A 0 K D 373 K B 100 K E 200 K 273 K. B nimmt leicht zu. E nimmt stark zu. A 273 K D 100 K B 100 K E 273 K VORANSICHT 0 K A 273 K D 22 K B 251 K E 0 K

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1 11. Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre 1 von 24 Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre Dr. Wolfgang Tews, Berlin Mit diesen Tests, die viele Themenbereiche der Wärmelehre in der Sek I abdecken, geben wir Ihnen die Möglichkeit, bei knapper werdenden Ressourcen in relativ kurzer Zeit einen Leistungsüberblick über Ihre Lerngruppe zu erstellen. 1 Wie hoch ist die Siedetemperatur von Wasser unter Normalbedingungen? A 0 K D 373 K B 100 K E 200 K 273 K 2. Was passiert mit der Temperatur von kochendem Wasser, wenn ein kleines Stück heißes Eisen hineingeworfen wird? Die Temperatur A nimmt leicht ab. D nimmt stark ab. B nimmt leicht zu. E nimmt stark zu. I/ bleibt konstant. 3. Welche Temperatur liest man auf der Kelvin-Skala ab, wenn die elsius-skala 0 zeigt? VORANSIHT Klasse: 9/10 Dauer: jeweils 1 Stunde Ihr Plus: Leistungsüberblick über eine heterogene Lerngruppe in optimaler Zeit einfache und objektive Auswertung Der Beitrag im Überblick A 273 K D 100 K B 100 K E 273 K Inhalt: 0 K 4. Im Tiefkühlfach eines Gefrierschranks zeigt ein Thermometer mit einer elsius-skala eine Temperatur von 22 an. Welche Temperatur zeigt ein Thermometer mit einer Kelvin-Skala an? A 273 K D 22 K B 251 K E 0 K 295 K Multiple-hoice-Test: einfache und objektive Auswertungsmöglichkeiten! Multiple-hoice-Aufgaben aus nahezu allen Themenbereichen der der Sek I Wärmelehre

2 2 von Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre Fachliche und didaktisch-methodische Hinweise I/ Im Bereich der Hochschulen haben sich Multiple-hoice-Tests längst durchgesetzt. Sie werden als Kontrollmöglichkeit für ein bestimmtes Leistungsvermögen akzeptiert. In der allgemeinbildenden Schule steigt insbesondere im Zusammenhang mit der Zunahme von E-Learning die Bereitschaft, diese Form der Leistungsüberprüfung einzusetzen. In den angegebenen Quellen geben wir Kriterien für die eigene Erstellung von Multiple-hoice- Aufgaben an. So enthält z.b. /2/ eine heckliste zur Überprüfung von selbst erstellten Mehrfachwahlaufgaben. Der vorliegende Beitrag enthält Mehrfachwahlaufgaben mit 5 Antwortmöglichkeiten, von denen genau eine Antwort richtig ist. Bei diesem Test-Typ ist es nicht wichtig, eine Antwort frei formulieren zu können. Vielmehr wird ein fundiertes Textverständnis vorausgesetzt. Die Bewältigung der unterschiedlichen Anforderungsbereiche ist stark abhängig vom vorangegangenen Unterricht. Bewertung der Aufgaben Ein wichtiger Gesichtspunkt von Multiple-hoice-Tests ist die Bewertung der Aufgaben. Dabei stehen unter anderem folgende Möglichkeiten zur Verfügung: nur richtig gelöste Aufgaben bewerten, für falsch gelöste Aufgaben Punkte abziehen, Kombination der beiden voranstehenden Möglichkeiten, richtig gelöste Aufgaben bewerten, für falsch gelöste Aufgaben Punkte abziehen und nicht beantwortete Aufgaben neutral bewerten. Allgemeines Ziel einer Bewertung sollte sein, dass der Schüler nur die Fragen beantwortet, von denen er glaubt, die richtige Antwort zu wissen. Neben der Bereitstellung von Formeln und Konstanten sollten Sie Ihren Schülern genügend Zeit zur Beantwortung der Fragen geben. Damit vermeiden Sie, dass die Lernenden vor Abgabe eines Tests noch Antworten zufällig ankreuzen. VORANSIHT Die Ratewahrscheinlichkeit Als Hilfestellung für Ihre Bewertung wird eine Abschätzung der Ratewahrscheinlichkeit angegeben. Sie dient als Beispiel und kann leicht auf eigene Tests übertragen werden. Ein Multiple-hoice-Test besteht aus sechs Fragen. Jede Frage hat fünf Antwortmöglichkeiten, von denen genau eine Antwort richtig ist. Der Test gilt als bestanden, wenn vier Fragen richtig beantwortet sind. Gefragt ist nun nach der Wahrscheinlichkeit, dass bei zufälligem Ankreuzen ein Schüler den Test besteht. In der Literatur heißt dies auch die Ratewahrscheinlichkeit. Zur Berechnung der Ratewahrscheinlichkeit P(X 4) mit X als Anzahl der richtig beantworteten Fragen (n = 6) und der Trefferwahrscheinlichkeit p = 1/5 = 0,2 wird die kumulierte Binomialverteilung oder summierte binomiale Wahrscheinlichkeit herangezogen. Da die Wahrscheinlichkeit für ein rechtsseitiges Intervall gesucht ist, bietet es sich an, die Gegenwahrscheinlichkeit P(X 3) mithilfe der kumulierten Binomialverteilung zu bestimmen (siehe Tabelle auf der nächsten Seite): P(X 4) = 1 P(X 3) = 1 F(6; 0,2; 3)» 1 0,9830 = 0,0170 = 1,70 %.

