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Auf dem Weg zum kompetenzorientierten und individualisierten Unterricht Beispiel Wärmelehre Dr. Markus Ziegler Dezember 2012 ZPG III

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Auf dem Weg zum kompetenzorientierten und individualisierten Unterricht

BeispielWärmelehre

Dr. Markus ZieglerDezember 2012

ZPG III

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Impressum

• Mitglieder der zentralen Projektgruppe Physik: – StD Florian Karsten, Seminar Stuttgart – StD Volker Nürk, Gymnasium Walldorf – StD Michael Renner, Seminar Tübingen – RSD‘in Dr. Petra Zachmann, Regierungspräsidium Karlsruhe – StD Dr. Markus Ziegler, Regierungspräsidium Freiburg

• Die Materialien dürfen im Rahmen der Fortbildungsmaßnahme eingesetzt und von den Multiplikatoren für ihren eigenen Einsatz angepasst werden.

• Die Materialien stehen unter der Lizenz http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/

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PlanungUnterrichtseinheit

Wärmelehre Klasse 9

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Planung UE WärmelehreAusgehend von Bildungsplänen …

Analyse von• Mustercurricula• Bildungsplan BW• KMK-Standards

Siehe: 0a_Verbindliche_Inhalte_Waermelehre.pdf

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Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung der Abiturrelevanz …

Abiturkommission 2012:

Die folgenden Kompetenzen und Inhalte können in den kommenden Abiturprüfungen einen größeren Stellenwert als bisher einnehmen:

• Umgang mit einer unbekannten Formel • Entropieerzeugung • anwendungsbezogene Aufgabe • Strukturen und Analogien • Naturwissenschaftliche Arbeitsweise (Hypothesenbildung) • Reflexion: Stellungnahme und Bewertung • Interpretation von Texten (nicht nur innerhalb der Quantenphysik)

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Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung der Abiturrelevanz …

Abiturkommission 2012:

Zur Rolle der Entropie in den Abiturprüfungen 2013 und 2014:„In den Schwerpunktthemenerlassen wird ausdrücklich auf die beiden Umsetzungsbeispiele zu den Curricula 12 unter dem folgenden Link verwiesen: http://www.bildung-staerkt-menschen.de/unterstuetzung/schularten/Gym/curricula/curricula12

In diesen Curricula spielt die Entropie und die Entropieerzeugung nur eine untergeordnete Rolle. Einige wenige Fragen zur Entropie gab es bereits in den Abiturjahrgängen 2010 und 2011 bei den Aufgaben IV, die für Schüler des G8-Zuges gedacht waren. Zum Lösen der Fragen zur Entropie wird nur der Zusammenhang zwischen Energie und Entropie (∆E = T ∆S⋅ ) benötigt. Es ist nicht daran gedacht, über solche Fragestellungen hinauszugehen. Insbesondere wird der Begriff der „Entropiestromstärke“ für die Bearbeitung der Abituraufgaben nicht vorausgesetzt.“

Entropieerzeugung: ∆E = T ∆S⋅

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Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung des Schulcurriculums …

• Wärmelehre Klasse 9:– ca. ½ Schuljahr– Inhalt (z. B. Entropieströme und deren Antrieb:

P = T·IS)– Entropieerzeugung ohne Formel ∆E = T ∆S⋅– Kompetenzentwicklung und

Kompetenzschwerpunkte (Zusätzliche Hilfe: Fachmethodenordner)

• Wärmelehre Klasse 10 innerhalb Mechanik:– Mechanik (Energie, Reibungsvorgänge):

Entropieerzeugung mit Formel ∆E = T ∆S⋅

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Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung von

Kompetenzschwerpunkten …

Schwerpunkte des Kompetenztrainings festlegen • Umgang mit bekannten und unbekannten

