Rückstoßprinzip - Virtuelle Schule

Transcription

Einen Lernpfad erstellen
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Best Practice aus Österreich:
Rückstoßprinzip / Rocket Science
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Impressum:
Bundesministerium für Unterricht, Kunst und Kultur
IT Systeme für Unterrichtszwecke
Minoritenplatz 5, A-1014 Wien
Kontakt:
Elisabeth Zistler, e-mail: [email protected]
Reinhold Hawle, e-mail: [email protected]
Projektbetreuung extern:
Monika Moises
Christian Reimers
Marion Obermüller
Peter Rebernik
AutorenInnen:
Lernpfad: Markus Artner
Mobile Anwendungen: Alexander Nischelwitzer
Finanzierung:
Die Projekte werden durch die EU Komission unterstützt und vom BM:UKK kofinanziert.
Links:
Virtuelle Schule Österreich: http://www.virtuelleschule.at
OSR – Portal: http://www.osrportal.eu
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Index
1.
Einleitung ................................................................................................................. 4
2.
„Was ist ein Lernpfad?“ ........................................................................................... 4
3.
Sammeln von Materialien ........................................................................................ 5
4.
Erstellung einer Präsentationsunterlage ................................................................... 6
5.
Wie wende ich einen Lernpfad im Unterricht an? ................................................... 7
6.
Lernpfad: Rückstoßprinzip / Rocket-Science .......................................................... 9
7.
Präsentations-Folien: Rückstoßprinzip (Rocket Science) ...................................... 11
8.
8.1.
Mobile Anwendungen: Wie ist eine mobile Anwendung aufgebaut? .................... 19
Beispiel: Rückstoßprinzip ...................................................................................... 19
Kapitel 1: Geschichte ............................................................................................. 20
Kapitel 2: Experiment ............................................................................................ 21
Kapitel 3: Erklärung ............................................................................................... 22
Kapitel 4: Anwendungen ........................................................................................ 23
Kapitel 5: weitere Anwendungen ........................................................................... 24
Kapitel 6: Quiz ....................................................................................................... 25
9.
Kurzbeschreibung des Lernpfads ........................................................................... 27
10.
Linkliste mobile Applikation „Rückstoßprinzip“ / "Rocket Science" ................... 31
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1. Einleitung
In zahlreichen EU Projekten, wie OSR – OpenScienceResources, Cosmos, Atlas@Cern,
Pathway, etc. werden Lernpfade entwickelt.
Anmerkung:
Die Begriffe zu „Lernpfad“ sind in den verschiedenen EU Projekten anders benannt. Hier
einige Beispiele:
OSR = “Educational Pathway” oder kurz “Pathway”
Cosmos = “Learning Scenario”
Atlas@Cern = „Learning Mission” oder kurz “Mission” oder “Learning with Atlas@Cern
Mission”
Pathway = “Pathway”
KLiC = “Scenario”
2. „Was ist ein Lernpfad?“
Allgemein:
Ein Lernpfad ist ein Lern-Szenario (Lernarrangement), bei dem die Abfolge von Lernschritten
(Lernaktivitäten) vorgegeben ist, um ein bestimmtes Lernziel zu erreichen. Der Begriff wird
in erster Linie im Zusammenhang mit computergestützten Lernformen verwendet.
Ein Lernpfad entsteht, wenn mehrere Lernschritte geplant und zu einem größeren Ganzen
zusammengefügt werden. Es treten neue Aspekte/Möglichkeiten auf: Projektcharakter,
selbstgesteuertes Lernen, eigenverantwortliches Arbeiten, individuelles Lerntempo,
Notwendigkeit der Dokumentation durch die SchülerInnen. Der Lehrer/die Lehrerin wird
zum/r LernorganisatorIn, die SchülerInnen erforschen und entdecken Inhalte zum Teil selbst.
Lernpfade können so im Sinne des kompetenzorientierten Unterrichtes geplant und
durchgeführt werden.
siehe dazu auch:
http://www.mathe-online.at/monk/workshops/didaktikLernpfade.html
Die Lernpfade im OSR-Portal
Die „strukturierten Lernpfade“ („educational pathways“) im OSR Portal geben nun 4
konkrete Stationen/Phasen vor, die in sich wieder in einzelne vordefinierte (Lern-) Schritte
unterteilt sind.
1.
Einführung und Anleitung:
Hier handelt es sich im wesentlichen um die Beschreibung des Lernpfads mit Hinweisen
für LehrerInnen, die diesen Lernpfad verwenden möchten.
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2.
