemessen werden - nämlich immer zum Lot hin.
Darüber hinaus benötigen sie kein weiteres Vorwissen.
Versuch 5
Lernziele:
Brennpunkt einer Linse
Brennweite
Zentralstrahlen
Hinweise:
Offenbar ist es sinnvoll, dass der Lehrer trotz der gedruckten Anleitung die Durchführung des
Versuchs - insbesondere das Anpeilen der Lichtstrahlen durch die Linse - zusätzlich kurz vorführt.