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Untersuchen Sie mit ihren Lernenden das Faraday’sche Gesetz und wie eine Änderung des magnetischen Flusses einen Stromfluss erzeugen kann! Lernziele: 1. Erklären, was passiert, wenn sich der Magnet mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch die Spule bewegt, und wie dies die Helligkeit der Lampe sowie die Größe und das Vorzeichen der Spannung beeinflusst. 2. Den Unterschied zwischen der Bewegung des Magneten durch die Spule von der rechten und der linken Seite erläutern. 3. Den Unterschied zwischen der Bewegung des Magneten durch eine große Spule im Vergleich zu einer kleineren Spule erläutern.
Qualitätssicherung: Jaspe Arias, Steele Dalton, Brooklyn Lash, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Leiten Sie die Lernenden dazu an, ihr eigenes Sandwich zu erstellen und anschließend zu beobachten, wie sie viele Sandwiches mit unterschiedlichen Mengen an Zutaten zubereiten können. Übertragen Sie dieses Konzept auf chemische Reaktionen, um zu sehen, wie viele Produkte mit unterschiedlichen Mengen an Reaktanten, Produkten und Essensresten hergestellt werden können. Fordern Sie die Lernenden heraus, in jedem Level eine perfekte Punktzahl zu erzielen! Lernziele: 1. Erkennen, dass Atome während einer chemischen Reaktion erhalten bleiben. 2. Anhand konkreter Alltagserfahrungen (z. B. beim Zubereiten von Sandwiches) beschreiben, was ein limitierender Reaktant in einer chemischen Reaktion bedeutet. 3. Den limitierenden Reaktanten in einer chemischen Reaktion identifizieren, basierend auf der Anzahl der Reaktanten und Molekülindizes in einer ausgewogenen chemischen Gleichung. 4. Die anfänglichen Mengen an Reaktanten unter Berücksichtigung der Menge an Produkten und Resten vorhersagen, indem das Konzept der limitierenden Reaktanten verwendet wird. 5. Die Darstellungen der Materie von symbolisch (chemische Formel) in molekular (bildlich) übersetzen.
Kathy Perkins Qualitätssicherung: Steele Dalton, Bryce Griebenow, Elise Morgan, Oliver

Lassen Sie die Lernenden molekulare Formen erkunden, indem sie 3D-Moleküle bauen! Fordern Sie sie auf, herauszufinden, wie sich die Molekülform bei unterschiedlicher Anzahl von Bindungen und Elektronenpaaren verändert. Sie sollen dem Zentralatom Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen sowie freie Elektronenpaare hinzufügen und das Modell dann mit echten Molekülen vergleichen. Lernziele: 1. Erkennen, dass die Molekülgeometrie auf der Abstoßung zwischen Elektronengruppen beruht. 2. Den Unterschied zwischen elektronischer und molekularer Geometrie erkennen. 3. Die molekulare und elektronische Geometrie für Moleküle mit maximal sechs Elektronengruppen um ein Zentralatom benennen. 4. Die Bindungswinkelvorhersagen des RPECV-Modells für reale Moleküle vergleichen. 5. Beschreiben, wie Einzelpaare die Bindungswinkel in realen Molekülen beeinflussen.
Griebenow, Clifford Hardin, Brooklyn Lash, Emily Miller, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Leiten Sie die Lernenden dazu an, die Beziehung zwischen der Gleichung des Ohmschen Gesetzes und einem einfachen Stromkreis zu untersuchen. Lassen Sie sie die Spannung und den Widerstand einstellen und beobachten, wie sich der Strom gemäß dem Ohmschen Gesetz verändert. Lernziele: 1. Vorhersagen, wie sich der Strom verhält, wenn der Widerstand des Stromkreises konstant bleibt und die Spannung variiert wird. 2. Vorhersagen, wie sich der Strom ändert, wenn die Spannung des Stromkreises festgelegt und der Widerstand angepasst wird.
Dalton, Alex Dornan, Bryce Griebenow, Ethan Johnson, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Lassen Sie die Lernenden gemeinsam die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Kombinationen von zwei Atomen erforschen. Leiten Sie sie an, die Gesamtkraft zu beobachten, die auf die Atome wirkt, sowie die Anziehungs- oder Abstoßungskräfte separat. Ermutigen Sie die Lernenden, die Anziehungskraft anzupassen, um zu sehen, wie die Wechselwirkung durch Veränderungen des Atomdurchmessers und der Wechselwirkungskraft beeinflusst wird. Lernziele: 1. Erklären, wie die anziehenden und abstoßenden Kräfte die Wechselwirkungen zwischen den Atomen steuern. 2. Beschreiben, wie sich die Tiefe des Potentialtopfes auf die atomaren Wechselwirkungen auswirkt. 3. Den Potentialtopf und das Verhalten eines gebundenen Atompaares mit dem eines ungebundenen Paares vergleichen. 4. Bindungen als Dynamik beschreiben und die Abstände zwischen den Bindungen als durchschnittliche Abstände charakterisieren.
Qualitätssicherung: Steele Dalton, Amanda Davis, Bryce Griebenow, Ethan Johnson, Liam Mulhall, Oliver

