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Sekundarstufe I

Frustfach ade! Motivationskoffer

Physik

Konkrete, originelle und schnell einsetzbare Ideen

zu den Kernthemen des Lehrplans

Vito Tagliente (Hg.) / Jessica Lang

Immer besser unterrichten www.auer-verlag.de

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ISBN 978-3-403-07850-0

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„Ich hasse Physik!“ war gestern!

Bei vielen Schülern stößt das Fach Physik auf Ablehnung. Das hat unterschiedliche

Gründe: Die Schüler verstehen den Stoff nicht, sie haben enorme Wissenslücken

aufgebaut, sodass sie dem Unterrichtsgeschehen nicht mehr folgen können, ihnen

ist die Alltagsrelevanz nicht ersichtlich usw. Die Folgen sind immer die gleichen: Die

Schüler sind unmotiviert und frustriert, Unterrichts störungen sind vorprogrammiert.

Der vorliegende Band bietet Ihnen Ideen, wie Sie das Interesse Ihrer Schüler für das

Fach Physik (neu) entfachen. Die allgemeinen Tipps zur Motivationssteigerung

enthalten Anregungen, wie Sie die Rahmenbedingungen entsprechend anpassen

und eine Lernatmosphäre schaffen können, in der es den Schülern gelingt, sich auf

das Fach bzw. das Thema einzulassen. Mit den auf die zentralen Lehrplanthemen

abgestimmten, originellen Bausteinen sorgen Sie für Aha-Effekte, die den Frust

vergessen lassen und selbst den größten Physikmuffel motivieren.

Die Themen:

Akustik | Astronomie | Wärmelehre | Elektrizitätslehre | Elektrostatik |

Magnetismus | Optik | Elektromagnetismus

Der Band enthält:

allgemeine Tipps zur Motivationssteigerung

auf die zentralen Lehrplanthemen abgestimmte Ideen mit Beschreibung der

Durchführung und Angaben zu Zeit, benötigtem Material und Zielen

Vorlagen für Arbeitsblätter

Die Autorin:

Jessica Lang – Haupt- und Realschullehrerin für Physik, Mathematik und Arbeitslehre an

einer Kooperativen Gesamtschule

Weitere Titel aus dieser Reihe:

Frustfach ade – Motivationskoffer Mathematik 5/6

Bestell-Nr. 07822

Frustfach ade – Motivationskoffer Mathematik 7/8

Bestell-Nr. 07849

9 783403 0

78500

07850_Frustfach ade_Physik.indd 1

27.04.17 12:08

Vito Tagliente (Hrsg.)Jessica Lang

8 Motivationsideen OptikFrustfach ade – Motivationskoffer Physik

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Light Painting

45 min erlebnisorientiertes Lernen

digitaler Fotoapparat mit einer einstellbaren Belichtungszeit von

mehreren Sekunden, Taschenlampe (idealerweise: Laptop und

Beamer)

Die Schüler bilden Vorstellungen zum Begriff „Lichtempfänger“ aus.

Angsttyp, Lusttyp, Ablenkungstyp

Durchführung

Vorbereitung: Der Raum wird völlig abgedunkelt. Die Digitalkamera wird auf-

gestellt und eine entsprechende Belichtungszeit von mehreren Sekunden ein-

gestellt.

Die Schüler positionieren sich alleine oder zu zweit mit einer Taschenlampe

vor der Kamera. Das Licht wird aus- und die Taschenlampe eingeschaltet.

Sobald der Auslöser der Kamera betätigt wird, kann der Schüler beginnen, mit

der Taschenlampe in die Luft zu malen. Das entstandene Bild kann direkt auf

der Digitalkamera begutachtet werden.

Die Schüler vor der Kamera wechseln.

Abschließend werden die entstandenen Bilder gemeinsam angeschaut. Je

nach Klasse können nun auch feine Unterschiede in der Dicke der Lichtlinien

(schnellere Bewegungen erzeugen dünnere Linien) sowie der Zusammenhang

zwischen der Kamera als Lichtempfänger und der Belichtungszeit besprochen

werden.

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Weitere Hinweise / Varianten

Das Light Painting kann als Wettbewerb gestaltet werden, z. B. „Wer kann das

schönste Strichmännchen zeichnen?“.

Außerdem kann man bei vielen Handys die Belichtungszeit entsprechend ein-

stellen, was auch die Nutzung von Schülerhandys ermöglicht.