Vorbereitungsphase („Pre-Visit“):
In dieser Lernphase sollte die Neugier der SchülerInnen zum Thema geweckt werden
(z.b. durch Experimente, Aufwerfen von Fragestellungen durch den Lehrer/die Lehrerin,
Simulationen etc.). SchülerInnen sollen hier auf bereits vorhandenes Wissen
zurückgreifen, erste Erklärungen finden oder Hypothesen aufstellen, und im Idealfall
angeregt werden, eigene Experiment- oder Untersuchungskonzepte zu dieser Thematik
zu entwickeln.
3.
Besuch („Visit“):
Bei einem Besuch im Museum/Science Center sollen die SchülerInnen in erster Linie
durch Experimentieren und Beobachtung Daten sammeln, Erklärungen für ihre
Beobachtungen/Daten formulieren sowie alternative Erklärungen diskutieren. Hier
können nach den Aktivitäten der SchülerInnen natürlich ergänzende Informationen
durch die LehrerInnen eingebracht werden.
Nachbereitungsphase („Post-Visit“):
Nach dem Besuch im Museum sollten die SchülerInnen Gelegenheit haben über ihre
Beobachtungen, Erklärungen und Thesen zu berichten. Ergänzende Materialien und
weiterführende Aktivitäten und Aufgabenstellungen zum Thema (Lernziel) sollen die
Nachhaltigkeit sichern.
4.
Neben der Möglichkeit, einen strukturierten Lernpfad im Rahmen der oben beschriebenen
Stationen/Phasen unter den vordefinierten Lernschritten in das Portal hochzuladen, können
auch „offene Lernpfade“ erstellt werden, die einen flexibleren Rahmen bieten. Es finden sich
keine vorgegebenen Definitionen der Lernschritte in den einzelnen Phasen.
3. Sammeln von Materialien
Recherchieren Sie im Internet nach passenden Materialien. Diese können sein:
-
Links zum Thema
Videos zum Thema
Bilder zum Thema
etc.
ACHTUNG: Copyright beachten
Copyright in Kürze:
-
Links setzen: diese sollten einen kurzen Hinweis zum Inhalt der Website geben
Bilder, Videos: Holen Sie die Genehmigung zur Verwendung von Bildern die Rechte
beim Urheber/in per e-mail ein! Heben Sie die e-mail auf!
Texte, Textpassagen, Dokumente: Holen Sie die Genehmigung zur Verwendung von
Bildern die Rechte beim Urheber/in per e-mail ein! Heben Sie die e-mail auf!
Zitieren Sie die Texte und achten Sie darauf, dass Kontakte genannt werden.
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-
Eigene Bilder, Texte, etc.: Geben Sie immer den Namen sowie Ihre Insitution an.
4. Erstellung einer Präsentationsunterlage
Bevor Sie einen Lernpfad ONLINE am OSR-Portal (www.osrportal.eu) erstellen, ersuchen
wir Sie, eine Präsentation oder ein Dokument mit jenen Daten anzulegen, die dann ins OSRPortal übernommen werden sollen.
Die Folien können dann auch gleichzeitig als Präsentationsunterlagen z.B. im Unterricht oder
im Museum / Science Center verwendet werden.
Hier finden Sie ein Beispiel, anhand dem ersichtlich wird, welche Materialien in einen OSR
Pathway integriert werden sollen/können:
ACHTUNG:
Was Sie nicht machen sollten!
KEINE Animationen, Videos, Buttons, etc. in die Präsentation direkt einbetten, sondern die
vollständigen Links setzen und als externen Link (eigenes Fenster) öffnen.
Begründung: Wenn Sie Ihre Präsentation weitergeben wollen, müssen Sie auch alle
intergrierten Materialien (wie Videos, Bilder, etc.) weitergeben!
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5. Wie wende ich einen Lernpfad im Unterricht
an?
1) Vorbereitungsphase: Technik
Beschreibung:
Die entsprechenden Programme (Apps, Browser, Software-Tools) sollen auf die
PCs/Netbooks/Laptops bzw. Handys installiert werden. Die Funktionstüchtigkeit der Programme soll
hier sichergestellt werden. Jegliche Kombination von Geräten (PC, Netbook, Notebook, Handies,
Tablet PCs) etc. – je nach Ausstattung der Schule bzw. der LehrerInnen und der SchülerInnen – ist
möglich.