Formeln• Umgang mit Schaubildern • Naturwissenschaftliche Arbeitsweise anwenden

können• Reflexion: Umweltschutz insbesondere

Klimaschutz• Analogien kennen und erkennen • Kommunikation: adressatengerechte

Präsentation physikalischer Inhalte• Umgang mit Texten

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Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung der Individualisierung …

GruppenarbeitKooperationskompetenz

Plenum Kommunikations-

kompetenz

• Selbsteinschätzung• Selbstdiagnose• Diagnose• Beratungsgespräche• Lernwerkstatt:

- i. A. geschlossene Aufgabenstellungen mit gestuften Hilfen gezieltes Training bestimmter Kompetenzen- individuelle Auswahl

durch Schülerinnen und Schüler

kooperatives Lernen:1. Einzelarbeit2. Gruppenarbeit3. größere Gruppe (Plenum)Präsentation und Diskussion in 2. und 3.• i. A. offene

Aufgabenstellungen (Lernaufgaben)• gleichzeitiges Training

vieler Kompetenzen• durch Offenheit

differenziert• Schülerexperimente

Einzelarbeit Lern- und Selbststeuerungs-kompetenz

• Motivation und Input durch

-Lehrervortrag-Experiment-Film, CD-Zeitung,...

• Zusammen- fassung durch Lehrer• Instruktion durch Lehrer• Moderations- methode …

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Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung

weiterer Aspekte

• physikalisch logischer Aufbau

• motivierender Einstieg

• interessante Inhalte und Lernaufgaben

• Rahmenbedingungen– Ausstattung Unterrichtsräume– Experimentiermaterial

• eigenes Zeitmanagement

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UE Wärmelehre Klasse 9 Ein Beispiel

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UE Wärmelehre Klasse 9Ein Beispiel

• mehrfach erprobt, wird ständig weiterentwickelt• gesteuert durch Aufgaben• Selbsteinschätzung, Selbstdiagnose, Beratungsgespräch• Lernwerkstatt, kooperatives Lernen, Plenum• Transparenz für Schülerinnen und Schüler:

Kompetenz wird bei jeder Aufgabe genannt• kein fragend-entwickelnder Unterricht• Stundenumfang: 43• Ausführliche Dokumentation der Unterrichtseinheit:

0b_UE_Waermelehre.docIn Dokumentation befinden sich Links zum

Material

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KurzüberblickUE Wärmelehre Klasse 9

Vertiefung einzelner Stunden

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Auswahl der ausführlich dargestellten Stunden und

Materialien

• Präsentation folgender Beispiele:– Klimaerwärmung: Bewusstsein schaffen,

Lösungsmöglichkeiten diskutieren– Kooperatives Lernen: Hypothesen,

Schülerexperimente planen, durchführen, auswerten, Experimentierreihen

– Lernwerkstatt: individuelles Kompetenztraining

• Bemerkung: in obigen Beispielen wird kein Entropiebegriff benötigt

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UE Wärmelehre Klasse 9 Grobstruktur

Einstieg: Klimaerwärmung:1. Bewusstsein schaffen2. Was können wir tun, um den Klimawandel zu stoppen?→ Benötigen Grundkenntnisse über Wärmelehre

Grundkenntnisse Wärmelehre:• Entropie, Entropieerzeugung• Absolute Temperaturskala• Wirkungsgrad• weitere Inhalte für individuelles Kompetenztraining z. B.:

-Längenausdehnung-Wärmekapazität-Ideale Gasgleichung-Wärmetransportarten

Kompetenztraining:• Umgang mit Formeln• Umgang mit Schaubildern • Naturwissenschaftliche Arbeitsweise • Analogien• Kommunikation• Umgang mit Texte

Abschluss: „Mit Wissen handeln“Film-Projekt: Lösungsmöglichkeiten Klimaerwärmung finden und diskutieren

Grundkenntnisse Wärmelehre erarbeiten

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Überblick UE Wärmelehre 1/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

3h Klimaschutz:Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungs-bewusstes Handeln einsetzen

