Ein Blick über den Tellerrand - Physikunterricht jenseits vom Standard
Dass der Physikunterricht voll von Experimenten ist, ist selbstverständlich. Wenn Unterricht aber weit über die Grenzen des Fachraums hinaus betrieben wird, ist das allerdings schon besonders. Ein Beispiel hierfür ist unser Lehrer Herr Kirschner, der sich mit seinen Q2-Kursen in den letzten Jahren immer wieder intensiv mit der Bearbeitung von originalen Messdaten aus dem CERN beschäftigt hat und seinen Schülerinnen und Schülern somit einen Einblick in die Forschungsmethoden der Teilchenphysik bieten konnte.
Das Netzwerk Teilchenwelt, das intensiv die Integration der Teilchenphysik in den Schulunterricht vorantreibt, ist auf Herrn Kirschners Engagement aufmerksam geworden und hat ihn gebeten, einen Artikel dazu zu schreiben. Dieser wurde nun im aktuellen Newsletter veröffentlicht und darf mit freundlicher Genehmigung des Netzwerks Teilchenwelt hier abgedruckt werden:
Die Blasenkammer – Mehrwert für den Physikunterricht!
Im Kernlehrplan des Landes Nordrhein-Westfalen ist die Behandlung der Teilchenphysik obligatorisch. Dazu gehört auch die Beschäftigung mit Detektoren, die man verwendet, um Teilchen zu identifizieren und Umwandlungen zu analysieren. Im Unterricht kann dazu die Blasenkammer herangezogen werden: In der Kammer wird durch ständige Druckänderung der Siedepunkt der Kammerflüssigkeit variiert, in der elektrisch geladene Teilchen Spuren aus winzigen Bläschen hinterlassen. Die Spuren werden mit mehreren Kameras aufgezeichnet. Aus den Aufnahmen können die wechselwirkenden Teilchen und ihre physikalischen Eigenschaften ermittelt werden. Der Detektions- und Auswertungsprozess ist deutlich einfacher zu verstehen als die komplexen Abläufe in den modernen Detektoren und kann an Originalaufnahmen mit einfachen Hilfsmitteln von den Lernenden selbständig durchgeführt werden, ohne dass die wesentlichen Analyseprozesse, die z.B. im CERN Anwendung finden, vernachlässigt werden. Nichtsdestotrotz lohnt sich im Anschluss ein Blick auf ATLAS und Co. auf alle Fälle.
Wie die Blasenkammer gewinnbringend im Physikunterricht eingesetzt werden kann, haben Rebecca Schmidt und Floria Nauman in ihren Abschlussarbeiten an der TU Dresden untersucht. Neben der Darstellung von theoretischen Hintergrundinformationen haben sie eine umfangreiche GeoGebra-Materialsammlung entwickelt, mit denen die Lernenden Schritt für Schritt an die Funktion der Blasenkammer und das Entschlüsseln der Aufnahmen herangeführt werden. Sie lernen zuerst, dass verschiedene Teilchen unterschiedliche Spuren hinterlassen und identifizieren diese. Nebenbei wiederholen sie die Lorentzkraft, denn die Blasenkammer befindet sich in einem Magnetfeld, das die Teilchenbahnen beeinflusst. Durch Anwendung der Drei-Finger-Regel kann unmittelbar begründet werden, welche elektrische Ladung Teilchen, die bei einer Umwandlung (wie zum Beispiel der Paarerzeugung) entstehen, besitzen. Hier kann außerdem der Erhaltungssatz der elektrischen Ladung thematisiert werden.
Mit den interaktiven GeoGebra-Dateien berechnen die Lernenden auf Basis der Formel der Lorentzkraft den Impuls einiger Teilchen; im Leistungskurs kann hier auch auf die Frage eingegangen werden, warum die Rechnungen auch bei relativistischen Teilchen ihre Gültigkeit haben. Ein großes Plus ist, dass die Lernenden selbständig mit nahezu originalen Methoden arbeiten und dass das authentische Material und die Umsetzung mithilfe von Quizfragen und Eingabefeldern motivierend sind und ein Feedback zum Lernerfolg geben. Die Materialien können frei zugänglich unter dem Link https://www.GeoGebra.org/m/VAK3P8ar heruntergeladen werden. Zusätzlich empfiehlt sich ein Besuch verschiedener Lehrerfortbildungen mit Praxisbeispielen zu diesem spannenden Thema.