Aufwand: ca. 2-3 Stunden (einmalig): Informatikunterricht
1. LehrerIn erhebt in der Klasse, welche Geräte die SchülerInnen generell nutzen
a. internetfähig
b. Je nachdem, wie viele Geräte: Gruppenarbeit der SchülerInnen
2. Vorbereitung der Geräte auf mobile Anwendungen, wenn nötig:
a. Installation von Flash 10.01 auf das Handy
b. Runterladen der Anwendungen (z.B. Astronomie)
c. Ausprobieren, ob Applikation auf den Handys läuft
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2) Inhaltliche Vorbereitung im Physikunterricht (Pre-Visit)
Beschreibung:
In Physikunterricht wird das entsprechende Thema vorbereitet und eine Aufgabe für den
Museumsbesuch zusammengestellt. Notwendige Zusammenhänge, Formeln und Begriffe werden
besprochen.
Aufwand: ca. 2 Stunden: Physikunterricht



Recherchen im Internet auf der Museumshomepage nach Unterlagen
Inhaltliche Vorbereitung mit Experimenten in der Klasse laut „Szenario Projekt“
Erstellen von Arbeitsblättern (z.B. mit Hotpotatoes, http://www.hotpotatoes.de)
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3) Besuch im Museum/Science Center (Visit)
Beschreibung:
Die entsprechende Aufgabenstellung soll bei einem Besuch im Museum/Science Center durch die
SchülerInnen gelöst werden.
Aufwand: ca. 6 Stunden: Besuch im Museum/Science Center

Besuch im Museum, wo der Versuch durchgeführt werden kann.
Beispiel: Rückstoßprinzip: Haus der Natur, Salzburg
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



Führung im Museum
SchülerInnen erhalten ein Arbeitsblatt (z.B. generelle Aufgabe)
SchülerInnen erstellen Fotos, ev. Videos
Nach der Führung: Mobile Anwendung am Handy, Netbook, Notebook
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4) Inhaltliche Aufbereitung und Überprüfung der Materialien (Post Visit,
Teaching Phase)
Beschreibung:
In diesem Teil werden die Materialien auf die Richtigkeit und Sinnhaftigkeit überprüft und
kontrolliert. LehrerInnen und SchülerInnen arbeiten ev. in Gruppenarbeit zusammen. Sie kreieren die
Präsentations- und Arbeitsunterlagen, die dann auf eine Lernplattform gestellt werden können.
Aufwand: ca. 2-3 Stunden: im Physikunterricht




Inhalte auswählen und überprüfen
Inhalte im Internet recherchieren (z.B. Animationen, Simulationen)
Präsentationen (z.B. besprochene Slideshares) erstellen
Lernzielüberprüfung: z.B. Quiz am Handy
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5) Nachbereitungsphase
Beschreibung:
Die erstellten Unterlagen werden auf Plattformen verbreitet und sollen im Zuge von kurzen
Präsentationen durch die SchülerInnen eventuell auch anderen Klassen vorgestellt werden.
SchülerInnen erklären anderen SchülerInnen die Produkte. Die SchülerInnen arbeiten dabei in Teams.
Aufwand: ca. 1-2 Stunden: Informatikunterricht



SchülerInnen bereiten Fotos auf und stellen sie auf eine Plattform (z.B. Moodle, LMS)
Stellen die Präsentationsunterlagen auf eine Plattform (z.B. Moodle, LMS)
Geben die Informationen an andere LehrerInnen weiter, dass die Materialien weiterverwendet
werden
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6. Lernpfad: Rückstoßprinzip / Rocket-Science
SchülerInnen sollen anhand von Impulsen und einfachen Experimenten die Gültigkeit des 3.
Newtonschen Axioms verstehen und dessen Bedeutung erfassen.
Einfache Experimente um Klassenraum knüpfen an die Erfahrungswelt der SchülerInnen an
und führen an die abstrakte Formulierung heran. Ein selbst durchgeführtes Experiment festigt
die daraus gewonnene Erkenntnis und vertieft das Verständnis. Simulationen unterstützen den
Lernprozess durch die Verwendung neuer Medien und erfüllen die Zielsetzung, IT in der
Lernphase zur differenzierten Betrachtung der Lerninhalte einzusetzen Ein an einem Science
Center durchgeführtes Experiment unterstützt den Lernprozess durch Wechsel der
Unterrichtsform zusätzlich.
