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Auf dem Weg zum kompetenzorientierten und individualisierten Unterricht
BeispielWärmelehre
Dr. Markus ZieglerDezember 2012
ZPG III
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/
PlanungUnterrichtseinheit
Wärmelehre Klasse 9
Planung UE WärmelehreAusgehend von Bildungsplänen …
Analyse von• Mustercurricula• Bildungsplan BW• KMK-Standards
Siehe: 0a_Verbindliche_Inhalte_Waermelehre.pdf
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)
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⋅
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⋅
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
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 …
Planung UE Wärmelehre unter Berücksichtigung
weiterer Aspekte
• physikalisch logischer Aufbau
• motivierender Einstieg
• interessante Inhalte und Lernaufgaben
• Rahmenbedingungen– Ausstattung Unterrichtsräume– Experimentiermaterial
• eigenes Zeitmanagement
UE Wärmelehre Klasse 9 Ein Beispiel
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
KurzüberblickUE Wärmelehre Klasse 9
Vertiefung einzelner Stunden
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
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
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
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
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)
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
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
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
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
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)
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
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)
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
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
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?
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
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
Gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen (GFS)
Klimaschutz und Ressourcen
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
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
Wie kann in Klasse 9 Verantwortung für den eigenen
Lernprozess an die Schülerinnen und Schüler bewusst übergeben
werden?
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
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!
Beratungsgespräche mit ZielvereinbarungenBeispiel Klasse 9
Schuljahr 2011/2012
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
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
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!
AusblickFortsetzung Wärmelehre
in Klasse 10und der Kursstufe
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
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.
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.
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:
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/
ArbeitsaufträgeGruppenarbeit
Kolleginnen und Kollegen
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
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
Arbeitsaufträge GruppenarbeitKolleginnen und Kollegen
3. Fachmethodenordner Physik Gymnasium Spaichingen überarbeiten:
• Verbesserungs- und Erweiterungsvorschläge
• eventuell Abgleich mit Mustercurricula, Bildungsplan BW und KMK-Standards
Mögliches Programmfür Lehrerfortbildung
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