Informationen zu den Unterrichtsmaterialien

Modelle und ihre Eigenschaften

Ziel:

Die vorgestellten Materialien sollen Schülerinnen und Schüler der Kursstufe

• zur Reflexion über physikalische Modelle anleiten.
• mit Eigenschaften vertraut machen, die für Modelle charakteristisch sind.
• die Bedeutung bewusst machen, die Modelle im Erkenntnisprozess haben.

Im Rahmen einer Doppelstunde soll das Wissen über Modelle, die an verschiedenen Stellen ihrer physikalischen Ausbildung thematisiert wurden, in einem Überblick systematisiert, gebündelt und ausgebaut werden.

Darüber hinaus soll im weiteren Unterrichtsverlauf an geeigneten Stellen die Thematik an Hand von zusätzlichen Aufgaben vertieft werden.

Modellbegriff, Bezug zu den Standards Bad.-Württ.:

Im Physikunterricht lernen die Schüler diverse Modelle kennen: Strahlenmodell, Teilchenmodell, Wellenmodell, Atommodell, … Bei manchen Modellen ist ihnen eventuell gar nicht bewusst, dass es sich um ein Modell handelt: Ideales Gas, Beschreibung von Reibung, harmonische Schwingung, Massenpunkt, …

Der Modellbegriff ist nicht scharf definiert und kann unterschiedlich interpretiert werden. Für uns sind Modelle vereinfachte Repräsentanten der Realität, wobei die Repräsentation auf vielfältige Weise geschehen kann: bildhaft, begrifflich, mathematisch, interaktiv, experimentell, …

Heinrich Hertz beschreibt den Umgang mit Modellen so:

Wir machen uns innere Scheinbilder oder Symbole der äußeren Gegenstände, und zwar machen wir sie von folgender Art, dass die denknotwendigen Folgen der Bilder stets wieder die Bilder seien von den naturnotwendigen Folgen der abgebildeten Gegenstände.

(Mehr dazu z.B. in ¹ , ² , ³ , ⁴ )

In den Bildungsstandards Physik von Baden-Württemberg wird sowohl in den Leitgedanken zum Kompetenzerwerb (S.180f) als auch in Kompetenzen und Inhalte mehrfach Bezug zu Modellen und Modellvorstellungen genommen (Leitideen 1, 2, 11,13).

Auch in der Didaktik wird darauf hingewiesen, dass die Reflexion über die Beziehungen von Erfahrungswelt und physikalischer Modellwelt ein wichtiges Bildungsziel sind (z.B. ² ).

Im Unterricht verzichten wir auf eine Definition und sammeln Eigenschaften, die für Modelle charakteristisch sind. Angesichts der Breite des Modellbegriffs kann es sein, dass bei gewissen Modellen manche Eigenschaften nicht zutreffen oder nicht sinnvoll sind, zudem lassen sich sicherlich auch noch andere Eigenschaften benennen.

Materialien:

Arbeitsblatt Modelle und ihre Eigenschaften für den Schüler
Textblatt Fahrrad am Hang – ein Dialog für den Schüler
Hinweise und Lösungen für den Lehrer

Durchführung:

Die Schüler erhalten das Arbeitsblatt Modelle und ihre Eigenschaften (zunächst nur die Seiten 1 bis 3) sowie das Textblatt Fahrrad am Hang – ein Dialog .

Der Lehrer zeigt die beiden Videoclips Fahrradfahrt am Hang – Beobachterperspektive und Fahrradfahrt am Hang – Blick auf den Tacho , die sich auf der DVD in den Handreichungen zum Lehrbuch Cornelsen, Physik Oberstufe befinden (Bestellnummer: 013007; die Clips sind nicht auf der DVD im Schülerbuch enthalten!)

Die Schüler bearbeiten das Aufgabenblatt. Anschließend stellen sie ihre Ergebnisse vor.

Literatur:

In der Literatur findet man viel Material zur Bedeutung von Modellen in der Wissenschaft und im Unterricht.

Konkretes Material für den Unterricht ist kaum anzutreffen.

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