Fachbrief Nr. 5 Physik 16.09.2007
2. Auswertung
2.1 Die Schülerinnen und Schüler werten aufgenommene Messreihen aus:
• zur Bestimmung physikalischer Größen
• zur Prüfung der Anwendbarkeit physikalischer Gesetze.
2.2 Die Schüler dokumentieren handschriftlich die Displayausgaben (z.B.
numerische Lösungen oder Diagramme mit Achsenbezeichnung, prinzipieller
Verlauf des Graphen).
2.3 Die Schülerinnen und Schüler veranschaulichen aufgenommene oder
vorgegebene Messreihen graphisch durch Plots und interpretieren die auf
diesem Weg gewonnenen grafischen Darstellungen. (Window, Zoom,
Achsenzuordnung, Achseneinteilung)
2.4 Die Schüler/innen ermitteln für eine Messreihe die Regressionsfunktion und inter-
pretieren diese aus physikalischer Sicht. Sie bestimmen charakteristische physi-
kalische Größen aus der Funktionsgleichung oder der grafischen Darstellung.
2.5 Die Schüler entwickeln mathematische Modelle für physikalische Vorgänge und
prüfen die Gültigkeit des Modells an Messreihen von Realexperimenten.
2.6 Die Schüler untersuchen den Einfluss bestimmter Parameter in einer Gleichung
und vertiefen dabei ihr Verständnis physikalischer Gesetze.
3. Die Schüler/innen führen algebraische Umformungen und aufwändige numerische
Berechnungen durch und schätzen ihre numerischen Lösungen kritisch ein:
• unter Verwendung physikalischer Einheiten
• auf der Basis des SI-Einheitensystems
• unter Nutzung der gespeicherten Konstanten
• mit speziellen, d. h. physiktypischen Einstellungen des Rechners (Exponential-
darstellung,
Anzahl der gültigen Ziffern)
4. Die Schüler nutzen Programme zur Simulation physikalischer Vorgänge.
Hardware
Etliche Hersteller bieten derzeit GTR oder TC mit CAS an. Verfügen die Schüler/innen
bereits über einen solchen Taschenrechner, lassen sich die Geräte mit einem vergleichs-
weise geringen finanziellen Aufwand zu einem vollwertigen digitalen Messwerterfassungs-
system ausbauen. Hierfür benötigt man im Allgemeinen ein Interface, das die gewonnenen
Messdaten sammelt und für den Taschenrechner aufbereitet, und die daran anzuschließen-
den Messsensoren.
Ultraschallabstandsmesser können bei den meisten Herstellern direkt an die TR
angeschlossen werden. Für die wesentlichen Anwendungen des Physikunterrichts der
gymnasialen Oberstufe genügen Sensoren für die folgenden physikalische Größen:
Spannung, Temperatur, magnetische Flussdichte, Lichtstärke, Beschleunigung und Kraft
sowie ein Mikrophone und ein Ultraschallbewegungssensor.
Sinnvoll ist ferner, dass die Technik auch in den Fächern Chemie und Biologie eingesetzt
wird. Hierfür benötigt man zwar weitere Sensoren; die finanzielle Last der Anschaffung der
Messwerterfassungssysteme lässt sich so aber verteilen.
Ein Overhead-Display, mit dessen Hilfe der Bildschirm jedes Rechners für alle Schüler/innen
sichtbar gemacht werden kann, ergänzt schließlich die Hardwareliste.
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