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Übersicht Ziel dieser Unterrichtsreihe ist der selbstständige Umgang mit elektrischen Schaltungen. In dieser Unterrichtsreihe werden nur qualitative Aussagen über elektrische Schaltungen getroffen. Auf Rechnungen verzichte ich bewusst, da sie aus meiner Sicht nicht helfen den Alltags physikalisch zu verstehen. Haben die Schüler außerdem Technikunterricht, so ist es sinnvoll sich mit dem Techniklehrer vor Beginn abzustimmen um Dopplungen zu vermeiden. Zu Beginn werden die Leitfähigkeiten von verschiedenen festen Materialien im Schülerversuch überprüft und anhand der Helligkeit einer Glühbirne in Leiter (gut/schlecht) und Nichtleiter unterschieden. Das Amperemeter wird als Strommessgerät eingeführt, da es gegenüber der Glühlampe eine viel höhere Genauigkeit (vor allem bei geringen Strömen besitzt). Im Lehrerversuch wird dann die Leitfähigkeit von Wasser überprüft. Zur Überraschung der Schüler (Fön in Badewanne), leitet Wasser bei Kleinspannungen den Strom nicht. Mit dem Amperemeter lässt sich jedoch ein schwacher Strom nachweisen, welcher aber nicht ausreicht eine Glühlampe zum Leuchten zu bringen. Erst nach Zugabe von Salz leuchtet die Lampe. Die meistens geäußerte Vermutung, dass Salz ein guter Leiter ist, lässt sich durch Überprüfung der Leitfähigkeit von festem Salz eindrucksvoll widerlegen. In dieser Unterrichtsreihe wird die Lernvoraussetzung geschaffen Schaltskizzen von realen Schaltungen zu erstellen. Als erstes die Übersicht Lernzirkel v2.0. Hier sind die einzelnen Stationen, ihre Aufteilung in Wahl- und Pflichtstationen sowie ihr geschätzter Schwierigkeitsgrad aufgeführt. Da es sich hier um die ersten Erfahrungen von Schülern mit einem experimentellem Lernzirkel handeln kann, sind für die einzelnen Stationen Musterprotokolle vorhanden. Wer glaubt dann würden Schüler doch ehe nur einfach alles abschreiben liegt meiner Erfahrung nach falsch. Der Ehrgeiz ein eigenes Protokoll zu haben ist bei den meisten sehr hoch. Andererseits wird so der Unsicherheit "was falsches ins Heft zu schreiben" vorgebeugt. Die relativ hohe Anzahl an Wahlstationen ist notwendig um die in diesem Landzirkel auftretenden Unterschiede in der Bearbeitungsgeschwindigkeit zu kompensieren. Von den drei Wirkungen des elektrischen Stromes werden im Unterricht nur 2 demonstriert. Auf die Demonstration der chemischen Wirkung wird verzichtet, da der Chemieunterricht erst in der Klasse 7 einsetzt. Übrigens: Kollegen die glauben dies stelle kein Problem dar sei gesagt, dass die Einführung des Stoffbegriffs und der Stoffumwandlung in der Chemie jeweils Stunden füllend sind. Die Wärmewirkung des elektrischen Stromes wird mit einem verschiedenen stark aufgewickeltem Draht demonstriert. Dieser glüht dort am stärksten, wo er eng gewickelt wurde. Bei hohen Stromstärken brennt er schließlich durch, was auf eine mögliche Verwendung als Schmelzsicherung hinweist. Der folgende Versuch ist ein Lehrerversuch und darf auf gar keinen Fall privat zuhause durchgeführt werden. Eine Wurst wird direkt an 220 V Steckdose angeschlossen (eine dicke Wurst ist besser geeignet als eine dünne, ebenfalls tolle Ergebnisse sollen auch mit einer sauer eingelegten Gurken erzielt werden können). Das erschreckende an diesem Versuch ist, dass er gelingt. Weder eine Fehlstrom- noch 16A Sicherung lösen aus. Eine recht weit verbreitete Fehlvorstellung ist, dass die Steckdosen am Lehrerpult anders sind als die Steckdosen für die Schüler. Wenn sicherheitstechnisch möglich ist es daher sinnvoll den Versuch an den Steckdosen der Schüler durchzuführen. Im Kontext des Versagens der elektrischen Sicherungssysteme lässt sich nun die Schutzfunktion der Erde einführen (sie übernimmt den tödlichen Strom und löst wegen Ihrer guten Leitfähigkeit die Fehlstromsicherung aus. Sollte die 16A Sicherung ausgelöst werden, dann sollte ganz dringen der FI-Schalter fachmännisch überprüft werden!). Die magnetische Wirkung des Stroms lässt sich in der mittlerweile doch recht üblichen Kontexts von Kran auf dem Schrottplatz gut demonstrieren.
letzte Änderung: 19.05.2010 |