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29. Ein Comic zur E-Lehre
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Didaktisch-methodische Hinweise
III
Einführung/Motivation
Untersuchungen hinsichtlich der Veränderung der Motivation von Schülern im Laufe ihres
Schullebens haben gezeigt, dass das Interesse für das Fach Physik nach Klasse 7/8 stark
nachlässt. Als eine der Ursachen hierfür wird die konventionelle, stark an der Fachsystematik orientierte Unterrichtskonzeption in Klasse 7/8 angesehen.
Viele Kinder und Jugendliche lieben Comics und Cartoons. So sind die japanischen Mangas, Donald Duck, Asterix, aber auch die beliebten Superhelden nach wie vor hoch im
Kurs und haben in den letzten Jahren noch an Beliebtheit gewonnen. Zudem schätzen die
meisten Schüler spannende Geschichten. Um diese Interessenlage zu berücksichtigen und
damit dem Abfall des Interesses entgegenzuwirken, haben wir in der vorliegenden Reihe
eine „Comicdetektivgeschichte“ als Kontext zur Verknüpfung der verschiedenen Inhalte
aus der Elektrizitätslehre gewählt.
U
A
Das Thema „Elektrostatik“ müssen Sie nicht im Unterricht behandelt haben, um die Reihe
durchzuführen. Durch die Geschichte, in der Ihre Schüler auf der einen Seite mit dem
Detektiv und seinem heldenhaften Hamster Rodney mitiebern und auf der anderen Seite
individuellen Kompetenzzuwachs erfahren, wird ihr Fachinteresse gesteigert.
Um eine stärkere Identiikation Ihrer Schüler mit dem Helden und der Geschichte zu erreichen, können Sie dem Detektiv von der Klasse/dem Kurs einen Namen geben lassen.
Die Namensindung sollte möglichst nicht vor der Reihe geschehen, damit Ihre Schüler
zunächst den Helden ein wenig kennenlernen können.
H
C
Das Vorlesen der Geschichte in verteilten Rollen sorgt für eine hohe Motivation hinsichtlich der Lösung der im Comic auftretenden physikalischen Probleme.
S
R
Förderung der Erkenntnisgewinnung
Mit der hier vorgestellten Unterrichtsreihe fördern Sie primär die Kompetenzen im Bereich
„Erkenntnisgewinnung“, indem Sie Ihre Schüler dazu anregen, nachzudenken und einfache Experimente selbst zu planen, durchzuführen und zu dokumentieren.
O
V
Der Kompetenzerwerb erfolgt größtenteils problemorientiert anhand des Themas „Elektrizitätslehre“. Spielerisch lernen Ihre Schüler erste Stromkreise kennen und verstehen.
Neben einer Systematisierung der Inhalte mithilfe einer Stationenarbeit zum Thema
„Schaltsymbole und Schaltungen“ untersuchen Ihre Schüler auch die Leitfähigkeit von
festen und lüssigen Stoffen sowie in einem Gruppenpuzzle die Wirkungen des elektrischen Stroms.
Bezug zu den Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz
Allg.
physikalische
Kompetenz
Inhaltsbezogene Kompetenzen
Anforderungsbereich
Die Schüler …
E 3, K 1
… ordnen Bestandteile einfacher Stromkreise
nach ihren physikalischen Eigenschaften und
begründen ihre Einteilung (M 1),
II
F 1, F 2
… gehen mit den Begriffen Energiequelle, elektrische Leiter und Energiewandler souverän um
(M 1–M 4),
I
41 RAAbits Physik November 2015
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Bezug zu den Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz
Allg.
