LZ 1. magnetische Wirkung, Versuchsprotokoll. Das schreibe ich mir auf S. 9. Alltagsgegenständen nach Anleitung. Magneten im täglichen Leben

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1 Themenbereich Dauermagnete Fachwissen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation, Bewertung Impulse Physik 5/6 Impulse Physik und Chemie 5/6 Die Schülerinnen und Schüler 10 Dauermagnete Kapitel Magnetismus S unterscheiden die Wirkungen eines Magneten auf unterschiedliche Gegenstände und klassifizieren die Stoffe entsprechend wenden diese Kenntnisse an, indem sie ausgewählte Erscheinungen aus dem Alltag auf magnetische Phänomene zurückführen 3 beschreiben Dauermagnete durch Nord- und Südpol und deuten damit die Kraftwirkung wenden diese Kenntnisse zur Darstellung der Erde als Magnet an 2 geben an, dass Nord- und Südpol nicht getrennt werden können beschreiben das Modell der Elementarmagnete 2 beschreiben den Aufbau und deuten die Wirkungsweise eines Kompasses E: führen dazu einfache Experimente mit Alltagsgegenständen nach Anleitung durch und werten sie aus K: halten ihre Arbeitsergebnisse in vorgegebener Form fest B: nutzen ihr Wissen zur Bewertung von Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit Magneten im täglichen Leben E: beschreiben entsprechende Phänomene E: führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus K: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit E: führen einfache Experimente zur Magnetisierung und Entmagnetisierung nach Anleitung durch und werten sie aus E: verwenden dieses Modell zur Deutung einfacher Phänomene K: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit K: beschreiben die Anwendung des Kompasses zur Orientierung B: benennen Auswirkungen dieser Erfindung in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen (Seefahrer, Entdeckungen); Bezüge zu Geschichte und Erdkunde Magnete S. 8 Das schreibe ich mir auf S. 9 Magnetpole S. 10 Geheimnis Magnet S. 11 Das Magnetfeld der Erde S. 14 Der Aufbau von Magneten S. 12 Plakat erstellen S. 13 Wir arbeiten mit dem Kompass S. 15 Navigation früher und heute S. 16 Begriffe Material magnetische Wirkung, Versuchsprotokoll AB 1 Nordpol, Südpol, Magnetnadel, Kompass, geografischer Pol, magnetischer Pol LZ 1 Elementarmagnete, magnetisierbar magnetisieren, einnorden, Marschzahl, Sextant, Kompass, GPS Themenbereich Dauermagnete 9

