Warum Physik in der Berufsmatura?

Präsentation zum Thema: "Warum Physik in der Berufsmatura?"—  Präsentation transkript:

1 Warum Physik in der Berufsmatura?
Was möchte ich mit dem Besuch des Physik-Kurses persönlich erreichen? Notieren Sie Ihre persönlichen Ziele. (10 Min.) Diskutieren Sie in der Gruppe die Ziele und schreiben Sie die wichtigsten Ziel auf ein Blatt. Hängen Sie das Blatt an die Wand. (20 Min.)

2 Lernziele: Kenntnisse
Elementare Sachverhalte und Prozesse und wichtige technische Anwendungen kennen sowie die zu ihrer Beschreibung notwendigen Terminologie verfügen Die Elemente der physikalischen Arbeitsweise kennen Grundgrössen sowie eine Anzahl abgeleiteter Grössen und ihre Einheiten, die dazugehörigen Messmethoden und Messgeräte kennen 1

3 Lernziele: Fertigkeiten
Physikalische Sachverhalte und ihren Bezug zur technischen Anwendung in eigene Worte fassen können Physikalische Zusammenhänge grafisch und mathematisch darstellen können Analogien erkennen Probleme erfassen, formulieren, analysieren und in ausgewählten Fällen numerisch bzw. grafisch korrekt lösen können Experimente auswerten und die Resultate richtig interpretieren können

4 Lernziele: Haltungen Interesse und Verständnis für die Natur und Technik aufbringen Hypothesen, Modellen und Theorien aus eigener oder fremder Quelle mit sachlich kritischer Haltung begegnen

5 Lerninhalte Dynamische Systeme Hydraulik Elektrizität Mechanik Wärme 2

6 Lern- und Arbeitstechnik
Lesetechnik Schlüsselwörter MindMap Die OVAL-Methode Diskursives Lösen von Problemen

7 Systeme Gruppenarbeit: Suchen Sie Beispiele von Systemen
Welche Attribute / Eigenschaften haben sie? Aus welchen Komponenten besteht das System? Was läuft im System ab? Wie verhält es sich unter verschiedenen Bedingungen?

8 Systemdynamik Methode zur Beschreibung, Modellierung und Simulation dynamischer Systeme entwickelt von J. Forrester um 1960 am MIT 3

9 Systemdynamische Methode
Unterscheidung von Bestands- und Flussgrössen in Systemmodellen Darstellung von Systemen in speziellen Flussdiagrammen (stock- and flow-diagrams) Simulatuionssprache zur numerischen Simulation 4

10 Systemisches Denken Denken in Modellen Denken in vernetzten Strukturen
Denken in dynamischen Zeitgestalten Fähigkeit zur praktischen Steuerung von Systemmodellen 5

11 Vom Experiment zum Modell
Ein Gefäss mit der Querschnittsfläche von 227 cm2 ist 15 cm hoch mit Wasser gefüllt. Durch ein am Boden angeschlossenes Rohr kann das Wasser auslaufen. Dafür verantwortlich ist der Schweredruck des Wassers im Gefäss. Es soll der zeitliche Höhenverlauf aufgezeichnet werden.

12 Modell: Auslauf 10

13 Modellierung

14 Modellierung

15 Modellierung

16 Modellierung

17 Modellierung

18 Modellierung

19 Modellbildungsprozess

20 Verbale Beschreibung Am Auslaufrohr ist der Schweredruck der Flüssigkeit gleich der Druckdifferenz zwischen Innen und Aussen am Auslaufrohr. Es wird so lange Wasser auslaufen, bis der Druckunterschied Null ist.

21 Wirkungsdiagramme

22 Flussdiagramm mit Dynasys

23 Modell mit Dynasys Cursor Mengenspeicher Flusspfeil Konstante und
Formeln Beziehungspfeil Löschen Bewegen

24 Gleichungen Zustandsgleichungen
Volumen.neu <-- Volumen.alt + dt*(Volumsaenderung) Startwert Volumen = Zustandsänderungen Volumsaenderung = -Auslauffaktor*Druck Konstanten Auslauffaktor = Dichte = 1000 g = 9.81 Querschnittsflaeche = Zwischenwerte Hoehe = Volumen/Querschnittsflaeche Druck = Dichte*g*Hoehe

25 Höhenverlauf

26 Skript Systemdynamik Seminar für Schulpädagogik Heidelberg: Simulation dynamischer Systeme (nach Skripten von Endres, Fisches):

27 Systemdynamikseiten im Internet
Systemdynamik am MIT: Günther Ossimitz (Universität Klagenfurt): Walter Hupfeld, Einführung in Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: System Dynamics Forum der Universität Mainz:

28 Software Dynasys: Stella: Powersim: Vensim: Extend:

29 Modell: Räuber - Beute 11

30 Modell: Räuber - Beute 12