Physik

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klassen 7–8 vermittelt den Schülerinnen und Schülern zentrale Kompetenzen im Bereich der Mechanik und Kräfteübertragung mittels schiefer Ebene, Flaschenzug und Zahnrädern. Die Kraftwandler werden durch lebensnahe Anwendungsbeispiele aus der LandBauTechnik veranschaulicht. Die vorliegende Unterrichtseinheit behandelt zentrale mechanische Prinzipien anhand lebensnaher Kontexte aus der LandBauTechnik und ist auf vier Stunden ausgelegt. Im Mittelpunkt stehen die einfachen Maschinen schiefe Ebene, Flaschenzug und Zahnräder, mit deren Hilfe Kräfte übertragen und verändert werden können. Dabei setzen sich die Schülerinnen und Schüler unter anderem mit der Frage auseinander, wie schwere Lasten effizient bewegt werden können, und lernen die dahinterliegenden physikalischen Zusammenhänge kennen. Die Erarbeitung erfolgt über alltagsbezogene Anwendungsbeispiele und stellt dabei immer wieder Bezüge zur LandBauTechnik her. Zu Beginn der Einheit wird die zentrale Problemstellung der Unterrichtseinheit eingeführt und die Schülerinnen und Schüler lernen die drei thematisierten einfachen Maschinen (schiefe Ebene, Flaschenzug, Zahnräder) kennen. Die Lernenden erproben in einem einfachen Experiment zur schiefen Ebene den Zusammenhang zwischen Rampenlänge, Weg und benötigter Kraft. Das Prinzip des Flaschenzugs wird anhand eines Erklärvideos und anschließender Aufgaben erarbeitet. Im weiteren Verlauf steht das Thema Zahnräder im Fokus. Mithilfe interaktiver Simulationen lernen die Schülerinnen und Schüler, wie sich Kraft und Geschwindigkeit über Zahnräder verändern lassen. In einer abschließenden Anwendungseinheit übertragen die Lernenden ihr Wissen auf konkrete Situationen aus der LandBauTechnik. Die vorliegende Unterrichtseinheit ist im Rahmenlehrplan Physik für die Sekundarstufe I in Nordrhein-Westfalen im Inhaltsfeld 7 "Bewegung, Kraft, Energie“ verankert. Die physikalischen Inhalte werden dabei motivierend in lebensnahen Anwendungskontexten aus der LandBauTechnik eingebettet, was die Relevanz für die Lernenden steigert und den Transfer in die Lebenswelt fördert. Vorkenntnisse zur Kraft als gerichtete Größe sind für die Einheit notwendig. Wissenslücken in diesem Bereich können jedoch im Rahmen der Unterrichtseinheit optional wiederholt bzw. nachgearbeitet werden. Dadurch können auch leistungsschwächer Lernende unterstützt werden. Leistungsstarke Schülerinnen und Schüler erhalten an verschiedenen Stellen hingegen die Möglichkeit, über zusätzliche Aufgaben und Denkanstöße weiterführende Inhalte zu erarbeiten. Durch solche Differenzierungsoptionen wird die Einheit den unterschiedlichen Vorkenntnissen, Fähigkeiten und Lernrhythmen der Schülerinnen und Schüler gerecht. Methodisch wechseln sich Einzel-, Paar- und Gruppenarbeiten sowie Unterrichtsgespräche ab, um unterschiedliche Sozialformen und Lernstile zu berücksichtigen. Das Gruppenpuzzle ermöglicht es, dass Schülerinnen und Schüler Verantwortung für bestimmte Themenbereiche übernehmen und ihr Wissen anschließend an andere weitergeben. Diese Vielfalt fördert nicht nur die aktive Beteiligung, sondern auch kooperatives Lernen und selbstständiges Erarbeiten komplexer Sachverhalte. Die Beschäftigung mit einfachen Maschinen und deren Anwendung in der LandBauTechnik ist von hoher Bedeutung, da sie grundlegende physikalische Prinzipien anschaulich macht und einen Einblick in technische Lösungen des Alltags bietet. Dadurch wird das Verständnis für Technik und Naturwissenschaften gestärkt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, wie einfache Maschinen Kräfte übertragen und verändern. können den Einfluss der Rampenlänge auf die benötigte Kraft bei der schiefen Ebene beschreiben. können das Prinzip eines Flaschenzugs erläutern. können die Goldene Regel anhand der Kraftwandlung an einfachen Maschinen erläutern. können beschreiben, wie sich Kraft und Geschwindigkeit über Zahnräder verändern lassen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Video entnehmen und verschriftlichen . können Informationen und Daten analysieren, interpretieren und kritisch bewerten. können sich Informationen selbst erschließen und adressatengerecht aufbereiten. können digitale Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten zielorientiert und kriteriengeleitet in Einzel-, Gruppen- und Paararbeit. verbessern ihre Fähigkeiten ihre Erkenntnisse zu präsentieren. kommunizieren adressatengerecht und verknüpfen dabei Alltags- und Fachsprache situationsgerecht.

