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Fortbildungsangebote im Fach Physik im Bezirk Düsseldorf


Übersicht

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Materialien und ausgewählte Experimente zur speziellen Relativitätstheorie im Grund- und Leistungskurs der Sekundarstufe II (A. Rübbelke)

Ab dem Schuljahr 2015/2016 wird in der Qualifikationsphase sowohl im Grund- als auch im Leistungskurs die spezielle Relativitätstheorie unterrichtet. Dazu schreibt der Kernlehrplan einige Schlüsselexperimente vor. In dieser Fortbildung werden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Arbeitsmaterialien und ausgewählte Experimente in Form von Applets und Simulationen kennen lernen und im Workshop-Teil der Veranstaltung bearbeiten. Der Schwerpunkt dieser Fortbildungsveranstaltung liegt auf dem Leistungskurs, für den die SRT nach dem Vorschlag des Ministeriums für Schule und Weiterbildung als erstes Inhaltsfeld in der Q1 zu unterrichten ist.

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Messen mit dem Handy (G. Heinrichs)

Handys werden an vielen Schulen schon zu Recherche- oder Dokumentationszwecken eingesetzt. Nun besitzen die meisten Handys eine Reihe von Sensoren, die sich gut im Physikunterricht zu Messzwecken ausnutzen lassen. Ziel dieses Workshops ist praxisnah zu vermitteln, wie man mit dem Handy solche Messungen durchführen kann. Wenn die Schüler dazu ihr eigenes Handy einsetzen, ist dies nicht nur motivierend für sie, es fördert auch ihre Selbstständigkeit. Zudem stellt diese Vorgehensweise eine kostengünstige Alternative zu den gängigen Schülerexperimentiersets dar.

Zunächst geben wir einen kurzen Überblick über das große Spektrum an Einsatzmöglichkeiten des Handys. Anschließend werden wir näher auf Sensoren für Beschleunigungen, Kräfte und Magnetfelder eingehen: In einem kurzen Referat stellen wir dar, wie sie funktionieren und was bei der Benutzung zu beachten ist. Besonders wichtig ist uns aber, dass Sie mit Ihrem Handy anhand von zahlreichen Stationen umfangreiche eigene Erfahrungen im Umgang mit dieser Messmethode machen. Unter www.g-heinrichs.de/fortbildung finden Sie neben den eingesetzten Materialien auch eine Liste von (meist) kostenlosen Apps für verschiedene Handy-Systeme. Dort wird auch die App „Sensory“ zur Verfügung gestellt; diese wurde speziell für den Physikunterricht entwickelt.

Zur Veranstaltung sollten Sie ein Handy mit einer Messsoftware (s. o.) und nach Möglichkeit auch ein Notebook (o. Ä.) mitbringen. Auf diesem sollte dann ein Tabellenkalkulationsprogramm installiert sein; außerdem sollten Sie Daten zwischen Ihrem Handy und dem Rechner austauschen können.

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Regeln mit Fuzzy (G. Heinrichs, U. Ihlefeldt)

Halb- oder ganztägige Fortbildungsveranstaltung

Anhand einer Fuzzy-Enwicklungsumgebung wird in die Grundlagen und praktischen Anwendung der Fuzzyregelung eingeführt. Simulations- und Realexperimente zeigen die Vorteile einer solchen Regelung auf.
Bei der ganztägigen Veranstaltung haben die Teilnehmer die Möglichkeit, eigene Fuzzy-Projekte zu entwickeln.

Programmierkenntnisse werden nicht vorausgesetzt.

Alle Teilnehmer erhalten eine Demo-Version der benutzten Fuzzy-Software.

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Digitale Videoanalyse (G. Heinrichs)

Halb- oder ganztägige Fortbildungsveranstaltung

Anhand eines einfachen Programms zur digitalen Videoanalyse wird gezeigt, wie Videos von Bewegungsabläufen digitalisiert und ausgewertet werden können. Dadurch werden insbesondere auch zahlreiche Vorgänge außerhalb des Physikraums für quantitative Untersuchungen zugängig gemacht. Durch die Kombination mit Modellbildungsprogrammen eröffnen sich weitere Möglichkeiten.

Bei der ganztägigen Veranstaltung haben die Teilnehmer die Möglichkeit, selbst Versuche digital zu analysieren.

Ein Programm zur Digitalen Videoanalyse zum Preis von 10 Euro kann erworben werden.