physikalische
Kompetenz
Inhaltsbezogene Kompetenzen
Anforderungsbereich
Die Schüler …
… planen einfache Experimente zum Stromkreis
und zur Leitfähigkeit von Feststoffen und Flüssigkeiten, führen diese durch und dokumentieren ihre Ergebnisse (M 3, M 5, M 6),
II, III
… lernen den Unterschied zwischen Leiter und
Isolator kennen (M 5, M 6),
I, II
F 1, F 2, E 1
… lernen den Stromkreis und verschiedene
Schalter kennen (M 7, M 8),
I, II
E 3, E 8, K 2
... planen einfache Experimente zur Überprüfung
der Funktionsweise einer UND-Schaltung und
führen diese durch (M 8, M 9),
I–III
E8
F 1, E 1
U
A
H
C
III
... wählen Informationen über die Darstellung
von Bauteilen mithilfe von Schaltsymbolen aus,
ordnen diese zu und beschreiben den Aufbau
verschiedener Schaltungen und deren Wirkungsweise (M 8–M 10),
S
R
F 1, F 2, E 1,
E2
… bauen Grundschaltungen auf und verknüpfen
sie mit logischen Zuständen (M 8–M 10),
I, II
F 2, F 4, E 8,
K 2, F 1, F 2,
E1
... lernen Schaltzeichen von elektrischen Bauteilen kennen und wenden sie an (M 9, M 10),
I–III
... wenden ihre Kenntnisse über elektrische
Schaltskizzen zur Veranschaulichung zweier
unbekannter Schaltungen an und erklären diese
(M 10),
O
V
… planen einfache Experimente zum Aufbau
einer elektrischen Schaltung mit spezifischen
Eigenschaften (M 10),
... beschreiben den Aufbau verschiedener Schaltungen und deren Wirkungsweise (M 10),
E 2, F 1, F 2
K1
F2
... beschreiben die unterschiedlichen Wirkungen
des elektrischen Stroms, führen diesen auf den
behandelten Kreisstrom von Elektronen zurück
und tauschen sich über die unterschiedlichen
Wirkungen des elektrischen Stroms aus (M 12),
I, II
… können das Gelernte wiedergeben (M 13).
I, II
Für welche Kompetenzen und Anforderungsbereiche die Abkürzungen stehen, inden Sie
auf der beiliegenden CD-ROM 41.
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Materialübersicht
· V = Vorbereitungszeit
SV = Schülerversuch
Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt
· D = Durchführungszeit
LV = Lehrerversuch
Fo = Folie
M1
Ab
III
Der Dieb im Elektroladen
Beispiele für elektrische Quellen, elektrische Leiter und Energiewandler
M2
Ab
Jetzt wissen wir’s!
Lösung zu Material M 1 zur Selbstkontrolle
M3
Ab, SV
In die Falle gegangen!
Aufbau eines einfachen Stromkreises
M4
Ab
U
A
Rodney und die Sache mit den zwei Kabeln …
Für einen geschlossenen Stromkreis sind zwei Kabel notwendig.
M5
Ab, SV
Die Verfolgung
Leiter und Isolatoren
M6
Ab, SV
H
C
Eine weitere Falle
Auch Flüssigkeiten leiten den elektrischen Strom.
M7
Ab
Rodney und die Fahrradbeleuchtung
Dynamo, Stromkabel, Glühlampe und Rahmen
M8
Ab
Dokument
Dokument
Dokument
Dokument
O
V
M9
Ab
M 10
Ab, SV
Ab
M 12
Ab
LEK
–
–
–
–
Schaltzeichen
Reihen- und Parallelschaltung
Schalter
Die UND-Schaltung
Das Haus des Rätsel-Meisters
Keller … – Aufgabe 1: Bauteile den Schaltsymbolen zuordnen
Erdgeschoss – Aufgabe 2: Wechselschaltung
ersten Stock – Aufgabe 3: ODER-Schaltung
zweiten Stock – Aufgabe 4: Bedingte Schaltung
Das wiedergefundene Diebesgut
Wirkungen des Stroms – Gruppenpuzzle mit Experimenten
Gruppe
Gruppe
Gruppe
Gruppe
M 13
1
2
3
4
Auswertung der geheimnisvollen Dokumente
Im
Im
Im
Im
M 11
S
R
Die geheimnisvollen Dokumente – Stationenzirkel
1
2
3
4
–
–
–
–
Detektiv (Lichtwirkung des Stroms)
Rodney (magnetische Wirkung des Stroms)
Prof. Hyperhirn (chemische Wirkung des Stroms)
Informant (Wärmewirkung des Stroms)
Bist du fit? – Teste dein Wissen!
