Biologie / Chemie / Physik - Lehrpläne

Klasse 10
ELEKTRIK
altsprachliches Gymnasium
Methodisch - didaktischer Kommentar
Für das altsprachliche Gymnasium sieht die Stundentafel nur eine Wochenstunde Physikunterricht vor. Deshalb ist der
Gesamtansatz auf 26 Stunden abgestimmt und das Wahlpflichtgebiet entfällt.
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
Wasserstrommodell in geeigneter Weise zu benutzen. Die Einführung der Vorstellung von den Elektronen erfordert Informationen über
ein einfaches Atommodell. Eine Abstimmung mit dem Chemielehrer ist hier wichtig.
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. 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. 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 zeitaufwändige 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. Eine Exkursion zu einem Kraftwerk oder einer Umspannzentrale sollte den Unterricht
ergänzen.
Lerninhalte mit
Erläuterungen
Hinweise
l. Elektrische Ladung und Elektrisches Feld
Ladungsarten, Kraftregel für Ladungen
Elektrische Neutralisation und Influenz
Ladungsträger in Metallen
2. Ladung - Stromstärke - Spannung
Elektrische Ladung
Elektrische Stromstärke Gleichstrom
und Wechselstrom Elektrische
Spannung
Elektrische Energie und Leistung
3. Elektrischer Widerstand
Elektrischer Widerstand
ohmsches Gesetz
Stromstärken, Spannungen und Widerstände
in einfachen Schaltungen
ca. 4 Std.
Einstieg über Stromkreis oder Kontaktelektrizität
Elektroskop und Glimmlampe als Anzeigegeräte
für ruhende und bewegte
Ladungen Einfaches Atommodell
verwenden
ca. 7 Std.
zunächst als "Grundgröße" einführen
zunächst als "abgeleitete Größe";
Wassermodell
Gefahren im Umgang mit elektrischen
Geräten
Spannung als propädeutische Grundgröße
behandeln induktives Vorgehen
ca. 6 Std.
Reihen- und Parallelschaltung als Grundelemente
Wiederholung der Lerninhalte der Orientierungsstufe
-> Ch: Atommodell; Kontakt mit Chemielehrer
halten
Einführung auch über die chemische Wirkung
-> Ch
-> Umwelt: Gefahren durch Elektrizität
Voltasche Säule
-> Umwelt: Energie sparen
auch Beispiel für nicht proportionalen Zusammenhang
Gute Gelegenheit für Schülerübungen!
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