Diese Methode sollte nicht losgelöst vom physikalischen Hintergrund ange-

wendet werden. Es ist sinnvoll, zuvor mit der Klasse zu thematisieren, was ein

Lichtempfänger ist und was es mit der Belichtungszeit einer Kamera auf sich

hat.

Hinweis zur Kamera: Die Belichtungszeit wird durch die Verschlusszeit einge-

stellt. Bei vielen Digitalkameras lässt sich die Verschlusszeit in den Modi

„Nachtmodus“ oder „Langzeitbelichtung“ variieren.

Comic

45 — 90 min produktorientiertes Lernen

Digitalkamera, Plakat, Plakatstifte, Computer mit Word (o. ä.

Programmen) pro Gruppe

Die Schüler werden sich der einzelnen Schritte der Schattenzeich-

nung bewusst.

Angsttyp, Hilfetyp, Ablenkungstyp

Durchführung

Der Lehrer erklärt das Vorhaben: Jede Gruppe soll einen Comic erstellen, in

dem in einzelnen Schritten dargestellt wird, wie Schatten gezeichnet werden.

Die Zeichnung des Schattens erfolgt auf dem Plakat. Jeder Schritt sollte als

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Foto festgehalten werden, damit die Bilder später am Computer mit den pas-

senden Sprechblasen ergänzt werden können.

Die Klasse wird in Dreier- / Vierergruppen eingeteilt.

Jede Gruppe überlegt, wovon sie Bilder machen möchte, und erstellt eine

Skizze des geplanten Comics.

Nachdem die Skizze vorgezeigt wurde, erhält die Gruppe ihr Material und be-

ginnt mit der Fotosession.

Die Bilder werden am PC z. B. in Word zu einem Comic zusammengefügt und

mit Sprechblasen ergänzt.

Die entstandenen Comics werden beispielsweise in Form eines „Gallery Walks“

begutachtet.

Weitere Hinweise / Varianten

Statt einer Digitalkamera kann auch ein Fotohandy genutzt werden. Hierbei ist

jedoch auf die Übertragbarkeit der Bilder auf den Computer zu achten.

Es ist auch möglich, die Fotos auszudrucken und diese mit Sprechblasen auf

einem weiteren Plakat zu ergänzen.

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Bunte Schatten

10 min entdeckendes Lernen

zwei farbige Lichtquellen (z. B. zwei mit buntem Transparentpapier

präparierte Overheadprojektoren)

Die Schüler erkennen, dass jede Lichtquelle ihren eigenen Schatten

erzeugt und es daher Halbschattenbereiche gibt.

Angsttyp, Hilfetyp, Stresstyp

Durchführung

Vorbereitung: Der Klassenraum wird abgedunkelt und die farbigen Lichtquel-

len derart platziert, dass an einer freien Wandfläche drei farbverschiedene

Lichtbereiche zu erkennen sind.

Der Lehrer präsentiert den Aufbau und fragt, wie die drei Farbbereiche entste-

hen.

Die Klasse erkennt, dass jede Lichtquelle nur einen bestimmten Bereich be-

leuchtet und es einen Bereich gibt, den beide Lichtquellen beleuchten.

Nun stellt sich eine Person zwischen die Wand und die Lichtquellen. Je nach

Position sind nun zwei verschiedenfarbige Schatten und ein völlig dunkler

Schattenbereich zu erkennen.

Gemeinsam wird die Entstehung dieses Phänomens genauer untersucht. Sehr

hilfreich hierbei ist das abwechselnde Ein- und Ausschalten der beiden Licht-

quellen und der Vergleich der jeweiligen Erscheinung.

Weitere Hinweise / Varianten

Der Versuch kann auch als Schülerexperiment durchgeführt werden.

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Spiegelpantomime

10 — 15 min kooperatives Lernen

ggf. ein größerer Spiegel

Die Schüler erarbeiten sich die Eigenschaften von Spiegelbildern.

Angsttyp, Hilfetyp, Ablenkungstyp

Durchführung

Vorbereitung: Im Saal muss für die Schülergruppen genügend Raum zur Bewe-

gung zur Verfügung stehen.

Das Vorhaben wird erklärt: Ein Schüler stellt das Original und der andere des-

sen Spiegelbild dar. Alle Bewegungen des Originals werden vom Spiegelbild so

nachgestellt, als wäre es das tatsächliche Spiegelbild des anderen.

Die Klasse wird in Paare eingeteilt. Sollte eine Person übrig bleiben, fungiert

diese als Kontrolleur. Diese Rolle sollte nach kurzer Zeit an jemand anderen

weitergereicht werden.

