In unserem Schulinternen Curriculum Physik ist in Klasse 7 vorgesehen, das Unterrichtsvorhaben „elektrifiziertes Zimmermodell“ durchzuführen wie es auch in einer Handhabung „Physik im Kontext“ auf dem Hamburger Bildungsserver zu finden ist und an anderen Schulen durchgeführt wird. Die Schüler_innen planen und bauen also in den nächsten Wochen die Installationstechnik für einen Schuhkarton. Continue reading »
Wie im letzten Schuljahr habe ich wieder die 9.Klassen in Physik / DFU (deutschsprachiger Fachunterricht), allerdings mit anderen Voraussetzungen und überarbeiteten Planungen.
Der Einstieg verlief mit einem Brainstorming / anonymen Kärtchen zum Kennenlernen und zur Orientierung für mich, was die Lerngruppen (es sind zwei Parallelklassen) mit Physik verbinden und was sie besonders wichtig finden. Dabei kam (nicht überraschend) heraus, dass sie gerne viel praktisch arbeiten möchten, also experimentieren und dass ihnen eine gute Stimmung besonders wichtig ist.
Beim inhaltlichen Thema „Elektrischer Strom / Energie“ kamen sehr unterschiedliche Assoziationen, von „gefährlich“ bis „Kabel“. Die Schüler/innen hatten bisher keinen deutschsprachigen Physik-Unterricht, so dass viele Begriffe neu sind. Als Einstieg in das Messen habe ich die Spannung einer Batterie messen lassen sowie zweier Batterien in Reihe. Dies ist nicht ganz einfach, da wir Multimeter benutzen, die zwar robust und vielseitig sind, aber auch mehrere Skalen haben und daher zunächst unübersichtlich sind. Heute haben wir ein zweites Experiment mit Widerständen anhand eines PHYWE-Arbeitsmateriales aufgebaut. Da auch dies deutschsprachig ist, werde ich in der nächsten Stunde zunächst stark mit der Wortliste arbeiten, die die Schüler/innen parallel zum Unterricht entwickeln. Nach einer qualitativen Beobachtung der verschiedenen Helligkeit einer Glühbirne bei verschiedenen Vorwiderständen folgen im zweiten Schritt wieder Messungen.
Tafelbild zum inhaltlichen Einstieg
Tafelbild zum ersten Experiment „Spannung einer Batterie messen“
Nach zeitaufwändiger Organisation und Überprüfung, ob es möglich und sinnvoll sei, habe ich nun in meinen drei Physik-Kursen der 9.Klassen jeweils eine tagsfüllende Exkursion von Cuenca zu den beiden Wasserkraftwerken Mazar und Molino unternommen. Betrieben werden die beiden Kraftwerke sowie die gesamte Energieversorgung des Landes von der staatlichen Firma CELEC, die uns über einen Kontakt an der Schule eine formale Erlaubnis für die Besuche ausstellte. Mit 120 Hm3 Stausee-Volumen und einer Leistung von 1075 MW ist das zwischen 1976 bis 1991 erbaute Kraftwerk Molino das größte Kraftwerk des Landes Ecuador.
Der Staudamm des KW Molino am Rio Paute
Der Maschinenraum des KW Molino
In der 9.Klasse unterrichte ich zur Zeit drei Klassen parallel in Physik. Nach dem Curriculum der Schule ist Leitidee der Jahrgangsstufe „Vernetzung verschiedener physikalischer Bereiche unter dem zentralen Begriff der Energie„, wobei wir uns in einem Übergangsstadium befinden, so dass ich erst einmal Grundlagen der Elektrotechnik einleitend behandle. Ich unterrichte auf Deutsch, meine Kolleginnen und Kollegen in den anderen Jahrgangsstufen auf Spanisch. In meinen Vorbereitungen habe ich mich mit meinem DFU-Unterricht bereits auf sprachliche Besonderheiten vorbereitet, indem ich zunächst Fragestellungen auf Deutsch und Spanisch schriftlich vorstellen wollte. Dies führte dazu, das nur das Spanischsprachige beachtet wurde, somit habe ich die zweisprachige Schriftlichkeit schnell wieder verworfen. Die Klärung organisatorischer Angelegenheiten mit meinen ersten Folien (siehe unten) war hier eine Ausnahme. Sehr bewährt hat sich das laute Vorlesen von Fragen- und Aufgabenstellungen, auch wenn der Unterricht dadurch fachlich sehr langsam wird.
