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Flirten und Physik: Kreative Unterrichtseinstiege

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Gute und spannende Unterrichtseinstiege in Physik? Physik gilt für viele Schülerinnen und Schüler als langweiliges, trockenes Fach mit vielen Formeln und Rechnungen. Wenn Sie aber den Forschergeist in Ihren Schülern wecken, nehmen diese Ihr Fach ganz anders wahr. Wie das funktionieren kann?

Grau ist alle Theorie… ein guter Einstieg gelingt vor allem dann, wenn Sie auf die Lebenswelt der Jugendlichen Bezug nehmen. Ein wenig Kreativität kann dabei natürlich auch nicht schaden. Unser Referent Dr. Patrick Bronner hat mir ein paar Beispiele aus seiner Unterrichtspraxis zu den Themen Wärmelehre, Schall und Strahlensatz verraten:

Einstieg Nummer 1: Flirten und die Wärmelehre

Erzählen Sie zum Einstieg aus dem Alltag der Schülerinnen und Schüler. In Ihrer 9. Klasse könnten Sie zum Beispiel damit starten: Ein Besuch im Café mit dem Date geht ein wenig schief – vor dieser peinlichen Situation haben die Jugendlichen Angst. Man ist nervös: Das Herz rast, die Hand zittert und schon stößt man das Glas um und der leckere Eistee landet auf dem Teller oder dem Tisch. Wie kann man eine peinliche Situation wie diese retten?

Aus der Lebenswelt der Schüler - beim Date passiert etwas Peinliches ©Thinkstock/iStock

Aus der Lebenswelt der Schüler – beim Date passiert etwas Peinliches ©Thinkstock/iStock

Kein Problem, denn Sie können den Eistee ja wieder in das Glas zaubern – schon haben Sie die Neugier der Schülerinnen und Schüler geweckt. Wie das geht? Mit dem Kerzenversuch: eine brennende Kerze auf den Eistee im Teller stellen, ein Glas darüber und schon wird es magisch. Die Luft im Glas erwärmt sich – geht die Kerze aus, erkaltet die Luft, ein Unterdruck entsteht und der Eistee wird von Zauberhand ins Glas gesaugt. Nun drehen Sie das Glas mitsamt Teller wieder um und – tada – der Eistee ist wieder im Glas.

Dieser Einstieg macht die Schülerinnen und Schüler auf das Thema neugierig und regt sie dazu an, herauszufinden, warum und wann genau der Eistee angesaugt wird und kann als Einstieg in das Thema Wärmekraftmaschinen (insbesondere Dampfmaschinen) verwendet werden.

Einstieg Nummer 2: Strafzettel und der Dopplereffekt

Starten Sie für diesen Einstieg mit einer Situation: „Wir nehmen mal an, ihr seid beruflich bei der Polizei gelandet. Und heute sollt Ihr die Geschwindigkeit der ankommenden Autos kontrollieren. Dummerweise ist euch aber das Blitzgerät kaputt gegangen und ausgerechnet jetzt kommt euer ehemaliger Lehrer vorbei und fährt viel zu schnell. Wie könnt ihr euren Lehrer trotzdem überführen?“

Bei diesem Experiment geht es darum, durch eine Frequenzmessung via Smartphone die Geschwindigkeit eines fahrenden Autos zu berechnen. Durch den Dopplereffekt ist das möglich: Dieser staucht bzw. dehnt ein akustisches Signal, wenn sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger während der Dauer des Signals verändert. Das ist beispielsweise bei einem im Vorbeifahren hupenden Auto der Fall.

Umformung der Formlen zur Frequenzbestimmung ©Dr. Patrick Bronner

Umformung der Formeln zur Frequenzbestimmung © Dr. Patrick Bronner

Die Geschwindigkeit können Sie durch eine Umformung der beiden Formeln zur Frequenzbestimmung beim Dopplereffekt errechnen (je nach Niveaustufe lassen Sie die Schülerinnen und Schüler die Umformung selbst durchführen):

So können die Schülerinnen und Schüler berechnen, um wie viel km/h der ehemalige Lehrer die erlaubte Geschwindigkeit überschritten haben. (Weitere Experimente stellt Dr. Patrick Bronner übrigens bei seiner Fortbildung zu Smartphones im Physikunterricht vor.)

Einstieg Nummer 3: Apps und fächerübergreifende Mathematik

„Wir nehmen mal an, Ihr habt den Beruf des Informatikers gewählt und entwickelt Apps für Smartphones. Die Konkurrenz hat bereits Apps entwickelt, die es ermöglichen, mit der Kamera des Smartphones die Höhe, die Entfernung und die Geschwindigkeit von Objekten zu bestimmen. Euer Chef kommt auf euch zu und sagt, dass er in drei Wochen unbedingt ähnliche Apps haben will. Wie geht ihr vor?“

Mit dem Smartphone rechnen und herausfinden, wie Apps funktionieren - ©iStock

Mit dem Smartphone rechnen und herausfinden, wie Apps funktionieren – ©iStock

Für diesen Einstieg sollten sich die Schüler bereits Apps dieser Art auf ihr mobiles Endgerät heruntergeladen haben (z.B. Smart Measure). Anschließend sollen sie die App ausprobieren und dabei herausfinden, wie diese funktioniert. Der Forschergeist der Schülerinnen und Schüler wird geweckt, wenn sie erforschen, welche mathematischen Rechenverfahren (Tangens, Dreisatz, Strahlensatz) die Anwendung zur Ermittlung von Entfernung, Geschwindigkeit und Höhe verwendet.

Die Schülerinnen und Schüler vollziehen diese Rechenschritte nach, können sich je nach Differenzierungsstufe auch noch weiteren Fragen widmen, wie z. B. welche alternativen Messverfahren es gibt. Idealerweise verwenden Sie diesen Einstieg für eine Unterrichtsstunde zum Strahlensatz in Mathematik.

Dr. Patrick Bronner und ich wünschen Ihnen viel Spaß beim Ausprobieren! Über einen Kommentar mit weiteren Ideen aus Ihrem Unterricht würden wir uns sehr freuen.

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Benedikt Reinhard
Benedikt Reinhard
b.reinhard@raabe.de

… ist als Volontär im Raabe Fachverlag für Bildungsmanagement für die Broschürenreihe für Referendare ‚Perspektive Lehramt‘ zuständig. Außerdem betreut er zusammen mit Mirjam Dapp die RAABE Akademie.

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