Technische Entwicklungen und ihre Folgen: natürlicher und anthropogener TreibhauseffektEinstieg und Motivation Wärmelehre:Folgen der Klimaerwärmung bewusst machen

Teil 1:• Moderationsmethode: Probleme unserer ZeitKlimaerwärmung wirklich ein so großes Problem?• Film-DVD: „Sechs Grad bis zur Klimakatastrophe?“ • Einzelarbeit: Eindrücke und Fragen

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Überblick UE Wärmelehre 1/12Fortsetzung

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

Klimaschutz:Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungs-bewusstes Handeln einsetzen

Reflexion: Lösen von komplexen Problemen

Teil 2:Was können wir tun, um den Klimawandel zu stoppen?

• Lehrervortrag: Strukturierung Klimawandel stoppen• Zeitungsartikel und Lehrervortrag: Klimakonferenzen

Teil 3:Einführung in das Online-Strategie-Computerspiel „Energetika 2010“

• Zweiergruppen, Hausaufgabe: Energetika

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Computerspiel Energetika• Energetika im Auftrag von Bundesministerium für Bildung und

Forschung (BMBF) entwickelt.• Entwickler beraten durch

– Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)– Forschungszentrum Jülich

• „Energetika ist ein Strategiespiel mit dem Kernthema Energiepolitik. In einem fiktiven Zukunftsstaat muss der Spieler durch den Bau von Kraftwerken, Forschung, Entwicklung und Informationspolitik für einen umweltverträglichen aber auch sozial und ökonomisch nachhaltigen Energiemix sorgen. Dabei müssen Ratschläge und Sorgen von Bürgern und Fachleuten berücksichtigt sowie langfristige Folgen des eigenen Handelns in die Entscheidungen mit einbezogen werden. Das Spiel ist kostenlos und im Browser spielbar. Explizit ist Energetika auch für den Einsatz im Schulunterricht konzipiert. Spielergebnisse können gespeichert und auch verglichen werden.“ (Zitat aus http://www.wir-ernten-was-wir-saeen.de/energiespiel-bestes)

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 2/12Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

2h Analogien und Strukturen:Grundlegende Symbole, Einheiten und Zusammenhänge kennen

unbekannte Analogien erkennen

Wiederholung Strom-Antrieb-Widerstands-Konzept, Symbole, Größen, EinheitenHauptziel: Neues Gebiet der Wärmelehre in Analogie erschließen

• Einzelarbeit: Selbsteinschätzung Symbole, Größen, Einheiten, Analogien• Ich-Du-Wir: Selbstdiagnose Symbole, Größen, Einheiten, Analogien • Hausaufgabe: Selbsteinschätzung überprüfen, Vertiefung und individuelle Förderung Symbole, Größen, Einheiten, Analogien • Ich-Du-Wir: Tabelle Strom-Antrieb-Widerstand• Sammeln von Hypothesen zum Antrieb von Entropieströmen

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 3/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

2h Naturwissenschaftliche Arbeitsweise anwenden:Hypothese überprüfen: Experimente planen, durchführen, auswerten(vorgegebenes Material)

Temperaturdifferenz als Antrieb

• Ich-Du-Wir: Schülerexperimente Hypothesenüberprüfung• Gestufte Hilfen zu Energieströme bei Thermoelement mit Lüfter• Lösung zu Energieströme bei Thermoelement mit Lüfter• Zusammenfassung durch Lehrer• Fixierung

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Überblick UE Wärmelehre 4/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

2h Naturwissenschaftliche Arbeitsweise anwenden:Hypothesenbildung,Hypothese überprüfen:Experimente planen, durchführen, auswerten(vorgegebenes Material) (Versuchsreihen)

Texte verstehen

Detaillierte Funktionsweise von einfachen Wärmekraftmaschinen Ausdehnung von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern bei TemperaturerhöhungKonvektion, Wärmeleitung, Wärmestrahlung

