Kraft und Reibung

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler den Reibungsbegriff am Beispiel des Kraftfahrzeugs kennen. Dabei werden Anwendungsbezüge zu den Bremsen und den Reifen am Auto hergestellt.

Unterrichtseinheit

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die Unterrichtseinheit führt entsprechend des Rahmenlehrplans der Sekundarstufe I für das Fach Physik den Reibungsbegriff ein. Die Unterrichtseinheit setzt einen experimentellen Schwerpunkt und erarbeitet verschiedene Anwendungsbezüge des Fachthemas im Kontext des Kraftfahrzeuges (Kfz).

Konkret werden fachlich die Haft-, Gleit- und Rollreibung eingeführt. Diese Fachkenntnisse werden auf die Bereiche "Bremssysteme" und "Reifen" am Kraftfahrzeug angewendet und dabei zwischen erwünschter und unerwünschter Reibung unterschieden.

Die physikalischen Inhalte werden jeweils durch visuelle Impulse, welche den jeweiligen Kfz-Bezug beinhalten, eingeführt und die Schülerinnen und Schüler werden ermuntert, physikalische Fragestellungen zu formulieren.

Anschließend werden alle Inhalte zunächst experimentell untersucht und anhand derer wesentliche Fachkenntnisse erworben und formuliert. Der experimentellen Methode als besondere physikalische beziehungsweise naturwissenschaftliche Strategie kommt somit eine grundlegende Bedeutung in dieser Unterrichtseinheit zu.

Eingebettet wird die Kenntnisgewinnung dann in den Kontext "Kraftfahrzeug". Dabei werden Kontexte aufgegriffen, die an Alltagserfahrungen der Lernenden anknüpfen (zum Beispiel Notweg bei steilen Bergstraßen, Reifenprofile am Auto, Aquaplaning et cetera). Durch diese gezielte Auswahl an Anwendungsbeispielen im Themenfeld Kfz erwerben die Schülerinnen und Schüler Grundlagen und Fachkenntnisse, um das Verstehen und Beherrschen physikalisch-technischer Systeme und Geräte aus der persönlichen Erfahrungswelt zu ermöglichen.

Die Lernenden erhalten dabei die Möglichkeit, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten im Zusammenhang mit dem Themenfeld allein und in Zusammenarbeit mit anderen zu entwickeln, anzuwenden und im Plenum zu diskutieren.

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Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Unterrichtseinheit thematisiert die zum Beispiel im Rahmenlehrplan des Landes Berlin für die Jahrgangsstufen 9/10 geforderten Inhalte zum Reibungsbegriff im Bereich "Kraft und Beschleunigung" und entwickelt die prozessbezogenen Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung gezielt weiter. Der Kontext Kraftfahrzeug (Kfz) ist den Schülerinnen und Schülern aus persönlichen Alltagserfahrungen bekannt und kann auch im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise in handwerklichen Berufen im Bereich des Kfz oder auch in Ingenieurs-Berufen.

Um den Reibungsbegriff fachlich fundiert einführen zu können, sind Vorkenntnisse zu "Kräften" notwendig, die im Rahmen des Reibungsbegriffs noch einmal aufgegriffen und vertieft werden können. Des Weiteren bietet die Unterrichtseinheit Anknüpfungspunkte an die Bereiche "Energie und Energieumwandlungen".

In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und die Arbeit im Plenum angewandt, um eine Aktivierung aller Lerntypen zu erreichen. Dabei wird auf naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung wie das Entwickeln und Bearbeiten physikalischer Fragen und das experimentelle Arbeiten ein besonderer Fokus gesetzt.

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • beschreiben Reibungskräfte, die die Bewegung zweier sich berührender Körper, die sich unterschiedlich schnell bewegen, hemmen.
  • erläutern den Einfluss von Reibungskräften.
  • wenden ihre physikalischen Kenntnisse zu Reibungskräften auf Gegebenheiten im alltäglichen Leben an.

Medienkompetenz 

Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text aufgabengeleitet entnehmen und wiedergeben.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • kommunizieren adressatengerecht und verknüpfen dabei Alltags- und Fachsprache situationsgerecht.
  • verbessern ihre Fähigkeiten, ihre Erkenntnisse zu präsentieren.
  • arbeiten in Gruppen oder in Paararbeit.

Portalanbieter

Kooperationspartner

Anbieter der Unterrichtseinheit

Auszeichnungen

Autorin

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Maria Lenk

Maria Lenk ist Gymnasiallehrerin für die Fächer Mathematik und Physik. Neben ihrer Tätigkeit als Lehrkraft hat sie bereits viel praktische Erfahrung in der Erstellung von Unterrichtsmaterialien, interaktiven Übungen und dem Schreiben von Skripten für Lernvideos sammeln können.

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