2 Kommentar Das Kapitel behandelt die elementaren Eigenschaften von Permanentmagneten und magnetisierbaren Stoffen. Das Thema eignet sich dabei hervorragend, um in alle wesentlichen physikalischen Arbeitstechniken (systematisches Experimentieren, Dokumentieren usw.) bis hin zur Modellbildung (Modell der Elementarmagnete, Feld als Wirkungsbereich magnetischer Kräfte) einzuführen. Das Thema kann mit sehr einfachen und anschaulichen Versuchen erarbeitet werden, die kein experimentelles Geschick und keine aufwändigen Vorrichtungen erfordern. Das benötigte Material lässt sich ohne großen Aufwand beschaffen oder ist in der Sammlung vorhanden. Die Experimente eignen sich daher sehr gut für Schülertätigkeit, sei es in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit oder im Rahmen eines Lernzirkels. Der Einstieg in das Thema kann z. B. mit einem Experiment Welche Gegenstände werden von Magneten angezogen? oder Welche Münzen werden von Magneten angezogen? erfolgen. Dabei wird gleichzeitig das Dokumentieren in einem Versuchsprotokoll geübt (Schülerbuch S. 9). Hierfür kann z. B. das beiliegende Arbeitsblatt verwendet werden. Statt nur Teilaspekte der Thematik mit Hilfe eines Lernzirkels zu erarbeiten (siehe Stationen karten im Schülerbuch auf Seite 11), können Sie auch mit einem Lernzirkel in das Thema einsteigen und nahezu alle Aspekte der Thematik erarbeiten lassen. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn Ihre Schülerinnen und Schüler bereits Erfahrung mit Lernzirkeln haben. In diesem Lehrerband (bzw. auf der beiliegenden CD-ROM) finden Sie neben den vier Stationenkarten von Seite 11 des Schülerbuches weitere fertige Karten. Auf der CD-ROM finden Sie auch eine Vorlage zur Erstellung eigener Stationenkarten. Zusammenfassung und Ergebnissicherung kann neben dem Heftaufschrieb z. B. durch Erstellen eines Lernplakats erfolgen (Anregung siehe Seite 13 im Schülerbuch). Die Seiten 14 bis 16 im Schülerbuch bieten Anlass, das Thema in einen Kontext (Geografie, Geschichte, ) einzubetten. Arbeitsblätter AB 1: Magnetische und nicht magnetische Stoffe 1. Schere (Stahl), Nagel (Eisen), Büroklammer (Eisen) und Nadel (Stahl) werden angezogen. Reagenzglas (Glas), Ring (Silber, Gold, Platin), Kreide (Gips) und Lineal (Holz, Plastik) werden nicht angezogen. Ergebnis: Gegenstände aus Eisen oder Stahl werden angezogen Angezogen werden nur die 1-Cent-, 2-Cent-, 5-Cent-, 1-Euro- und 2-Euro-Münzen. Hinweis: 1-, 2- und 5-Cent-Münzen bestehen aus Stahl mit einer Kupferauflage. Sie werden von Magneten stark angezogen. 1- und 2-Euro-Münzen enthalten Nickelanteile. Das Versuchsergebnis fällt daher bei einem schwachen Magnet nicht sehr deutlich aus. 4. a) Holz- oder Plastikwürfel, Schlüssel und Eisendraht sind falsch eingeordnet. b) Manche Gegenstände können aus verschiedenen Stoffen hergestellt werden, z. B. Schrauben aus Eisen oder aus Messing. 5. Cobalt: grau glänzendes, hartes, schmiedbares Schwermetall; Gewinnung aus Cobalterzen; Cobaltverbindungen in Farben (Cobaltblau); Lernzirkel LZ 1: Geheimnis Magnet Neben den vier Stationenkarten aus dem Schülerbuch werden hier weitere Stationen vorgeschlagen. So kann der Lernzirkel je nach Auswahl der Stationen entweder zur Einführung, zur Vertiefung/Übung oder zur Erarbeitung bestimmter Aspekte der Thematik eingesetzt werden. Der Laufzettel muss entsprechend angepasst werden. Gerade zu Beginn des Anfangsunterrichts sollte darauf geachtet werden, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Versuchsergebnisse gut dokumentieren. Jede Station sollte entsprechend der Klassengröße mehrfach aufgebaut werden. Erforderliche Materialien werden auf den Stationenkarten angegeben. 10 Themenbereich Dauermagnete

3 Magnetische und nicht magnetische Stoffe 1. Welche der abgebildeten Gegenstände werden von Magneten angezogen? Vermute und überprüfe dann deine Vermutung mit einem Magnet. Fülle die Tabelle aus. Gegenstand Vermutung Anziehung? ja oder nein Überprüfung Stoff, aus dem der Gegenstand besteht Ergebnis: Nur Gegenstände aus bestimmten Stoffen werden von Magneten angezogen. Was hast du festgestellt? Auch Gegenstände, die aus den Metallen Nickel und Cobalt bestehen, und der Magnet ziehen sich gegenseitig an. 2. Prüfe dieses Ergebnis, indem du weitere Gegenstände in die Nähe eines Magneten bringst. 3. Prüfe, welche Münzen Stoffe enthalten, die von Magneten angezogen werden. Es sind: 4. Bernd, Christina und Giovanni haben diese Tabelle erstellt: Anziehung keine Anziehung Büroklammer Reißzwecke Anspitzer Münze Schraube Holzwürfel Stecknadel Schlüssel Deutschheft Münze Reagenzglas Eisendraht Schraube Schwamm a) Haben die drei Fehler gemacht? Wenn ja, streiche die entsprechenden Begriffe durch. b) Ein Gegenstand steht in beiden Spalten. Finde eine Erklärung. 5. Schlage im Lexikon unter Cobalt nach; entweder unter C oder K. Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 Themenbereich Dauermagnete 11