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Einsatz von EXCEL im Physikunterricht - nicht nur, aber auch für Anfänger!
(G. Heinrichs, R. Linden)

Halbtägige Fortbildungsveranstaltung

Diese Veranstaltung wendet sich zunächst an Physikerlehrerinnen und -lehrer, die bislang den Rechner nur zur Textverarbeitung benutzt haben und keine oder kaum Vorkenntnisse zur Tabellenkalkulation besitzen. Anhand eines E-Learning-Kurses, der sich auch im Unterricht direkt einsetzen lässt, werden die Teilnehmer in den Umgang mit EXCEL eingeführt. In praktischen Übungen erhalten sie die Möglichkeit, den Umgang mit EXCEL an Beispielen aus der Physik zu lernen und zu vertiefen.
Neben der Auswertung und Darstellung von Messdaten wird auch behandelt, wie man mit EXCEL auf einfache Weise animierte Simulationen erzeugen kann; damit sollen auch fortgeschrittenere EXCEL-Anwender angesprochen werden.

Alle Teilnehmer erhalten ein Skript und eine CD, auf der neben dem benutzten schriftlichen Material auch die Beispiele und der E-Learning-Kurs gespeichert sind.

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Simulation und Modellbildung (G. Heinrichs)

Zwei Halbtägige Fortbildungsveranstaltungen

Zunächst wird an einfachen Beispielen in das Thema eingeführt. Sodann werden verschiedene auf dem Markt gängige Programme zur Modellbildung vorgestellt und verglichen. Die Teilnehmer erhalten Gelegenheit, im Rahmen von praktischen Übungen die verschiedenen Systeme zu testen.

Anschließend werden Simulationen von komplexeren Systemen vorgestellt und entsprechende Übungen durchgeführt.

Alle Teilnehmer erhalten kostenlos eine CD mit den Voll- bzw. Demoversionen der benutzten Programme sowie allen behandelten Modellen.

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Elektronik am PC mit echten Bauteilen (G. Heinrichs, U. Ihlefeldt)

Zwei halbtägige Fortbildungsveranstaltungen

Im ersten Teil der Veranstaltung bauen die Teilnehmer eine kleine Experimentierplatine; auf dieser Platine lassen sich einfache Schaltungen durch Einstecken von elektronischen Bauteilen realisieren. Die Platine wird an die COM-Schnittstelle des PCs angeschlossen. Dadurch lassen sich (ohne weitere elektrische Quelle) eine große Anzahl von interessanten Experimenten zum Steuern und Messen durchführen. Im zweiten Teil werden einige dieser Experimente vorgestellt und Gelegenheit zu eigenen Übungen gegeben. Hervorzuheben ist, dass über die von den Referenten hergestellte Programmierschnittstelle COMX nahezu jede Programmiersprache unter Windows (auch JavaScript) benutzt werden kann.

Programmierkenntnisse sind nützlich, werden aber nicht vorausgesetzt.

Jeder Teilnehmer erhält zum Unkostenbeitrag von 10 Euro einen Bausatz mit Platine und elektronischen Bauteilen sowie eine CD mit der Programmierschnittstelle COMX und einem einfachen Programm-Entwicklungssystem.

Drei Fortsetzungsveranstaltungen mit den Schwerpunkten Roboter-Igel, Datenfernübertragung und I2C-Bus können sich anschließen.

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Förderung der Lesekompetenz im Physikunterricht (G. Heinrichs)

Halbtägige Fortbildungsveranstaltung

Heute wird mehr denn je in Studium und Beruf eigenständiges Lernen gefordert. Dazu gehört u. A. das Lesen und Verstehen von Sachtexten. Dies fordern auch die neuen Lehrpläne für Physik (Gymnasium G 8).

Viele Schülerinnen und Schüler zeigen aber Schwierigkeiten beim Verständnis naturwissenschaftlicher Texte. In dieser Veranstaltungen wollen wir zunächst mögliche Ursachen dafür aufzeigen; sodann werden wir Strategien vorstellen, wie der Lehrer bzw. die Lehrerin die Lesekompetenz und insbesondere das Textverständnis bei den Schülerinnen
und Schülern entwickeln und fördern kann. Exemplarisch sollen einige dieser Strategien in Kleingruppen geübt werden.