Alter der SchülerInnen: 14 - 15
Lernform: Schulunterricht in Gruppen, experimentieren in Gruppen, Exkursion zu einem
Science Center
Benötigte Unterrichtszeit: 3 – 5 Stunden, exkl. Exkursion zum Science Center
Lehrplanbezug
Lehrplanbezug Physik Unterstufe AHS, 2. Klasse:
Die Welt, in der wir uns bewegen: - Ausgehend von unterschiedlichsten Bewegungsabläufen
im Alltag, im Sport, in der Natur beziehungsweise in der Technik sollen die Schülerinnen und
Schüler ein immer tiefer gehendes Verständnis der Bewegungsmöglichkeiten, der
Bewegungsursachen und der Bewegungshemmungen von belebten und unbelebten Körpern
ihrer täglichen Erfahrungswelt sowie des eigenen Körpers gewinnen.
Masse und - Kraft; Masse und Trägheit; Gewichtskraft und Reibungskraft.
- Bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge verstehen und anwenden.
Lehrplanbezug Physik Oberstufe AHS, 5. und 6. Klasse:
- mit Hilfe der Bewegungslehre (Relativität von Ruhe und Bewegung, Bewegungsänderung:
Energieumsatz und Kräfte, geradlinige und kreisförmige Bewegung, Impuls und Drehimpuls,
Modell der eindimensionalen harmonischen Schwingung) Verständnis für Vorgänge,
beispielsweise im Verkehrsgeschehen oder bei den Planetenbewegungen, entwickeln
Animationen zum Thema "Kräfte und Rückstoßprinzip"
-
Moving Man: Weg-Zeit Grafen, Kräfte und Beschleunigung
http://phet.colorado.edu/en/simulation/moving-man
Lunar-Lander: Das Rückstoßprinzip beim Landen einer Mondfähre
http://phet.colorado.edu/en/simulation/lunar-lander
Forces and motion: Kräfte und Bewegungsänderungen
http://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-and-motion
Experimenteliste
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1. Experiment zum Rückstoß im Haus der Natur (Video)
http://www.vimeo.com/12168168
2. Wasserrakete
http://www.mjasmund.de/wasser-raketen-bauanleitung.html
http://space175.unibe.ch/fileadmin/media/pdf/pet-rakete.pdf
u.v.a.m…
3. Nasa Rocket Racer
http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Roc
ket_Races.html
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7. Präsentations-Folien: Rückstoßprinzip (Rocket
Science)
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
(Das Rückstoßprinzip – 3. Newtonsches Axiom)
Lernszenario
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Einleitung
 Kurzbeschreibung:
 SchülerInnen entdecken das Rückstoßprinzip und das Prinzip
von Aktion und Reaktion.
 Einfache Experimente vertiefen das Verständnis
 SchülerInnen können einen Versuch zum Thema Rückstroß in
einem Science Center durchführen
 SchülerInnen erlernen mechanische Grundgesetze mit Hilfe
interaktiver Simulationen und Videos
 Alter der SchülerInnen: 12-13

Lernbereiche: Schule, Museum
 Lernzeit: etwa. 3-5 Unterrichtseinheiten
 Lehrplanbezug: Mechanik, Bewegungsarten, Kräfte
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Wecken der Neugier: – pre visit phase 1
 Durchführen eines Experiments:
 Ein Schüler/eine Schülerin versucht, auf
einem Skateboard stehend, einen Tisch zu
verschieben
 Es stellt sich heraus, dass das es unmöglich
ist, sich nicht selbst dabei zu bewegen
 Diskutiere: warum bewegt man sich auch
selbst?
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Fragen aufwerfende Aktivitäten– pre visit phase 1
Auf bestehendes Wissen zurückgreifen
 Da es eine offensichtliche Bewegung des Schülers/
der Schülerin gibt, muss es eine Kraft auf den
Schüler/die Schülerin geben
Bewegungsänderungen werden durch Kraft
hervorgerufen.
 Diese Kraft wirkt in die entgegengesetzte Richtung
wie die ursprüngliche Kraft
 Das kann durch 2 SchülerInnen auf 2 Skateboards
leicht gezeigt werden
Das 3. Newtonsche
Axiom
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Fragen aufwerfende Aktivitäten– pre visit phase 1
Auf bestehendes Wissen zurückgreifen
 Welche Beispiele zu diesem Prinzip gibt es in der
Erfahrungswelt der SchülerInnen?
 Wo wird Kraft und Gegenkraft intuitiv erfahren/
verwendet?