Die Paare gewöhnen sich zunächst an die entsprechenden Verhaltensweisen

und üben dann eine kurze Choreografie ein, welche sie gegebenenfalls der

Klasse vorspielen können.

Einzelne Gruppen präsentieren ihre Choreografien.

Gemeinsam können im Anschluss die Eigenschaften eines Spiegelbildes no-

tiert werden. Vor allem die Frage „Was vertauscht ein Spiegel?“ kann mithilfe

der Erfahrungen aus den Spiegelpantomimen sehr ausführlich besprochen

werden. (Beispiel: Bei Rechts-links-Bewegungen gehen Original und Spiegel-

bild in dieselbe Richtung, rechts und links wird daher nicht vom Spiegel ver-

tauscht.)

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Weitere Hinweise / Varianten

Um der Klasse einen motivationalen Rahmen zu bieten und um anfängliche

Hemmungen einzuschränken, sollte Musik im Hintergrund laufen.

Als Einstieg in die Aufgabe bietet sich der sehr motivierenden Werbespot des

Wasserherstellers „Evian“ an, bei dem kindliche Spiegelbilder tanzen (z. B.

https://m.youtube.com/watch?v=pfxB5ut-KTs). Dadurch können grundle-

gende, bekannte Eigenschaften von Spiegelbildern kurz thematisiert werden;

darüber hinaus werden die Schüler von dem Video zum Nachstellen animiert.

Warum haben wir zwei Augen?

10 min fächerübergreifender Einstieg

Anaglyphenbrille, Anaglyphenbild pro Schüler (Achtung: Die Farben

müssen mit denen der Anaglyphenbrille übereinstimmen. Bilder sind

im Internet u. a. bei Wikipedia zu finden.)

Die Schüler erkennen, dass unsere beiden Augen unterschiedliche

Bilder wahrnehmen und unser Gehirn beide zu einem dreidimensio-

nalen Bild zusammenfügt.

Ablenkungstyp, Stresstyp, Lusttyp

Durchführung

Jeder Schüler erhält ein Anaglyphenbild und sieht es sich an.

Nun erhält jeder Schüler zusätzlich eine Anaglyphenbrille. Mit dieser soll nun

das Bild betrachtet werden, welches mithilfe der Brille dreidimensional er-

scheint.

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Die Klasse wird aufgefordert, mit aufgesetzter Brille einmal das linke und ein-

mal das rechte Auge abzudecken und den Unterschied zu erklären.

Gemeinsam wird erarbeitet, dass das rechte und das linke Auge offensichtlich

verschiedene Bilder wahrnehmen, unser Gehirn diese aber zu einem einzigen

dreidimensionalen Bild zusammenfügt.

Weitere Hinweise / Varianten

Zusätzliche Versuche können diese Überlegungen stützen:

¬ Der eigene Finger wird vor das Gesicht gehalten und einmal nur mit dem

linken und einmal nur mit dem rechten Auge betrachtet. Der Finger scheint

zu springen.

¬ Ein Blatt wird zu einer Röhre gerollt. Nun blickt man mit dem rechten Auge

durch die Röhre (das linke Auge bleibt geöffnet!). Der Schüler hält seine

geöffnete linke Hand dicht neben das Papierrohr. Nach einigen Sekunden

scheint es, als hätte man ein Loch in der Hand.

Twinky

20 min produktorientiertes Lernen

Zirkel, Schere, Kleber; pro Twinky: Multispektralfolie (2,5 cm × 2,5

cm), Pappkarton (4 cm × 4 cm)

Die Schüler sehen durch ihr eigenes Twinky die Spektralfarben von

Lichtquellen.

Angsttyp, Lusttyp

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Durchführung

Der Lehrer zeigt der Klasse ein fertiges Twinky und erklärt, dass in der heuti-

gen Stunde solche optischen Geräte gebaut werden.

Gemeinsam wird das genaue Vorgehen besprochen:

1. Aus dem Pappkarton wird ein Kreis mit dem Radius 3 cm ausgeschnitten.

2. Aus der Mitte des Pappkreises wird nochmals ein Kreis mit dem Radius 2 cm

herausgeschnitten

3. Die Multispektralfolie wird vorsichtig über das Loch geklebt.

Das Material wird verteilt und die Klasse beginnt mit der Erstellung der eige-

nen Twinkies.

