Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 3/5
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Physik
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Friedrich Verlag
Gesamtwerk
Naturphänomene im digitalen Zeitalter
Sind Naturphänomene für "Digital Natives" überhaupt noch interessant? Liegen heutigen Kindern und vor allem Jugendlichen technische Themen nicht viel näher als Gewitter, Regenbögen und Mondphasen? Dieses Heft zeigt, dass die Beschäftigung mit Naturphänomenen auch im digitalen Zeitalter bildend sein und zum Lernen von und über Physik beitragen kann. Dabei lohnt es sich, die digitalen Medien nicht als Gegensatz zur direkten Naturerfahrung zu verstehen, sondern als Brücke oder als Weg zur Erweiterung und Vertiefung. Im vorliegenden Themenheft finden Sie dazu vielfältige Anregungen. Das Heft bietet Unterrichtsanregungen mit vier unterschiedlichen Zugängen: traditionelle Naturphänomene mit digitalen Medien erkunden, Naturphänomene mit neuen Instrumenten untersuchen, Medien zu Naturphänomenen gestalten, Naturphänomene in den Medien. Dazu gibt es Hintergrundinformationen zum Lernen über Naturphänomene und Fachinformationen zu interessanten Phänomenen. Das Spektrum der im Heft behandelten Naturphänomene reicht von den Mondphasen über Wolkenbilder bis hin zu Geysiren.
Gesamtwerk
Leistungen transparent bewerten
Notengeben - ein ungeliebtes und häufig auch konfliktreiches Thema im Schulalltag. Dieses Heft zeigt Ihnen Wege, wie Sie Leistungen im Physikunterricht möglichst transparent bewerten können und wie Sie aktuellen pädagogischen Herausforderungen, wie z. B. Differenzierung, bei der Leistungsbewertung begegnen können. Im Heft finden Sie Anregungen zu zentralen Bewertungssituationen sowie zu modernen Herausforderungen im Physikunterricht: Klassenarbeiten, Experimentelles Arbeiten, Mündliche Prüfungen, Mündliche und kontinuierliche Mitarbeit, Kooperatives Lernen, Differenzierung. Neben Beispielen aus der Unterrichtspraxis, wie z. B. Klassenarbeiten oder Prüfungen, bietet das Heft Materialien wie Checklisten, Selbsteinschätzungsbögen und Kriterienraster für die Bewertung. Hinweis Auf S. 44 wurden leider versehentlich Vorab-Versionen der Materialien abgedruckt. Die berichtigten und vollständigen Materialien finden sich im Download-Bereich (für Abonnenten auch in der Digital-Ausgabe zusätzlich als Word-Dateien).
Gesamtwerk
Elektrische Stromkreise
Schülerinnen und Schüler begegnen elektrischen Schaltungen und Stromkreisen in ihrem Alltag ständig. Dennoch gilt die Elektrizitätslehre als langweilig, die fachlichen Konzepte empfinden viele als schwer verständlich. Dieses Heft zeigt Wege zu den physikalischen Grundlagen von Stromkreisen und geht dabei auch auf Schülervorstellungen ein. Moderne Unterrichtsmethoden motivieren dabei zum eigenen Experimentieren und zum Nachdenken über die Ergebnisse der Experimente. Das Heft bietet einen Überblick zu den didaktischen Hürden des Themas sowie eine knappe fachliche Orientierung. Die vorgestellten Unterrichtskonzepte schlagen Zugänge auf unterschiedlichen Ebenen vor, z. B. eine gezielte Auseinandersetzung mit Stromkreismodellen und insbesondere mit Modellen für die elektrische Spannung, ein bewusstes Artikulieren eigener Vorstellung, Schülerexperimente u. a. zu Schaltungsarten sowie zur Variablenkontrolle anhand von Stromkreisparametern, Methoden zum Einüben des Aufbaus von Schaltungen und des Lesens von Schaltplänen. Zur unterrichtlichen Umsetzung dieser Schwerpunkte werden verschiedene Methoden vorgeschlagen wie z. B. Concept Cartoons, Gruppenpuzzle, Lernzirkel.
