Biologie / Chemie / Physik - Lehrpläne

Klasse 10 ELEKTRIK Zeitrichtwert: 36
Methodisch • didaktischer Kommentar
Die Schülerinnen und Schüler haben schon in der Orientierungsstufe eine erste Einführung in die Elektrik erhalten in der
Unterrichtseinheit "Der Elektrische Stromkreis". Deswegen bietet sich der Einstieg in die Elektrostatik in der zehnten Klasse alternativ
über den Stromkreis oder über die Berührungselektrizität an.
Die Erarbeitung der elektrischen Gesetzmäßigkeiten setzt in großem Umfang modellhaftes Denken voraus. Es empfiehlt sich, das
Wassermodell in geeigneter Weise zu benutzen.
Die Einführung der Vorstellung von den Elektronen erfordert Informationen über ein einfaches Atommodell.
Wird die Ladung als "Grundgröße" eingeführt, liegt die chemische Wirkung als Grundlage für die Messung von Ladung und Strom nahe.
Bei Einführung des Stromes ist es sinnvoll, das einzuführende Messverfahren für den Strom als fließende Ladung zu benutzen. Im
Prinzip ist dann jede Stromwirkung als Grundlage der Messung verwendbar. Die propädeutische Einführung der Spannung kann durch
eine vertiefende Behandlung ergänzt werden, bei der der Energieaspekt aufgegriffen und eine Brücke zur Kalorik geschlagen wird. Ein
sicherer Umgang der Schüler und Schülerinnen mit den Begriffen "Spannung" und "Strom" ist anzustreben. Durch die quantitative
Erfassung der Vorgänge im Stromkreis gewinnen sie Einsicht in die Gesetzmäßigkeiten und erlernen deren Anwendungen auf
physikalische Problemstellungen einfacher Art. Die Behandlung des Magnetfeldes elektrischer Ströme wiederholt und vertieft den
Feldbegriff und zeigt auf qualitativer Ebene die anschauliche Beschreibung der Kraftwirkung auf bewegte Ladungen. Am Beispiel der
technischen Anwendungen erfahren Schülerinnen und Schüler, in welch hohem Maß die Elektrotechnik unsere heutige Welt
beeinflusst. Die Auseinandersetzung mit den Auswirkungen der elektrischen Großtechnik auf die Umwelt greift die schon bei der
Kalorik thematisierten Probleme wieder auf.
Bei der Behandlung der elektromagnetischen Energiewandler werden die physikalischen Grundlagen nur in dem Maß erörtert, dass
Schüler und Schülerinnen die prinzipiellen Wirkungsweisen von Elektromotor, Generator und Transformator verstehen können. Eine
vertiefende Behandlung wäre allenfalls im Bereich des pädagogischen Freiraumes denkbar.
Im Bereich der Elektrik ergeben sich vielfältige und oft nicht sehr zeitaufwendige Gelegenheiten für Schülerexperimente. Bei
Heimversuchen sollte nur mit ungefährlichen Spannungsquellen gebastelt werden.
Mit großem Nachdruck wird darauf hingewiesen, dass ein wichtiges Lernziel darin besteht, den Schülerinnen und Schülern die
Gefahren bewusst zu machen, die von der technischen Nutzung der Elektrizität ausgehen. Dieses Ziel soll wiederholt an mehreren sich
bietenden Stellen des gewählten Lehrgangs verfolgt werden. Geeignete Anknüpfungspunkte sind die Wirkungen des elektrischen
Stroms oder der elektrische Widerstand.
Für Lehrkräfte, die das Wahlpflichtgebiet A Kernphysik behandeln, bietet sich an, die Umweltbezüge auch auf dieses neue Thema
auszudehnen. Eine Exkursion zu einem Kraftwerk oder einer Umspannzentrale sollte den Unterricht ergänzen. Der Zeitansatz von 36
Stunden für diesen langen Abschnitt ist in Anbetracht des Zeitansatzes für das verpflichtend vorgeschriebene Wahlpflichtgebiet zu sehen.
Für das altsprachliche Gymnasium ist wegen des geringeren Stundenansatzes ein eigener Lehrplanentwurf für die Klasse 10 angefügt. Für
die 10. Klasse des Aufbaugymnasiums ist der vorliegende Lehrplanentwurf nicht geeignet. Hier muss die Lehrkraft unter Beachtung des
Lehrplans für die Klasse 9 der Hauptschule und unter Berücksichtigung der jeweiligen Lerngruppe einen eigenständigen
Unterrichtsverlauf erarbeiten. Das Wahlpflichtgebiet A Kernphysik kann konstitutiver Bestandteil eines solchen Unterrichts sein.
Projektmöglichkeiten:
Am Ende des Physikunterrichts der Mittelstufe bietet sich projektorientierter Unterricht in vielerlei Formen an. Unterrichtsprojekte zu den
Themen "Energieumwandlungen" oder "Energietransport" können im Rahmen des Physikunterrichts sinnvoll sein. Wesentlich
wertvoller sind Projekte zu diesen Themen, an denen sich mehrere Fächer beteiligen können. "Umweltaspekte der Energienutzung" ist ein
Themenbereich, bei dem alle Naturwissenschaften zusammenarbeiten sollten und auch die Fächer des gesellschaftswissenschaftlichen
Bereiches wichtige Beiträge liefern können. Wichtige außerschulische Partner können hier die lokalen Energieversorgungsunternehmen
sein. Innerhalb einer Projektwoche könnte man an Workshops über Detailthemen und Betriebsbesichtigungen denken.
Lerninhalte mit
Erläuterungen
1. Elektrische Ladung und Elektrisches
Feld
Ladungsarten, Kraftregel für Ladungen
Elektrische Neutralisation und Influenz
ca. 4 Std.
Einstieg über Stromkreis oder
Kontaktelektrizität Elektroskop
und Glimmlampe als
Anzeigegeräte für ruhende und
bewegte Ladungen
Hinweise
Wiederholung der Lerninhalte der Orientierungsstufe
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