Sind alle Twinkies fertig, bietet es sich an, die Spektralfarben verschiedener

Lampen zu betrachten und zu besprechen.

Weitere Hinweise / Varianten

Twinky ist ein anderer Name für Farbenbrille. Hierbei handelt es sich letztlich

um ein optisches Gitter.

Die Twinkies können zusätzlich bunt bemalt oder in anderen Formen erstellt

werden.

Welche Farbe kannst du sehen?

10 min motivierender Einstieg

Licht in verschiedenen Farben, möglichst vollständig verdunkelbarer

Raum, bunte Gegenstände (z. B. Bauklötze)

Die Schüler erkennen, dass die Farbe des Lichts einen direkten

Einfluss auf die wahrgenommene Farbe eines Gegenstandes aufweist.

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Angsttyp, Lusttyp, Ablenkungstyp

Durchführung

Der Raum wird völlig abgedunkelt, nur eine farbige Lampe leuchtet. Verschie-

dene Gegenstände werden von dieser Lampe beleuchtet (die Schüler sollten

die Gegenstände zuvor noch nicht gesehen haben). Die Schüler sollen die

Farbe der Gegenstände bestimmen.

Die Farbe der Lichtquelle wird verändert und die Klasse soll erneut eine Farb-

einschätzung abgeben. Dieser Vorgang kann einige Male wiederholt werden.

Insbesondere durch die Grundfarben des Lichts entstehen eindrucksvolle Ver-

änderungen in der Wahrnehmung.

Der Lehrer löst die Frage nach den Farben auf, indem das Deckenlicht einge-

schaltet wird.

Gemeinsam werden das Farbspektrum und die Eigenschaft der Absorption

verschiedener Farbanteile genauer thematisiert.

Weitere Hinweise / Varianten

Möchte man im weiteren Verlauf der Stunde noch explizit mit den Beobach-

tungen der Schüler arbeiten, so ist es sinnvoll, die Einschätzungen der Schüler

z. B. in einer Tabelle (Lichtfarbe / geschätzte Farbe von Gegenstand 1 / ge-

schätzte Farbe von Gegenstand 2, …) an der Tafel zu sammeln.

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Farbkreisel

20 min produktorientiertes Lernen

gespitzter Bleistift, fester Karton (DIN A5, weiß), Schere, Zirkel,

Geodreieck; Holzstifte (gelb, orange, rot, violett, blau, grün) pro

Schüler

Die Schüler sehen anhand eines selbst gestalteten Farbkreisels die

additive Farbmischung.

Ablenkungstyp, Lusttyp

Durchführung

Mithilfe des Zirkels wird ein Kreis mit dem Radius 10 cm auf den Karton ge-

zeichnet und ausgeschnitten.

Der Kartonkreis wird in sechs gleich große Segmente unterteilt (je 60°). Je ein

Segment wird in gleicher Farbe bemalt (bei Holzstiften sollte darauf geachtet

werden, dass die Farben nicht zu stark in ihrer Deckkraft variieren).

Mithilfe des Bleistifts wird durch die Mitte des Kreises ein Loch gebohrt und

der Bleistift hindurchgesteckt.

Der gebaute Kreisel wird in möglichst schnelle Rotation versetzt. Gelingt es,

erscheint der Kreisel in einer grauweißlichen Farbe.

In einem Gespräch wird mit den Schülern der Grund für dieses Phänomen er-

arbeitet: Unser Auge sieht alle Farben des Sonnenspektrums in schneller Ab-

folge und kann daher keine einzelnen Bilder mehr erkennen. Es entsteht der

Eindruck von grauweiß bzw. je nach Licht weiß. Man spricht hierbei von addi-

tiver Farbmischung.

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Weitere Hinweise / Varianten

Um ein besseres Ergebnis zu erzielen, sollten die Farben Gelb, Orange, Rot,

Violett, Dunkelblau, Hellblau, Grün genutzt werden und in der vorgegebenen

Winkelgröße eingeteilt werden:

Orange

RotMagenta

Blau

Cyan

Grün

Gelb

Die variierenden Winkelgrößen stehen im Einklang mit ihrer Breite im natür-

lichen Lichtspektrum. Für zeichenschwache Schüler können die Sektoren auch

weniger akribisch eingeteilt und stattdessen alle mit etwa 50° festgelegt wer-

den.

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Frustfach ade! Motivationskoffer Physik

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Illustrationen: Steffen JähdeSatz: Typographie & Computer, KrefeldBestellnr.: 07850DA6

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