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Gesamtwerk
Elektromagnetische Wellen
Viele aktuelle Technologien basieren auf der Nutzung elektromagnetischer Wellen, doch auch der Physikunterricht der Oberstufe bleibt häufig bei allgemeineren Aspekten der Wellenoptik stehen. Dieses Heft zeigt erprobte Wege in dieses theoretisch und experimentell anspruchsvolle, aber auch faszinierende Gebiet der Physik. Neben einem Überblick zu den fachlichen Grundlagen des Themas und einer didaktischen Orientierung stellt das Heft unterschiedliche unterrichtliche Zugänge vor, u. a. Demonstrationsexperimente, Lehrerpräsentationen und -vorträge, Schülerversuche, das Arbeiten mit Fachtexten bzw. mit Animationen. Dabei geht es auf der einen Seiten um ein Verständnis der theoretischen Grundlagen, auf der anderen Seite um eine experimentelle Erschließung der Phänomene. Aufgaben, Hintergrundinformationen zu technischen Anwendungen sowie historische Einblicke bieten Vertiefungsmöglichkeiten.
Gesamtwerk
Unser Universum – ein Blick über den Horizont hinaus
Fachexperten stellen in diesem Heft Wissensbausteine vor, die sie als grundlegend und elementar ansehen. Neben dem Fachwissen in mehreren Beiträgen und einem Glossar präsentieren sie eine Auswahl von Vorgehensweisen, die neue Erkenntnisse liefern. Damit erschließen sich attraktive Bausteine für einen aktuellen, kompetenzorientierten Physikunterricht. Weitere Beiträge mit unterrichtspraktischen Vorschlägen zeigen zudem, dass sich viele Inhalte direkt an klassische Themen des Physikunterrichts anbinden lassen.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Mathematik im Physikunterricht
„Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben“ – und auch deshalb bleibt die Physik für etliche Schülerinnen und Schüler ein Buch mit sieben Siegeln. Dieses Heft zeigt Wege, auf denen man Schülerinnen und Schüler in die Abstraktion und beim Erlernen eines sicheren Umgangs mit mathematischen Werkzeugen begleiten kann. Und es zeigt, dass die Beschäftigung mit den mathematischen Strukturen der Physik keine Hürde sein muss, sondern eine Hilfe beim Verstehen von Physik und beim Lernen über Physik sein kann. In mehreren Grundlagenartikeln beleuchten die Autorinnen und Autoren das komplexe Verhältnis von Physik und Mathematik bzw. von Physik- und Mathematikunterricht. Verschiedene Unterrichtskonzepte zeigen Wege in die Abstraktion, den Umgang mit mathematischen Werkzeugen und das Wechselspiel von Mathematik und Physik. Aufgaben, Materialien, Tipps und Methoden bieten zudem Unterstützung bei der Umsetzung der Unterrichtsvorschläge.
Gesamtwerk
Physik erklären
Wer gut erklären kann, den schätzen die Schülerinnen und Schüler. Dennoch ist das Erklären zugunsten schülerorientierter Unterrichtsverfahren in den letzten Jahrzehnten eher ins Hintertreffen geraten. Dieses Heft zeigt Ihnen, wann und wie Sie im Physikunterricht erklären dürfen und sollen, was gute Lehrererklärungen ausmacht und wie Sie das Erklären trainieren können. Dieses Heft nimmt unterschiedliche Aspekte guten Erklärens unter die Lupe, u. a. die Gestaltung verständlicher und adressatengerechter Erklärungen, die Struktur und Inhalte sachgerechter Erklärungen, nonverbale Aspekte des Erklärens, Bilder und Videos zur Unterstützung oder sogar als Ersatz von Lehrererklärungen. Zudem finden Sie Hintergründe dazu, was Erklärungen eigentlich sind, wie sie funktionieren und aufgebaut sind. Darüber hinaus enthält das Heft auch Checklisten sowie praktische Tipps für Erklär-Phasen im Unterricht.
Gesamtwerk
Interaktive Whiteboards
In diesem Heft möchten wir Ihnen an erprobten Beispielen die Potenziale, aber auch die Grenzen des IWBs näher bringen und gleichzeitig Ideen für eine sachgerechte Nutzung liefern. Die Beiträge sind dabei nach den erforderlichen Kompetenzen im Umgang mit dem Interaktiven Whiteboard sortiert und richten sich vornehmlich an diejenigen, die am Anfang in der Arbeit mit diesem Medium stehen. Jeder Beitrag enthält neben Anregungen zum Einsatz des IWB im Physikunterricht auch eine Anleitung, wie Sie vergleichbare Beispiele selbst erstellen bzw. die vorliegenden an Ihren Unterricht anpassen können.
