Unterrichtsmaterialien für den Einsatz in Schulen

Präsentation zum Thema: "Unterrichtsmaterialien für den Einsatz in Schulen"—  Präsentation transkript:

1 Unterrichtsmaterialien für den Einsatz in Schulen
Felix Lehmann, TU Dresden GTP CERN

2 Gliederung der Präsentation
I: Allgemeines Historie der Materialien Inhaltlicher Aufbau Methodischer Aufbau II: Vorstellung der Teile (Kapitel) Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik Teil 3: Kosmische Strahlung Teil 4: Mikrokurse 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

3 I. Allgemeines Historische Entwicklung der Materialien
Set 1: Kontextmaterialien (via BMBF) Mai 2013 Vielfältiges Material / Kontextmaterial Set 2: leifiphysik.de (via J. Herz) Mai 2014 Set 3: Unterrichtsmaterialien zur Teilchenphysik (via J. Herz) Juli 2015 ~300 Seiten „Buch“ → später einzelne Broschüren 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

4 I. Allgemeines Inhaltlicher Aufbau
Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen~110 Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik Teil 3: Kosmische Strahlung Teil 4: Mikrokurse 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

5 I. Allgemeines Methodischer Aufbau Zu allen Teilen
Inhaltliche Anknüpfungspunkte an den Lehrplan Vorkenntnisse Lernziele Methodische Hinweise Fachliche Hinweise Aufgaben und/oder Arbeitsblätter Lösungen Zu Teil 1 Spiralcurriculum 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

6 I. Allgemeines I: Allgemeines II: Vorstellung der Teile (Kapitel)
Historie der Materialien Inhaltlicher Aufbau Methodischer Aufbau II: Vorstellung der Teile (Kapitel) Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik Teil 3: Kosmische Strahlung Teil 4: Mikrokurse 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

7 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
~110 Seiten Fachtext ~74 Seiten Fachtext wurde für Lehrkräfte (und SchülerInnen im Leistungskurs mit erhöhtem Anforderungsniveau entwickelt) Aufgaben und Lösungen Informationen für Lehrkräfte [ 9 ] 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

8 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Ausgangspunkt: Gravitation Verbindung: Kraft ~ Potenzielle Energie 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

9 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Gravitation Elektromagnetische WW Starke WW Schwache WW 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

10 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Bei kleinen Abständen ~ 1/r², bei 3 Dimensionen 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

11 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Zentraler Grundbegriff: Ladungen 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

12 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Ordnungsschema 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

13 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Erhaltungsgröße Einfluss auf Reaktionswahrscheinlichkeit 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

14 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Analogie: Feldlinien ~ Botenteilchen 1/r² – Verhalten Botenteilchen Photonen Weakonen Gluonen Gravitonen? 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

15 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Feynman-Diagramme 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

16 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Fachtext Aufgaben und Lösungen 13 Aufgaben/Lösungen Informationen für Lehrkräfte 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

17 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Aufgabe 3 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

18 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Fachtext Aufgaben und Lösungen Informationen für Lehrkräfte Inhaltliche Anknüpfungspunkte im Lehrplan Spiralcurriculum Tabelle Inhalte Tabelle Lernziele Vorkenntnisse Methodische Hinweise Fachliche Hinweise 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

19 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Spiralcurriculum: Stufe 1: Kennen Stufe 2: Analysieren, Rechnen Stufe 3: Diskutieren, Erläutern 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

20 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Spiralcurriculum: Inhalte 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

21 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Spiralcurriculum: Lernziele Stufe 1: Kennen Stufe 2: Analysieren, Rechnen Stufe 3: Diskutieren, Erläutern 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

22 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Stufe 1: x-y Stufe 2: x-t ohne Feynman Stufe 3: x-t mit Feynman 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

23 II. Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen, Teilchen
Vorkenntnisse Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

25 II: Vorstellung der Teile (Kapitel)
I: Allgemeines Historie der Materialien Inhaltlicher Aufbau Methodischer Aufbau II: Vorstellung der Teile (Kapitel) Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik Teil 3: Kosmische Strahlung Teil 4: Mikrokurse 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

27 II. Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik
2017/11/13 German Teachers Programme CERN

28 II. Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik
2017/11/13 German Teachers Programme CERN

29 II. Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik
2017/11/13 German Teachers Programme CERN

30 II. Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik
Lehrplan: E- und B-Felder 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

31 II. Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik
Infokästen 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

32 II. Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik
Aufbau Grundlagen der Mustererkennung 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

39 II: Vorstellung der Teile (Kapitel)
I: Allgemeines Historie der Materialien Inhaltlicher Aufbau Methodischer Aufbau II: Vorstellung der Teile (Kapitel) Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik Teil 3: Kosmische Strahlung Teil 4: Mikrokurse 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

40 II. Teil 3: Kosmische Strahlung Fachtext:
~33 Seiten Fachtext ~20 Seiten Fachtext richtet sich an SchülerInnen / kann im Unterricht eingesetzt werden Aufgaben Arbeitsblätter Ergänzende Materialien Informationen für Lehrkräfte 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

41 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Nebelkammer 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

42 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Kamiokanne Grafik/ Bild: zeuthen.desy.de/angebote/kosmische_teilchen/schuelerexperimente/kamiokannen_experiment/index_ger.html 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

43 II. Teil 3: Kosmische Strahlung Fachtext:
CosMO → Geräte zur Ausleihe 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

44 II. Teil 3: Kosmische Strahlung Fachtext:
Experiment Winkelmessung 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

45 II. Teil 3: Kosmische Strahlung Fachtext:
Experiment Flugzeit (d=2,80m) 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

46 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Experiment Umwandlung 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

47 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Sekundäre kosmische Strahlung ~Entstehung der Myonen Quellen primärer kosmischer Strahlung 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

48 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Fachtext Aufgaben 4 Aufgaben Arbeitsblätter Ergänzende Materialien Informationen für Lehrkräfte 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

49 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Fachtext Aufgaben Arbeitsblätter Ergänzende Materialien Ausführliche Linksammlung nach Themen sortiert Informationen für Lehrkräfte 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

50 II. Teil 3: Kosmische Strahlung
Fachtext Aufgaben Arbeitsblätter Ergänzende Materialien Informationen für Lehrkräfte Anknüpfungspunkte im Lehrplan Vorkenntnisse Lernziele Methodische Hinweise Fachliche Hinweise 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

51 II: Vorstellung der Teile (Kapitel)
I: Allgemeines Historie der Materialien Inhaltlicher Aufbau Methodischer Aufbau II: Vorstellung der Teile (Kapitel) Teil 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen Teil 2: Forschungsmethoden der Teilchenphysik Teil 3: Kosmische Strahlung Teil 4: Mikrokurse 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

52 II. Teil 4: Mikrokurse ~21 Seiten 2017/11/13
German Teachers Programme CERN

53 II. Teil 4: Mikrokurse Das AEgIS Experiment
Antihydrogen Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy Anti-Materie Waagerechter Wurf 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

54 II. Teil 4: Mikrokurse Bestimmung von Teilchenmassen 2017/11/13
German Teachers Programme CERN

55 II. Teil 4: Mikrokurse Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation
Grafik W.Heisenberg: - CC-BY-SA 3.0 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

56 II. Teil 4: Mikrokurse Woher kommen die Elektronen bei der Beta-Strahlung? ? → Widerspruch! 2017/11/13 German Teachers Programme CERN

57 Wir freuen uns auf *intensive* Diskussionen
2017/11/13