UE Zeitmessung
INHALTE
- Autoren
- Vorbemerkungen
- Bezug zu den Standards
- Unterrichtsverlauf
- Verwendete Materialien in der Übersicht
- Download der gesamten Einheit als Zip-file ( 1,6 MB)
- Links
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Autor:
| Dr. Markus Ziegler, Gymnasium Spaichingen | Conzelmann.Ziegler@t-online.de |
Vorbemerkungen
Die Schülerinnen und Schüler haben bereits elektrotechnische Vorkenntnisse aus dem Physikunterricht der Klasse 8. Sie kennen sowohl die Funktionsweise von Relais, Dioden und Transistoren als auch den Spannungs- und Strombegriff.
Bezug zu den Standards
Prinzipien:
Ursache und Wirkung
Systemgedanke
- Stoff-, Energie- und Informationsstrom
- Geschlossene und offene Systeme
- Steuerung und Regelung
Energieerhaltung
- Energieträger – Energiespeicher - Energiestrom
- Entropieerzeugung
Betrachtungsbereiche:
Mensch
- Einen Sinn (Empfindung) des Menschen mit seiner technischen Entsprechung vergleichen
Technik
- Leistungen des menschlichen Erfindergeists und der Ingenieurskunst erkennen
- An Beispielen Wege technischer Entwicklungen nachvollziehen
- Beim Planen und Bauen werden physikalische Grundlagen angewandt
- Möglichkeiten der Energienutzung analysieren und bewerten
- Mechanische Konstruktions- und Funktionsprinzipien anwenden
- Analogien zwischen technischen und natürlichen Systemen erkennen und beschreiben
- Anwendung der Informationstechnik
Erde und Weltraum
- Astronomische Vorgänge einordnen und erklären
Mess - und Arbeitsmethoden
- Messungen planen, durchführen und Ergebnisse graphisch darstellen
- Diagramme erstellen, auswerten und interpretieren
- Einfache elektronische Schaltungen bauen
- Computer als Werkzeug nutzen
- Hilfsmittel sachgerecht als Informationsquellen nutzen: Tabellenwerke, technische Datenblätter<<
Unterrichtsverlauf
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Zeit |
Thema |
Inhalte |
Methoden und Materialien |
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1 h |
Einstieg
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Dreiminütige Passage aus Michael Endes „Momo“ Versuch einer Definition des Begriffs „Zeit“ |
CD oder Film „Momo“ (Plenum) Gruppenarbeit mit Präsentationen |
| 3 h |
Elementaruhren: Technik-Naturwissenschaft-Tüfteln Elementaruhren (Sonnenuhr wird hier nur erwähnt, genauere Untersuchung erfolgt später) |
Herstellung einer elementaren Uhr, die Minuten anzeigt und mindestens 5
Minuten läuft. Klassifizierung von Elementaruhren, Anwendungsgebiete, Vor- und Nachteile, geschichtliche Einordnung |
Gruppenarbeit Elementaruhren mit
Kurz-präsentationen und Bewertung der Uhren
LSG |
| 2 h | Einstieg Sonnenuhren |
Zeitreise ins Mittelalter: Marktschreier bietet vier unterschiedliche
Kleinsonnenuhren an. Welche würdet ihr kaufen? Untersuchung der Anwendungs- und Funktionsweise dieser Sonnenuhren Kriterien, die eine gute Sonnenuhr auszeichnen |
Plenum
Gruppenarbeit mit Kurzpräsentationen Globus, Kompass, gegebenenfalls 100W-Lampe als Sonnenersatz, bei Bedarf Hilfestellung durch Gebrauchsanleitung für die Sonnenuhren
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6 h |
Sonnenuhren |
Aus der Diskussion über die Bewertung von Sonnenuhren (Kriterien) ergab
sich die zentrale Fragestellung: Wie bewegt sich die Erde relativ zur
Sonne? → Sommeranfang, Herbstanfang, Winteranfang, Frühlingsanfang, Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, Jahreszeiten Sonnentag, Sterntag, wahre Ortszeit, mittlere Ortszeit, Zeitzonen, mitteleuropäische Zeit, synodischer Monat, tropisches Jahr, Woche, Stunde, Sekunde, Präzession der Erdachse, Kreisel-bewegung, Kreisbewegung der Sonne relativ zur Erde Mit den nun vorhandenen Grundlagen konnte entschieden werden, an welchen Orten unsere Kleinsonnenuhren eingesetzt werden können (Genauigkeit). |
LSG Wiederholung und Vertiefung Erdkunde Globus, Glühlampe als Sonne
LSG |
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6 h |
Exkursion zum Uhrenmuseum Furtwangen | Mechanische Pendeluhren, Quarzuhren, Atomuhren |
Führung Fragen Materialsammlung Literaturarbeit Erstellen von Zusammenfassungen der Funktionsweisen von mechanischen Pendeluhren, Quarzuhren und Atomuhren Je Gruppe ein Thema Austausch der Zusammenfassungen |
| 30 h | Projekt Pendeluhrenbau |
Projekt
Pendeluhrenbau Aufgabenstellung, Durchführung und Bewertung, monostabile Kippstufe, bistabile Kippstufe, Reed-Kontakt, Lichtschranke, elektrisch oder elektronisch geregelte Energiezufuhr, Unsere Pendeluhren, Leiterplatinenherstellung - Kooperation mit einem Industriebetrieb |
Elektronikpraktikum Projektarbeit Lehrer als Berater und Betreuer |
| 4 h | Innere Uhren bei Pflanzen, Tieren und Menschen; Zeitempfinden; Zeit und Gesellschaft; Relativität | Themen der Expertengruppen |
Literaturarbeit Gruppenpuzzle |