Gesamtwerk
Wellenoptik
Schillernde Seifenblasen, bunte Schmetterlingsflügel, Filme in 3D – viele schöne Phänomene und interessante Technologien beruhen auf Prinzipien der Wellenoptik. Dieses Heft zeigt Ihnen, dass die Wellenoptik nicht nur reizvolle Schüler- und Demonstrationsversuche ermöglicht, sondern auch tiefe Einblicke in grundlegende Arbeitsweisen der Physik. Die Beiträge in diesem Heft stellen Ihnen Unterrichtsansätze zu unterschiedlichen Aspekten der Wellenoptik vor, u. a. Demonstrations- und Schülerversuche, Unterricht zur Systematik von Interferometern, Experimente zur Interferenz an dünnen Schichten, ein Unterrichtskonzept zum Thema Polarisation, einen Unterrichtsgang zur Funktionsweise von 3D-Kinos. Darüber hinaus finden Sie im Heft einen kompakten Überblick zu den fachlichen Grundlagen der Wellenoptik, eine Orientierung zu didaktischen Potenzialen von Unterricht zur Wellenoptik sowie Informationen über Interferenzphänomene in Natur und Technik.
Gesamtwerk
Diagnostizieren und Fördern
Was genau wissen Sie eigentlich über Ihre Schülerinnen und Schüler und deren Verständnis physikalischer Themen? Nehmen Sie bereits einzelne Bereiche mit gezielter Diagnostik unter die Lupe? Dieses Heft stellt Ihnen vielfältige Methoden für eine lernförderliche Diagnostik vor und zeigt, wie sich Diagnoseergebnisse dazu nutzen lassen, dass Ihr Unterricht und die Lernvoraussetzungen bzw. die Lernbedarfe der Schülerinnen und Schüler besser zusammenpassen. Das Heft bietet Ihnen einen grundlegenden Überblick zu verschiedenen Aspekten, Möglichkeiten und Problemen von Diagnostik und Feedback. Darüber hinaus finden Sie praxiserprobte Methoden für unterschiedliche Bereiche von Diagnostik, u. a. für Diagnose in einer Unterrichtsstunde, für prozessbegleitende Diagnose und zu verschiedenen Diagnose-Hilfsmitteln.
Gesamtwerk
Elektrische Energie
Die "Energiewende" ist angesichts begrenzter Ressourcen und des drohenden Klimawandels ein zentrales gesellschaftliches Thema. Dieses Heft stellt die Versorgung mit elektrischer Energie ins Zentrum und diskutiert daran, was es Schülerinnen und Schülern so schwer macht, den Energiebegriff zu verstehen. Praxisbeispiele zeigen, wie ein schülernaher Unterricht über Fragen der Energieversorgung und -nutzung aussehen kann. Im Heft finden sich Unterrichtsvorschläge zu unterschiedlichen Aspekten des Themas "Energieversorgung", z. B. Umwandlung von Energieformen, Aufbau und Funktionsweise des Stromnetzes, Speicherung von elektrischer Energie, Energiesparen.
Gesamtwerk
Experimentieren mit Smartphones und Tablets
Die meisten Jugendlichen besitzen heute ein Smartphone und haben wegen der zahlreichen integrierten Sensoren damit sozusagen ein "mobiles Labor" in der Hosentasche. Dieses Heft zeigt, wie sich mobile Geräte nicht nur etwa zum Dokumentieren von Experimenten und zum Präsentieren von Messergebnissen einsetzen lassen, sondern stellt Experimente zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik mit Smartphones und Tablets vor. Sie finden in dieser Ausgabe eine Vielzahl von Schüler- und Demonstrationsversuchen zu folgenden Themenbereichen: Akustik, Mechanik, Optik, Magnetismus, Radioaktivität. Alle Experimente sind in einheitlicher Form dargestellt und meist um Aufgaben und Tipps ergänzt, die den Unterrichtseinsatz unterstützen. Darüber hinaus erhalten Sie Hintergrundinformationen zu Potenzialen und Erfahrungen mit der Nutzung mobiler Medien im Unterricht sowie Hinweise auf geeignete Apps.
