Zur Konsolidierung ihres Wissens lösen die Lernenden im Anschluss an die Arbeit mit dem virtuellen Experiment verschiedene Anwendungsaufgaben. Neben dem selbstgesteuerten Arbeiten wird durch gestaffelte Hilfen auch eine innere Differenzierung ermöglicht. Das interaktive Experiment, die Anwendungsaufgaben wie auch die Hilfen werden den Lernenden dabei in Form eines Selbstlerntools zur Verfügung gestellt, das mit der Software ?Mediator? realisiert wurde. Das virtuelle Experiment ? eine interaktive Flash-Animation - wurde an der Physik-Didaktik der Universität Bayreuth entwickelt.
Reihenschaltung von Widerständen
Unterrichtseinheit
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten mithilfe eines interaktiven Lerntools die für die Hintereinanderschaltung zweier Widerstände geltenden Gesetzmäßigkeiten.
- Physik / Astronomie
- Sekundarstufe I
- mindestens 2 Stunden
- Video, Ablaufplan, Kurs, Experiment
- 1 Arbeitsmaterial
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Unterrichtsablauf
Inhalt
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1. Unterrichtsstunde - Problemfindung
In Beamern werden Halogenlampen verwendet, die für eine Spannung von 24 V ausgelegt sind. Wie ist es möglich, den Beamer dennoch an 230 V anzuschließen?
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1. Unterrichtsstunde - Hypothesenbildung
Mithilfe eines geeigneten Vorwiderstandes kann man eine 24 V-Lampe auch an die Netzspannung anschließen.
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1. Unterrichtsstunde - Vorbereitung
Erläuterung des weiteren Unterrichtsverlaufs:
(1) kurze Vorstellung des Lernprogramms
(2) Hinweise zum Umgang mit den Hilfen und Lösungen
(3) Zielvorgabe (Arbeitsblatt, Aufgabe 1)
(4) Zeitvorgabe
(5) Dateipfad
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1. Unterrichtsstunde - Erarbeitung
Bearbeitung des Arbeitsblatts unter Nutzung des Selbstlerntools
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1. Unterrichtsstunde - Sicherung
Besprechung und Verbesserung der Schülerergebnisse (Arbeitsblatt, Aufgabe 1)
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1. Unterrichtsstunde - Festigung
Analogieexperiment zum „Beamer-Problem“
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1. Unterrichtsstunde - Reflexion
Bewertung des Einsatzes von Vorwiderständen aus ökonomischer und ökologischer Sicht
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2. Unterrichtsstunde - Wiederholung
Gesetzmäßigkeiten der Reihenschaltung
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2. Unterrichtsstunde - Festigung
Bearbeitung der restlichen Aufgaben unter Verwendung gestaffelter Hilfen
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2. Unterrichtsstunde - Sicherung
Beseitigung offener Fragen
Didaktisch-methodischer Kommentar
- Unterrichtsverlauf und Materialien
Hinweise zum Ablauf der Unterrichtseinheit. Ein Screenshot vermittelt einen Eindruck vom virtuellen Messplatz. Alle Materialien können Sie hier auch einzeln herunterladen. - Besonderheiten der Unterrichtseinheit
Ein virtuelles Experiment wird dem Realexperiment vorgezogen
Download
- reihenschaltung_widerstand_materialien.zip
Einstiegsfolie, Arbeitsblatt, Selbstlerntool und geplante Tafelbilder in einem Rutsch; beachten Sie, dass die Dateien "Reihenschaltung.exe" und "rserie.swf" in einem Ordner liegen müssen.
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Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- wissen, dass bei zwei hintereinander geschalteten Widerständen die Summe der Teilspannungen der Gesamtspannung entspricht.
- die Berechnungsgleichung des Gesamtwiderstandes bei zwei in Reihe geschalteten Teilwiderständen kennen.
- wissen, dass sich bei einer Reihenschaltung von zwei Widerständen die anliegenden Teilspannungen wie die entsprechenden elektrischen Widerstände verhalten.
- wissen, dass ein elektrisches Gerät, das eigentlich für eine kleinere Spannung ausgelegt ist, mithilfe eines geeigneten Vorwiderstandes dennoch betrieben werden kann.
- die Größe des zum Betrieb eines Bauteils notwendigen Vorwiderstandes bestimmen können.
- den Einsatz von Vorwiderständen unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Faktoren bewerten können.
Zusatzinformationen
- Universität Bayreuth: Virtuelle Experimente aus der Elektrizitätslehre
Von der Website der Didaktik der Physik können Sie virtuelle Experimente und Trainingsprogramme herunterladen.
- Wikipedia: Vorwiderstand
Informationen zum Vorwiderstand auf der Website der freien Internet-Enzyklopädie Wikipedia
Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial
| Thema | Reihenschaltung von Widerständen |
|---|---|
| Autor | Patrik Vogt |
| Fach | Physik |
| Zielgruppe | Klasse 8-10 |
| Zeitraum | mindestens 2 Stunden |
| Technische Voraussetzungen | Beamer, Präsentationsrechner, Computer in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit), 9-Volt-Batterie, 3,8-Volt-Lampe mit Fassung, Auswahl an Widerständen, Experimentierkabel |
| Planung | Reihenschaltung von Widerständen |
