Zuerst wird die Entstehung des Kolbendrucks anhand des Teilchenmodells der Körper erklärt. Bei der Modellbildung spielt der Unterschied zwischen den Teilchen eines Gases und einer Flüssigkeit die entscheidende Rolle. Es folgen interaktive Übungen zu Druck, Fläche und Kraft. Den zweiten Schwerpunkt bilden Übungsaufgaben an verschiedenen hydraulischen Anlagen. Aufbau und Funktionsweise werden hierbei mittels Computeranimationen erklärt (interaktive VRML-Dateien, für ?Plugin-Muffel? auch animierte GIFs und Flash-Dateien). Zum Schluss werden Anwendungen an der hydraulischen Bremsanlage von Personenkraftwagen behandelt. Dabei kann dieser Zusammenhang ebenfalls als Computeranimationen veranschaulicht und interaktiv gestaltet werden.
Hydraulik
Unterrichtseinheit
Premium
Mithilfe von Animationen und interaktiven Arbeitsblättern setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Lernbereich „Druck und seine Wirkungen“ auseinander. Auch der Bereich „Physik an Kraftfahrzeugen“ wird teilweise abgedeckt.
- Physik / Astronomie
- Sekundarstufe I
- 1-3 Stunden, je nach didaktischem Ort
- Video, Arbeitsblatt, Arbeitsblatt interaktiv, entdeckendes Lernen
- 1 Arbeitsmaterial
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
Einsatz im Unterricht
Der Einsatz der Sammlung von interaktiven Übungen und 3D-Animationen zur Hydraulik sollte unterrichtsbegleitend erfolgen. Nach der Behandlung des jeweiligen Themas im Unterricht (Arbeitsblätter als Word-Dokumente im Download-Paket "hydraulik_materialien.zip") können Übungsphasen im Computerkabinett den Unterricht lebendiger gestalten und zur Binnendifferenzierung genutzt werden. Die Verwendung der 3D-Animationen soll dabei die Anschaulichkeit und somit das Verständnis erhöhen und durch die Visualisierung der gewählten Aufgabenstellung die Motivation steigern.
Hinweise zur Nutzung der interaktiven Arbeitsblätter
Wenn die Schülerinnen und Schüler die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt sind, hat sich der Einsatz des Beamers bei der Einführung bewährt. Ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer korrekten Schreibweise und der korrekten Anwendung der Rundungsregeln führt zu erhöhter Konzentration und weniger Frusterlebnissen, wenn Fragen inhaltlich richtig aber mit fehlerhafter Rechtschreibung beziehungsweise falscher Rundung beantwortet wurden. Auch Partnerarbeit von Lernenden mit guten Deutschkenntnissen zusammen mit Schülerinnen und Schülern, welchen die deutsche Sprache schwer fällt (Integrationskinder), ist hier gut möglich.
Hilfen
Im Hilfeteil der Materialien ("p6" im linken Menü) werden noch einmal alle zur Bearbeitung der Aufgaben notwendigen fachlichen Informationen in Form von Links zu Online-Nachschlagewerken angeboten. Ein interaktives Kreuzworträtsel dient der Binnendifferenzierung. Hier finden Sie auch die Möglichkeit zum Plugin-Download sowie eine kurze Bedienungsanleitung.
Technische Hinweise
Um die 3D-Modelle öffnen zu können, ist ein VRML-Plugin nötig. Alle animierten GIFs und interaktiven 3D-Animationen der verwendeten Übungen wurden vom Autor der Unterrichtseinheit mithilfe des 3D-CAD-Programmes FluxStudio erzeugt. Dieses Programm ist für die pädagogische Arbeit als Freeware verfügbar (~~http://www.sn.schule.de/~ms16l/virtuelle_schule/Projektwoche_2008/index_projekt.htm~~).
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- hydraulik_materialien.zip
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Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- Einblick gewinnen in Arten des Drucks.
- den Druck eingeschlossener Gase als Folge der Teilchenbewegung kennen.
- den Einfluss von Kraft und Fläche beherrschen.
- Möglichkeiten der Änderung des Druckes anwenden.
- die Funktion hydraulischer Bremsen beschreiben können.
- Einblick in die Funktion von Bremskraftverstärkern bekommen.
Internetadressen
- 3D-Hydraulik
Online-Version der interaktiven Arbeitsblätter und Animationen von Jens Tiburski; für die Nutzung benötigen Sie ein VRML-Plugin.
VRML-Plugin
- BlaxxunContact
Hier können Sie den BlaxxunContact 5.1 Player für verschiedene Betriebssysteme kostenfrei herunterladen.
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