Gesamtwerk
Experimentieren gestalten
Experimente gehören in jeden guten Physikunterricht, und zwar sowohl Schüler- als auch Demonstrationsexperimente. Denn Experimente unterstützen nicht nur das Lernen von Fachinhalten, sie geben auch Einblicke in Arbeits- und Erkenntnismethoden der Physik. Dieses Heft zeigt, wie Sie Experimentiersituationen so (um-)gestalten können, dass sie den Schülerinnen und Schülern vielfältige und an ihre Fähigkeiten angepasste Lerngelegenheiten bieten. Sie finden in diesem Heft: Hintergrundinformationen zur Rolle von Experimenten in Unterricht und Wissenschaft, Anregungen zum Diagnostizieren von Experimentierkompetenz, Hinweise und Materialien für die Differenzierung in Experimentierphasen, Ideen für eine Öffnung von Schülerexperimenten in die Richtung forschenden Lernens, Denkanstöße und Unterrichtsvorschläge zum Umgang mit Messunsicherheiten und mit unsicherer Evidenz.
Gesamtwerk
Induktion
Die Induktion ist zum einen eine wesentliche Grundlage unserer modernen Welt, sowohl im Hinblick auf die Versorgung mit elektrischer Energie als auch in Form zahlreicher Alltagsgeräte. Zum anderen bietet dieses Thema grundlegende Einsichten in physikalisches Denken und Arbeiten. Dieses Heft zeigt vielfältige Wege auf unterschiedlichen Niveaus zu einem grundlegenden, auch mathematisch unterstützten Verständnis der Induktion. Sie finden in diesem Heft: fundierte und didaktisch durchdachte Fachinformationen zum Thema Induktion, grundsätzliche Unterrichtszugänge für die Sekundarstufe II wie auch bereits für die Sekundarstufe I, Unterrichtsvorschläge und Experimente sowie Hintergrundinformationen zur Entdeckung und zu Anwendungen der Induktion. Die Informationen und Vorschläge decken vielfältige Schwerpunkte ab – von physikhistorisch über projektartige oder experimentell orientierte Ansätze bis hin zur ambitionierten mathematischen Auseinandersetzung mit dem Induktionsgesetz.
Gesamtwerk
Radioaktivität
Nicht erst seit Fukushima und der Diskussion um den deutschen Ausstieg aus der Atomenergie haben Schülerinnen und Schüler viele Fragen und Befürchtungen im Zusammenhang mit Radioaktivität: Hatte der Fukushima-Unfall auch Einfluss auf Deutschland? Wie gefährlich ist überhaupt Strahlung? Wie wirkt sich Strahlung auf den Körper aus? Dieses Doppelheft zeigt Ihnen, wie Sie Unterricht zum Thema Radioaktivtät gestalten und dabei gleichzeitig die Schülerinnen und Schüler in unterschiedlichen Kompetenzbereichen fördern können. Das Heft liefert umfassende didaktische und fachliche Hintergrundinformationen zum Thema und schlägt vielfältige Konzepte für Unterricht über Radioaktivität vor, sowohl Ideen und Materialien zum experimentellen Nachweis von Radioaktivität, als auch Anregungen zur Förderung von Bewertungskompetenz im Kontext Radioaktivität. Die Ideen decken ein breites didaktisch-methodisches Spektrum ab – von physikhistorisch orientierten Ansätzen über Schülerversuche bis hin zur Arbeit mit Quellenmaterial aus Medien im Rahmen eines Gruppenpuzzles. Bitte beachten Sie: Leider ist uns auf Seite 32 ein Druckfehler unterlaufen. Der korrekte Link zum Quellenmaterial lautet:http://tinyurl.com/NiUPGMZneuDas abgedruckte Passwort ist so korrekt und kann zum Entpacken der Zip-Datei genutzt werden.Wir bitten den Fehler zu entschuldigen.