Minimalplan
Beschränken Sie sich auf die Materialien M 1–M 11, wobei Sie Teile immer wieder in die
Hausaufgabe auslagern, z. B. die Bearbeitung der geheimnisvollen Dokumente (M 8) oder
die Aufgaben des Rätsel-Meisters (M 10).
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M1
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Der Dieb im Elektroladen
Als Herr Mayer heute Morgen seinen
Elektroladen aufschloss, traute er seinen Augen kaum. Alles war verwüstet.
Herr Mayer ruft den besten Detektiv der Stadt, der ihm helfen soll, den
Dieb zu finden.
Schnell ist der Detektiv eingetroffen,
doch als dieser Herrn Mayer fragt,
ob etwas gestohlen wurde, kann Herr
Mayer – vor lauter Chaos – gar nicht
sagen, ob etwas fehlt. Dazu muss er
erst mal aufräumen. Er hat nur drei
große Schränke und muss alle Geräte
sinnvoll einordnen, um den Überblick
zu behalten.
U
A
H
C
Aufgabe
Finde heraus, welche Art von elektrischem Gerät Herrn Mayer gestohlen wurde. Er weiß
nur noch, dass in den Schränken einmal zehn, einmal sechs und einmal fünf Gegenstände
waren.
S
R
Unten siehst du die verstreut herumliegenden Elektrogeräte. Hilf Herrn Mayer, die Sachen
wieder sinnvoll in die drei Schränke zu verteilen, um herauszufinden, welche Art von
Gegenstand fehlt. Zeichne dazu drei große Schränke in dein Heft. Lass über den Schränken ein wenig Platz, um noch eine Überschrift („Elektrische Quellen“, „Elektrische Leiter“,
„Energiewandler“) eintragen zu können. Schneide dann die Geräte aus und klebe sie in
die von dir gezeichneten Schränke.
O
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Rodney und die Sache mit den zwei Kabeln …
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M4
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M5
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Die Verfolgung
Lies dir das Comic durch und überlege, welche Frage sich der Detektiv nun wohl stellt!
U
A
H
C
S
R
Fragestellung:
Der Detektiv findet folgende Materialien in seiner Tasche:
ein Kaugummipapier aus Alu, einen schwarzen Plastikstreifen,
eine Heftklammer, ein Stück Kupferdraht, eine breite Bleistiftmine, einen Stofffetzen, einen Filzstift, einen Löffel, eine Reagenzglasklammer aus Holz.
O
V
Vermutungen/Vorschläge: Schreibt diese in euer Heft.
Experiment: Baut den Stromkreis (nach der Abb. rechts) auf
und überprüft jeweils, ob das Glühlämpchen leuchtet. Tragt
eure Ergebnisse in der Tabelle ein. Lasst zunächst das Feld
ganz rechts („Ergebnis“) frei.
Material
Lämpchen ...
Eigenschaft
Ergebnis:
Manche Materialien leiten
sehr gut, diese
nennen wir
.
Andere Materialien leiten
schlecht,
diese nennen wir
Der Detektiv kann mithilfe eines
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.
das fehlende Kabelstück ersetzen!
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M 10 Fortsetzung: Im ersten Stock ... – Aufgabe 3
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Im ersten Stock befindet sich ein großes Fragezeichen des Rätsel-Meisters, das man mit
einem Lämpchen anleuchten kann. Um das Lämpchen zum Leuchten zu bringen, kann
man auf zwei Knöpfe drücken. Auch zu dieser Schaltung gibt es, an der nächsten Tür,
wieder eine Aufgabe für unsere Freunde:
„Erst wenn die Schaltung ihr könnt erklären,
werde ich euch den weiteren Weg gewähren!“
Der Detektiv und Rodney probieren die Schaltung aus, um zu testen, wie sie funktioniert.
Sie notieren jeweils, wann das Lämpchen leuchtet und wann nicht.