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Mikrocontroller (E. Eube, G. Heinrichs, U. Ihlefeldt)

Ganztägige Fortbildungsveranstaltungen

Mikrocontroller sind heute allgegenwärtig, ob Zahnbürste, Türschloss, Backofen, Fahrradcomputer, Stereoanlage, Multimeter oder Auto, überall sind sie zu finden. Im Prinzip handelt es sich bei Mikrocontrollern um winzige Computer. In unserer Fortbildungsreihe wollen wir vermitteln, wie diese Mikrocontroller funktionieren, wozu sie eingesetzt werden können und natürlich: wie man sie programmiert. Zu diesem Zweck haben wir eine Platine auf der Basis des Mikrocontrollers Attiny2313 entwickelt, die den Bedürfnissen an der Schule entgegenkommt: Einerseits kann sie das Leistungsspektrum von solchen Mikrocontrollern deutlich machen, andererseits richtet sie aber auch den Blick auf das Wesentliche. Genauere Informationen zur Platine und dem benutzten Konzept finden Sie unter www.g-heinrichs.de/attiny.

Mithilfe von einfach zu bedienenden Entwicklungsumgebungen kann man recht schnell interessante Anwendungsprogramme für den Mikrocontroller schreiben - ideal für einen Differenzierungskurs Elektronik oder einen Informatikunterricht, der auch technische Aspekte (Prozessdatenverarbeitung) vermitteln möchte.

Wesentlicher Bestandteil der Veranstaltung sind eigenständige, praktische Übungen. Dazu bekommt jeder Teilnehmer eine Platine mit dem dazu gehörigen Experimentiermaterial (Kabel zum Anschluss an den PC, Software, elektronische Bauteile wie Leuchtdioden und Lichtsensor) zur Verfügung gestellt. Es besteht auch die Möglichkeit, die Platine käuflich zu erwerben (15,00 Euro).

Es handelt sich um eine ganze Serie von Veranstaltungen. Das aktuelle Thema entnehmen Sie bitte der Webseite www.g-heinrichs.de/attiny/lehrerfortbildung.htm.

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Thermodynamik (G. Heinrichs)

Halbtägige Veranstaltung

Das Thema Thermodynamik wurde in den letzten Jahren häufig sehr knapp behandelt; manchmal wurde es mangels Zeit sogar ganz weggelassen. Die Thermodynamik taucht in den Vorgaben für das Schriftliche Abitur 2010 als inhaltlicher Schwerpunkt inzwischen zwar nicht mehr explizit auf; ihre Behandlung ist nach den derzeit gültigen Richtlinien im Leistungskurs aber immer noch vorgeschrieben.

In Hinblick auf die geplanten Projektkurse für die Oberstufe (G8) dürfte diese Veranstaltung zur Thermodynamik von besonderer Bedeutung sein, stellt sie doch das selbstständige Lernen, insbesondere die Förderung der Lesekompetenz, in den Vordergrund.

In dieser Fortbildungsveranstaltung soll ein Thermodynamik-Kurs vorgestellt werden, der sich stark an der Behandlung der thermodynamischen Maschinen, orientiert. Besonderer Wert wurde darauf gelegt, sich auf die dafür wesentlichen Inhalte zu konzentrieren.

Der vorgestellte Kurs verfolgt aber noch ein anderes Ziel - und das macht ihn auch über das eigentliche Thema Thermodynamik hinaus interessant: Der Kurs stellt nämlich gleichzeitig eine Anleitung und Übung zum eigenverantwortlichen Lesen und Lernen dar. Dazu stellt er den Schülerinnen und Schülern neben den Lehrtexten auch umfangreiche Materialien zur Selbstkontrolle zur Verfügung. Jedes Kapitel folgt dem Schema

Lehrtext: Abschnitte aus verschiedenen Lehrbüchern oder speziell für den Kurs entwickelte Texte
Alles verstanden? Fragen zum Text - Texte gliedern - Text in Grafik umsetzen...
Ergänzungen: Eigene Recherchen vornehmen und deren Ergebnisse anwenden
Aufgaben: typische Lehrbuchaufgaben - teilweise auch Musterlösungen

Der Begriff der Entropie wird nur qualitativ angesprochen. Bei Interesse soll diesem Thema eine eigene Veranstaltung gewidmet werden.

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Der Regenbogen - Entdeckendes Lernen in der Sekundarstufe I (Antonius Rübbelke)

Der Kernlehrplan und die damit eingeführten kompetenzorientierten Standards geben gerade im Bereich der Handlungsorientierung und der Problemlösefähigkeiten unserer Schüler komplexe Zielsetzungen vor, die bis zum Abschluss der Sekundarstufe I erreicht werden sollen.

Aus Schülersicht können Phasen des entdeckenden Lernens den Unterricht spannender machen. Aus der Sicht der Unterrichtenden kannn diese pädagogisch-didaktische Unterrichtsmethode die Qualität von Unterricht sichern helfen. Am Beispiel einer Lernaufgabe wird deutlich, wie sich die vom KLP geforderten Fähigkeiten schrittweise, systematisch und nachhaltig entwickeln lassen. Hierdurch wird Unterricht für den Schüler auch transparenter in den Lernprozessen. Die aktive Lernzeit des Schülers wird verlängert, während der Lehrer gleichzeitig entlastet wird.