Die Unterrichtseinheit für Physik der Klassen 9–10 thematisiert den Zusammenhang zwischen Schwingung, Strom und Schall. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau elektrodynamischer, elektromagnetischer und piezoelektrischer Schallwandler kennen und erörtern, wie akustische Signale erzeugt, übertragen und wiedergegeben werden. Am Beispiel moderner Hörtechnik wird der Nutzen dieser Systeme verdeutlicht. Mithilfe des Arbeitsblatts 1 lernen die Schülerinnen und Schüler, die Funktionsweise eines Schallwandlers in eigenen Worten zu beschreiben und dessen Bedeutung für den Alltag zu erkennen. Um einen fächerübergreifenden Ansatz zu ermöglichen, setzen sie sich damit auseinander, in welchen Geräten Schallwandler verbaut sind und welchen Nutzen diese haben. Sie sehen, dass Schallwandler in vielen Geräten des täglichen Lebens eingebaut sind und in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der Unterhaltungselektronik oder im Gesundheitswesen. Ein fächerübergreifender Ansatz ergibt sich daraus, dass sie die Funktionsweise von Schallwandlern kennenlernen und ihre Bedeutung für den Alltag reflektieren. So kann die Einheit sowohl im Physik- als auch im Sozialkundeunterricht eingesetzt werden. Besonders der Sachbezug zum Hörakustik-Handwerk verdeutlicht die Relevanz von Schallwandlern für den Gesundheitsbereich. Neben der theoretischen Auseinandersetzung bietet eine optionale Zusatzaufgabe die Möglichkeit, Kopfhörer oder Lautsprecher auseinanderzubauen. Diese praktische Erfahrung kann im Rahmen einer Projektwoche oder, sofern es der Unterrichtsverlauf erlaubt, im regulären Unterricht umgesetzt werden. Dadurch erhalten die Lernenden einen direkten Zugang zu den verschiedenen Komponenten eines Schallwandlers und können deren Funktionen besser nachvollziehen. Arbeitsblatt 2 vertieft das Wissen über verschiedene Typen von Schallwandlern. Durch Informationstexte erfassen die Lernenden deren Aufbau und formulieren die Funktionsweise in eigenen Worten. Der thematische Bezug zum Hörakustik-Handwerk verdeutlicht, warum Schallwandler nicht nur im technischen, sondern auch im gesundheitlichen Bereich eine wichtige Rolle spielen. Auf Arbeitsblatt 3 setzen sich die Schülerinnen und Schüler speziell mit dem Hörgerät als Schallwandler auseinander. Sie beschriften die einzelnen Bestandteile eines Hörgeräts und erklären, wie der Schall darin verarbeitet wird. Darüber hinaus lernen sie verschiedene Arten von Hörgeräten kennen, vergleichen deren Vorteile und mögliche Nachteile und setzen sich mit der technologischen Entwicklung dieser Geräte auseinander. Die Materialien sind für den Einsatz im Physikunterricht der Klassenstufen 9 bis 10 konzipiert und ermöglichen eine fächerübergreifende Betrachtung von Schallwandlern. Die Unterrichtseinheit knüpft an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler an und arbeitet mit praxisnahen Beispielen. Lernende sollen durch eigene Erfahrungen und die aktive Auseinandersetzung mit der Thematik dazu ermutigt werden, sich Wissen eigenständig anzueignen. Die Erarbeitung erfolgt in Einzel- oder Paararbeit, wodurch die Selbstständigkeit gefördert wird. Ergänzend dazu ist ausreichend Zeit für gemeinsame Diskussionen im Plenum vorgesehen, insbesondere zur Relevanz von Schallwandlern im Alltag. Hierbei stehen verschiedene Anwendungsbereiche wie Unterhaltung, Gesundheit und Lebensqualität im Fokus. Der Bezug zum Thema wird über bekannte Geräte geschaffen, wie Kopfhörer oder Smartphones. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf der gesellschaftlichen Bedeutung von Schallwandlern, insbesondere im Bereich der Hörgeräte. Die Lernenden setzen sich mit der sozialen und gesundheitlichen Relevanz dieser Technologie auseinander und reflektieren deren Einfluss auf den Alltag. Dabei erhalten sie die Möglichkeit, ihre Erkenntnisse auszutauschen und optional (durch Zusatzaufgaben) zu vertiefen. Die physikalischen Inhalte eignen sich besonders zur Erweiterung des Lehrplanthemas "Akustik" und können durch die Unterrichtseinheiten " Schall und Akustik " und " Hörst du mich? " ergänzt werden. Auch im Ethikunterricht sowie ergänzend im Physikunterricht kann das Thema im Hinblick auf seine gesellschaftliche Bedeutung betrachtet werden, was eine ganzheitliche Sichtweise ermöglicht. Das Hörakustiker-Handwerk eignet sich dabei als Anschauungsbeispiel, um den Aufbau von Schallwandlern in der Schule zu erklären, da es die Bereiche Physik, Technik, Biologie und Ethik verbindet. Durch die Möglichkeit zur Differenzierung lassen sich die Aufgaben an das jeweilige Leistungsniveau der Lerngruppe anpassen. Die Materialien eignen sich für leistungsstarke Lerngruppen der Sekundarstufe I und für Lernende der Sekundarstufe II. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erwerben tiefgreifende fachliche Kenntnisse über Schallwandler und deren Anwendungsgebiete. wissen, wie elektrische Signale durch Schallwandler in Schall umgewandelt werden und können den Aufbau eines Lautsprechers und eines Mikrofons erklären. können Beispiele für den Einsatz von Schallwandlern im Alltag nennen und deren Bedeutung für die Bereiche Kommunikation und Technik erläutern. lernen verschiedene Schallwandler und deren Funktionsweise zu unterscheiden. lernen physikalische Effekte wie beispielsweise den piezoelektrischen Effekt kennen. verstehen die Bedeutung von Schallwandlern für alltägliche Prozesse. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben und festigen den Umgang mit digitalen Endgeräten durch die Einbindung von Erklärvideos und Rechercheaufträgen. gewinnen Informationen aus verschiedenen Medien wie Text, Videos und Webseiten. lernen, recherchierte Informationen zu präsentieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können sachlich miteinander in der Gruppe kommunizieren. können gemeinsam Aufgaben bearbeiten und präsentieren. arbeiten kooperativ in Zweiergruppen und in Kleingruppen. Verwendete Literatur Michael Dickreiter , Volker Dittel , Wolfgang Hoeg und Martin Wöhr (2008): Handbuch der Tontechnik K.G. Saur. Zollner, Manfred und Zwicker, Eberhard (1993): Elektroakustik; Springer-Verlag, 3. Aufl., Berlin.