3 11. Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre 3 von 24 Kumulierte Binomialverteilung n n F (n, p; k) = B (n, p; 0) B (n, p; k) = 0 p (1 p) k p (1 p) 0 n 0 k n k p n k 0,02 0,03 0,04 0,05 0,10 1/6 0,20 0,25 0,30 1/3 0,40 0,50 n , I/ Quelle: Bigalke/Köhler, Mathematik 13.2, Grund- und Leistungskurs, ornelsen, ISBN , S. 215 Die Ratewahrscheinlichkeit liegt damit bei 1,7 %. Mithilfe des voranstehenden Beispiels lassen sich für andere Werte von n, k und p die entsprechenden Ratewahrscheinlichkeiten berechnen und so für eine eigene Bewertungsskala nutzen. Bezug zu den Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz Allgemeine physikalische Kompetenz F 1 F 4, E 4 Die Schüler Inhaltsbezogene Kompetenzen testen ihr Wissen zur Temperatur, Wärme, spezifischen Wärmekapazität, Mischungstemperatur, thermischen Ausdehnung sowie zum Wirkungsgrad und zum Heizwert. Anforderungsbereich VORANSIHT Für welche Kompetenzen und Anforderungsbereiche die Abkürzungen stehen, finden Sie auf der beiliegenden D-ROM 32. Mediathek Literatur /1/ Empfehlungen zum Einsatz von Multiple-hoice-Prüfungen, HR Studium und Lehre, TU München, Oktober 2012 I III Internet-Adressen /2/ /3/ Website/Resources/Multiple%20hoice%20Questions.pdf /4/ elsa_handreichung_zum_erstellen_und_bewerten_von_mc_fragen.pdf

4 4 von Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre M 1 Aufgaben: Thema Temperatur Es ist jeweils nur eine Antwort richtig. 1. Wie hoch ist die Siedetemperatur von Wasser unter Normalbedingungen? A 0 K D 373 K B 100 K E 200 K I/ 273 K 2. Was passiert mit der Temperatur von kochendem Wasser, wenn ein kleines Stück heißes Eisen hineingeworfen wird? Die Temperatur A nimmt leicht ab. D nimmt stark ab. B nimmt leicht zu. E nimmt stark zu. bleibt konstant. 3. Welche Temperatur liest man auf der Kelvin-Skala ab, wenn die elsius-skala 0 zeigt? A 273 K D 100 K B 100 K E 273 K 0 K 4. Im Tiefkühlfach eines Gefrierschranks zeigt ein Thermometer mit einer elsius-skala eine Temperatur von 22 an. Welche Temperatur zeigt ein Thermometer mit einer Kelvin-Skala an? VORANSIHT A 273 K D 22 K B 251 K E 0 K 295 K 5. Ein Thermometer mit einer elsius-skala zeigt im Winter in einem Park eine Temperatur von 15 an. Im warmen Zimmer liest man 23 ab. Wie groß ist die Temperaturdifferenz in Kelvin? A 15 K D -38 K B 8 K E 23 K 38 K 6. In einem Zeitungsartikel wird eine Temperatur von 585 K angegeben. Wie viel Grad elsius sind das? A 312 D 485 B 858 E

