Vision-Ing21-Projekt-Dokumentation Materialien für den Unterricht

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1 NEU Vision-Ing /11 Vision-Ing21-Projekt-Dokumentation Materialien für den Unterricht Detaillierte Darstellung von Zielstellung, Vorgehensweise sowie Lösungen und Ergebnissen, aber auch des Umgangs mit besonderen Herausforderungen. Inhaltsverzeichnis 1. Allgemeine Informationen 2. Zusammenfassung 3. Projektdokumentation 3.1. Zielstellung 3.2. Beschreibung der Projektarbeit 3.3. Aufgabenverteilung / Kommunikation 4. Zusammenarbeit mit dem Partner-Unternehmen / Praxisbezug 5. Sonstiges: Anlagen, Protokolle, andere Unterlagen 6. Quellen und Recherchen 7. Datum und Unterschrift Seite 1 von 12

2 1. Allgemeine Informationen Bearbeitet von Jahrgangsstufe: 7 (5 Schüler) und 9 (1 Schüler) Schulart: Gymnasium Bearbeitet im Fach: Physik Themengebiet: Magnetismus, einfacher Stromkreis, Lorentzkraft Benötigte Vorkenntnisse: Keine Erforderliche technische Ausstattung: Spannungsquelle; Kabel Wurden Experimente durchgeführt? 1) Grundversuche zum Magnetismus 2) Bau verschiedener Elekromagneten 3) Bau von Leiterschaukeln 4) Versuch Rollender Stab Wurde ein Modell / Objekt gebaut? Es wurden zwei Leiterschaukeln gebaut. Es wurden zwei Versuchsanordnungen rollender Stab gebaut. Leiterschaukel Rollender Stab Seite 2 von 12

3 2. Zusammenfassung Das Albrecht-Ernst-Gymnasium hat in den letzten Jahren oft sehr erfolgreich am Vision- Ing Wettbewerb teilgenommen. Da einige der im letzten Jahr teilnehmenden Schüler Abitur gemacht haben und die übrigen Schüler in diesem Jahr Abitur machen, musste eine neue Schülergruppe zusammengestellt werden. Dazu stellten die bisherigen Teilnehmer den Schülerwettbewerb Vision-Ing in den 7. Klassen vor. Die interessierten Schüler trafen sich dann immer einmal pro Woche nachmittags. Die Teilnahme am Vision-Ing Wettbewerb war freiwillig. Das Partnerunternehmen war wie im letzten Jahr die Firma N-Ergie, die auch beispielsweise bei den P-Seminaren mit der Schule zusammenarbeitet. Da die Schüler noch keine Erfahrung mit dem Fach Physik hatten, wurde das Themengebiet von Herrn Klotz, dem betreuenden Lehrer und Herrn Schwarz, dem Ansprechpartner der Firma N-Ergie, vorgeschlagen. Die genauen Inhalte ergaben sich dann während der ersten gemeinsamen Nachmittage. Die Schüler haben sich während des Projekts intensiv mit der Lorentzkraft, insbesondere mit der Drei-Finger-Regel auseinandergesetzt. Es wurden die obigen zwei Versuchsanordnungen und zugehörige Arbeitsblätter mit Musterlösungen erstellt. Seite 3 von 12

4 3. Projektdokumentation 3.1. Zielstellung Das Ziel des Projekts war der Bau von Versuchsanordnungen mit denen Schüler die Versuche zur Lorentzkraft später im Unterricht selbst durchführen können und damit die Ergebnisse der Arbeitsblätter überprüfen können. Es wurden zwei Versuchsanordnungen gebaut, so dass die Schüler den Leiterschaukelversuch und den Versuch rollender Stab selbstständig durchführen können. Außerdem haben die Schüler zu jeder Versuchsanordnung Arbeitsblätter erstellt. Da in der 9.Klasse die Lorentzkraft behandelt wird, können die beiden Versuchsanordnungen und die dazu erstellten Übungsblätter optimal im Unterricht eingesetzt werden Beschreibung der Projektarbeit Beim ersten Treffen stellte der betreuende Lehrer Herr Klotz und Herr Schwarz, der Ansprechpartner der Firma N-Ergie, den Schülern das Themengebiet vor. Da die Schüler erst ab der 7. Klasse Physikunterricht haben, wurden zunächst Grundversuche des Magnetismus durchgeführt. Nicht alle Stoffe sind magnetisch. Frei hängender Magnet richtet sich in Nord-Süd-Richtung aus. Seite 4 von 12

