Fehlerbalken im Anfängerunterricht? Auswertung von Schülerexperimenten in Klasse 7

Transkript

1 21. Karlsruher Didaktik-Workshop 23. und 24. Mai 2008, Universität Karlsruhe Fehlerbalken im Anfängerunterricht? Auswertung von Schülerexperimenten in Klasse 7 Josef Küblbeck, Seminar Stuttgart

2 Lernziele Fachmethodisch: Die Schüler sollen Hypothesen formulieren, begründen und überprüfen und dazu Experimente durchführen hren und auswerten können. Inhaltlich:

3 Lernziele Fachmethodisch: Die Schüler sollen Hypothesen formulieren, begründen und überprüfen und dazu Experimente durchführen hren und auswerten können. Inhaltlich:

4 Fragen Warum Fachmethoden im Zentrum des Anfänger nger-unterrichts? Wie weit muss man gehen, damit die Ergebnisse Hand und Fuß haben?

5 Anfängerunterricht ngerunterricht Situation: Aus Klasse 5 und 6: Naturphänomene Freude am Selber-Tun Weniger Abstraktionsvermögen als in Klasse 8 Folgerungen (negativ) Nicht die alten Inhalte Keine Formeln

6 Anfängerunterricht ngerunterricht Situation: Aus Klasse 5 und 6: Naturphänomene Freude am Selber-Tun Weniger Abstraktionsvermögen als in Klasse 8 Folgerungen (positiv) Unterricht nicht einfach vorverlagern Schüler selbst machen lassen (Kompetenzerfahrung)

7 Die Schüler sollen können k Hypothesen formulieren, begründen, Experiment planen, mit dem eine Hypothese überprüft werden kann. Durchführung hrung von Messungen Messgeräte sinnvoll einsetzen, Messergebnisse mit sinnvoller Stellenzahl angeben, Messergebnisse in Tabellenform protokollieren, Messgenauigkeit durch mehrfache Wiederholung von Messungen einschätzen. Erstellen von Schaubildern Achsen beschriften, Achsen einteilen, Punkte eintragen, Messunsicherheiten eintragen, interpolierende Kurve ermitteln. Auswertung Voraussagen für f r eine Größ öße e bei Vorgabe der anderen Größ öße e machen, den gezeichneten Zusammenhang verbal mit einem Je-Desto-Satz ausdrücken, beurteilen, ob eine Proportionalität t vorliegt, mit der Hypothese vergleichen.

8 Durchgeführt hrt an folgenden Inhalten: (Viele dieser Inhalte sind nicht Pflicht!) Kriterium: Versuche vielfach in der Sammlung Mechanische Schwingungen: Fadenpendel Federpendel Optik: Schatten Lochkamera Linsen gesetz gesetz Hebel: Hebelgesetz

9 Rahmen Zwei 7. Klassen parallel Doppelstunden: Do und Fr Auswertung wiederholte/verbesserte Durchführung hrung (Präsentation) Für r Lehrer: entspannt und motivierend einfache Auswertung der Protokolle Angepasstes nächstes n Arbeitsblatt Aber: wenig Differenzierung

10 Zeit: Etwa 20 Stunden Einführung: Was will die Physik? Erste Messungen am Fadenpendel Hypothesenbildung (Fadenpendel) Überprüfung der Hypothesen Festigung: Anwenden auf das Federpendel Lernzielkontrolle in Klassenarbeit (ohne Messung) [1 Std.] [2 Std.] [1 Std.] [4 Std.] [2 Std.]

11 Zeit: Etwa 20 Stunden Nach der Einführung in die Optik: Messungen an Schatten [2 Std.] Messungen an der Lochkamera [2 Std.] Zusammenhang zwischen Linsenwölbung und Bündelkraft B [2 Std.] Linsengesetz qualitativ [2 Std.] Evaluationen (z.t( z.t.. mit Messung!) [3 Std.]

12 Einführung: Was will die Physik? [1 Std.] Was macht ein/e Physiker/in? Was soll damit erreicht werden? Physik treibt man, um Voraussagen und Erklärungen rungen zu erhalten. Beispiele: Wann muss ich den Fallschirm öffnen? Warum kreist der Mars um die Sonne. Die Mittel dazu sind: Experimentieren, Rechnen, Modelle (Zeichnungen, Vergleiche) machen usw. Beispiele: Ich baue einen Modellfallschirm und lasse ihn fallen. Ich berechne die Luftreibung eines Fallschirms. Die Ergebnisse werden weitergegeben: : Veröffentlichen, Tagungen, usw.

13 Erste Messungen am Fadenpendel [2 Std.] Verschiedene Schüler messen mehrmals Erhöhen hen der Messgenauigkeit durch Wiederholung Abschätzen der Messgenauigkeit (Prognosen)

14 Hypothesenbildung [1 Std.] Mögliche Abhängigkeiten Begründungen Präsentation Hypothese: Je größ ößer die Fadenlänge, nge, umso kleiner die Periodendauer. Weil das Gewicht auf eine viel größ ößere Länge L aufgeteilt wird.

15 Überprüfung der Hypothesen [4 Std.] Anlegen einer Messtabelle Eintragen in ein Koordinatensystem Erste Versuche einer Interpolation Vergleich mit der Hypothese Präsentation und Bewertung im Plenum Wiederholung des Experiments

16 Abhängigkeit von der Fadenlänge nge

17 Abhängigkeit von der Massse

18 Abhängigkeit von der Auslenkung

19 Fehlerbalken??? Messwert ohne Messunsicherheit? Bei Wiederholung: welcher ist falsch? Knicke im Kurvenverlauf?

20 Festigung: Federpendel [2 Std.] Hypothesenbildung, -begründung Überprüfung Kompetenzerfahrung

21

22 1. Klassenarbeit

23 Messungen an Schatten [2 Std.] Hypothesenbildung Überprüfung am Experiment Zusammenhänge nge grafisch dargestellt s s a s g g s a b b

24 Messungen an der Lochkamera [2 Std.] Überprüfen einer hergeleiteten Beziehung im Experiment

25 Zusammenhang zwischen Linsenwölbung und Bündelkraft B [2 Std.] Erarbeiten eines qualitativen Zusammenhangs aus einem Schülerexperiment Je mehr die Linse gewölbt ist, umso größ ößer ist ihre Bündelkraft. B ndelkraft.

26 Linsengesetz qualitativ [2 Std.] Anwendung der fachmethodischen Fertigkeiten Rückschläge:

27 Evaluationen [3 Std.] Überprüfung des nicht-experimentellen Teils der Fachmethodik in einer Aufgabe der 2. Klassenarbeit Hebelgesetz: Hypothesenbildung und Überprüfung im Experiment

28 Hebelgesetz

29 Fazit Man kann alles übertreiben? Fachmethodik Fehlerbalken Physik =?

30 Fazit Fachmethodik: Altersgerecht Kompetenzerfahrung Was bleibt hängen? h Wenig Stress/positiver Stress