5 11. Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre 9 von 24 M 6 Aufgaben: Thema Thermische Ausdehnung Länge Es ist jeweils nur eine Antwort richtig. 1. Um wie viel Millimeter dehnt sich ein 20 m langer Aluminiumstab bei einer Erwärmung von 0 auf 30 aus (a Aluminium = 2, /K)? A 28,8 mm D 14,4 mm B 7,2 mm E 41,4 mm 24 mm 2. Eine Eisenbahnbrücke der Länge 100 m nimmt im Winter die Temperatur 20 und im Sommer die Temperatur 40 an. Berechne den Längenunterschied (a Eisen = 1, /K). I/ A 2,4 cm D 14,4 cm B 4,8 cm E 28,8 cm 7,2 cm 3. Um wie viel Zentimeter verkürzt sich ein 60 m langes Kupferkabel bei Temperaturabnahme von 15 auf 30 (a Kupfer = 1, /K)? A 4,32 cm D 0,432 cm B 1,44 cm E 43,2 cm 2,88 cm 4. Ein 2 m langer Silberdraht dehnt sich bei Temperaturzunahme von 10 auf 20 um 1,2 mm aus. Wie groß ist der Längenausdehnungskoeffizient von Silber? VORANSIHT A 1, /K D 0, /K B 1, /K E 2, /K 1, /K 5. Ein Eisendraht der Länge 8 m verlängert sich durch starke Erwärmung um 53 mm. Um wie viel Kelvin ist seine Temperatur gestiegen (a Eisen = 1, /K)? A 5520 K D 55,2 K B 52,5 K E 525 K 552 K 6. Mit einem Stahlmaßband, geeicht bei 273 K, werden bei 303 K Längenmessungen durchgeführt. Welcher Fehler tritt bei den Messungen auf (α Stahl = 1, /K)? A 0,36 % D 3,6 % B 0,36 E 36 3,6

6 14 von Multiple-hoice-Tests zur Wärmelehre Erläuterungen und Lösungen I/ M 1 Aufgaben: Thema Temperatur 1. Wie hoch ist die Siedetemperatur von Wasser unter Normalbedingungen? D 373 K T ϑ T 100 = = = 373 T = 373 K 1K 1 1K 1 2. Was passiert mit der Temperatur von kochendem Wasser, wenn ein kleines Stück heißes Eisen hineingeworfen wird? Die Temperatur bleibt konstant. Die Temperatur des kochenden Wassers bleibt konstant, selbst wenn ein kleines Stück heißes Eisen hineingeworfen wird. Das Wasser verdampft lediglich schneller. 3. Welche Temperatur liest man auf der Kelvin-Skala ab, wenn die elsius-skala 0 zeigt? E 273 K T ϑ T 0 = = = 273 T = 273 K 1K 1 1K 1 4. Im Tiefkühlfach eines Gefrierschranks zeigt ein Thermometer mit einer elsius-skala eine Temperatur von 22 an. Welche Temperatur zeigt ein Thermometer mit einer Kelvin-Skala an? B 251 K T ϑ T 22 = = = 251 T = 251 K 1K 1 1K 1 VORANSIHT 5. Ein Thermometer mit einer elsius-skala zeigt im Winter in einem Park eine Temperatur von 15 an. Im warmen Zimmer liest man 23 ab. Wie groß ist die Temperaturdifferenz in Kelvin? 38 K Temperaturdifferenzen werden in Kelvin angegeben: T ϑ 23 ( 15 ) = = = 38 T = 38 K 1K In einem Zeitungsartikel wird eine Temperatur von 585 K angegeben. Wie viel Grad elsius sind das? A 312 ϑ T ϑ 585 K = 273 = 273 = 312 ϑ= K 1 1K M 2 Aufgaben: Thema Wärme 1. Eine Wärmequelle hat eine Wärmeleistung von 1 kj/s. Welche Wärme gibt sie in 0,5 h ab? E 1800 kj Q kj kj P = Q = P t = 1 0,5 h = s = 1800 kj t s s