Interessierte Leserinnen und Leser finden den gesamten Newsletter hier. Ein Blick auf die Seite des Netzwerks Teilchenwelt lohnt sich außerdem sehr.
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Informatik nur für Große? Pustekuchen!
Das Alexander-von-Humboldt-Gymnasium ist seiner Zeit, genau wie sein Namensgeber, weit voraus. Ganz seinem Ideal folgend, werden auch hier neue Wege beschritten! Erstmalig bietet das Humboldt im Rahmen eines Pilotprojektes wöchentlich das Fach Informatik für seine Fünftklässler an. Die begeisterten Kinder treffen sich jeden Montag mit ihren betreuenden Lehrern in den Informatikräumen, um in die Welt der Computer einzutauchen.
Den Beginn des Projektes, das von der Uni Wuppertal begleitet wird, machte die Bearbeitung eines Fragebogens, der die Vorstellungen der Kinder von der Informatik erfasste. Dabei kam heraus, dass diese bei den einzelnen Kindern völlig unterschiedlich waren und dass einige Kinder in der Grundschule bereits gute Vorkenntnisse und Erfahrungen im Umgang mit modernen Medien gewonnen haben. Das zeigt sich nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis.
Herr Kirschner, einer der Lehrer des Projektes, berichtet, dass die Kinder mit Freude praktisch arbeiten. Dabei verknüpft er die Informatik gleichzeitig mit der Mathematik und der Physik. Den ersten Themenblock widmete er der einfachen Verschlüsselung von Nachrichten. Die Kinder haben es schnell geschafft, kurze Nachrichten an ihre Freundinnen und Freunde zu schreiben und zu verschlüsseln. Wahrscheinlich ganz zur Freude der anderen unterrichtenden Lehrer, die ab jetzt nur noch Kauderwelsch auf geheimen Briefchen erkennen können…
Eine andere praktische Anwendung der Verschlüsselungstheorie, verknüpft mit der Physik, ist das Morsen. Herr Kirschner und Herr Eckenbach, der die parallele Lerngruppe betreut, haben mit den Kindern aus Materialien der Physiksammlung ein Morsegerät gebaut, das auch beim Tag der Offenen Tür zum Einsatz kam: Mit Hilfe einer Glühlampe und eines Tasters haben die Kinder Nachrichten mit dem Morsealphabet übertragen. Die Zuordnung von Buchstaben zu Punkten und Zeichen geschieht nach streng festgelegten Vorschriften.
Das Befolgen solcher Vorschriften ist auch beim Programmieren von äußerster Wichtigkeit. Anhand von interaktiven Übungen lernten die Kinder schließlich sehr schnell, dass es wichtig ist, genaue Anweisungen zu geben, um ein ganz bestimmtes Ergebnis zu erhalten. So haben die Kinder mit Herz, Kopf und Hand schnell gelernt, was sich hinter dem abstrakten Begriff des „Algorithmus“ verbirgt.
Heute sind die Humboldt-Kids – nach nur wenigen Wochen - in der Lage, einfache Programme zu schreiben. Mit der Programmierumgebung Scratch fiel es ihnen sehr leicht, eine Katze nach ihren Wünschen über den Bildschirm zu steuern. Das erste Programm war schnell fertig und die Kinder zeigten der Gruppe stolz ihre Ergebnisse.
Ausgehend von diesen Erfolgen waren die Kinder schnell motiviert, ein erstes eigenes Spiel zu entwickeln. In ihrem eigenen Spiel steuern die Kinder einen selbst erstellten Avatar durch verschiedene Räume und lassen ihn mit der Einrichtung interagieren.
Gennaro aus der der 5b erzählt begeistert, dass es ihm „total viel Spaß macht, ein eigenes Spiel zu programmieren, die Figur selbst zu gestalten und sie Dinge machen zu lassen.“ Edasu Zeynep aus der gleichen Klasse gefällt das Programmieren auch sehr gut. Béla aus der 5a berichtet strahlend: „Ich finde, dass es besonders faszinierend ist, dass ich jetzt nicht immer nur auf das Display meines Smartphones starre, sondern jetzt auch lerne, was in den Programmen auf meinem Smartphone passiert.“
Auch Herr Kirschner ist begeistert von der Leistung der Kinder: „In kurzer Zeit haben sie bereits viel gelernt und es ist großartig zu sehen, wie schnell sie Fortschritte gemacht haben. Ich freue mich auf den weiteren Verlauf des Projekts.“
Da das Projekt so gut läuft, ist geplant, auch in den nächsten Schuljahren Informatik für die Fünftklässler anzubieten, um noch viel mehr Kinder schon früh für den Umgang mit Computer, Tablet und Co zu begeistern und sie ganz im Humboldt‘schen Sinne ihrer Neugier folgen zu lassen.
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Der Tropische Regenwald im Schuhkarton
Um sich den Stockwerkbau des Tropischen Regenwaldes besser vorstellen zu können, bastelten die Schüler der Klasse 7b im Rahmen des Erdkundeunterrichts ein Regenwaldmodell im Schuhkarton. Hierbei achteten die Schüler vor allem auf eine richtige Höhenskala mit korrektem Maßstab sowie eine kreative Ausgestaltung des Innenraumes. Einige Ergebnisse werden demnächst in der Neusser Stadtbibliothek ausgestellt.
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Blutspendetag am AvH
Bei mäßigem Wetter aber mit guter Laune fand am Freitag der 5. Blutspendetermin am AvH statt. In netter Atmosphäre konnten viele Blutspenden für einen lebensrettenden Zweck gewonnen werden.
Ich danke allen Unterstützerinnen und Unterstützern dieser Blutspende für die tolle Durchführung und ganz besonders allen Spenderinnen und Spendern für ihr Blut.
Ich freue mich auf den Blutspendetermin 2019!
Andreas Sawroch
Foto: Essenskomitee der Q2 bei der Unterstützung der Blutspende
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AvH-Bands rocken im RomaNEum
Beim traditionellen „Rock im RomaNEum“, das als Konzert der Bands aller mit der Musikschule kooperierenden Neusser Schulen zweimal jährlich stattfindet, sorgten unsere AVH-Bands der Klassen 6 („Penguin Rock“, Ltg. Frau Gelau) und der Klassen 7 (Ltg. Frau von Hammerstein) für weihnachtlich-rockigen Sound im Konzertsaal!
Quasi als Generalprobe für die Auftritte auf dem Weihnachtsmarkt (am 03.12.2018, ca. 15-16.15 Uhr) spielten und sangen die Kinder unseres Musikschulworkshops vor ihren begeistert zuhörenden und sichtlich bewegten Eltern und Freunden. Schön ist es immer wieder, in dieser lockeren Atmosphäre und mit Hilfe der perfekten technischen Ausstattung der Musikschule (erstmalig mit W-Lan Mischpult, von Ralph Rotzoll vom iPad aus gesteuert) den anderen Bands zuzuhören und sich gegenseitig über den Erfolg zu freuen.
So gesellten sich Songs wie „Roof Top“ und eine rockige Variante von „In der Weihnachtsbäckerei“ (AvH-Band der Kl. 7) zu „Another Rock‘n‘Roll Christmas“ (AvH-Band der Kl. 6). Was für ein stimmungsvoller Abend für Kinder und Eltern!
Das nächste „Rock im RomaNEum“ Konzert findet statt am 28.05.2019, wir laden bereits jetzt herzlich dazu ein!
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