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Außerschulische Lernorte
Physik ist überall – nur sehen das die Schülerinnen und Schüler oft nicht. Um Kindern und Jugendlichen zu zeigen, dass jede Menge Physik in ihrem Alltag steckt, lohnt es sich, mit ihnen außerschulische Lernorte aufzusuchen. Diese Heft zeigt, welche Orte einen Besuch lohnen und was bei der Planung verschiedener Exkursionen zu bedenken ist. Das Heft stellt ein breites Spektrum außerschulischer Lernorte mit unterschiedlichen Lernmöglichkeiten vor, u. a. Schülerlabore, in denen die Lernenden selbstständig experimentieren können, Ausbildungswerkstätten des Handwerks, die Erfahrungen im technischen Bereich ermöglichen, historische Stätten, die zur Auseinandersetzung mit der Verantwortung von Wissenschaft anregen, Ziele für Ausflüge, Exkursionen und Unterrichtsgänge, außerschulische Experten als Quelle für authentische Informationen.
Gesamtwerk
Felder
Mit Feldern werden große Phänomenbereiche der Physik beschrieben. Dennoch bleiben Felder für Schülerinnen und Schüler häufig unverständlich. Dieses Heft zeigt Ihnen unterschiedliche Zugänge zum Feldbegriff und gibt Tipps, wie sich Felder messen und beschreiben lassen. Das Heft bietet Ihnen Unterrichtsvorschläge zu wichtigen Feldern der Physik, u. a. zu: Luftdruckfeldern Magnetfeldern elektrischen Feldern Sie finden z. B. experimentell orientierte Unterrichtsgänge, Vorschläge für die Beschäftigung mit verschiedenen Darstellungen von Feldern und einen Überblick über die wichtigsten Messverfahren.
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Animationen & Simulationen
Physikalische Prozesse, Modelle und Theorien sind oft sehr abstrakt. Um sich ein "Bild" von den Dingen zu machen, bietet der Computer viele Möglichkeiten. Dieses Heft zeigt, wie Animationen und Simulationen Ihnen dabei helfen können, für Ihre Schülerinnen und Schüler Unsichtbares sichtbar zu machen und Abstraktes begreifbar. Das Heft stellt unterschiedlichste Software sowie Unterrichtsideen dazu vor. Die Einsatzmöglichkeiten der meist kostenlosen Computerprogramme umfassen das ganze Spektrum des Physikunterrichts wie: Auftrieb Schiefer Wurf Relativitätstheorie Quantentheorie Akustik Astronomie
Gesamtwerk
Guter Frontalunterricht
Nach wie vor spielt der Frontalunterricht im Unterrichtsalltag eine wichtige Rolle – aber ist Frontalunterricht eigentlich "guter" Unterricht? Dieses Heft zeigt Ihnen, dass und wie guter Unterricht aus einer sinnvollen Verbindung gut gestalteter frontaler und schülerorientierter Phasen entsteht. Dieses Heft stellt Ihnen vielfältige Elemente vor, mit denen sich frontale Phasen gestalten lassen, u. a. zur Moderation von Unterrichtsgesprächen, zur direkten Instruktion, zum Erzählen und Erklären, zur Inszenierung von Experimenten, zu Demonstrationsexperimenten, zu Elementen darbietenden Unterrichts. Verschiedene Unterrichtskonzepte zeigen, wie sich frontale und schülerorientierte Phasen verknüpfen lassen.
Gesamtwerk
Kompetenzbereich Bewerten
Die Schule und auch der Physikunterricht soll junge Menschen dazu befähigen, eigenständige und fundierte Bewertungen zu treffen. Dem trägt der Kompetenzbereich Bewertung der Bildungsstandards Rechnung. Aber wie genau sieht "Bewerten" in der Physik aus? Welchen besonderen Beitrag liefert das Fach Physik zu einer "Bewertungskompetenz"? Dieses Themenheft gibt einen Überblick über den Facettenreichtum dieses Kompetenzbereichs: Bewertungen werden im Fach über Fragen der Physik, aber auch über die Fachgrenzen hinaus vorgenommen. Dabei geht es immer um Kontexte, in denen Sachwissen und Erkenntnismethoden der Physik eine Bedeutung haben. Die verschiedenen Unterrichtsbeispiele im Heft zeigen, wie Bewertungskompetenz im Physikunterricht konkret gefördert werden kann.
