Jg.

Fragestellung

Inhaltsfeld/Inhaltliche Schwerpunkte

Kompetenzen

Wie funktioniert moderne Kommunikationstechnik?

Informationsübertragung (6)

Signale und Informationen

elektromagnetische Strahlung

UF3 physikalische Sachverhalte nach fachlichen Strukturen und Kategorien einordnen und dabei von konkreten Kontexten abstrahieren.

E5 Untersuchungen und Experimente hypothesengeleitet, zielorientiert, sachgerecht und sicher durchführen und dabei den Einfluss möglicher Fehlerquellen abschätzen sowie vorgenommene Idealisierungen begründen.

K7 eine Präsentation von Arbeitsergebnissen unter Verwendung von Medien sowie strukturierender und motivierender Gestaltungselemente adressaten- und situationsgerecht gestalten und dabei unter Beachtung von Urheberrechten eigene und fremde Anteile kenntlich machen.

B1 für Entscheidungen in physikalisch-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien und Handlungsoptionen ermitteln und diese einander zuordnen.

Lernvoraussetzungen – (aus der Physik und aus anderen Fächern)

Kontextthema: „Musikinstrumente“: Schwingungen, Frequenz, Amplitude

Kontextthema: „Der Sicherungskasten“: Stromstärke, Spannung, Parallel- und Reihenschaltungen, elektrisches Feld, Schaltungen nach Schaltplan aufbauen, Schaltungen in einem Schaltplan darstellen

Kontextthema: „Energieversorgung der Zukunft“: Induktion, Magnetfelder von Leitern und Spulen, elektrische Felder

Fragestellungen; Konzepte

(Zeitumfang)

Konkretisierte Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler können…

Absprachen zum Unterricht (Methoden, Medien, Experimente, Leistungsüberprüfung…)

obligatorisch oder fakultativ

Wie hat sich die Kommunikationstechnik verändert und wie nutze ich die Technik heute? (1 Ust)

faktenbasiert und kriteriengeleitet Entscheidungen zur Nutzung von Kommunikationstechnik treffen (B2)

Fragebogen „Wie lange nutze ich Handy, Fernseher, Radio… durchschnittlich am Tag? Grafische Auswertung und Reflexion.

Conceptmap als Überblick über das Thema.

Wie nehmen technische Geräte Informationen auf?

Signalwandlung, Sensorschaltungen

(2 Ust)

den Aufbau und die Funktionsweise von ausgewählten Sensoren erklären. (UF2)

die Signalwandlung an Sensoren als Umwandlung einer Wirkung in ein elektrisches Signal beschreiben. (UF1)

Sensoren (für Wärme und Licht) über geeignete Messreihen und Diagramme kalibrieren. (E6)

Experimente: Funktion von Mikrofon und Lausprecher (Physikbuch S. …); Experimente zur Signalwandlung an verschiedenen Sensoren (Buch S. …).

Andere Signalwandlungen, Kennlinie eines Temperatursensors aufnehmen.

Wie werden Informationen verarbeitet?

Sensorschaltungen, analoge und digitale Kodierung, Dioden und Transistoren,

elektrische Leitfähigkeit

(5 Ust)

die Funktionsweise von einfachen Transistorschaltungen durch das Zusammenwirken elektronischer Bauteile erklären. (UF2)

elektronische Schaltungen für einfache Problemstellungen mit vorgegebenen Bauteilen selbstständig entwickeln, aufbauen und überprüfen. (E4, E5)

Fehler in einfachen Schaltungen durch systematisches Vorgehen eingrenzen und identifizieren. (E5)

Informationen aus Schaltplänen und Kennlinien entnehmen und interpretieren. (K2)

beim Aufbau und der Überprüfung elektronischer Schaltungen im Team zusammenarbeiten (u.a. Aufgabenverteilung aushandeln, Verantwortung für Arbeitsprozess und –ziel übernehmen). (K9)

Dioden als Gleichrichter.

Einfache Transistorschaltungen mit Stecksystem oder Löten mit der Reißzwecktechnik (Alarmanlage oder Lichtschranke).

