Physikunterricht lernprozessorientiert strukturieren und BNE integrieren (SII)

Kurzvorstellung

Das Unterrichtsvorhaben beschäftigt sich mit der Frage, wie elektrische Energie aus Drehbewegungen gewonnen werden kann und ist im Themenbereich „Elektrodynamik und Energieübertragung“ angesiedelt. Es richtet sich primär an Grundkurse, ist aber auch im Leistungskurs einsetzbar. Der Fokus liegt auf Präsenzunterricht mit digital unterstützten Aktivitäten, die von der Lehrkraft moderiert werden.

Besonderheiten des Konzepts sind die lernprozessorientierte Strukturierung und die Integration von Aspekten der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Der Unterricht basiert auf Fritz Osers Basismodelltheorie und umfasst drei Lerneinheiten: „Lernen durch Eigenerfahrung“, „Konzeptbildung“ und „Problemlösen“.

• Lernen durch Eigenerfahrung: Die Schülerinnen und Schüler experimentieren mit der Erzeugung von Spannung durch Drehbewegungen (Realexperiment oder Simulation) und verallgemeinern ihre Beobachtungen zu physikalischen Zusammenhängen (z. B. Einfluss von Spulenfläche, Windungszahl, magnetischer Flussdichte und Drehgeschwindigkeit auf die Induktionsspannung).
• Konzeptbildung: Die mathematische Beschreibung wird erarbeitet, indem die Schülerinnen und Schüler ein Formelpuzzle auf verschiedenen Niveaustufen lösen, was sprachsensiblen Fachunterricht fördert.
• Problemlösen: Die Lernenden entwickeln und bewerten eigene Ideen zur Nutzung des Induktionsprinzips für die Energiegewinnung aus Alltagsbewegungen unter Berücksichtigung von ökonomischen, sozialen und ökologischen Kriterien.

Ein zentrales Beispiel ist der „Soccket“-Ball, der Bewegungsenergie speichert und als Stromquelle in ressourcenarmen Gebieten dient. Dieses Beispiel verknüpft physikalische Inhalte mit Nachhaltigkeitsaspekten. Abschließend beurteilen die Schülerinnen und Schüler fachphysikalische Lösungen hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit. So wird BNE in den Physikunterricht integriert.