• Lehrerexperiment: Seebeck-Effekt • Ich-Du-Wir: Schülerexperimente (Versuchsreihen)• Zusammenfassung durch Lehrer • Fixierung: Ausdehnung bei Erwärmung • Hausaufgabe: Wärmetransport

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 5/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

1h historische Entwicklung des Temperatur-begriffs kennen

Thermometer, Temperaturskalen, Fixpunkte

• Besprechung Hausaufgabe Wärmetransport• Ich-Du-Wir: Aufgabe: „verlorene Temperaturskala“• Lehrervortrag: historische Entwicklung

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 6/12Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

2h Umgang mit Schaubildern

Umgang mit unbekannten Formeln

funktionale Zusammenhänge erkennen

Weitere Eigenschaften der Entropie:• Stoffmenge und Entropie• Temperatur und Entropie• Absolute Temperaturskala

• Einzelarbeit: Selbsteinschätzung Schaubilder, Formeln, funktionale Zusammenhänge (Nr. 1)• Ich-Du-Wir: Aufgaben Eigenschaften Entropie Gestufte Hilfen zu den Aufgaben• Lehrervortrag: Absolute Temperaturskala• Ich-Du-Wir: Aufgaben Umrechnung Temperaturskalen• Hausaufgabe: Selbsteinschätzung überprüfen (Nr. 2 und Nr. 3)

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Überblick UE Wärmelehre 7/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

4h Lernwerkstatt:individuelles Kompetenztraining

Schaubilder, Tabellen

unbekannte Formeln

funktionale Zusammenhänge erkennen

Alltagsbezug physikalischer Phänomene

Texte verstehen

Technische Anwendungen und UmweltphysikAusdehnung bei Temperaturerhöhung, Wärmekapazität

• Besprechung Hausaufgabe Überprüfung Selbsteinschätzung• Einzelarbeit: Aufgaben Kompetenztraining Gestufte Hilfen für diese Aufgaben

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 8/12Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

6h Kommunikation:physikalische Inhalte adressatengerecht präsentieren

Umweltschutz:Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungsbewusstes Handeln einsetzen

Aufbau und Funktionsweise von WärmekraftmaschinenUmweltschädigung durch Wärmekraftmaschinen Verbesserungsmöglichkeiten Stirlingmotor Zweitaktmotor (Benzin) Viertaktmotor (Benzin) Viertaktmotor (Diesel) Hybridantrieb eines Autos Geschichte der Dampfmaschine Gemeinsamkeiten von Kohle-, Gas- und Kernkraftwerken

Gruppenarbeit: Recherche (2h)Präsentation und Diskussion (4h)

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 9/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

2h Herleitung Wirkungsgrad eineridealen Wärmekraftmaschine nachvollziehen können

Historische Entwicklung: Sadi Carnot und der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen

Umgang mit Formeln

Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine

Lehrervortrag: Definition Wirkungsgrad• Ich-Du-Wir: Schätzen Wirkungsgrade Lösung: Wirkungsgrade Beobachtung: Wirkungsgrad von Generator und Elektromotor viel größer als von Wärmekraftmaschinen• Lehrervortag: Sadi Carnot• Lehrervortrag: Herleitung Carnot’sche Wirkungsgrad• Einzelarbeit, Hausaufgabe: Berechnung Carnot’sche Wirkungsgrade

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 10/12Zeit Kompetenzen Inhalte und Methoden

3h Fachkenntnisse zur Entropieanwenden und erweitern

Umgang mit Formeln

Entropieerzeugung, 2. HauptsatzEntropiezunahme bei WärmeleitungWirkungsgrad realer WärmekraftmaschinenEnergieentwertung

• Besprechung Hausaufgabe Carnot’sche Wirkungsgrade• Warum sind Carnot’sche Wirkungsgrade größer als reale Wirkungsgrade?• Aufgaben mit gestuften Hilfen