Bereits nach den ersten zwei Stunden in zwei verschiedenen Klassen habe ich festgestellt, dass es auch gar nicht so einfach ist, wenn von der Lehrperson gesagt wird „zur Not auch auf Spanisch“ Antworten geben zu können, denn ab da lief Alles nur noch auf Spanisch. Ich muss mich zwingen, beim Deutsch zu bleiben und habe mir vorgenommen nur noch Einzelnen in Ausnahmefällen spanische Zusatzerläuterungen zu geben, um die eigene Anstrengung der SuS notwendig zu machen. Sinnvoll scheint mir dagegen bisher, Übersetzungen für Fachbegriffe wie „technische Angabe“ oder „Spannung“ im Unterrichtsgespräch zu klären, auch die Wortlisten haben sich bewährt. Sprachlich schwächeren SuS kann mit diesen Listen auch deutlich gemacht werden, welche die wichtigsten Vokabeln für den Fachunterricht sind. Muttersprachlich Deutsche SuS habe ich keine in meinen Physikkursen. Ich werde allerdings nicht durchgängig deutschsprachige Unterlagen verwenden, allein schon, weil wir Experimentierkästen von phywe mit passenden Arbeitsblättern auf Spanisch haben. Dies sehe ich aber auch nicht als Widerspruch, da damit vereinzelt sprachliche Entlastung zugunsten der Fachinhalte mit wenig Unterrichtsvorbereitungszeit möglich ist.
Die erste Unterrichtsstunde stand unter der Leitfrage „Wo habe ich im Alltag mit Elektrizität zu tun?“
Ich teilte verschiedene Elektrogeräte aus und liess technische Angaben sammeln. Ein Lernziel war, eine forschende Grundhaltung zu fördern und das Unterrichtsthema im Lebensalltag zu verankern und nebenbei erste Begriffe und Einheiten anzuschneiden. Dies war diagnostisch interessant, weil einige SuS überhaupt keine Vorstellung davon hatten, dass ein Föhn oder ein Bügeleisen technische Angaben hat und die Relevanz der einzelnen Daten nur vereinzelt klar war. So sammelte ich an der Tafel auch Firmennamen, Typenbezeichnungen und vieles mehr, was ich nicht intendiert hatte. Ich wollte die SuS Beiträge aber auch nicht entwerten, da sie sich ja an der Aufgabenstellung orientiert hatten. Zur Systematisierung und Klärung der wesentlichen technischen Angaben und ihrer Bezeichnung kam ich beim dritten Durchgang, den ich stärker lenkte.
Um eine erste Orientierung zu geben, was Stromstärke, Leistung und Spannung beinhalten, habe ich in der zweiten Unterrichtsstunde ein Arbeitsblatt bearbeiten lassen, auf dem technische Angaben mit ihren Bedeutungen verbunden werden sollten. Zusätzlich sollten die zentralen Begriffe unterstrichen werden und alle Lösungen wurden laut vorgelesen. Im zweiten Teil der Stunde bin ich mit einem Tafelbild auf den Stromkreis eingegangen und das nur Strom fliesst, wenn der Kreislauf geschlossen ist.
Die dritte Unterrichtsstunde habe ich erst mit einer Lerngruppe durchgeführt, die anderen beiden kommen nächste Woche. Hier habe ich ein erstes einfaches Experiment in Tischgruppen durchführen lassen zum einfachen Stromkreis mit Lampe und Schalter, um abschliessend im Tafelbild zu festigen, dass die Position der Lampe und des Schalters im Stromkreis nicht entscheidend ist, ob Strom fliesst oder nicht. Phywe stellt in den Experimentierkästen Steckbretter zur Verfügung. Die praktische Arbeit wurde sehr positiv aufgenommen und das Leuchten der Lampe bei richtigem Schaltungsaufbau gab zügig Rückmeldung zu den gestellten Aufgaben. Ich werde hierauf aufbauend Leiter und Nichtleiter sowie verzweigte Stromkreise und die Messungen von elektrischen Größen unterrichten, bevor ich in eine Projektzeit einsteige mit Modellbau in Gruppen. Ob wir dazu kommen, die Projektarbeit mit einem Blog zu dokumentieren, wird sich noch zeigen.