An diesem Nachmittag werden Lernaufgaben zunächst in ihrer Eigenart ausführlich vorgestellt. Im Anschluss werden Sie eine Lernaufgabe zur Optik (Regenbogen) erstellen und dabei besonders auf Funktion, Gestaltungsmerkmale und Einsatzmöglichkeiten im Unterricht hin ausrichten. Können diese Lernaufgaben wirklich Lernprozesse bei Schülerinnen und Schülern differenziert, gezielt und systematisch steuern helfen? Ein Materialiensatz hierzu wird gestellt.

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„Die Welt der Töne“ – experimentelle Grundlegung eines Projektkurses in der gymnasialen Oberstufe
Rainer Linden und Antonius Rübbelke, Kompetenzteam Düsseldorf
Mit der Umgestaltung der gymnasialen Oberstufe können ab dem Schuljahr 2011/12 in der Qualifikationsphase auch im Fach Physik Projektkurse angeboten werden. Mit ihnen ergibt sich die Möglichkeit, ohne Bindung an inhaltliche Vorgaben von Fachlehrplänen thematische Schwerpunkte aus ein oder zwei Fächern aufzugreifen, die dem anwendungsorientierten, ggfs. fachübergreifenden Lernen dienen.
Projektkurse sollen selbstständiges, strukturiertes und kooperatives Arbeiten sowie Darstellungskompetenz in individuellen Schwerpunkten fördern und Exzellenz in diesen Wahlbereichen ermöglichen.Sie ermöglichen vertieftes wissenschaftspropädeutisches Arbeiten und setzen von daher in der Einführungsphase erworbene Grundlagenkenntnisse voraus. Wählbar sind sie bei vorausgehendem oder begleitendem Unterricht in einem Fach während zwei Halbjahren der Qualifikationsphase.
In dieser Fortbildung werden Experimente für einen Projektkurs vorgestellt, der die beiden Fächer Physik und Musik verbindet. Hierbei werden klassische Inhalte und Fragestellungen der Akustik aufgegriffen und ein multimedialer Ansatz zur Erzeugung und Analyse von Tönen und Klängen genutzt.
Insbesondere sind dabei Experimente zu folgenden Themen vorgesehen:

  • Umgang mit dem Oszilloskop und Nutzung dieses Geräts für unterschiedlichste qualitative und quantitative Anwendungen
  • Darstellung und Analyse von Tönen und Klängen mit Hilfe einer Messwerterfassungs-Software
  • Möglichkeiten zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit

u. a. m.
Die Teilnehmer können alle vorgeschlagenen Experimente selbst durchführen. Sie erhalten zur persönlichen Nutzung die verwendete Software sowie alle Experimentieranleitungen.
Allen Teilnehmern wird dringend empfohlen, einen USB-Stick dabei zu haben. Bitte geben Sie bei der Anmeldung außerdem an, ob Sie ein eigenes Notebook mitbringen werden!

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„Digitale Messwerterfassung im Physikunterricht der Einführungs- und Qualifikationsphase“

Toni Rübbelke

In diesem Workshop werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, wie man mithilfe moderner Messwerterfassungssysteme den naturwissenschaftlichen Unterricht schülerorientierter und praxisorientierter gestalten und dabei den Lehrerarbeitsaufwand reduzieren kann. Neben einem kurzen Überblick des didaktischen Hintergrunds der sinnvollen und effektiven Datenerfassung im Physikunterricht, werden autonome, PC- und GTR-gebundene Hardwarelösungen präsentiert und verglichen. Nach einer kurzen Einführung und Einweisung in die Benutzung der Geräte, sollen die Teilnehmer selbst mehrere Experimente in Form eines Stationenlernens durchführen. Schwerpunktthema des Stationenlernens ist dabei der Einsatz der sogenannten„Handheld-Technologie“ in Verbindung mit Sensoren und Messsonden. Dabei können aktuelle Erfassungssysteme der Firmen Vernier und Texas Instruments in Form von Schülerexperimenten durchgeführt und ausgewertet werden. Der Workshop richtet sich gleichermaßen an Anfänger sowie auch an erfahrene Anwender. Die notwendige Hardware, insbesondere auch die Handhelds, wird zur Verfügung gestellt– eigene Handhelds und Laptops dürfen jedoch gerne mitgebracht werden.

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Monday, 11. December 2017 / 15:55:12