– Einzelarbeit: Aufgabe 1– Ich-Du-Wir: Aufgaben 2, 3– Zusammenfassung durch Lehrer– Fixierung: Entropie kann erzeugt, aber nicht vernichtet werden– Ich-Du-Wir: Aufgaben 4, 5, 6– Ich-Du-Wir: Aufgaben 7, 8, 9, 10

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Kurzüberblick UE Wärmelehre 11/12

Zeit Kompetenzen Inhalte und Methoden

30 min

Kommunikation:physikalische Inhalte adressatengerecht präsentieren

Umweltschutz:Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungsbewusstes Handeln einsetzen

Reflexion: Lösen von komplexen Problemen

Energetika: Erfolgreiche Strategien zur Energiewende

• Siegerehrung (Urkunden: Gold, Silber, Bronze)• Siegergruppen präsentieren Strategien• Diskussion:

– Wie realistisch ist dies?– Was geschieht momentan in Deutschland? – Was sollte die Bundesregierung unternehmen?

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Überblick UE Wärmelehre 12/12

Zeit Kompetenzen Inhalte, Methoden und Materialien

6h bis 8h

„Mit Wissen handeln“:komplexe Fragestellungen unter physikalischen Gesichtspunkten bearbeiten

Umweltschutz:Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungsbewusstes Handeln einsetzen

Kommunikation:physikalische Inhalte adressatengerecht präsentieren

Erstellung einer Wissenschaftssendung (Ratgeber) zum Thema: „Wie können wir den Klimawandel stoppen?“

ProjektarbeitBeispiele für ThemenfelderPräsentation am Schulfest

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Projekt

Wie können wir den Klimawandel stoppen?

Falls Projekt zu zeitaufwendig, könntefolgende Reduktionen durchführen:• Vorgabe einer Liste von Energieeinsparmöglichkeiten• Einschränkung der Themenvielfalt, gestufte Hilfen• Kooperation mit NwT: „Ernährung und Gesundheit“

– NwT: beim Kochen werden Energie- bzw. Leistungsmessungen durchgeführt

– Physik: Auswertung der Messwerte

• Messungen (teilweise) zuhause durchführen• auf Filmaufnahmen verzichten, Posterpräsentation

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Gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen (GFS)

Klimaschutz und Ressourcen

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GFS Klimaschutz und Ressourcen

Beispiel: interessante Romane

Reflexion: Klimaschutz, Ressourcen• Andreas Eschbach: „Eine Billion Dollar“

„John Salvatore Fontanelli ist ein armer Schlucker, bis er eine unglaubliche Erbschaft macht: ein Vermögen, das ein entfernter Vorfahr im 16. Jahrhundert hinterlassen hat und das durch Zins und Zinseszins in fast 500 Jahren auf über eine Billion Dollar angewachsen ist. Der Erbe dieses Vermögens, so heißt es im Testament, werde einst der Menschheit die verlorene Zukunft wiedergeben. John tritt das Erbe an. Er legt sich Leibwächter zu, verhandelt mit Ministern und Kardinälen. Die schönsten Frauen liegen ihm zu Füßen. Aber kann er noch jemandem trauen? Und dann erhält er einen Anruf von einem geheimnisvollen Fremden, der zu wissen behauptet, was es mit dem Erbe auf sich hat ... „

Einsatz im Unterricht: ideal ab Klasse 10

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GFS Klimaschutz und Ressourcen Beispiel: interessante Romane

Reflexion: Klimaschutz, Ressourcen• Andreas Eschbach: „Ausgebrannt“

„Die Menschheit steht vor ihrer größten Herausforderung: Das Ende des Erdölzeitalters steht bevor! Als in Saudi-Arabien das größte Ölfeld der Welt versiegt, kommt es weltweit zu Unruhen. Bahnt sich tatsächlich das Ende unserer Zivilisation an? Nur Markus Westermann glaubt an ein Wunder. Er glaubt, eine Methode zu kennen, wie man noch Öl finden kann. Viel Öl. Doch der Schein trügt.“

Einsatz im Unterricht: ideal ab Klasse 10

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Wie kann in Klasse 9 Verantwortung für den eigenen

Lernprozess an die Schülerinnen und Schüler bewusst übergeben

werden?