5 Abschwächung des Magnetfelds. Verstärkung des Magnetfelds. Nicht alle Metalle sind Magnetisch. An einem Faden hängt eine frei schwebende Büroklammer. Die Magnetkraft wirkt durch die Kupferscheibe. Magnetisieren eines Eisennagels. Seite 5 von 12

6 Danach wurden verschiedene Elektromagnete selbst gebaut, indem Draht um einen Nagel gewickelt wurde. Beim nächsten Treffen wurden die Elektromagnete getestet. Seite 6 von 12

7 Der Versuch, dass sich zwei parallele, stromdurchflossene Leiter anziehen bzw. abstoßen wurde mit Alufolie probiert, funktionierte aber nicht wie gewünscht. Originalversuch Seite 7 von 12

8 Nun wurden verschiedene Leiterschaukeln gebaut und getestet. Seite 8 von 12

9 Schließlich wurde noch der Versuch rollender Stab durchgeführt. Hierbei liegt ein Eisenstab zwischen einem Hufeisenmagnet auf zwei parallel liegenden Eisenstäben. Schließt man die beiden parallel liegenden Eisenstäbe an eine Spannungsquelle, so fängt der frei liegende Eisenstab an zu rollen. In den folgenden Nachmittagen wurden die Übungsblätter erstellt. Die Schaltskizzen haben die Schüler mit geogebra erstellt. Seite 9 von 12

10 Beim anschließenden Werkstattbesuch bei der Firma N-Ergie in Nürnberg.wurden dann die vorgefertigten Teile noch abgeschliffen und zusammengebaut. Aus Draht wurden Leiterschaukeln gebogen. Danach wurden die Versuchsanordnungen getestet. Leider ist dass das Magnetfeld der gekauften Magneten so schwach ist, dass sich die Leiterschaukel bzw. der Stab kaum bewegt. Wahrscheinlich müssen die Versuche später im Unterricht mit den (sehr teueren) Magneten der Physiksammlung durchgeführt werden. Bei den Versuchen wurden die Schüler von einem Auszubildenden betreut, der danach mit den Schülern eine Betriebsbesichtigung durchführte. Leiterschaukel Rollender Stab Seite 10 von 12

11 In der Werkstatt. Vorstellung des Unternehmens Aufgabenverteilung/Kommunikation Bei den Versuchen gab es meist mehrere Gruppen, die abwechselnd die Versuche durchgeführt haben. Die Arbeitsblätter wurden alleine oder in Zweiergruppen erstellt. Die Schülergruppe hat sich regelmäßig einmal pro Woche getroffen. Zusätzlich fanden zwei Treffen mit Herrn Schwarz an der Schule in Oettingen statt. 4. Zusammenarbeit mit dem Partner-Unternehmen / Praxisbezug Herr Schwarz von der Firma N-Ergie hat vor allem am Anfang bei der Zusammenstellung der Versuche geholfen. Durch den wöchentlichen Austausch von s wurde Herr Schwarz über den aktuellen Stand informiert. Auch hat Herr Schwarz die notwendigen Materialien zum Bau der Versuchsanodnungen besorgt und den Werkstattbesuch organisiert. Die Auszubildenden der Firma N-Ergie haben die nötigen Teile vorgefertigt, da dies für die Schüler zu gefährlich ist. Beim Werkstattbesuch wurden die Schüler von einem Auszubildenden betreut. 5. Sonstiges: Anlagen, Protokolle, Arbeitsblätter, andere Unterlagen Siehe Anlage. 6. Quellen und Recherchen Schulphysikbücher und Internet: Leifi-Physik Seite 11 von 12

12 7. Datum und Unterschrift Datum Unterschrift(en): Für die sachliche Richtigkeit: Unterschrift des Lehrers Seite 12 von 12