Standards und NaturwissenschaftenExperiment und Deutung
oder gar nicht vorhanden
Die Rolle des Experiments 2010
Experiment und Deutung
Experiment und Deutung nach Lehrbuch
Beispiel 13: Energie des Elektrons
Beispiel 12: Wege des Lichts
Beispiel 10: Energie und Leistung
Beispiel 8: Actio = Reactio
Die Rolle des Experiments
Die Rolle des Experiments 2010
Die Rolle des Lehrbuchs
Die Überarbeitung eines Physik-Lehrwerkes wird konzipiert. Dazu erfolgt eine Umfrage bei Lehrerinnen und Lehrern, wie sie das bislang vorliegende Lehrwerk verwenden.
Ergebnis
Die Lehrerinnen und Lehrer verwenden das Lehrwerk zur Vorbereitung des Unterrichts.
Sie bauen nach den im Lehrwerk vorgestellten Versuchsaufbauten den Versuch auf. Sie führen ihn wie im Lehrwerk vorgeschlagen durch und erarbeiten die im Lehrwerk dazu vorliegende Deutung.
Institut für Qualitätsentwicklung an Schulen Schleswig-Holstein
Die Rolle des Experiments 2010
13 Energie des Elektrons
Das Spektrum von Wasserstoff
Die Rolle des Experiments 2010
13 Deutung
Der Grundzustand des Wasserstoffatoms hat die Energie E1 = –13,6 eV
Berechnen Sie die Energiedifferenz E beim Übergang des Elektrons von Zustand n = 4 zum Zustand n = 5.
Mit dem so berechneten Wert Z* = 1,84 folgt für die Energie dieses Elektrons E = –13,6 eV · Z * 2 /32 =
–5,12 eV,
Interpretieren Sie die Grafik hinsichtlich der Energie der Elektronen im Metall
Deutung
Aus dem Versuch wird gedeutet, dass Elektronen in einem Atom oder dass Atome negative Energie haben. Alles das wird als nicht wirklich wichtig oder interessant angesehen. Wichtig hingegen ist die richtige Verwendung von Formeln und Einheiten.
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Die Rolle des Experiments 2010
12 Wege des Lichts
Die Rolle des Experiments 2010
12 Deutung
Deutung
Helle Streifen entstehen, wenn der Gangunterschied des Lichts ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge ist. Im zentralen Maximum ist der Gangunterschied null.
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Die Rolle des Experiments 2010
12 Ergänzung
Die Rolle des Experiments 2010
10 Energie und Leistung
Die Rolle des Experiments 2010
10 Deutung
Versuchsergebnis
... Es kann keine weitere Leistung mehr über diese Leitung übertragen werden.
Kommentar
Was mir hier wie bei den anderen Beiträgen auffällt: Die Autoren übertragen Energie und Leistung. Sie sprechen von übertragener Leistung und übertragener Energie. Alles weitestgehed synonym.
Reaktionen
Wir unterscheiden zwischen übertragbarer Leistung und übertragener Energie. Das sieht ähnlich aus, hat aber ganz andere Konsequenzen.
Wir hatten am Wochenende Schulbuchtagung. Ich habe mal darauf geachtet: Auch da werden Energie, Leistung und Strom übertragen. Es fehlen einfach die Verben. Aber explizit falsch kann ich es nicht finden.
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Die Rolle des Experiments 2010
8 Actio = Reactio
Bei der Einführung des Prinzips „Actio = Reactio“ (9. Klasse) versucht der Lehrer, dies mit Hilfe einer Anordnung aus Feder und Gewicht zu demonstrieren.
Lehrer: Stellt euch jetzt einmal vor, ein Apfel hängt an einem Baum. Wo haben wir hier jetzt Actio und Reactio?
Schüler A: Na is doch klar, der Apfel zieht am Ast und der Ast hält den Apfel oben!
Lehrer: Ja richtig – schön ihr habt es verstanden! Was ist denn dann, wenn der Apfel jetzt herunter fällt? Also während des Fallens, wo ist da Actio und Reactio?
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Die Rolle des Experiments 2010
8 Deutung
Fachlich nicht korrekte Aussagen der Schüler aus der Aufgabe in Abbildung 2:
physikalische Gesetze gelten nur in der idealen Laborwelt
die Kraft ist bei einer Bewegung immer größer als die Gegenkraft
Kraft und Gegenkraft greifen am selben Körper an
ein Körper, der sich mit größerer Geschwindigkeit bewegt, erfährt eine größere Kraft
die Gegenkraft wird als ein Widerstand gedeutet
bewegte Körper „haben“ Kraft, unbewegte nicht
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Die Rolle des Experiments 2010
6 Wärmehaushalt von Lebewesen
Die Rolle des Experiments 2010
6 Deutung
Dazu liest man: „Je größer ein Tier ist, umso kleiner ist seine Oberfläche im Vergleich zum wärmespeichernden Körpervolumen, um so kleiner ist also der Wärmeverlust über die Haut.“ Wikipedia vom 7.3.2010.
Das wärmespeichernde Körpervolumen ist hier unwesentlich. Es ist nicht das wärmespeichernde, sondern das Wärme erzeugende Körpervolumen, welches bei größeren Tieren einen größeren Wegstrom der Wärme erzwingt. Die größeren Tiere erzeugen mehr Wärme. Um ihre Körpertemperatur konstant zu halten – um ihre Komforttemperatur beizubehalten – müssen sie die erzeugte Wärme abführen. Nicht mehr und nicht weniger.
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Die Rolle des Experiments 2010
Die Rolle des Experiments in der Praxis
Versuchsergebnis aus den vorgestellten Beispielen
Das Experiment zeigt ein Phänomen, welches in den höheren Klassenstufe des Physikunterrichts über eine sogenannte Deutung möglichst zügig in einem Formelzusammenhang überführt wird.
Dieser Formelzusammenhang wird eingeübt, an weiteren Beispielen vertieft und in einer Prüfung abgefragt.
In den unteren Klassenstufen wie im Anfangsunterricht stehen Formelzusammenhänge nicht oder nur in Ansätzen zur Verfügung.