Aktion
Reaktion
Quelle:
http://quest.nasa.gov/space/teachers/rockets/principles.html
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Pre Visit –Phase 2: Aktives Forschen–
Erste Erklärungen finden und Hypothesen erstellen
 Entwickeln eines einfachen Experiments zum Thema
Kraft und Gegenkraft
 Experiment-Ideen und Vorschläge können auch durch
Internetrecherche in Erfahrung gebracht werden
 Durch gezieltes Hinführen sollen SchülerInnen selbst
ein Experimente-Setup entwickeln können
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Erste Erklärungen finden und Hypothesen erstellen
 Entwickeln eines einfachen Experiments zum Thema
Kraft und Gegenkraft
 Experiment-Ideen und Vorschläge können auch durch
Internetrecherche in Erfahrung gebracht werden
 Durch gezieltes Hinführen sollen SchülerInnen selbst
ein Experimente-Setup entwickeln können
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Das Ballon-Rennen
 Ein mögliches Setup könnte das: “Ballon-Rennen”
sein
Ballon-Rennen
Quelle:
http://www.nasa.gov/audience/foreduc
ators/topnav/materials/listbytype/Rock
et_Races.html
Alternative Quellen:
http://www.nrw-entdecken.de/img/pdf/vorlage_luftballon.pdf
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Pre Visit –Phase 2: Fehlkonzepte
 Identifikation möglicher Fehlkonzepte:
 Ballon-Rennen: Ein mögliches Fehlkonzept besteht darin zu
glauben, die Luft im Ballon würde die Luft außerhalb
anstoßen und sich dadurch in Bewegung setzen. Ein
Gegenargument ist, dass dieses Experiment (so wie auch
echte Raketentriebwerke) auch im Vakuum genauso
funktioniert.
 Ein weiteres Fehlkonzept besteht darin zu meinen, dass
Kraft und Gegenkraft gemeinsam 0 ergeben müssten und
daher keine Bewegung stattfinden sollte. Das Argument
dagegen besteht in den unterschiedlichen Angriffspunkten
der beiden Kräfte
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Pre Visit –Phase 2: Beobachten und Forschen:
Simulation: “the lunar Lander”
• Den “lunar lander” auf die
Oberfläche des Mondes
setzen
• Einfluss von Kraft und
Gegenkraft auf die
Beschleunigung des
landers analysieren
• Kräfte quantitativ messen
und bestimmen
Animation
Quelle:
directions
activity
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Pre Visit –Phase 2: Simulation “forces”
• Kräfte und Gegenkräfte
mit und ohne Reibung
erforschen
• Kräfte als Vektorgrößen
• Beziehungen zwischen
Kräften
Animation
Quelle:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-1d
Aktivität
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Visit - Phase 3
Experimentieren- Hinweise durch Beobachten erhalten
 Besuch eines Science-Centers: Das "Haus der Natur"
 Kraft und Gegenkraft beim Beschleunigen einer Druck-Pet-Flasche
 Die Flasche beim Durchqueren der Röhre beobachten
 Von Wissenschaftlern mehr über die Newtonschen Gesetze und deren
Anwendungen erfahren
Video
Quellen:
http://vimeo.com/12168168
http://www.hausdernatur.at/
aktuelles.html
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Visit - Teaching Phase 4
Diskussion – Erklärungen finden
 Eine Wasserrakete selbst bauen
 Bau einer Wasserrakete als Klassenprojekt
 Den Flug beobachten
 Die Funktionsweise und Hintergründe
beschreiben und erklären
Quellen:
http://www.lenkdrachen.com/wasserrakete.de/bottle-rocket/html_seiten/frameseite.htm
http://www.dlr.de/schoollab/Desktopdefault.aspx/tabid-1985/2833_read-4370/
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Visit - Teaching Phase 4
Diskussion – Erklärungen und Anwendungen finden
 Das Prinzip der Wasserrakete verallgemeinern:
 Informationen zu Raketen und deren Antrieb im Internet
finden
 Das Prinzip der Schubkraft durch Raketentreibstoffe
verstehen
 Die Steuerungsmöglichkeiten von Raketen und Shuttles
verstehen und erklären können
Quelle:
http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Applying_Ne
wtons_Laws.html
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Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Post visit Teaching phase 5: Diskussion und
Analyse
 Weitere Informationen über Raketen
 Videos von Raketen und Raketenstarts
 Raketenantriebe: Funktionsweise von Triebwerken
 Energieverbrauch und Schubkraft von Raketen
Start der „Discovery“
 Welchen Einfluss hat das Rückstoßprinzip auf den Alltag?
 Fortbewegungsarten
 aus einem Boot steigen, ausrutschen
 In Gruppenarbeit Ideen sammeln und präsentieren
Rocket Science
Markus Artner
BG Neunkirchen
Lernszenario
Post visit Teaching phase 5: Diskussion und
Analyse
 Ideen sammeln und präsentieren
Waffen
Wings of an
aircraft
Luftfahrt
Radioaktiver
Zerfall
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8. Mobile Anwendungen: Wie ist eine mobile
Anwendung aufgebaut?
