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Energie und Wirkungsgrad auf gymnasialem Niveau – für Physik in Klasse 8/9 am Gymnasium und an Gesamtschulen. Dieses 45-seitige Unterrichtsheft führt vom Energieerhaltungssatz über den Wirkungsgrad und die Energieentwertung bis zum Weg des Stroms vom Kraftwerk in die Steckdose – und endet mit einer vollständigen Klassenarbeit samt Erwartungshorizont.
Drei Anspruchsebenen statt Differenzierung nach unten: Basis – Vertiefung – Experte. An jeder Aufgabe steht der Anforderungsbereich (AFB I–III), jede Aufgabengruppe endet im AFB III. Eine Operatorenseite klärt vorab, was „nenne“, „erkläre“ und „beurteile“ verlangen.
Die drei Themenblöcke:
A – Energie, die Größe, die erhalten bleibt: Energieformen, Energieerhaltungssatz, Lageenergie E_pot = m · g · h und Bewegungsenergie E_kin = ½ · m · v², Versuch 1 zur Rücksprunghöhe eines Balls
B – Wirkungsgrad und Energieentwertung: Wirkungsgrad η = E_nutz / E_zu, Sankey-Diagramme lesen und zeichnen, Wirkungsgradketten, Versuch 2 mit dem Wasserkocher
C – Vom Kraftwerk in die Steckdose: Leistung P = E / t, Kilowattstunde und Stromkosten, Kraftwerksvergleich, Strommix, Energiekosten von Haushaltsgeräten
Klassenarbeit (45 Minuten, 48 Punkte) mit vollständigem Erwartungshorizont: jeder Rechenweg ausgeschrieben, Punkte je Teilschritt, AFB-Zuordnung und Notenschlüssel. Die Heftaufgaben umfassen zusammen 101 Punkte.
Außerdem enthalten: acht nummerierte Materialien M1–M8 (Messreihen, Sankey-Diagramme, Strommix, Gerätetabelle), zwei Schülerversuche mit Haushaltsmitteln – ein Fachraum ist nicht nötig –, eine Methodenseite „Ein Energieflussdiagramm auswerten“, ein Formelblatt, eine Fachbegriffsliste und eine Selbsteinschätzung.
Kompetenzbereiche: Fachwissen (Sachkompetenz), Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung. Alle Zahlenangaben sind mit Quelle und Stand belegt, das Quellenverzeichnis ist im Material enthalten.
Dasselbe Thema gibt es auch als vierfach differenzierte Fassung für heterogene Lerngruppen der Sekundarstufe I.
Neunzehn Hefte für Biologie, Chemie und Physik auf gymnasialem Niveau für die Klassen 5 bis 10. Jedes Heft arbeitet auf drei Anspruchsebenen (Basis – Vertiefung – Experte, AFB I–III) und enthält eine Klassenarbeit mit Erwartungshorizont, Punkten und Notenschlüssel.BiologieHerz, Blut und Blutkreislauf (Klasse 7–8): Herzzyklus, Blutdruck, Herzminutenvolumen, Blutgruppen, HerzinfarktÖkosystem Wald (Klasse 7–9): Stockwerkbau, Nahrungsnetz, Energiefluss, Stoffkreislauf, TotholzVererbung (Klasse 9–10): Mendel, Meiose, Kreuzungsschema, StammbaumErnährung und Verdauung (Klasse 7–8): Nährstoffe, Brennwert, Verdauungsorgane, Enzyme, Nutri-ScoreDer Mensch (Klasse 5–7): Skelett, Gelenke, Muskeln, Atmung, OrgansystemePflanzen: Blüte, Bestäubung, Fotosynthese (Klasse 5–7): Blütendiagramm, Befruchtung, Frucht, van HelmontÖkosystem Gewässer: See, Bach und Fluss (Klasse 7–9): Schichtung des Sees, Nahrungsnetz, Eutrophierung, Saprobienindex und WasserqualitätKrankheitserreger, Immunsystem und Impfung (Klasse 8–10): Bakterien und Viren, Immunantwort, Impfung, Gemeinschaftsschutz, AntibiotikaresistenzChemieFeuer und Verbrennung (Klasse 7–8): Oxidation, Aktivierungsenergie, Erhaltung der MasseSäuren und Basen (Klasse 8–9): Brønsted, pH-Wert, Neutralisation, TitrationTrennverfahren (Klasse 7–8): Gemische, Massenanteil, Chromatographie, Löslichkeit, Destillation, KläranlageStoffe, Teilchen und Aggregatzustände (Klasse 5–7): Dichte, Temperatur-Zeit-Diagramm, Teilchenmodell, DiffusionMetalle und Rost (Klasse 8–9): Metallbindung, Redoxreaktion, Hochofen, KorrosionPhysikEnergie und Wirkungsgrad (Klasse 8–9): Energieerhaltung, Sankey-Diagramme, Leistung und StromkostenRadioaktivität (Klasse 9–10): Nuklide, Zerfallsgesetz, Halbwertszeit, Dosis, StrahlenschutzDer elektrische Stromkreis (Klasse 7–8): Reihen- und Parallelschaltung, ohmsches Gesetz, Kennlinie, Leistung, FI-SchutzschalterLicht und Sehen (Klasse 6–7): Lochkamera, Schatten, Reflexionsgesetz, Brechung, Linsen, AugeMagnetismus und Elektromagnetismus (Klasse 6–8): Magnetfeld, Feldlinien, Erdmagnetfeld, Rechte-Faust-Regel, ElektromagnetNaturwissenschaftenSicherheit im Fachraum (Klasse 5–7): STOP-Prinzip, H- und P-Sätze, Gasbrenner, GefährdungsbeurteilungOperatoren nach AFB, Fachbegriffe und ein Quellenverzeichnis sind in jedem Heft enthalten.Das Paket wächst: Weitere Hefte für Biologie, Chemie und Physik auf gymnasialem Niveau kommen nach und nach dazu.
Klassenstufen: 5-10. Klasse
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