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Bewusste Übergabe der Verantwortung in Klasse 9

Vorgehen:

• Falls möglich individualisierter Unterricht gleichzeitig in mehreren Fächern

• Elternabend zur ausführlichen Information: Ziele, neue Rollen, Durchführung

• ausführliche Information SuS: Ziele, neue Rollen, Durchführung

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Bewusste Übergabe der Verantwortung in Klasse 9

Übergabe der Verantwortung nur in ersten kleinen Schritten:– Wiederholung von Grundlagen (Größen, Symbole, Einheiten,

Analogien): Lehrer stellt Selbstlernmaterial zur Verfügung. Umsetzung in Verantwortung SuS

– Kompetenztraining: Schaubilder, Tabellen, unbekannte Formeln, funktionale Zusammenhänge, Alltagsbezug physikalischer Phänomene in Verantwortung SuS

– Gestufte Hilfen werden sofort vollständig ausgeteiltVerantwortung bei SuS

– Nacharbeit von neuen Fachinhalten weiterhin von Lehrer eingefordert und geprüft

Wichtig: Deutliche Bewusstmachung der Zuständigkeiten!

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Beratungsgespräche mit ZielvereinbarungenBeispiel Klasse 9

Schuljahr 2011/2012

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BeratungsgesprächeBeispiel Klasse 9 (2011/2012)

• Planung: – Termin nach 1. Klassenarbeit (E-Lehre)– Termin zu Beginn UE Wärmelehre (2. Halbjahr)– verpflichtendes Angebot für SuS, die in

1. Klassenarbeit schlechter als 4– freiwilliges Angebot für alle anderen SuS– nachmittags unterrichtsfreie Zeit– Eltern sind ebenfalls dazu eingeladen– Zeitraster: pro Schüler(in) 20 Minuten Beratungszeit– SuS tragen sich in Zeitraster ein

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BeratungsgesprächeBeispiel Klasse 9 (2011/2012)

• Vorbereitung: SuS füllen zuhause einen Vorbereitungsbogen aus

• Grundlage für das Beratungsgespräch:– letzte Klassenarbeit (als Diagnoseinstrument)– ausgefüllter Vorbereitungsbogen

• Ziele: – Selbsteinschätzung Schüler(in) verbessern– Kompetenzen: Stärken und Schwächen erkennen– Verbesserungsmöglichkeiten analysieren– Zielvereinbarung treffen

• Ergebnisse:– viele freiwillige Schülerinnen und Schüler– wenige Eltern– wird von SuS gerne angenommen

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BeratungsgesprächeBeispiel Klasse 9 (2011/2012)

Probleme:

• für Lehrer sehr zeitaufwendig

• nicht leistbar für mehrere Klassen

• ein Beratungsgespräch pro Jahr ist zu wenig

Benötige andere Vorgehensweise!

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AusblickFortsetzung Wärmelehre

in Klasse 10und der Kursstufe

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Wärmelehre in Klasse 10

• keine gesonderte Einheit Wärmelehre• In der Unterrichtseinheit Mechanik in

Zusammenhang mit Energie und Reibung: Entropieerzeugung:

• In Klasse 9:– Entropieströme – Entropieerzeugung ohne Formel

• In Klasse 10 „Plausibilitätsbetrachtung“ zu

notwendig

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Wärmelehre in Klasse 10

• Nun Verallgemeinerung für nicht konstante Stromstärken:

• In Klasse 9 Entropie mit zugehörigem Energiestrom:

• Einsetzen in

• Multiplikation mit

Strömt die Entropiemenge bei der Temperatur

dann transportiert sie die Energiemenge mit sich.