8.1. Beispiel: Rückstoßprinzip
Diese Applikation beinhaltet Theorie zu den Kräften und einen
Überblick über Newton und seine Axiome. Ebenso gibt es eine
einfache Bauanleitung für einen Luftraketenwagen, Videos und
viel Information zum Thema Rückstoßprinzip bzw. zur
Entwicklung von Raketen.
Mobile Lernsequenz
 Aufbau: geschichtlicher Überblick, Experiment und
Erklärung, Anwendung, Fakten, Quiz
 Zielgruppe: ab 15 Jahre
 Unterrichtsgegenstände Physik, Mit Hilfe der
Bewegungslehre (Bewegungsänderungen, Kräfte, geradlinige und kreisförmige
Bewegung, Impuls und Drehimpuls) Verständnis für Vorgänge entwickeln.
 Weitere Materialien: Lernpfad
 Museum/Science Center/Wissenschaftlerin: Haus der Natur, Salzburg
 Mobil (FH): http://mox.fh-joanneum.at/raketenantrieb/
Einstieg und Index
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Kapitel 1: Geschichte
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Kapitel 2: Experiment
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Kapitel 3: Erklärung
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Kapitel 4: Anwendungen
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Kapitel 5: weitere Anwendungen
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Kapitel 6: Quiz
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9. Kurzbeschreibung des Lernpfads
Grundinformationen
Szenario-Akronym
Rocket Science
Szenario-Name
Rocket Science
Lehrfächer
Physik
Zeitlicher
Rahmen
Altersgruppe
14 - 15
Teamgröße
Deutsch/ Englisch
Schulstufe
Version
Schultyp
Sprache der
Dokumente
AutorInnen
Datum
Veröffentlichung
Telefonnummer
Website
Kontaktinformation / AutorInnen
Markus Artner
Oktober/November 2010
Schule / Uni /
FH
Fax
Mailadresse
120 – 150
bzw. 300 - 450 (Projekt
pet-Rakete)
Klasenverband, 3 – 5
(Experimente)
8-9
1.0.2.98.3367
BG Neunkirchen
[email protected]
Ressourcen – Wahl der Unterrichtsmedien
Ort der
Durchführung
Benötigte IKTUmgebung
Weitere
Unterrichtsmedien
Schulklasse/ Museum
Räumliche Voraussetzungen: keine
Schulklasse: ev. Informatiksaal
Museum: Handy mit Android-Betriebssystem
Bastelmaterial lt. Experimenteanleitung
Szenariovorlage Version 2.0
Materialien – Zusatzdokumente – Möglichkeiten zur Auswahl (freiwillig)
Informationsobjekte
Students directions lunar lander game (Enghlisch): Anleitung für Schüler
Beschreibungen
zur Bedienung der Animation "lunar lander"
Teacher Lesson Plans lunar lander game (Englisch): Guideline für Lehrer
zur Verwendung der Animation "lunar lander"
Wasserrakete Berechnung: Mathematische und physikalische Grundlagen
der Technologie von Raketen, speziell für Wasserraketen samt Erklärung
und Formelwerk
Lernobjekte/
Lernobjekt 1:
Materialien
a) Video "Rückstoß_Video": Videos des Modellexperiments zum Rückstoß
aus dem Haus der Natur (im folgenden abgekürzt durch: HdN)
b) Video "sts-131_launch": Video der NASA zum Start der Discovery
Lernobjekt 2:
a) Experiment "Luftballonrakete": Anleitung zum Bau einer
Luftballonrakete, Modellexperiment zum Rückstoß
b) Experiment "Nasa Rocket Racer": Modellexperiment zum
Rückstoßprinzip
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c) Experiment bzw. Projekt "pet-Rakete": Detaillierte Anleitung zum Bau
einer Wasserrakete. Zeitrahmen mindestens 1 Schultag
Lernobjekt 3: Animationen und Simulationen
a) lunar lander: http://phet.colorado.edu/en/simulation/lunar-lander
Lernobjekt 4: Bilder
a) atlantis_sts-106
b) Luftballonfahrzeug
c) Mercury-Programm: Raumkapsel (HdN)
d) Rückstoß Gewehr
e) SaturnV
f) Start einer Wasserrakete (HdN)
g) V2
h) Versuch Wasserrakete (HdN)
i) Wasserrakete Grafik
j) Weltraumhalle (HdN)
k) Wernher von Braun
Lernobjekt 5: Tabellenkalkulations-Anwendungen: keine
Lernobjekt 6: Dokumente
a) Students directions lunar lander game (Englisch)
b) Teacher Lesson Plans lunar lander game (Englisch)
c) Wasserrakete Berechnung
Lernobjekt 7: Präsentationsmaterialien: keine
Lernobjekt 8: Quizzes: siehe dazu Applikation
Rocket_Science_Lernszenario_kurz
Pädagogisches Design des Szenarios
Angestrebte
(Lern-)Ziele
Lernziele bezüglich Thema/Inhalte, zu erwerbende Kompetenzen
Schüler sollen anhand von Impulsen und einfachen Experimenten die
Gültigkeit des 3. Newtonschen Axioms verstehen und dessen Bedeutung
erfassen.