Gesamtwerk
Elektrische Leitungsvorgänge
Vielen Phänomenen unserer natürlichen und technischen Umwelt liegen elektrische Leitungsvorgänge zugrunde. Es lohnt sich, im Physikunterricht neben metallischen Leitern auch andere Leitungsvorgänge näher zu betrachten: in Halbleitern, Flüssigkeiten oder Gasen. Die Beschäftigung mit unterschiedlichen Leitungsvorgängen bietet Ihren Schülerinnen und Schülern die Chance, Gemeinsamkeiten herauszuarbeiten und über die Modellierung der Eigenschaften kleinster Teilchen typische naturwissenschaftliche Arbeitsweisen kennenzulernen. Dieses Heft bietet nicht nur fachliche Hintergrundinformationen zu elektrischen Leitungsvorgängen, sondern stellt auch vielfältige Unterrichtskonzepte und Materialen bereit, u. a. Unterrichtseinheiten zu Modellen für die elektrische Leitung und für Stromkreise, Ideen für Schüler- und Demonstrationsexperimente, Vorschläge für Methoden-Werkzeuge, Unterrichtsideen mit wissenschaftshistorischen und fächerübergreifenden Schwerpunkten.
Gesamtwerk
Fächerübergreifend unterrichten
Physik begegnet unseren Schülerinnen und Schülern im Alltag nie "pur", sondern in Kontexten, in denen auch andere Wissensgebiete und Perspektiven eine Rolle spielen. Will man Physikunterricht alltags- und kontextorientiert gestalten, kommt man um fächerübergreifende Ansätze kaum herum. Dieses Heft zeigt deren Vielfalt und besonderen Potenziale. Die Praxisbeispiele des Heftes machen deutlich, dass fächerübergreifende Ansätze nicht auf die Naturwissenschaften beschränkt sein müssen. Es finden sich Unterrichtskonzepte sowohl zu zu Physik & Chemie und zu Physik & Biologie als auch zu Physik & Kunst und zu Physik & Wirtschaft/Geschichte.
Gesamtwerk
Röntgenstrahlung
Die Beschäftigung mit Röntgenstrahlung bietet große Potenziale für das Lernen von Physik in unterschiedlichsten Bereichen. Ihre Schülerinnen und Schüler können etwas über ionisierende Strahlung lernen, aber auch über Atomphysik, über Wellenoptik und über physikalische Analysemethoden. Das Themenheft bietet neben Fachinformationen u. a. zu den physikalischen Grundlagen und zur medizinischen Anwendung von Röntgenstrahlung vor allem Unterrichtsanregungen zu verschiedenen Themen: zur Untersuchung von Atomen mithilfe der Röntgenspektralanalyse, zu Photonen als Quantenobjekten, zur Bragg'schen Gleichung, zur Beschäftigung mit Absorptionsspektren.
Gesamtwerk
Praktika in der Schule
Praktika sind ein guter Rahmen, in dem Ihre Schülerinnen und Schüler Arbeitsweisen der Physik erlernen und vertiefen sowie Fachwissen erwerben können. Und: Praktika sind vielfältig! Für verschiedene Unterrichtsziele existieren geeignete Praktikumsformen, von denen Ihnen dieses Heft eine breite Auswahl präsentiert. Die vorgestellten Praktika umfassen Varianten mit eher offenen und eher geschlossenen Aufgaben, mit festem oder flexiblem Zeitrahmen, mit unterschiedlichsten Experimentiermaterialien, mit enger oder loser Verbindung zu klassischen Themen des Physikunterrichts, Das Spektrum der Praktikumsformen reicht dabei vom klassischen "Physikpraktikum" bis zu in den Unterricht eingebetteten Praktikumsexperimenten.
Gesamtwerk
Halbleiter
Halbleiter sind die Grundlage der meisten aktuellen technischen Anwendungen vom Computer bis zur LED. Dennoch werden sie im Unterricht oft nur oberflächlich oder gar nicht behandelt. Dieses Heft zeigt Ihnen, welche didaktischen Chancen im Thema Halbleiter stecken und wie interessanter Unterricht dazu aussehen kann. Schüleraktivität und Experimente stehen im Zentrum aller Unterrichtsvorschläge des Heftes. Diese beschäftigen sich u. a. mit unterschiedlichen Halbleiterbauelementen: Leucht- und Laserdioden, Fotodioden, Bipolartransistoren, Unipolaren Transistoren.
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