Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern

Im Lehrplanabschnitt „12.1. Statische elektrische und magnetische Felder“ der 12. Jahrgangsstufe wird das eigenverantwortliche Arbeiten, das die Schülerinnen und Schüler bereits in der 11. Klasse kennengelernt haben, weitergeführt und vertieft.

Nach der theoretischen Einführung zu elektrischen Feldern erarbeiten die Lernenden selbstständig die Bewegung geladener Teilchen in homogenen elektrischen Längs- und Querfeldern. Im Anschluss an die Betrachtung magnetischer Felder erfolgt die eigenverantwortliche Erarbeitung der Bewegung geladener Teilchen in homogenen magnetischen Feldern.

Der vorliegende Kurs deckt beide Kompetenzerwartungen ab und kann entweder in getrennten Einheiten oder als zusammenhängender Kurs bearbeitet werden.

1. Einführung (ca. 15 Minuten)
   Zu Beginn der ersten Stunde gibt die Lehrkraft eine kurze Einführung in das Thema und stellt die Materialien und Arbeitsaufträge vor. Dabei wird besonders auf die Struktur des Kurses hingewiesen, sowie auf die Möglichkeit, gestufte Hilfen und passwortgeschützte Lösungen zu nutzen. Die Erwartungen an die eigenverantwortliche Arbeit werden deutlich gemacht, und die Schüler werden ermutigt, sich gegenseitig bei Bedarf zu unterstützen.

2. Arbeitsphase (4-5 Unterrichtsstunden)
   Die Lernenden bearbeiten in Einzelarbeit die Rechercheaufträge und Aufgaben. Dabei können sie:

   • Das zur Verfügung gestellte Material in ihrem eigenen Tempo durchgehen.

   • Bei Bedarf Hilfen in Anspruch nehmen und die passwortgeschützten Lösungen nutzen, um ihren Lernfortschritt zu überprüfen.

   • Sich gegenseitig bei Unklarheiten unterstützen und gemeinsam über Lösungsansätze diskutieren, wobei die Eigenverantwortung im Vordergrund bleibt.

   Die Lehrkraft agiert in dieser Phase eher als Begleiterin, die den Lernprozess beobachtet und bei Bedarf beratend zur Seite steht, ohne direkt in die Lernprozesse einzugreifen.

3. Selbstreflexion und Abschluss (ca. 20-30 Minuten)
   Am Ende der Lernphase füllen die Schüler den Selbsteinschätzungsbogen aus, um ihren eigenen Lernfortschritt zu reflektieren. Anschließend kann eine kurze Abschlussbesprechung im Plenum stattfinden, in der offene Fragen geklärt und zentrale Inhalte zusammengefasst werden. Die Lehrkraft kann hier den Lernfortschritt der Klasse abschließend beurteilen und weitere Schritte besprechen.

Teil 1: Rechercheauftrag Die Lernenden bearbeiten einen Rechercheauftrag, der durch gestufte Hilfen methodisch und inhaltlich unterstützt wird. Als Lernprodukt entsteht eine persönliche Lerngrundlage, wie z. B. ein Steckbrief, Hefteintrag, Flyer oder eine digitale Pinnwand. Die Lösungen zu den Rechercheaufträgen werden passwortgeschützt oder in Papierform von der Lehrkraft bereitgestellt. Die Passwörter erhalten die Schülerinnen und Schüler direkt von der Lehrkraft, was dieser einen Überblick über den Lernfortschritt und das Arbeitsverhalten gibt.

Teil 2: Anwendung des Wissens Im zweiten Teil wenden die Lernenden das erworbene Wissen auf eine Aufgabe an, wobei sie ebenfalls Hilfen und passwortgeschützte Lösungen erhalten. Die Aufgaben sind bewusst ohne komplexe Kontexte gestaltet, um die Lernenden bei der selbstständigen Arbeit nicht zu überfordern. Die im ersten Teil gesammelten Beispiele reichen aus, um die im Lehrplan geforderte Verbindung zu alltagsrelevanten Themen herzustellen. Anspruchsvollere technische Themen wie Hall-Sonde, Massenspektrometer oder Teilchenbeschleuniger werden in der nächsten Lehrplaneinheit behandelt.

Teil 3: Selbsteinschätzung Ein Selbsteinschätzungsbogen hilft den Lernenden, ihren eigenen Lernstand zu bewerten und gegebenenfalls den Lernstoff zu wiederholen. Die Lehrkraft kann hierbei als Lernberater unterstützend wirken.

Die Materialien sind so erstellt, dass die Lernenden, je nach digitaler Ausstattung, Gruppenzusammensetzung oder unterrichtlicher Schwerpunktsetzung durch die Lehrkraft,

• in einer vollständig digitalisierten Lernumgebung arbeiten. Diese wird im Rahmen eines mebis-TeachShare-Kurses bereitgestellt.

• in einer hybriden Form arbeiten. Die zu bearbeitenden Aufträge und Aufgaben erhalten die Lernenden in Papierform, die zugehörigen gestuften Hilfen und Lösungen werden über QR-Codes digital bereitgestellt (siehe beiliegende Aufgabe). Diese Variante ermöglicht ein problemloses Arbeiten sowohl in digitalen als auch in analog arbeitenden Klassen, da die zugehörigen Hilfen und Lösungen über beliebige internetfähige Geräte abgerufen und parallel zur Aufgabenstellung betrachtet werden können.

• vollständig analog arbeiten. Das zu bearbeitende Material sowie die zugehörigen gestuften Hilfen und Lösungen erhalten die Lernenden in Papierform. Die Vorlagen zum Ausdrucken und Ausschneiden sind entsprechend gekennzeichnet, die Verweise auf QR-Codes mit Hilfen und Lösungen in der beiliegenden Aufgabe sollten dann entfernt werden.

Inhaltlich sind die drei genannten Möglichkeiten vollständig gleich. Dem Mebis-Kurs vorangestellt ist eine Einführung durch einen Podcast zur medizinischen Strahlentherapie, der z. B. als vorbereitende Hausaufgabe bearbeitet werden kann. Die verschiedenen Themen werden anschließend jeweils nach dem gleichen Ablauf bearbeitet.