Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 7: Postersitzung

DD 7.15: Poster

Montag, 25. Februar 2008, 15:45–17:45, Poster E

Maxwell in der Schule - Das Wetter und die vier fundamentalen Gleichungen der Physik — •Annette Schmitt¹, Rosa Glöckner² und Klaus Wendt² — ¹Willigs Gymnasium, Mainz — ²Institut für Physik, Johannes Gutenberg Universität, Mainz

Die Maxwellgleichungen erklären alle klassischen Phänomene der Elektrostatik, Magnetostatik und Elektrodynamik; zusammen mit der Newtonschen Mechanik bilden sie die Grundlage der klassischen Physik. Wesentliche Aussagen des Maxwellschen Theoriegebäudes sind auch Thema der Schulphysik, wobei die Gleichungen als solche aber nicht besprochen werden. Ein Ziel des hier vorgestellten Schülerprojekts ist die anschauliche Darstellung der fundamentalen Bedeutung dieses Gleichungssystems. Dazu werden Modelle aus dem Wetterbericht, Temperatur- und Windkarten, Wirbelstürme und Regenwolken zur Verdeutlichung der mathematischen Formulierungen eingeführt. Wesentliche physikalische Aussagen werden anhand von Experimenten erarbeitet. Die SchülerInnen sollen erkennen, dass die Bedeutung der Mathematik für die Physik weit über das aus der Schule bekannte Einsetzen und Ausrechnen von Formeln hinausgeht. Das Projekt ist daher so ausgelegt, dass die Jugendlichen eigenständig die Gedankengänge Maxwells entdecken und nachvollziehen können, wie er aufgrund rein theoretischer, mathematischer Überlegungen grundlegende physikalische Aussagen formulieren konnte, die erst viele Jahre später experimentell bestätigt wurden. Das Projekt wird im Poster vorgestellt. Es wurde schon mehrfach an Schülergruppen sowie im regulären Unterricht der Oberstufe erprobt.