Erforschen Sie mit den Lernenden das Konzept der Energieeinsparung anhand eines Skateboarders! Lassen Sie die Lernenden Strecken, Rampen und Sprünge für den Skater bauen und beobachten, wie sich kinetische Energie, potenzielle Energie und Reibung während seiner Bewegungen verhalten. Messen Sie die Geschwindigkeit und passen Sie Reibung, Schwerkraft und Masse an. Geben Sie den Lernenden die Möglichkeit, den Skater auch auf verschiedenen Planeten oder im Weltraum zu positionieren! Lernziele: 1. Die Erhaltung mechanischer Energie unter Berücksichtigung von kinetischer Energie, thermischer Energie und potenzieller Gravitationsenergie erläutern. 2. Die Auswirkungen von Änderungen in Masse, Reibung oder Schwerkraft auf die Energie eines Objekts beschreiben. 3. Die Position vorhersagen oder die Geschwindigkeit anhand eines Energiebalkendiagramms oder Kreisdiagramms schätzen. 4. Die Geschwindigkeit oder Höhe an einer Position basierend auf Informationen über eine andere Position berechnen. 5. Die Veränderungen der Energie im System bei einer Änderung der Referenzhöhe beschreiben. 6. Ein Skatepark-Design unter Verwendung der Konzepte mechanische Energie und Energieeinsparung entwerfen.
Catherine Carter, Steele Dalton, Jaron Droder, Megan Lai, Brooklyn Lash, Emily Miller, Oliver

Lassen Sie die Lernenden die verschiedenen Arten von Molekülen untersuchen, aus denen ein Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas besteht. Fordern Sie sie auf, Wärme hinzuzufügen oder zu entfernen, um die Phasenwechsel zu beobachten. Lassen Sie sie die Temperatur oder das Volumen eines Behälters ändern und in Echtzeit die Änderungen eines Druck-Temperatur-Diagramms beobachten. Stellen Sie den Bezug zu den möglichen Wechselwirkungen von Kräften zwischen Molekülen her. Lernziele: 1. Ein molekulares Modell für Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase beschreiben. 2. Dieses Modell auf Phasenänderungen erweitern. 3. Erklären, wie Erhitzen oder Abkühlen das Verhalten von Molekülen verändert. 4. Beschreiben, wie sich Volumenänderungen auf Temperatur, Druck und Zustand auswirken können. 5. Ein Druck-Temperatur-Diagramm in Bezug auf das Verhalten von Molekülen interpretieren. 6. Interatomare Potentialdiagramme analysieren und interpretieren. 7. Die Beziehung zwischen den Kräften auf Atome und dem Wechselwirkungspotential erklären. 8. Die physikalische Bedeutung der Parameter im Lennard-Jones-Potenzial beschreiben und deren Zusammenhang mit dem Verhalten von Molekülen erläutern.
Qualitätssicherung: Steele Dalton, Amanda Davis, Bryce Griebenow, Ethan Johnson, Liam Mulhall, Oliver

Beobachten Sie mit den Lernenden, wie sich die Farbe der Lösung verändert, wenn Chemikalien mit Wasser gemischt werden. Überprüfen Sie anschließend die Molarität mit einem Konzentrationsmessgerät. Diskutieren Sie, welche Möglichkeiten es gibt, die Konzentration der Lösung zu verändern. Lassen Sie die Lernenden die gelösten Stoffe austauschen, um verschiedene Chemikalien zu vergleichen und herauszufinden, wie hoch die Konzentration sein kann, bevor die Sättigung erreicht wird. Lernziele: 1. Die Beziehungen zwischen Volumen und Menge des gelösten Stoffes in der Konzentration der Lösung beschreiben. 2. Erklären, wie Farbe und Konzentration der Lösung zusammenhängen. 3. Vorhersagen, wie sich die Konzentration der Lösung bei verschiedenen Aktionen (z. B. Hinzufügen oder Entfernen von Wasser, gelöstem Stoff oder einer Lösung) ändert, und die Gründe dafür erläutern. 4. Ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung mit einer bestimmten Konzentration entwerfen. 5. Ein Verfahren zur Umstellung einer Lösung von einer Konzentration auf eine andere entwerfen und begründen. 6. Erkennen, wann eine Lösung gesättigt ist, und vorhersagen, wie sich die Konzentration bei verschiedenen Aktionen (z. B. Änderungen des Wassers oder des gelösten Stoffes) ändert.
Droder, Bryce Griebenow, