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Physik im Alltag

„High Tech als Low Cost Freihandversuch”
Zusammenarbeit zwischen:
Wilhelm-Erb-Gymnasium
D-67722  Winnweiler
www.weg-winnweiler.de

StD  Werner Stetzenbach

e-mail: Wilhelm_Erb_Gymnasium@t-online.de
und
Universität Kaiserslautern
Fachbereich  Physik
D-67663 Kaiserslautern
www.uni-kl.de
Arbeitsgruppe  Prof. Jodl

Prof. Dr.  Hans-Jörg Jodl

e-mail : jodl@physik.uni-kl.de

StR i.H. Dr. Bodo  Eckert

e-mail: eckert@physik.uni-kl.de

Ziel des Projektes:

Experimente mit modernem Alltagsbezug

Der Alltag von Schülern und Schülerinnen wird bestimmt von neuen Techniken und neuen Materialien. Diese moderne Alltagsumgebung bietet einen geeigneten Lernanlass im Physikunterricht, denn ganz elementare physikalische Prinzipien und Phänomene stecken in den modernen High-Tech – Anwendungen. Physikalische Inhalte lassen sich so praxisnah und motivierend erschließen.
Mit sogenannten Low Cost- High Tech- Freihandversuchen möchten wir Ihnen die Möglichkeit geben, technische Phänomene in den Unterricht einzubeziehen, ohne dabei das eigentliche Ziel – Physik zu unterrichten – aus den Augen zu verlieren.
Bei der Entwicklung der Versuchen wurde Wert auf folgende Punkte gelegt:
  • Berücksichtigung der (modernen) Alltags- und Erfahrungswelt der Lernenden (High Tech)
  • möglichst breiter methodischer Einsatzbereich
Durch Integration in geeignete Unterrichtsformen können auch die vielfach zitierten Schlüsselqualifikationen oder Methodenkompetenzen trainiert werden.
  • kostengünstige Realisierung (Low Cost) durch Verwendung leicht zu beschaffender Materialien (z.B. aus Schulsammlung, Haushalt, Firmen)
  • Rückführung einer High-Tech-Realisierung auf deren elementare physikalische Grungdlagen (Bezug zum Lehrplan)
  • gut dokumentierte Beschreibung von Aufbau und Durchführung mit Illustrationen, Materialliste, Hinweise zum Bezug (falls notwendig) sowie physikalischer Erklärung
  • Durchführung innerhalb kurzer Zeit (Lehrplandruck, Stofffülle und geringe Unterrichtszeit sind keine blockierende Elemente)
  • Berücksichtigung von interdisziplinären Fragestellungen
Physikalische Bildung ist nicht isoliert und ausschließlich fachbezogen; sie ist vernetzt.
  • Verständnis der technischen Umwelt sowie Abbau von Ängsten und Technikfeindlichkeit
  • Vorbereitung auf Zukunft und moderne Arbeitswelt
  • Physik ist nicht nur etwas, was mit speziellen Geräten in speziellen Physikräumen veranstaltet werden muß, sondern hat mit dem Leben außerhalb der Schule unmittelbar zu tun.
  • Schüler und Schülerinnen erkennen, dass die meisten technischen Errungenschaften, mit denen sie täglich umgehen, ohne Physik nicht realisierbar wären.
  • Lehrer und Lehrerinnen sehen die Alltagswelt durch die Brille der Jugendlichen und rücken näher mit ihnen zusammen.
  • Die Distanz zwischen Nichtphysiker und Physiker wird verringert, vielleicht sogar abgebaut. Die Grundfrage „Wozu lerne ich Physik?“ kommt erst gar nicht auf.
  • Die Realisierung als Freihandversuch ermöglicht einen problemlosen Einsatz in der so immens wichtigen Motivationsphase des Unterrichts.

Beispiele:

(Kurzbeschreibung)
Man zerlegt eine elektrische Zahnbürste, sieht sich das Innenleben an, versucht mit leicht zugänglichen Materialien ein funktionierendes Modell nach zu bauen und erschließt in diesem Beispiel somit das Phänomen der Induktion. Oder, man zeigt ein Tonbandgerät, geht dabei aber nur auf das physikalische Prinzip des Tonkopfes ein und erschließt damit die Physik des Elektromagnetismus.
Die Frage, „Wie
funktioniert ein Regensensor?“, der heute schon in vielen Autos eingebaut
ist, und der bei Regen die Scheibenwischer automatisch einschaltet und steuert –
interessiert gerade Schüler und Schülerinnen der Jahrgangsstufe 8 in der Optik
auf dem Lehrplan steht. Das so motivierte physikalische Phänomen „Totalreflexion“ ist plötzlich faszinierend und
direkt begreifbar.
Eine andere Variante ist dadurch gegeben, wenn man die Wirkung eines Gerätes betrachtet und damit physikalische Phänomene erklärt. So lassen sich z.B. mit dem Handy Eigenschaften elektromagnetischer Wellen untersuchen.

was ändern wir noch?

Ausgehend von einem Schülern und Schülerinnen bekannten Alltagsgerät (z.B. elektrische Zahnbürste) soll das zugrunde liegende physikalische Prinzip (hier: elektromagnetische Induktion) erfasst werden. Dies bedeutet eine Abkehr von der typischen Vorgehensweise, die viele Physikstunden prägt: Charakteristisch dabei, das physikalische Phänomen in einer „akademischen“ Manier einzuführen (beispielsweise die Standarddemonstration der Induktion mittels Spule, Magnet und Drehspulinstrument) und dann vielleicht abschließend auf die Anwendung im Alltag lediglich hinzuweisen.
--> Zielorientierte Gestaltung der Motivationsphase
bisherige Öffentlichkeitsarbeit (Auswahl):
  • Workshops für Lehrkräfte an Gymnasien und Realschulen unter Leitung von Herrn Prof. H.-J. Jodl, Herrn StR i.H. B. Eckert und StD W. Stetzenbach
  • Tag der Physik an der Uni KL
  • Schülerinnen-Tag an der Uni KL
  • Experimentalvortrag im Deutschen Museum (Prof. Dr. H.-J. Jodl)
  • work-shops bei DPG- und MNU-Veranstaltungen (B. Eckert)
  • Tag der offenen Tür am WEG (W. Stetzenbach)
  • „physikalisches Frühstück“, Rockenhausen (W. Stetzenbach)
  • Workshop für Schüler und Schülerinnen im Rahmen der Veranstaltung des Staatsministeriums Rheinland Pfalz , „8. Kinder und Jugendkonferenz: Technik macht Spaß“ in der Rheingoldhalle Mainz
  • „physics-on-stage-Projekt“, CERN 6.-10.11.2000 (W. Stetzenbach)
  • “physics-on-stage-3-Projekt“, ESTEC, Noordwijk (NL) 8.-15.11.2003 (W.Stetzenbach)
Buchveröffentlichung Nov. 2000 :
  • Eckert/Stetzenbach/Jodl: Low Cost – High Tech
Freihandversuche Physik, Aulis-Verlag Deubner, Köln Best.-Nr. 335-02278
Sonderdruck 2001 von „Think-Ing.“ (Auflage: 7500)
für jede SII-Schule in Deutschland
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