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7 erörtert die Grundlagen der Wärmeübertragung. Die Schülerinnen und Schüler erforschen in Experimenten, wie Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmeaustausch funktionieren. Eine Animation veranschaulicht die Funktionsweise von Wärmetauschern. In Gruppenarbeit werden Begriffe wie Wärmemenge, Wärmespeicher und Wärmerückgewinnung vertieft und praxisnah mit dem Thema Heizung verknüpft. Die Unterrichtseinheit bearbeitet das Thema "Wärmetauscher" und knüpft dabei im Kontext Sanitär, Heizung und Klima an die Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler an. Die Unterrichtseinheit kann in vier Einzelstunden oder alternativ in zwei Doppelstunden bearbeitet werden. Zunächst wird über die Raumtemperatur im eigenen Zuhause an die Alltagserfahrung der Schülerinnen und Schüler angeknüpft. In diesem Kontext wird auf die Übertragung von Wärme übergeleitet, welche die Schülerinnen und Schüler in einem Experiment zum Temperaturausgleich untersuchen. Dabei werden grundlegende Kompetenzen, wie das Formulieren von Hypothesen und das Entwickeln einer Versuchsskizze geübt. Für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler werden Differenzierungen angeboten. Bei der Auswertung des Experimentes wird an die Hauptsätze der Thermodynamik angeknüpft. Zum Abschluss der Stunde wird der Bezug zum SHK-Handwerk hergestellt. Dies kann optional als Hausaufgabe ausgelagert werden. In der zweiten Stunde erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe einer Animation die Funktionsweise eines Wärmetauschers. Für besonders leistungsstarke Schülerinnen und Schüler wird eine Zusatzaufgabe angeboten. Für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler steht eine Wiederholung zu grundlegenden thermodynamischen Fachbegriffen und Sätzen bereit. Als Stundenabschluss erfolgt wieder die Anknüpfung an den Heizungs-Kontext. In der dritten Stunde lernen die SchülerInnen und Schüler verschiedene Arten und Anwendungen von Wärmetauschern in einem Gruppenpuzzle kennen. Dabei wird das sach-, situations- und adressatenbezogene Präsentieren von Ergebnissen geübt. In der vierten Stunde besucht die Klasse den Heizungsraum der Schule. Dort haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, die in der Unterrichtseinheit erarbeiteten Inhalte im konkreten Anwendungskontext wiederzuentdecken und zu festigen. Wenn kein Heizungsraum in der Schule verfügbar ist, können Schülerinnen und Schüler alternativ einen virtuellen Heizungsraum im Internet recherchieren und analysieren. Dazu können frei zugängliche Bilder, Videos oder virtuelle Rundgänge genutzt werden, die die Funktionsweise und den Aufbau einer Heizungsanlage anschaulich darstellen. Um das Thema "Wärmetauscher" fachlich fundiert einführen zu können, sind Vorkenntnisse zu den thermodynamischen Fachbegriffen Wärme, Energie und Temperatur notwendig. Diese können im Rahmen der Unterrichtseinheit noch einmal aufgegriffen und vertieft werden. Die in der Unterrichtseinheit hergestellten Bezüge zur Heizungs- und Klimatechnik sind den Schülerinnen und Schülern aus persönlichen Alltagserfahrungen bekannt. Dadurch kann die Unterrichtseinheit das Interesse der Schülerinnen und Schüler wecken, da sie ihnen ermöglicht, physikalische Phänomene in ihrem täglichen Leben zu erkennen und besser zu verstehen. Die erlernten physikalischen Zusammenhänge können auch im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise im Bereich des Sanitär-Heizung-Klima-Handwerks . Um das komplexe Thema "Wärmetauscher" für alle Lernenden verständlich zu machen, wurden die Inhalte didaktisch reduziert. So werden lediglich drei wesentliche Bauarten des Wärmetauschers unterschieden und deren Aufbau nur schematisch behandelt. Auch die verschiedenen Heiztechniken, welche im Zuge der Unterrichtseinheit benannt werden, werden nicht vertieft behandelt. Für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler steht außerdem eine Wiederholung zu grundlegenden thermodynamischen Fachbegriffen und Sätzen bereit. Leistungsstarke Schülerinnen und Schüler erhalten hingegen an verschiedenen Stellen die Möglichkeit, über zusätzliche Aufgaben und Denkanstöße Inhalte zu erarbeiten, die eine Transferleistung erfordern. Auch das verstärkte Arbeiten in Gruppen ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern in dieser Unterrichtseinheit, entsprechend ihrer Stärken und Schwächen zu lernen und zu interagieren. So können leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler schwächere unterstützen. Im Bereich der Kommunikation üben die Schülerinnen und Schüler außerdem das Erschließen und Aufbereiten von Informationen. Auf naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung wie das Entwickeln und Bearbeiten physikalischer Fragen und das experimentelle Arbeiten wird ein besonderer Fokus gesetzt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben thermische Systeme und ihre Komponenten. erklären den Temperaturausgleich unterschiedlich temperierter Körper. beschreiben Komponenten technischer Geräte und anderer Objekte. kennen den Zusammenhang zwischen thermischer Energie und Wärme. Kommunikationskompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben, naturwissenschaftliche Fragen zu formulieren. üben, grafische Darstellungen zu beschreiben. üben, sach-, situations- und adressatenbezogen Untersuchungsmethoden und Ergebnisse zu präsentieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben, digitale Werkzeuge bedarfsgerecht einzusetzen. üben, Informationen aus einem Text aufgabengeleitet zu entnehmen und wiederzugeben.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7 vermittelt Grundlagenwissen rund um die Wärmelehre. Die Schülerinnen und Schüler erörtern die Begriffe Temperatur, Wärme und Aggregatzustand. Sie messen Temperaturen, wenden das Teilchenmodell zur Beschreibung von Stoffveränderungen an und erforschen anhand von praxisnahen Beispielen aus dem Alltag die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf feste Stoffe, Flüssigkeiten und Gase. Die Unterrichtseinheit bearbeitet entsprechend des Hessischen Lehrplans für das Fach Physik das Thema “Aggregatzustände und Aggregatzustandsänderungen“. Konkret sind die behandelten Inhalte im Themenfeld “Wärmelehre“ verankert. Die Unterrichtseinheit bettet Beispiele und Anwendungen aus dem Sanitär-, Heizungs-, Klimahandwerk in das physikalische Themenfeld der Thermodynamik ein. In der ersten Doppelstunde wird zunächst anhand eines Experiments zum subjektiven Temperaturempfinden das Thermometer als Instrument zur Temperaturmessung eingeführt. Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene Thermometer und Temperaturskalen kennen und üben den Umgang mit dem Thermometer im Experiment. Die Auswertung des Experimentes erfolgt angeleitet in Form eines Temperatur-Zeit-Diagramms. Anknüpfend an das Sanitär-, Heizungs-, Klimahandwerk wenden die Schülerinnen und Schüler ihr in der ersten Doppelstunde erworbenes Wissen an, indem sie Thermometer und Temperaturmessungen an der heimischen Heizungsanlage entdecken und beschreiben. In der zweiten Doppelstunde lernen die Schülerinnen und Schüler die drei Aggregatzustände anhand eines Videos kennen. Sie beschreiben diese mit Hilfe des Teilchenmodells und wiederholen dabei den Modellbegriff. In der letzten Doppelstunde wird anhand verschiedener Freihand-Experimente das Verhalten verschiedener Körper bei Wärmezufuhr zunächst experimentell untersucht und anhand dessen wesentliche Kenntnisse zur Volumenänderung von festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen bei Temperaturänderungen erworben und formuliert. Die im Experiment erworbenen Kenntnisse werden anschließend auf verschiedene Beispiele aus dem Heizungsbereich angewendet. Die in der Unterrichtseinheit enthaltenen Themenbereiche Wärme, Temperatur, Temperaturmessungen und Aggregatzustände begegnen den Schülerinnen und Schülern in ihrem Alltag. Physikalische Inhalte werden in einen für die Lernenden sinnvollen Kontext, in diesem Fall schwerpunktmäßig aus dem Sanitär-, Heizungs- und Klimabereich, eingebettet. Dadurch kann die Unterrichtseinheit das Interesse der Schülerinnen und Schüler wecken, da sie ihnen ermöglicht, physikalische Phänomene in ihrem täglichen Leben zu erkennen und besser zu verstehen. Vorkenntnisse zum Modellbegriff sind für die in der zweiten Doppelstunde vorgesehene Erarbeitung des Teilchenmodells von Vorteil. Wissenslücken in diesem Bereich können jedoch im Rahmen der Unterrichtseinheit optional wiederholt beziehungsweise nachgearbeitet werden. Dadurch können auch leistungsschwächere Lernende unterstützt werden. Leistungsstarke Schülerinnen und Schüler erhalten an verschiedenen Stellen hingegen die Möglichkeit, über zusätzliche Aufgaben und Denkanstöße Inhalte zu erarbeiten, die eine Transferleistung erfordern. Im Bereich der Temperaturmessung in der ersten Doppelstunde ist es außerdem denkbar, besonders interessierte oder leistungsstarke Schülerinnen und Schüler als Referat oder Zusatzleistung das Thema “Kalibrierung eines Flüssigkeitsthermometers“ selbstständig vorbereiten zu lassen. 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. Das experimentelle Arbeiten als besondere naturwissenschaftliche Methode wird in dieser Einheit verstärkt angewandt und geübt. Im Bereich der Kommunikation üben die Schülerinnen und Schüler das Erschließen und Aufbereiten von Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen Wärmeempfinden und Temperatur kennen das Thermometer als Instrument zur Temperaturmessung beschreiben die Aggregatzustände und Phasenumwandlungen mit Hilfe des Teilchenmodells beschreiben die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf Festkörper, Flüssigkeiten und Gase Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen Informationen aus einem Video zu Aggregatzuständen und Phasenübergängen nutzen vorgegebene Internetquellen für die Recherche weiterführender Informationen können digitale Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen können Informationen aus einem Text aufgabengeleitet entnehmen und wiedergeben Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verbessern ihre Fähigkeiten ihre Erkenntnisse adressatengerecht zu präsentieren verbessern durch verschiedene Formen der Gruppenarbeit ihre Teamkompetenzen

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 10 zeigt auf, wie der Hybridmotor elektrische und mechanische Energie kombiniert. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Aufbau und Funktionsweise des Hybridantriebs, analysieren Energieumwandlung und Energieerhaltung und vergleichen unterschiedliche Antriebssysteme. Interaktive Aufgaben, Animationen und ein Rollenspiel fördern das Verständnis moderner Fahrzeugtechnik. Was bedeutet es, Vorteile aus zwei Motorenarten zu kombinieren, um Vorteile für technische Entwicklungen zu erzielen? Wie kann man verschiedene physikalische Prozesse gleichzeitig nutzen, um die Effizienz zu steigern? Mit diesen und verwandten Fragen beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler anhand von drei Arbeitsblättern in dieser Unterrichtseinheit. Es geht darum, sich mit dem Hybridantrieb auseinanderzusetzen und herauszufinden, warum er das Beste aus zwei Welten vereint. Ziel der Unterrichtseinheit ist es, diese Antriebsart kennenzulernen und mit anderen Antriebsarten zu vergleichen. Es ist sinnvoll, die Unterrichtseinheiten zum Verbrennungsmotor und zum Elektromotor vorzuschalten. In der ersten Stunde nähern sich die Schülerinnen und Schüler der Frage, welche beiden Antriebsarten im Hybridauto vereint sind. Sie erarbeiten, welche Technik welche Funktion erfüllt und lernen dabei, zwischen Energiespeicher und Energiewandler zu unterscheiden. Anschließend bestimmen sie anhand vorgegebener Kriterien Merkmale von Verbrenner-, Elektro-, und Hybridautos. Die Lernenden recherchieren selbstständig ein Hybridmodell, überprüfen die erarbeiteten Merkmale des Hybridfahrzeugs und nehmen eine Einordnung und Unterteilung vor. Darauf aufbauend lernen sie den Aufbau und die Funktionsweise eines Hybridantriebs kennen. Die Lernenden setzen sich mit den Antriebskomponenten auseinander, indem sie einen Lückentext ausfüllen. Anhand von zwei Abbildungen erarbeiten sie die Unterschiede zwischen Elektro- und Hybridantrieb. Mit diesem Wissen erarbeiten die Lernenden anhand einer Animation zum Energiefluss eines Hybridautos die Vorgänge in den verschiedenen Betriebsphasen. Sie erarbeiten, welcher Motor in welcher Betriebsphase zum Einsatz kommt und warum und wie die Energieumwandlung funktioniert. Optional wird eine Zusatzaufgabe angeboten. Die Lernenden werden aufgefordert, die Infrastruktur für Elektro- und Hybridfahrzeuge aktiv wahrzunehmen. Dazu recherchieren sie in ihrem schulischen Umfeld Tankstellen, Ladesäulen und Werkstätten, die auf Elektro- und Hybridfahrzeuge spezialisiert sind und lernen verschiedene Recherchemöglichkeiten kennen. Die Lernenden vertiefen zudem ihr erworbenes Wissen über Energieumwandlung und Energieerhaltung. Dazu lesen sie einen kurzen Informationstext über die physikalischen Grundlagen, die verschiedenen Energieformen und die Energieumwandlung in einem Hybridauto. Das erworbene Wissen fassen sie zusammen, indem sie Beispiele zur Energieumwandlung sammeln. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Energierückgewinnung durch Rekuperation kennen und erarbeiten die Funktionsweise anhand eines Videos, das den Vorgang zielgruppengerecht veranschaulicht. Es folgt ein Quiz zum Hybridantrieb, das die wichtigsten Inhalte spielerisch abfragt. Das Quiz kann in Kahoot erstellt werden, um den Spaßfaktor, die Motivation und die Interaktivität zu erhöhen. Die Einheit endet mit einem Rollenspiel, in dem die Lernenden ein Beratungsgespräch simulieren. Indem die Lernenden einem fiktiven Kunden/einer fiktiven Kundin die Funktionsweise des Hybridfahrzeugs, den Unterschied zwischen den Antriebsarten und den Vergleich zum Elektroauto erklären und die Vor- und Nachteile des Hybrids erläutern, übertragen sie das erworbene Wissen auf eine konkrete Situation. Die Aufgabe verdeutlicht das vielfältige Wissen, das für ein solches Beratungsgespräch im Kfz-Gewerbe erforderlich ist. Die Reflexion des Gelernten, der Unsicherheiten und Herausforderungen während des Rollenspiels kann als Ausgangspunkt für die Wiederholung und Vertiefung der Inhalte mit der Lerngruppe dienen. Verschiedene Autos mit unterschiedlichen Antriebsarten sehen die Schülerinnen und Schüler jeden Tag, beispielsweise auf dem Weg zur Schule. Dabei nehmen sie von außen oft keine offensichtlichen Unterschiede wahr. Die Unterrichtseinheit zum Hybridantrieb ist darauf ausgelegt, dieses alltägliche Phänomen zu durchleuchten und den Lernenden ein tiefergehendes Verständnis für die Antriebsart (Hybrid) zu vermitteln. Vor dieser Unterrichtseinheit sollten die Grundlagen des Verbrennungsmotors und des Elektromotors sowie deren Funktionsweise und Aufbau behandelt worden sein. Sie richtet sich an Lernende, die ein grundlegendes Verständnis dieser Antriebsarten mitbringen. Von Vorteil ist ebenfalls Grundlagenwissen über Energiearten, Energieumwandlung und Energiespeicherung. Diese Vorkenntnisse bilden die Basis für das Verständnis der Vorteile eines Hybridantriebs, der als Synthese der besten Eigenschaften beider Welten gilt. Um die komplexen Vorgänge des Hybridantriebs verständlich zu machen, wurden die Inhalte didaktisch reduziert aufbereitet. Beispielsweise wurden lediglich die wesentlichen Energiewandlungsprozesse eingeführt. Hierbei spielen vor allem die Begriffe "mechanische", "elektrische" und "chemische" Energie eine zentrale Rolle. Unterkategorien wie "kinetische Energie" und "potenzielle Energie" werden zwar erwähnt, aber nur oberflächlich behandelt, insbesondere die Lageenergie (potenzielle Energie) wird nicht detailliert vertieft. Komplexe Vorgänge werden stets durch eine Abbildung, eine Animation oder ein Video veranschaulicht, um das Thema auf verschiedenen Wahrnehmungsebenen zugänglich zu machen und das Verständnis zu unterstützen. Differenzierte Aufgabenstellungen mit variierenden Schwierigkeitsgraden ermöglichen es allen Schülerinnen und Schülern, die Inhalte auf ihrem individuellen Niveau zu erschließen. Hilfestellungen wie Tipp-Boxen und veranschaulichende Grafiken unterstützen dabei das Lernen und Verstehen, während Wort-Kästen das Leseverständnis fördern und bei der Erschließung unbekannter Begriffe helfen. Die Unterrichtseinheit bedient sich einer Vielfalt an Medienformaten wie Videos, interaktiven Karten und Texten mit Vorlesefunktion, um unterschiedliche Lerntypen anzusprechen. Diese multimediale Herangehensweise ermöglicht es den Lernenden, die Informationen auf vielfältige Weise aufzunehmen und zu verarbeiten. Sie fördert individuelles Lernen und eine vertiefte Auseinandersetzung mit den Lehrinhalten. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit ist das forschend-entdeckende Lernen. Neben der Vermittlung theoretischer Grundlagen bieten Erkundungsaufgaben direkte Anknüpfungspunkte an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Die Erforschung der Infrastruktur für Hybridfahrzeuge in ihrer eigenen Region schafft einen konkreten Realitätsbezug. Durch den konkreten Bezug zum Kfz-Gewerbe wird ein Bewusstsein für die eigene Umwelt geschaffen. Die praxisnahen Aufgaben stärken die Selbstständigkeit und das kritische Denken der Lernenden. Die Unterrichtseinheit bietet zahlreiche gesellschaftswissenschaftliche Bezüge. Die Analyse des Schadstoffausstoßes verschiedener Fahrzeugtypen ermöglicht Diskussionen über aktuelle Gesetzgebungen, den Ausbau der Infrastruktur und Bemühungen zur Schadstoffreduktion im Kfz-Gewerbe. Eine vertiefende Einheit zur Nachhaltigkeit im Verkehrssektor kann fachübergreifende Zusammenhänge verdeutlichen. Durch Gruppen- und Paararbeit wird die Zusammenarbeit unter den Schülerinnen und Schülern gefördert. Sie können ihr Wissen austauschen, sich gegenseitig unterstützen und gemeinsam Aufgaben erarbeiten. Diese kooperativen Lernformen stärken soziale Kompetenzen und fördern die Teamarbeit der Lerngruppe. Ein abschließendes Rollenspiel stellt einen praktischen Anwendungsbezug her, indem die Lernenden als Beraterinnen und Berater in einem fiktiven Beratungsgespräch die Funktionsweise und Vorteile eines Hybridfahrzeugs erläutern. Die Reflexion über ihre Erfahrungen während des Rollenspiels dient als Ausgangspunkt für eine vertiefte Wiederholung und Festigung der erlernten Inhalte. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Aufbau und Funktionsweise eines Hybridantriebs kennen. unterscheiden zwischen Energiespeichern und Energiewandlern. verstehen, warum Hybridmotoren effizient sind. lernen die verschiedenen Arten der Energieumwandlung mit Sachbezug zum Hybridauto kennen. beziehen die verschiedenen Energiearten (elektrische, chemische und thermische Energie) auf den Energiefluss und die Energieumwandlung im Hybridfahrzeug. lernen die Rekuperation im Zusammenhang mit dem Elektroantrieb kennen. vergleichen die verschiedenen Antriebsarten (Verbrennungsmotor, Elektroantrieb, Hybridantrieb) hinsichtlich der physikalischen Vorgänge. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler gewinnen Informationen aus verschiedenen Medien wie Text, Video, Webseiten und interaktiven Grafiken. recherchieren selbstständig im Internet nach genannten Kriterien und Informationen und lernen, die recherchierten Informationen zu selektieren. lernen, recherchierte Informationen zu präsentieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler hören zu und erkennen relevante Informationen zu einer bestimmten Fragestellung. arbeiten kooperativ in Zweiergruppen und in Kleingruppen. führen eine Pro-und-Contra-Diskussion und lernen, eigene Standpunkte zu vertreten sowie fremde Standpunkte zu akzeptieren. übertragen die gesammelten Informationen in ein Rollenspiel und lernen, Informationen zielgruppengerecht zu vermitteln. setzen sich im Zusammenhang mit dem Thema aktiv mit ihrer Umgebung auseinander.