Einfache Experimente um Klassenraum knüpfen an die Erfahrungswelt der
Schüler an und führen an die abstrakte Formulierung heran. Ein selbst
durchgeführtes Experiment festigt die daraus gewonnene Erkenntnis und
vertieft das Verständnis. Simulationen unterstützen den Lernprozess durch
die Verwendung neuer Medien und erfüllen die Zielsetzung, IT in der
Lernphase zur differenzierten Betrachtung der Lerninhalte einzusetzen
Ein an einem Science Center durchgeführtes Experiment unterstützt den
Lernprozess durch Wechsel der Unterrichtsform zusätzlich.
Bezug zum Lehrplan:
Lehrplanbezug Physik Unterstufe AHS, 2. Klasse:
Lehrplan Physik Unterstufe AHS, 2. Klasse:
Die Welt, in der wir uns bewegen:
- Ausgehend von unterschiedlichsten Bewegungsabläufen im Alltag, im
Sport, in der Natur beziehungsweise in der Technik sollen die Schülerinnen
und Schüler ein immer tiefer gehendes Verständnis der
Bewegungsmöglichkeiten, der Bewegungsursachen und der
Bewegungshemmungen von belebten und unbelebten Körpern ihrer
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täglichen Erfahrungswelt sowie des eigenen Körpers gewinnen.
- Kraft; Masse und Trägheit; Gewichtskraft und Reibungskraft.
- Bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge verstehen und
anwenden.
Lehrplan Physik Oberstufe AHS, 5. und 6. Klasse:
- mit Hilfe der Bewegungslehre (Relativität von Ruhe und Bewegung,
Bewegungsänderung: Energieumsatz und Kräfte, geradlinige und
kreisförmige Bewegung, Impuls und Drehimpuls, Modell der
eindimensionalen harmonischen Schwingung) Verständnis für Vorgänge,
beispielsweise im Verkehrsgeschehen oder bei den Planetenbewegungen,
entwickeln
Integration v.
informellem und
formellen „Vorwissen“ der
SchülerInnen
Motivation und Bedingungen der SchülerInnen
Interesse, Begeisterung für Natur und Technik und deren historische
Entwicklungen sowie für das technisch Machbare. Interesse für Raumfahrt
an sich und an den Besonderheiten dieser technischen Errungenschaft des
Menschen
Erforderliche Grundkenntnisse der Klasse
Kraft und Wirkungen, Druck und Temperatur, Grundlagen der Wärmelehre
IKT Voraussetzungen der Klasse
Klasse: keine, Informatikraum für diverse Unterrichtsphasen
Pädagogisches
Vorgehen
Methodik/Didaktik
IKT Einsatz:
Simulationen im Informatikraum, nach der Klassenphase zur Theorie
dienen zum besseren und anschaulicherem Verständnis
Methodenauswahl:
LS-Gespräche zur Erarbeitung der Theorie, Simulationen in Einzel- oder
Gruppenarbeit, Videos im Klassenverband, Experimentieren im
Gruppenverband in Form von Projektunterricht (optional)
Inhaltsentscheidungen: Grundsätzlich siehe dazu Lehrplan der Unterstufe
Physik, Experimente und Anschauungsmaterialien wurden nach Qualität
und Verfügbarkeit ausgewählt. Raumfahrt ist eine besondere technische
Innovation des 20. Jahrhunderts, die Mondlandung gehört zu den
bedeutendsten Momenten. Dieses Thema fasziniert Schüler in einem
breiten Altersspektrum
didaktische Vorgehensweise: siehe dazu Rocket_Science_Szenario lang.