4 Laufzettel: Geheimnis Magnet Beim Lernen an den Stationen arbeitet ihr selbstständig in kleinen Gruppen an einzelnen Experimenten. Station Thema der Station Station bearbeitet? J/N 1 Magnetisch oder nicht bearbeitet? J/N 2 Anziehung und Abstoßung 3 Nord- und Südpol der Stabmagnete 4 Stärke von Magneten 5 Reichweite von Magneten 6 Magnetwirkung durch Hindernisse 7 Zusammenfügen von Magneten 8 Spielregeln 1. Ihr sollt mindestens fünf Versuche, darunter 1, 2 und 3 bearbeiten. 2. Lest den Text sorgfältig durch und baut die Versuche nach Anweisungen/Abbildungen des Arbeitsblattes auf. 3. Bearbeitet alle Aufgabenstellungen. Hilfen findet ihr im Buch. 4. Experimentiert vorsichtig mit den Geräten, sie sind empfindlich. 5. Wenn ihr die Versuche durchgeführt habt, müsst ihr sie so abbauen, dass die nachfolgende Gruppe von vorne beginnen kann. 6. Kreuzt auf diesem Zettel die bearbeitete Station an und versucht, die zugehörige, unten stehende zu bearbeiten (oben ankreuzen). n zu den einzelnen Stationen: 1: Auf welche(n) Stoff(e) wirken Magnete? 2: 3: Was für ein magnetischer Pol befindet sich auf der Erde am geografischen Nordpol? 4: 5: 6: Aus welchem Material sollte das Gehäuse eines Kompasses bestehen? 7: Erkläre das Verhalten der neu entstandenen Magnetmitte mit dem Modell der Elementarmagnete. 12 Themenbereich Dauermagnete Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011

5 Lernzirkel: Geheimnis Magnet Station 1 Magnetisch oder nicht Material: Magnet, verschiedene Gegenstände (Münzen, Büroklammern, Radiergummi, ) Untersuche welche Gegenstände von dem Magneten angezogen werden. Halte das Ergebnis in einer Tabelle fest. untersuchter Stoff magnetische Kraftwirkung Reißbrettstifte 10-Cent-Münze 1-Euro-Münze Büroklammern Radiergummi Seite 8 Auf welche(n) Stoff(e) wirken Magnete? Station 2 Anziehung oder Abstoßung Material: 2 Stabmagnete, mehrere Rundhölzer. Prüfe die Anziehung, bzw. Abstoßung zwischen zwei Stabmagneten. Halte das Ergebnis in einer Tabelle fest. Seite 10 Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 Themenbereich Dauermagnete 13

6 Lernzirkel: Geheimnis Magnet Station 3 Nord- und Südpol der Stabmagnete Material: Stabmagnet, Schnur Hänge den Stabmagnet frei drehbar auf. Versetze ihn in eine leichte Drehbewegung und notiere, in welcher Position er zum Stillstand kommt. Vergleiche diese Position mit der Himmelsrichtung. Seite 10 Was für ein Pol befindet sich auf der Erde am geografischen Nordpol? Station 4 Stärke von Magneten Material: verschiedene Magnete, Eisennägel 1 Überlege dir ein Experiment, um die Stärke von Magneten zu testen. 2 Beschreibe deine Vorgehensweise, so dass jeder den Versuch wiederholen könnte. 3 Halte die Ergebnisse für die unterschiedlichen Magnete in einer Tabelle fest. Seite 14 Themenbereich Dauermagnete Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011

7 Lernzirkel: Geheimnis Magnet Station 5 Reichweite von Magneten Material: Magnete, Eisennagel (groß), Lineal 1 Überprüfe für verschiedene Magnete, wie weit ihre Kraft wirkt. Nähere dazu den Magnet langsam einem Eisennagel. 2 Miss mit dem Lineal aus, bei welcher Entfernung der Nagel beginnt, sich auf den Magnet zuzubewegen. 3 Bringe die Magnete in eine Rangfolge entsprechend ihrer Reichweite. Seite Station 6 Magnetwirkung durch Hindernisse Material: Material: Magnet, Büroklammer, Bindfaden, flache Gegenstände aus unterschiedlichem Material, z.b. Heft, Blech, Eisenplatte, Holzplatte, Kupferplatte, Geodreieck, CD 1 Schiebe verschiedene Stoffe zwischen Magnet und Nagel. 2 Liste auf, welche Stoffe die Magnetwirkung verändern. 3 Vergleiche das Ergebnis mit der Liste der Stoffe, die von Magneten angezogen werden. Seite 13 Aus welchem Material sollte das Gehäuse eines Kompasses bestehen? Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 Themenbereich Dauermagnete 15

8 Lernzirkel: Geheimnis Magnet Station 7 Zusammenfügen von Magneten Material: 2 Stabmagnete, kleine Eisennägel 1 Hänge einige Nägel an den Nordpol des ersten Magneten. 2 Nähere nun den Südpol des zweiten Magneten dem Nordpol des ersten, bis die Pole sich berühren. 3 Untersuche, welche Stellen des doppelten Stabmagneten die Nägel besonders gut anziehen. Seite 12 Erkläre das Verhalten der neu entstandenen Magnetmitte mit dem Modell der Elementarmagnete. Station 8 Seite 16 Themenbereich Dauermagnete Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011