Die Unterrichtseinheit für Physik in der Klasse 8 führt die Schülerinnen und Schüler an das Thema Lärm und seine gesundheitlichen Folgen heran. Sie erarbeiten die physikalischen Grundlagen des Schalls, lernen Aufbau und Funktion des Ohres kennen und analysieren, wie übermäßige Lautstärke Hörschäden verursachen kann. Experimente und Audiobeispiele sensibilisieren für bewusste Wahrnehmung und aktiven Lärmschutz. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema "Lärm und Hörschäden" auseinander. Ausgehend von der Grundfrage "Was ist Lärm?" erforschen sie verschiedene Lärmarten und -quellen, setzen sich mit dem Begriff auseinander, lernen den Aufbau des menschlichen Ohres kennen und erarbeiten die gesundheitlichen Folgen von Lärm bis hin zur Beurteilung verschiedener Lärmquellen und der Auswertung eines Audiogramms. Das Thema ist in den Lehrplan der Sekundarstufe I für das Fach Physik, insbesondere im Bereich Akustik, integriert und bietet eine fakultative Ergänzung zum regulären Curriculum. Die Inhalte sind nicht nur für den Physikunterricht relevant, sondern bieten auch vielfältige Anknüpfungspunkte für einen fächerübergreifenden Ansatz. Sie lassen sich in den Biologieunterricht integrieren, insbesondere im Kontext des Themenfeldes "Sinne und Wahrnehmung", beispielsweise durch die Erarbeitung des Aufbaus und der Funktionsweise des menschlichen Ohres. Darüber hinaus bietet die Einheit Anknüpfungspunkte an das Fach Geografie, indem die Schülerinnen und Schüler die Auswirkungen von Schallereignissen in ihrer unmittelbaren Umgebung untersuchen. Diese Einheit ist ebenso für den Musikunterricht geeignet. Hier können akustische Experimente durchgeführt und Grundlagen zum Thema Schall praktisch vertieft werden. Insbesondere der "schöne" Lärm als ebenso gefährlicher Lärm kann in diesem Rahmen thematisiert werden. Die Unterrichtsmaterialien eignen sich sowohl für den Einsatz im regulären Unterricht als auch für Vertretungsstunden und können mit weiterführenden Materialien zu den Themenbereichen "Schall und Akustik" und "Lärmverschmutzung" sowie mit Material zum menschlichen Gehör kombiniert werden. Das Material ist vielseitig einsetzbar, da es die Schülerinnen und Schüler dazu anregt, sich mit verschiedenen wahrnehmbaren Alltagsphänomenen auseinanderzusetzen und so die eigene Umwelt und das eigene Verhalten zu reflektieren. Die Einheit beginnt, indem der Begriff "Lärm" konkretisiert und definiert wird. Anhand verschiedener Alltagsbeispiele werden die Schülerinnen und Schüler für Lärm in ihrer Umgebung sensibilisiert. Um die verschiedenen Lärmbeispiele einordnen und bewerten zu können, lernen sie die physikalische Definition der Lautstärke und ihre Einheit kennen. Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand von Bild- und Videomaterial den Aufbau und die Vorgänge im menschlichen Ohr kennen sowie mögliche gesundheitliche Schäden, die durch Lärm verursacht werden können. Um Gehörschädigungen erfahrbar zu machen, werden verschiedene Audiodateien vorgespielt. Durch die Auswertung von Audiogrammen wird außerdem der Bezug zum Hörakustiker-Handwerk hergestellt, das unter anderem hörgeschädigte Menschen mit modernen Hörsystemen versorgt und ihnen somit ein besseres Hören ermöglicht. Zum Abschluss der Einheit reflektieren die Schülerinnen und Schüler über Lärmquellen im schulischen Umfeld und tauschen sich über die in der Einheit erarbeiteten Gefahren und Risiken aus. Die Lernenden erhalten in der Unterrichtseinheit 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. Die Unterrichtseinheit thematisiert Inhalte aus dem fakultativen Thema Akustik unter anderem des hessischen Lehrplans der Sekundarstufe I für das Fach Physik im gymnasialen Bildungsgang G9 in der Jahrgangsstufe 8. Dabei werden entsprechend des Lehrplans gezielt Alltagssituationen der Schülerinnen und Schüler aufgegriffen und thematisiert, um eine Sensibilisierung für das Thema Lärm und Lärmschutz zu erreichen. Das Material lädt zur Differenzierung ein und bietet Möglichkeiten zur Anpassung an die eigene Lerngruppe. Durch Tipp-Boxen und Sprintaufgaben werden unterschiedliche Niveaus der Schülerinnen und Schüler angesprochen. Die gemeinsame Erarbeitung in Gruppen wird durch den kooperativen Ansatz gefördert und ermöglicht die Verteilung unterschiedlicher Aufgaben und die gemeinsame Erschließung fachlicher Inhalte. Der Unterrichtseinheit liegt ein induktiver Ansatz zugrunde, der darauf abzielt, mit Alltagsphänomenen und Wahrnehmbarem aus dem unmittelbaren Lebensumfeld der Schülerinnen und Schüler zu arbeiten, um daraus Fachwissen abzuleiten. Um das Thema fachlich fundiert einführen zu können, sind Vorkenntnisse zur Schallentstehung und Schallausbreitung notwendig. Grundlagen zu Schallquellen und Schallempfängern können im Rahmen der Unterrichtseinheit noch einmal aufgegriffen und vertieft werden. Des Weiteren bietet die Unterrichtseinheit die Möglichkeit des fächerübergreifenden Arbeitens mit den Fächern Biologie (Aufbau des menschlichen Ohrs) und Musik (Musiklautstärke, Musik als Lärm) sowie Geografie (Lärmquellen in der nahen Umgebung prüfen). In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und sowie die Arbeit im Plenum angewandt, sodass alle Lerntypen aktiviert werden. Zudem werden die Schülerinnen und Schüler animiert/aufgefordert, Arbeitsergebnisse untereinander zu besprechen und zu vergleichen. Das Unterrichtsgespräch dient der Sensibilisierung für die Gefahren einer hohen Lärmbelastung. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich dabei aktiv mit der sie umgebenden Geräuschwelt auseinander und erkennen die Gefahren einer hohen Lärmbelastung. Darauf aufbauend kann eine Einheit zum Verhalten und Vermeiden von hoher Lärmbelastung und Gehörschutz angeschlossen werden. Ausgehend von einer konkreten Situation (z.B. Vorbeifahren an einer Baustelle, Konzertbesuch, Musik hören) können Verhaltensmöglichkeiten eröffnet und konkrete Handlungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Hier bietet sich ein interdisziplinärer Ansatz und die Einbeziehung von Fachinhalten aus anderen Fachbereichen an. Um zu verdeutlichen, wie wichtig Lärmschutz ist, wie Menschen vor Hörschäden geschützt werden können, welche Maßnahmen ergriffen werden können und wie Lärm richtig beurteilt werden kann, wird der Bezug zum Aufgabengebiet der Hörakustik hergestellt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben verschiedene Schallereignisse durch die Lautstärke und kennen deren Einheit (Dezibel). können verschiedene Lärmarten unterscheiden und bewerten. erläutern den Einfluss von Lärm auf den menschlichen Körper. kennen Möglichkeiten, sich vor Lärm zu schützen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text aufgabengeleitet entnehmen und wiedergeben. entnehmen Informationen aus einem Video und verschriftlichen diese. nutzen vorgegebene Internetquellen für die Recherche weiterführender Informationen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren adressatengerecht und verknüpfen dabei Alltags- und Fachsprache situationsgerecht. übertragen das Gelernte auf ihre Lebenswelt und reflektieren verschiedene Alltagssituationen, in denen sie mit Lärm konfrontiert sind. arbeiten in Gruppen oder in Paararbeit und lernen Ergebnisse und eigene Ideen zu kommunizieren.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7 erörtert, wie Wärmeenergie übertragen wird und welche Rolle Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Wärmeströmung dabei spielen. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien, ermitteln deren Eignung zur Wärmedämmung in Gebäuden und diskutieren über Möglichkeiten des Energiesparens beim Heizen. Die Unterrichtseinheit bearbeitet das Thema "Wärmedämmung und Wärmeleitfähigkeit" für das Fach Physik in der Sekundarstufe I. Konkret behandelt sie Inhalte im Themenfeld "Thermische Energie und Wärme". Die Unterrichtseinheit bindet die fachlichen Inhalte in den Kontext der Gebäudeheizung ein. So wird zunächst der Begriff der Wärmedämmung intuitiv anhand eines Thermogramms eingeführt und anschließend physikalisch erarbeitet ( Arbeitsblatt 1 ). Die Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Wärmeströmung kennen und trainieren dabei durch die Methode des Gruppenpuzzles das Kommunizieren und Argumentieren. Anknüpfend an den Rahmenlehrplan werden die Dämmeigenschaften verschiedener Materialien zunächst experimentell untersucht und anhand dessen wesentliche Fachkenntnisse zur Wärmeleitfähigkeit erworben und formuliert ( Arbeitsblatt 2 ). Mit Hilfe der im Experiment erworbenen Kenntnisse werden anschließend verschiedene Materialien bezüglich ihrer Eigenschaften und Eignung bei der Wärmedämmung im Gebäudekontext bewertet. Um den Schülerinnen und Schülern verschiedene Bezüge und Anknüpfungspunkte des Themas aufzuzeigen, wird die Unterrichtseinheit durch eine von den Lernenden durchgeführte Podiumsdiskussion abgeschlossen ( Arbeitsblatt 3 ). Hierbei erhalten die Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit, das Themenfeld aus unterschiedlichen Perspektiven zu beleuchten und persönliche Handlungsoptionen im Bereich des energiesparenden Heizens kriteriengeleitet zu erarbeiten. Die Unterrichtseinheit thematisiert Inhalte aus dem Themenfeld "Thermische Energie und Wärme" für das Fach Physik in der Sekundarstufe. Dabei werden entsprechend des Lehrplans gezielt Bezüge zu der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler hergestellt. Der Kontext "Heizung im Gebäude" ist den Schülerinnen und Schülern aus persönlichen Alltagserfahrungen bekannt und kann auch im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise im Bereich des Sanitär-Heizung-Klima-Handwerks. Um den Begriff der Wärmedämmung fachlich fundiert einführen zu können, sind Vorkenntnisse zu den Themen "thermische Energie und Wärme " nötig. Im Rahmen der Erarbeitung der drei Arten der Wärmeübertragung wird außerdem das Teilchenmodell verwendet, welches hierbei noch einmal aufgegriffen und vertieft werden kann. Des Weiteren bietet die Unterrichtseinheit viele Anknüpfungspunkte an den Bereich "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. Auch werden die Schülerinnen und Schüler verstärkt ermuntert, Arbeitsergebnisse untereinander zu besprechen und zu vergleichen. Durch das Anwenden gelernter Inhalte auf den Gebäudekontext entwickeln die Lernenden Kompetenzen im Bereich des Bewertens. Die experimentelle Methode zur Erkenntnisgewinnung wird in dieser Unterrichtseinheit bewusst als besondere physikalische bzw. naturwissenschaftliche Strategie verwendet. Eine Podiumsdiskussion wird am Ende der Unterrichtseinheit eingesetzt, um den Schülerinnen und Schülern unterschiedliche Perspektiven und Hintergründe zu dem Themenfeld aufzuzeigen. Im Bereich der Kommunikationskompetenz üben die Schülerinnen und Schüler dabei die adressatengerechte Wiedergabe von Informationen und das Argumentieren. Durch das Erarbeiten konkreter persönlicher Handlungsoptionen im Rahmen der Diskussion sollen die Lernenden für das Thema "energiesparend Heizen" sensibilisiert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung. erklären mit Hilfe des Teilchenmodells verschiedene Arten der Wärmeübertragung. beschreiben Wärmeübertragung im Kontext der Wärmedämmung an und in Gebäuden. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verbessern ihre Fähigkeiten, ihre Erkenntnisse adressatengerecht zu präsentieren. verbessern durch verschiedene Formen der Gruppenarbeit ihre Teamkompetenz. üben das gezielte Einhalten von Gesprächs- und Diskussionsregeln. Erkenntnisgewinnungskompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Fragestellungen zu physikalischen Sachverhalten. üben Sachverhalte mit geeigneten Kriterien zu vergleichen. führen zur Untersuchung einer physikalischen Fragestellung ein geeignetes Experiment durch und werten dieses aus.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7–9 vermittelt den Schülerinnen und Schülern wichtige physikalische Kenntnisse zur Hydraulik. Dabei erarbeiten sie Definitionen zu Hydraulik und hydrostatischem Druck, analysieren das Pascalsche Gesetz und wenden dieses in Rechenbeispielen an. Die behandelten Themen werden durch lebensnahe Anwendungsbeispiele aus der LandBauTechnik veranschaulicht. Die Unterrichtseinheit bietet im Rahmen des Physik-Unterrichts sowie von Vertretungsstunden eine spannende Einführung in die Welt der Hydraulik und des Pascalschen Gesetzes, deren Prinzipien im Alltag überall sichtbar sind und in verschiedenen technischen Bereichen Anwendung finden. Die Unterrichtseinheit lässt sich flexibel in die Bereiche Mechanik, Energie, Druck und Technik des Physik-Lehrplans einsetzen und ermutigt die Lernenden dazu, die grundlegenden Konzepte der Hydraulik zu verstehen und deren Bedeutung für alltägliche Anwendungen zu erkennen. Zunächst werden die Schülerinnen und Schüler in die Grundlagen der Hydraulik eingeführt ( Arbeitsblatt 1 ). Es wird erklärt, wie das Pascalsche Gesetz in Hydrauliksystemen verwendet wird, um Kräfte zu übertragen und Bewegungen zu steuern. Rechenaufgaben rund um hydrostatischen Druck vertiefen dabei das physikalische Verständnis ( Arbeitsblatt 2 ). Des Weiteren wird anhand von handlungsorientierten Aufgaben aufgezeigt, wie wichtig hydraulische Systeme in unserem Alltag sind. Anhand von Beispielen aus der Landbautechnik erkunden die Lernenden praktische Anwendungen der Hydraulik ( Arbeitsblatt 3 ). Insgesamt bieten die Arbeitsblätter eine ganzheitliche und praxisnahe Einführung in das Thema Hydraulik, die das Interesse der Schülerinnen und Schüler weckt und ihr Verständnis für die Bedeutung dieses Fachgebiets in der modernen Technik vertieft. Zur weiteren Vertiefung mit der Unterrichtseinheit steht das Arbeitsblatt " Hydraulikzylinder – Kraft durch Flüssigkeit " zum Download bereit. Die Themen "Hydraulik" und "Pascalsches Gesetz" sind nicht nur lehrplanrelevant für den Physik-Unterricht in der Sekundarstufe I. Sie sind für Schülerinnen und Schüler besonders deshalb von hoher Relevanz, da sie diesen wichtigen physikalischen Prinzipien in vielen Bereichen des täglichen Lebens begegnen: am Auto, in Aufzügen, am Müllabfuhrwagen oder an einem Traktor. Auch im späteren Berufsleben kann Hydraulik eine wichtige Rolle spielen, so zum Beispiel im Handwerksberuf Land- und Baumaschinenmechatroniker. Vorkenntnisse im Bereich der Physik sind von Vorteil, aber nicht zwingend erforderlich, da die Arbeitsblätter die Grundlagen der Hydraulik und des Pascalschen Gesetzes verständlich und anschaulich erklären. Durch praktische Beispiele aus dem Alltag sowie durch handlungsorientierte Aufgaben wird das Verständnis der Schülerinnen und Schüler gefördert und ihr Interesse an der Thematik geweckt. Die Unterrichtseinheit zielt darauf ab, das Verständnis der Schülerinnen und Schüler für die Grundlagen der Hydraulik zu vertiefen und ihre Fähigkeit zu fördern, dieses Wissen auf konkrete Situationen anzuwenden. Dabei werden verschiedene Lernmethoden wie Erklärungen, Beispiele, Diskussionen und praktische Aufgaben verwendet, um einen abwechslungsreichen und ansprechenden Lernprozess zu ermöglichen. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler dazu zu ermutigen, aktiv am Lernprozess teilzunehmen und sie für den Beruf Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in zu sensibilisieren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler definieren "Hydraulik", "hydrostatischer Druck" und "Pascalsche Gesetz". berechnen Aufgaben zum hydrostatischen Druck und zum Pascalschen Gesetz. kennen Anwendungsmöglichkeiten von und Begegnungsfelder mit Hydraulik im Alltag und im Handwerksberuf Land- und Baumaschinenmechatroniker. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet nach Sachinformationen. nutzen ein Lernvideo im Internet zur Definition von Hydraulik. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Lern- und Recherche-Inhalte in verschiedenen Sozialformen (Einzel- Paar- und Plenumsarbeit).

