Karte des Lernpfads

 
Allgemeines Thema des Lernpfads
 
 Bio-Photonik
Spezifischer Name der Lerneinheit
 
 Licht und Materie – Wie sie interagieren
Alter der Zielgruppe

15–17 Jahre
Anforderungen an die Lernenden Schülerinnen und Schüler, die an dieser Lerneinheit teilnehmen, sollten ein grundlegendes Verständnis physikalischer Konzepte besitzen, insbesondere hinsichtlich der Natur von Licht und Materie. Sie sollten in der Lage sein, einfache Messungen durchzuführen, Beobachtungen zu protokollieren und kooperativ in Gruppen zu arbeiten. Neugier, kritisches Denken und die Bereitschaft, sich aktiv an Experimenten zu beteiligen, sind essenziell. Die Lernenden müssen sich im Umgang mit digitalen Geräten und der Erkundung von AR-Anwendungen zur Durchführung virtueller Experimente wohlfühlen. Grundkenntnisse im Interpretieren von Diagrammen, Tabellen und Grafiken sind erforderlich. Es sind keine fortgeschrittenen Vorkenntnisse in Optik notwendig, jedoch wird Motivation erwartet, wissenschaftliche Phänomene zu erforschen, Ergebnisse zu analysieren und Theorie mit praktischer Beobachtung zu verbinden.
Beschreibung der Lerneinheit Diese Lerneinheit untersucht, wie Licht mit Materie durch Reflexion, Brechung, Absorption und Emission interagiert. Die Schülerinnen und Schüler führen Beobachtungen, praktische Experimente und AR-Simulationen durch, um ein konzeptuelles Verständnis, analytische Fähigkeiten und Zusammenarbeit zu entwickeln. Die Einheit fördert Neugier, kritisches Denken und den Bezug zwischen physikalischen Konzepten und Alltagsphänomenen.
Fach: Beteiligte Parteien Physik, Chemie
Schlüsselbegriffe Optik
Licht-Materie-Wechselwirkung,
Reflexion und Brechung
Absorption und Emission
Wichtige Qualifikationen, Fähigkeiten und Kenntnisse, die erworben werden können

Konzeptuelles Verständnis: Wissen über die Eigenschaften von Licht und dessen Wechselwirkungen mit verschiedenen Materialien (Reflexion, Brechung, Absorption, Emission).

Experimentelle Fähigkeiten: Fähigkeit, physikalische Experimente zu planen, durchzuführen und auszuwerten.

Datenanalyse: Kompetenz im Protokollieren von Beobachtungen, Erstellen von Tabellen und Grafiken sowie Interpretieren der Ergebnisse.

Digitale Kompetenz: Erfahrung im Einsatz von AR-Tools zur Simulation und Manipulation von Licht-Materie-Wechselwirkungen.

Überfachliche Kompetenzen: Entwicklung von kritischem Denken, Problemlösefähigkeit, Teamarbeit und wissenschaftlicher Kommunikation.

Praxisbezug: Verständnis der praktischen Bedeutung von Lichtphänomenen in Technik und Alltag.
Verwendete Ressourcen und didaktische Hilfsmittel

Laborausstattung: Taschenlampen, Spiegel, Prismen, Linsen, farbiges Papier, Glasbehälter und sichere Laserpointer.

Digitale Werkzeuge: Computer oder Tablets für AR-Anwendungen wie Delightex Edu, Merge EDU oder Physics Toolbox AR.

Visuelle Materialien: Bilder, Videos und Diagramme zur Veranschaulichung der Licht-Materie-Wechselwirkungen.

Werkzeuge zur Datenaufzeichnung: Arbeitsblätter, Tabellen und Vorlagen für Grafiken zur Messung und Beobachtung.

Kollaborative Hilfsmittel: Whiteboards, Poster oder gemeinsame digitale Plattformen (z. B. Google Drive) für Gruppendiskussionen und Berichte.

Anleitende Materialien: Lehrer*innenanleitungen, Schritt-für-Schritt-Experimentieranleitungen und AR-Benutzerhandbücher.
Bewertungskriterien und Evaluation

Aktive Teilnahme: Engagement in allen Phasen (Erkunden, Ausführen, Vertiefen) und Beitrag zu Gruppendiskussionen.

Genauigkeit der Beobachtungen: Korrekte Protokollierung und Interpretation der Versuchsergebnisse und AR-Simulationen.

Datenanalysefähigkeiten: Fähigkeit, Daten in Tabellen, Grafiken und Diagrammen zu organisieren und evidenzbasierte Schlussfolgerungen zu ziehen.

Bezug zur Theorie: Verknüpfung experimenteller und AR-Beobachtungen mit den zugrunde liegenden physikalischen Konzepten der Licht-Materie-Wechselwirkung.

Zusammenarbeit und Kommunikation: Effektive Teamarbeit, klare Präsentation der Ergebnisse und Beitrag zu Gruppenberichten oder Präsentationen.

Reflexionsvermögen: Kritische Reflexion über Lernergebnisse, Herausforderungen und praktische Anwendungen.