Analoge und digitale Signale, „Übersetzung“ analog – digital, Analog-Digital-Wandler

Was bedeutet digital?

(1 Ust)

die grundlegenden Prinzipien der digitalen Kodierung eines analogen Signales anhand einer Schemazeichnung erklären. (UF1)

die Informationsübertragung mithilfe der Modulation (Amplitudenmodulation) von Wellen beschreiben. (UF1)

Wie kann ein Computer Buchstaben verarbeiten?

Umwandlung von Buchstaben über z.B. den ASCII-Code in Dezimalzahlen und dann in Dualzahlen.

Übung: Kommunizieren nur über Karteikarten mit Dualzahlen und ASCII-Code Tabelle.

Wie können Informationen drahtlos transportiert werden?

Elektromagnetisches Spektrum, Frequenz, Reflexion, Absorption, Streuung,

(4 Ust)

an ausgewählten Beispielen beschreiben, wie elektromagnetische Strahlung an Materie reflektiert, gebrochen oder absorbiert wird. (UF4)

die Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung mit der Ausbreitung von Schall vergleichen (Geschwindigkeit, Medium) und an Beispielen verdeutlichen. (UF4)

die verschiedenen Bereiche des elektromagnetischen Spektrums vom Radiobereich bis zur Gammastrahlung natürlichen und technischen Phänomenen zuordnen. (UF3)

Informationen zu Kommunikationsnetzen aus geeigneten Quellen entnehmen. (K5)

einfache Versuche zu Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung planen und durchführen. (E4, E5)

Unterrichtsmaterialien unter: http://www.izmf.de/ (Informationszentrale Mobilfunk)

Wie kommen die Informationen vom Sender zum Radio?

Film zur Geschichte: Heinrich Hertz

Experimente zu Wellen: Seilwelle, Wasserwelle, Schallwelle (Schreibstimmgabel)

Experimente zur Übertragung von Informationen durch elektromagnetische Wellen: Taster, Spule, Stromkreis => Mittelwellenradio; Nagel über Feile reiben, Spule =>Mittelwellenradio (siehe Buch S….)

Oerstedt-Versuch: Elektrischer Strom erzeugt ein magnetisches Feld.

Elektromagnetische Wellen (qualitativ): Elektrisches Wechselfeld erzeugt ein magnetisches Wechselfeld; Induktion: Magnetisches Wechselfeld erzeugt ein elektrisches Wechselfeld.

Elektromagnetische Spektrum und Anwendungen (Buch S….)

Feldstärkemessungen mit Hochfrequenzdiode (Info: http://www.izmf.de: Lehrerheft "Mobile Kommunikation - Technik, die fasziniert"). Experimente zur Abstrahlung, Absorption und Reflexion von Strahlung.

Was muss ich bei der Nutzung moderner Kommunikationstechnik beachten?

Wirkungen von Strahlung, Energieverteilung im elektromagnetischen Spektrum

(5 Ust)

Wirkungen von elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Spektralbereichen auf deren Energie zurückführen. (UF4, UF3)

an Beispielen Nutzen und Gefahren sowie gesellschaftliche und persönliche Auswirkungen der elektronischen Informationsverarbeitung adressatengerecht beschreiben. (K7)

Gefahren und Möglichkeiten der Nutzung von digitalen Netzwerken benennen und abwägen. (B3)

physikalisch-technische Kriterien zur Beurteilung von Informations- und Kommunikationsgeräten formulieren und diese bei Kaufentscheidungen anführen. (B1)

faktenbasiert und kriteriengeleitet Entscheidungen zur Nutzung von Kommunikationstechnik treffen (B2)

Arbeitsteilige Gruppenarbeit:

· Präsentation erstellen: Signale mit Lautsprechern, Displays oder Druckern umwandeln.

· Pro-Contra Diskussion: „Handymast auf unserem Haus“ oder „WLAN Netz in unserer Schule“?

· Facharbeit: Von der Industrie zur Informationsgesellschaft.

· Rollenspiel Verkaufsgespräch: „Welches Handy soll ich kaufen?“

· Infoblatt erstellen: „Sichere Passwörter“.