Besonderes Augenmerk fällt dabei (wenn möglich) auf die
Experimentierphase
Beschreibung der
Lernaktivitäten
Ablauf, Unterrichtsschritte, Lernphasen: siehe dazu
Rocket_Science_Szenario_lang. Alle entscheidenden inhaltlichen und
didaktischen Überlegungen sind darin explizit erklärt und beschrieben.
Simulation "lunar lander": Auf spielerische Art wird der Effekt des
Rückstoßes beim Landen einer Mondfähre erfahren. Die
Zusatzinformationen Spritverbrauch, Gravitation ergeben ein einfaches
Bild von den zu bewältigenden Problemen der wesentlich komplizierteren
Praxis
Pet-Rakete: Bau einer aus einfachen Materialien zusammengesetzten
Wasserrakete.
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methodische Hinweise: Vorbereiten der Experimentiermaterialien (petRakete), lenkendes Heranführen an die Inhalte der interaktiven
Simulationen und Animationen. Die nötigen Schritte ergeben sich erst aus
den jeweiligen Problemen und Gegebenheiten. Das Interesse für die
Praxisbezogenheit der Newton-Gesetze soll sich aus dem Besuch des
Science-Centers und aus den weiterführenden Inhalten (Raketen und
Raumfahrt) vertiefen.
Detailbeschreibungen: siehe Lernobjekte
Lerntransfer
Evaluation
Lernzielkontrolle durch gewöhnliche Formen der Leistungsbeurteilung im
Unterricht
Weitere
Informationen
keine
___________________________________________________________________________
30
___________________________________________________________________________
10. Linkliste mobile Applikation
„Rückstoßprinzip“ / "Rocket Science"
-
-
Isaac Newton
http://de.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
VIDEO: Rückstoßprinzip, Haus der Natur
http://www.vimeo.com/12168168
Rocket Racer
http://teachers.egfi-k12.org/activity-ballon-powered-car/
Start einer Wasserrakete
Start der Raumfähre Atlantis
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-106/html/ksc_00pd_1263.html
VIDEO: Start der Raumfähre Discovery
http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html
Wernher von Braun
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Wernher_von_Braun.jpg
Start einer V2
http://de.wikipedia.org/wiki/A4_(Rakete)
Weltraumhalle im "Haus der Natur"
http://www.hausdernatur.at/weltraum.html
Saturn V
http://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_%28Rakete%29#Saturn_V
AKTIVITÄT: Luftballonrakete
http://www.leifiphysik.de/web_ph11/heimversuche/05luftballonrakete/luftballonrakete.htm
SIMULATION: Lunar Lander
SIMULATION: Forces
Linkliste Szenario "Rocket Science" lang (OSR Portal)
A) Bilder
- Bart_is_moving_a_desk
selbst aus mehreren Grafiken (Clipart) erstellt.
- Karateschlag
http://www.cityofflinflon.com/index_000.html
balloon_and_air, skateboard, cannon
http://quest.nasa.gov/space/teachers/rockets/principles.html
- balloon_racer
- Lunar_Lander
- Alpha-Zerfall:
http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2002/pri026
9.htm
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31
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Experiment_Haus_der_Natur: Aus dem Video "Rückstoßprinzip"
- waterrocket_assembly
- Start einer Wasserrakete
- space_shuttle_sts_106
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-106/html/ksc_00pd_1263.html
- weapon_reaction
http://www.pakpassion.net/ppforum/showthread.php?t=107227
- Newtons_third_law_aircraft
http://wright.nasa.gov/airplane/newton3.html
- rocket_science
http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Adventures_in_Rocke
t_Science.html
B) Animationen
- Lunar_Lander (PHET)
- forces (PHET)
C) Experimente
- Rocket_Races (NASA):
- Luftballonrakete
- Pet_Rakete
http://www.dlr.de/schoollab/Desktopdefault.aspx/tabid-1985/2833_read-4370/
D) Dokumente
- The_nature_of _Newtons_third_law
selbst erstellt
- Lunar_Lander (PHET)
- student_directions_lunar_lander game (PHET),
teacher_lesson_plans_lunar_lander_game (PHET)
- work_sheet_forces (PHET), selbst erstellt aus:
- Höhenflug einer Wasserrakete
www.schulphysik.de/strutz/WasserRakete.pdf
- Applying_Newtons_third_law
- http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Rockets.html
E) Videos
- Rückstoßprinzip_Haus_der_Natur
http://vimeo.com/12168168
- VIDEO: Start der Raumfähre Discovery
http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html
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Rückstoßprinzip - Virtuelle Schule

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