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Wärmelehre in Klasse 10

Beispiel: Entropieerzeugung beim Abbremsen eines Fahrrads• Entropie wird in Bremse erzeugt (Bremse erwärmt sich)• Energie wird von Impuls abgeladen und strömt mit Entropie in die Umgebung • Da hierbei ein Temperaturunterschied vorhanden ist, wird bei diesem Vorgang noch mehr Entropie erzeugt• Nach hinreichend langer Wartezeit hat sich die Bremse abgekühlt• Die Energie strömt nun mit der gesamten erzeugten Entropie mit nahezu Umgebungstemperatur• Es gilt:• Wenn kein Temperaturunterschied mehr vorhanden ist, kommt der

Entropie- und Energiestrom zum Erliegen. Energie und Entropie haben sich gleichmäßig auf die Umgebung verteilt.

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Wärmelehre in Klasse 10

erzeugte Entropiemenge:

Umgebungstemperatur:

Falls vor und nach der Entropieerzeugung die Umgebungstemperatur (nahezu) gleich ist, gilt nach genügend langer Wartezeit die Beziehung:

dissipierte Energiemenge:

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Wärmelehre in der Kursstufe

Beispiele Entropieerzeugung : • gedämpfte mechanische Schwingungen• gedämpfte elektromagnetische Schwingungen• Entladevorgang eines Kondensators über einen

Widerstand• Parallelschaltung eines geladenen und eines

ungeladenen Kondensators mit gleicher Kapazität

Siehe Musteraufgaben ZPG II:http://lehrerfortbildungbw.de/faecher/physik/gym/fb2/modul1/1_vor/3_aufgaben/

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ArbeitsaufträgeGruppenarbeit

Kolleginnen und Kollegen

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Arbeitsaufträge GruppenarbeitKolleginnen und Kollegen

Gruppenthemen:

1. Erfahrungsaustausch Individualisierung:• Nutzung der Poolstunde für individuelle Förderung

Klassenstufe 5/6?• Wie könnte Individualisierung in eigener

Fachschaft/Schule voranbringen?• Wie könnte folgende Probleme lösen?

- Zeit für Beratungsgespräche (Zielvereinbarungen)- Material Lernwerkstatt: Aufgaben mit gestuften Hilfen - Material für Diagnose und Selbstdiagnose

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Arbeitsaufträge Gruppenarbeit Kolleginnen und Kollegen

2. Ideensammlung: Experimente, Projekte und Tipps zum Thema Umweltschutz:

• Geeignete Tipps (Hilfen) für die Schülergruppen während der Projektarbeit: Erstellung einer Wissenschaftssendung (Ratgeber) zum Thema: „Wie können wir den Klimawandel stoppen?“

• Anregungen für interessante Schülerexperimente und Projekte zum Thema Umweltschutz in Physik Klasse 9/10

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Arbeitsaufträge GruppenarbeitKolleginnen und Kollegen

3. Fachmethodenordner Physik Gymnasium Spaichingen überarbeiten:

• Verbesserungs- und Erweiterungsvorschläge

• eventuell Abgleich mit Mustercurricula, Bildungsplan BW und KMK-Standards

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Mögliches Programmfür Lehrerfortbildung

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Programm Lehrerfortbildung

1. Präsentation: „Auf dem Weg zum kompetenzorientierten und individualisierten Unterricht im Fach Physik“

2. Präsentation: Umsetzung UE Wärmelehre 9/103. Marktplatz Wärmelehre (Experimente, Poster)4. Fragerunde zur Unterrichtseinheit5. Gruppenarbeit (3 Gruppen)

a) Erfahrungsaustausch Individualisierungb) Umweltschutz: Experimente/Projektec) Fachmethodenordner überarbeiten

6. Vorstellung und Diskussion der Gruppenergebnisse