Folgendes haben die Freunde herausgefunden ...
U
A
Schalter 1
Schalter 2
Lämpchen ...
offen
offen
leuchtet nicht.
geschlossen
offen
leuchtet.
offen
geschlossen
leuchtet.
geschlossen
geschlossen
leuchtet.
H
C
Da fällt Rodney etwas ein.
S
R
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Aufgabe
Zeichnet die Schaltskizze zur beschriebenen Schaltung in euer Heft. Findet einen passenden Namen für die Schaltung, der die Funktion der Schaltung beschreibt.
Name der Schaltung:
!
Um eure Idee zu überprüfen und die Schaltung zu verstehen, könnt ihr euch die
Schaltung vorne am Lehrertisch anschauen und sie ausprobieren.
Und jetzt?
Kontrolliert eure Ergebnisse mit der Lösung auf dem Lehrertisch. Wenn ihr alles richtig
habt, könnt ihr entweder in den zweiten Stock gehen und dort noch ein letztes Rätsel
(nur für Knobelfreaks!) lösen, oder ihr nehmt eine Abkürzung und kommt so auf dem
Dachboden an.
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M 12 Wirkungen des Stroms – Gruppenpuzzle mit Experimenten
III

Gruppe 1 – Detektiv
Hier seht ihr eine elektrische Schaltung, wie ihr sie kennt.
Welche Stromwirkung ist am auffälligsten?
Achtung: Mithilfe der Stichpunkte sollt ihr in der
nächsten Arbeitsphase euren Mitschülern das Gezeigte
vorstellen und erklären. Bereitet euch darauf in der
Gruppe vor.
U
A
Wenn noch Zeit ist: Diskutiert in eurer Gruppe, wo
diese Stromwirkung im Alltag genutzt wird. Notiert
Beispiele.
Wie geht es weiter?
Ihr geht mit Mitschülern aus den drei anderen Gruppen
zusammen (pro Gruppe mindestens ein Detektiv, ein
Rodney, ein Prof. Hyperhirn und ein Informant) und
stellt eure Ergebnisse vor. Macht euch dabei Notizen
und tragt diese in die Tabelle eures Arbeitsblattes ein.

H
C
Foto: T. Anlauf
Aufgabe: Schreibt die Stromwirkung in die Tabelle
(M 11). Beschreibt das dargestellte Experiment in
Stichpunkten.
S
R
Gruppe 2 – Rodney
Schaut euch diese Schaltung an. Die Schaltung beinhaltet eine sog. Spule.
Das ist ein langer leitender Metalldraht, der eine isolierende Hülle hat und
ganz oft um einen Block gewickelt wurde. Neben der Spule steht eine
Magnetnadel (Kompassnadel). Bewegt die Kompassnadel nun vorsichtig
vor der Spulenöffnung. Nehmt dann eine der eisernen Büroklammern und
haltet sie in die Nähe der Spulenöffnung. Dann lasst sie los.
O
V
Was könnt ihr beobachten?
Welche Wirkung des Stroms zeigt sich hier?
Aufgabe: Schreibt die Stromwirkung in die Tabelle
(M 11) und beschreibt das dargestellte Experiment in
Stichpunkten.
Achtung: Mithilfe der Stichpunkte sollt ihr in der
nächsten Arbeitsphase euren Mitschülern das Gezeigte
vorstellen und erklären. Bereitet euch darauf in der
Gruppe vor.
Wenn noch Zeit ist: Diskutiert in eurer Gruppe, wo die
Stromwirkung im Alltag genutzt wird. Notiert Beispiele.
Ihr geht mit Mitschülern aus den drei anderen Gruppen
zusammen (pro Gruppe mindestens ein Detektiv, ein
Rodney, ein Prof. Hyperhirn und ein Informant) und
stellt eure Ergebnisse vor. Macht euch dabei Notizen
und tragt diese in die Tabelle eures Arbeitsblattes ein.
Foto: T. Anlauf
Wie geht es weiter?
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zur Vollversion
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