Meine Unterlagen zu den ersten Stunden:
00-Phy9-intro-folien.odp / 00-Phy9-intro-folien.pdf
02-Alltag-u-Geraete.odp / 02-Alltag-u-Geraete.pdf
01AB-Alltag-und-Geräte.odt / 01AB-Alltag-und-Geräte.pdf
02AB-technische-Angaben.odt / 02AB-technische-Angaben.pdf
03-Stromkreis.odp / 03-Stromkreis.pdfI teach physics in the 9th grade in 3 parallel courses and teach energy and electro-technics. All courses are mainly in german, expect some materials in spanish and therefor for all kids in a foreign language. I plan to work in projects but still work with working-sheets and experiments for the basics. One focus is on learning the correct technical terms in german as it will help them with the IB-programm in biology, which is teached and proofed in german.
Die letzte Woche vor den Herbstferien hatten wir an unserer Schule eine Projektwoche zum Thema „Wasser“ mit verschiedenen Angeboten von Tanz und Bühnenbild über Ausflüge bis zu verschiedenen Experimentier-Workshops. Ich habe ein Angebot für unsere jüngeren Schüler/onnen zum Thema „Wasserkraft“ durchgeführt.
Einige Arbeitsergebnisse unseres Workshops
Gestern abend war ich beim Hamburger Informatik-Treffpunkt Sek1, der halbjährlich über das LI als Fortbildung für Informatik-Lehrer/innen angeboten wird. Wir haben uns an der Stadtteilschule Eppendorf getroffen und nach einer Informationsphase mit ausführlichen Linklisten und Praxisberichten (siehe Informatik-Wiki) haben wir selbst auch etwas mit den Arduino-Boards experimentieren können.
Photo by the Arduino Team
Die Mikrocontroller lassen sich über verschiedene Programmieroberflächen steuern, u.a. gibt es auch ein auf Scratch aufbauendes Grafiksystem „S4A„. Zudem gibt es eine Quellcode-basierte Umgebung, in der in einer C Variante programmiert werden kann, sowie eine grafische Umgebung arduBlock, die die Bausteine direkt in diese C Variante umwandelt.
erste Schritte mit ArduBlock
Die Quellcode-Programmierung in der C-Variante mit PIN-Angabe und HIGH / LOW Signalen
Ich habe ein paar einfache Steuerungen laufen lassen und übertragen und denke, dass ein gründliches Arbeiten sehr wichtig ist, um Ergebnisse zu erzielen, dann aber auch Potential in den open-source Hardware Ansätzen liegt, erste Vorstellungen von Mikrocontrollern zu bekommen. Es wäre vorstellbar, aufbauend auf einen Einstieg in die Robotik mit den Mikrocontrollern mehr über das Innenleben von Rechnern zu lernen und einen Einstieg in Steuerungskonzepte im ingenieurwissenschaftlichen und elektrotechnischen Bereich zu ermöglichen. Oder auch Projektarbeit mit besonders interessierten Schüler/innen umzusetzen, die sich selbstständig mit einfachen Schaltungen und Steuerungen beschäftigen können, dies aber beliebig vertiefen können. Erste Erfolge, z.B. eine blinkende LED sind bereits nach einigen Minuten Beschäftigung möglich. Wichtig wäre hier im Unterrichtskontext, Experimentieren mit Analyse und Dokumentation zu vernetzen, um nicht reine Programmierfähigkeiten zu schulen, sondern erste Vorstellungen von den Möglichkeiten digitaler Informationsverarbeitung auf hardware-naher Ebene zu erlangen.
Die Roboter für den Selbstbau von PICAXE habe ich nicht näher in der Praxis untersucht, allerdings sind sie günstiger als die LEGO Mindstorms und vielleicht ebenfalls eine interessante Ergänzung zum Transfair der Konzepte, die sich mit einem Mindstorms lernen lassen. Die Themen „mobile Webseiten“ sowie „QR-Codes“ haben wir nur kurz gestrichen, allerdings ist das erstellen Handy-Anzeige-tauglicher Webseiten sicher eine sinnvolle und lebensnahe Erweiterung der Unterrichtsinhalte zu Webseiten-Gestaltung mit HTML und CSS. Der Einsatz von QR-Codes im Informatik-Unterricht ist mir noch nicht ganz klar, aber interessant, dass uns auch zu diesem Thema umfangreiche Links mitgegeben wurden:
Viele weitere Links, u.a. auch zu Handbüchern und Bezugsquellen für Hardware und Funktionsbeschreibungen sowie Unterrichtsmaterialien finden sich im Wiki zum Treffpunkt-Termin und im Commsy-Raum „LIF – Informatik in der Sek1“ von Jens Stolze.