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>> Bewegung von Elektronen in elektrischen und magnetischen Feldern

Keine Kommentare zu >> Bewegung von Elektronen in elektrischen und magnetischen Feldern
Tolles Lernmaterial der Uni München mit vielen Aufgaben, Simulationen, virtuellen Experimenten, incl. Ergebniskontrolle
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Nutzung als selbstständige Schüleraktivität:

Die Lernumgebung bietet den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit die klassischen Demonstrationsexperimente selbst zu steuern, Auswirkungen der einzelnen Parameter zu erkunden und den Prozess zur mathematischen Beschreibung der Bewegung selbstständig zu beschreiten. Unterstützt werden Sie dabei von verschiedenen Hilfen, individuellem Feedback und einer Reihe von Zwischenfragen und Aufgaben zur individuellen Lernkontrolle. Daher ist es möglich, dass sich Schülerinnen und Schüler die zentralen physikalischen Inhalte der Themenkomplexe selbstständig oder in Kleingruppen erarbeiten. Dazu sollte der Physikunterricht für mindestens 30 Minuten im Computerraum stattfinden. Eine abschließende Reflexion der Inhalte im Unterrichtsgespräch sowie ein kurze Präsentation der Experimente als Demonstrationsexperiment ist aus unserer Sicht auch in diesem Setting sinnvoll und gewinnbringend. Ebenso sollten verschiedene Aufgaben zur weiteren Vorbereitung auf Klausuren und Abitur bearbeitet und gerechnet werden.
Für ganz freie, ungelenkte Experimentiermöglichkeiten im Sinne von inquiry-based Learning stehen die zentralen Experimenteauch in einer virtuellen Version zur Verfügung, die keine Aufgaben, Hilfen usw. beinhaltet.

Nutzung als Unterstützung im Unterricht:

Auch als Hilfsmittel zu den Demonstrationexperimenten im ‘normalen’ Unterricht können die Lernumgebung oder die reinen Experimentierseiten hilfreich sein. So veranschaulicht bspw. die Simulation der Elektronenkanone die dort ablaufenden Vorgänge und hilft Schülerinnen und Schülern diese zu erfassen. Bei der quantitativen Betrachtung ermöglichen die Webseiten ein schrittweises Überprüfen von den gewonnen Erkenntnissen. Die Möglichkeit einen beliebigen Funktionsgraphen über Bilder des Realexperimentes zu legen, erlaubt das einfache, schnelle und eindrückliche Überprüfen von im Unterrichtsgespräch entwickelten Funktionen. Auch die Übungen zu den Versuchsaufbauten können gut im Unterrichtsgespräch genutzt werden. Besonders eindrucksvoll können diese durch die Drag-and-Drop Bearbeitung an einem interaktiven Whiteboard genutzt werden.

Nutzung in der Unterrichtsvor- oder -nachbereitung:

Zur selbstständigen Vor- und Nachbereitung in Form von Hausaufgaben können die Seiten ebenfalls eingesetzt werden. In der Vorbereitung ermöglicht die Umgebung individuelle Erfahrungen mit dem Experiment und den Einflüssen der einzelnen Parameter. Somit wird eine Vorwissensbasis geschaffen, an die im Unterricht angeknüpft werden kann. In der Nachbereitung erlaubt die Umgebung den Schülern das individuelle Wiederholen einzelner experimenteller Schritte und eine genau Nachverfolgung der mathematischen Betrachtungen. Das implementierte Feedback der Umgebung bietet dabei Orientierung über richtige und nicht zutreffende Vorstellungen. Auch bei der Vorbereitung auf Klausuren und Abitur können die Webseiten den Schülerinnen und Schülern hilfreich sein.

Zur Evaluation und weiteren Verbesserung der Lernumgebung suchen wir interessiert Lehrerinnen und Lehrer, die Lernumgebung in ihrem Unterricht einsetzen wollen. Wir bieten hierfür zu den unterschiedlichen Bereichen ein vollständiges Materialset für etwa 90 Minuten an. Bei Interesse und für weitere Informationen schreiben Sie einfach eine E-Mail an Stefan.Richtberg@physik.uni-muenchen.de.

http://www.didaktik.physik.uni-muenchen.de/elektronenbahnen/

Verschiedene Experimente werden verständlich erklärt und können direkt online in der Simulation durchgeführt werden.

Grundsätzliche Idee der Webseite:

Konzipiert ist die Lernumgebung insbesondere für Schülerinnen und Schüler der Oberstufe. Auf phänomenologischer Ebene und für einführende Betrachtungen können Teile der Seite aber auch problemlos in der Mittelstufe zum Einsatz kommen. Inhaltlich abgedeckt werden vier zentrale Bereiche:

  • die Beschleunigung im Längsfeld (Elektronenkanone)
  • die Ablenkung im elektrischen Querfeld
  • die Kreisbewegung im homogenen Magnetfeld mit Bestimmung der spezifischen Elektronenladung e/m
  • die Anwendungen in der Technik, wie Geschwindigkeitsfilter oder Zyklotron

Neben der phänomenologischen Betrachtung spielen mathematische Beschreibungen der verschiedenen Bewegungen sowie Kräftebetrachtungen eine wichtige Rolle.

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Achim Rhein – 6. November 2016 – Keine Kommentare

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