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 8 vermittelt die physikalischen Grundlagen von Schall und Akustik. Die Schülerinnen und Schüler erforschen, wie Schall durch Schwingungen entsteht, sich ausbreitet und vom menschlichen Ohr wahrgenommen wird. Sie unterscheiden Ton, Klang, Geräusch und Lärm, führen eigene Messungen durch und lernen, wie Schallgeschwindigkeit und Frequenz zusammenhängen. Die Unterrichtseinheit thematisiert die wichtigsten Grundlagen der Phänomene Schall und Akustik. Dabei wird anhand zahlreicher Beispiele und grundlegender Versuche gezeigt, wie Schall entsteht, sich anschließend über das entsprechende Medium ausbreitet und letztlich über das Ohr aufgenommen und für das Gehirn verarbeitet wird. Nach einfachen Selbstversuchen und Beispielen werden physikalische Grundvorstellungen zur Schallentstehung und Schallausbreitung erarbeitet. Dazu werden – ausgehend vom menschlichen Hörbereich (16 bis 20 000 Hz) – auf die den Schall beschreibenden grundlegenden Größen wie Frequenz, Wellenlänge und Schallgeschwindigkeit detailliert eingegangen und verschiedene Schallarten wie Klang, Geräusch und Ton unterschieden. Thema ist ebenfalls die Ausbreitung von Schall in unterschiedlichen Medien. Die Lernenden erhalten dabei die Möglichkeit, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten im Zusammenhang mit dem Themenfeld in Einzel-, Paar- und Gruppenarbeit zu entwickeln sowie anzuwenden und im Plenum zu diskutieren. Da Schall und Akustik zentrale Rollen im Hörakustiker-Handwerk spielen, werden im Unterrichtsmaterial stets Bezüge zu diesem Beruf hergestellt, um die physikalischen Lerninhalte zu verdeutlichen: Versuche werden mit der App Phyphox, die in der Hörakustiker-Ausbildung zum Einsatz kommen kann, durchgeführt. Mit einem Online-Hörtest ermitteln Schülerinnen und Schüler ihre individuellen hörbaren Frequenzbereiche. Nachdem der menschlichen Hörsinn erklärt wurde, wird über Gehörschutz gesprochen. Die Unterrichtseinheit beleuchtet das Thema "Schall und Akustik", das beispielsweise im Kernlehrplan Nordrhein-Westfalen (Gymnasium – Sekundarstufe 1) im Inhaltsfeld 3 "Schall" enthalten ist. Das Thema ist für viele Bereiche der Technik oder des Gesundheitswesens von grundlegender Bedeutung und wird in dieser Unterrichtseinheit in den Kontext des Hörakustiker-Handwerks eingebettet. Eingegangen wird auf verschiedene Hörtests, Hörbeispiele zum Erfahrbarmachen von Gehörschädigungen und Maßnahmen zum Gehörschutz. Die Unterrichtseinheit erarbeitet Inhalte zum Thema Akustik in den Bereichen "Tonhöhe und Lautstärke", "Schallausbreitung", "Schallquellen und Schallempfänger" sowie "Lärm und Lärmschutz" . Sie entwickelt die prozessbezogenen Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung gezielt weiter. Vorkenntnisse zu den Grundlagen von Schwingungen und im Ansatz auch von Wellen sind für das Thema "Schall und Akustik" vorteilhaft, aber zur Einführung in die Grundlagen nicht zwingend notwendig. Des Weiteren bieten sich bei der Einheit mit dem Unterthema "Schallquellen" Überschneidungen mit dem Fach Musik an. In diesem Fall empfiehlt es sich, bei den jeweiligen Unterrichtssituationen zur Schallerzeugung auf Musikinstrumente wie zum Beispiel Gitarre oder Flöte zurückzugreifen. Bei der Thematisierung des Schallempfangs am Beispiel des menschlichen Gehörs kann ein Fächerübergriff zum Fach Biologie erfolgen. 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 kommen naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung wie das Entwickeln und Bearbeiten physikalischer Fragen und das experimentelle Arbeiten zum Zug. Im Bereich der Kommunikationskompetenz üben die Schülerinnen und Schüler das Erschließen und Aufbereiten von Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Erzeugung und Wahrnehmung von Schall durch Schwingungen. erklären den Schalldruckpegel als Größe der Lautstärke und ordnen Beispielwerte zu. kennen die Grundgrößen einer Schallschwingung und ordnen die Tonhöhe und Lautstärke physikalisch ein. unterscheiden die Schallarten Klang, Ton, Geräusch und Knall. erklären qualitativ die Ausbreitung mechanischer Schallwellen (Transversal- oder Longitudinalwelle) mit den Eigenschaften des Ausbreitungsmediums. beschreiben Auswirkungen von Schall und Lärm auf das menschliche Gehör. Medienkompeten nutzen die App Phyphox auf ihrem Smartphone, um Schwingungen verschiedener Schallarten sichtbar zu machen. führen einen Online-Hörtest durch, um individuelle Frequenzbereiche zu ermitteln. entnehmen Informationen aus einem Video zum Thema "Schall und Hören" und verschriftlichen diese. nutzen vorgegebene Internetquellen für die Recherche weiterführender Informationen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten zielorientiert und kriteriengeleitet in Einzel-, Paar- und/oder Gruppenarbeit. kommunizieren ermittelte Ergebnisse adressatengerecht und verknüpfen dabei Alltags- und Fachsprache situationsgerecht.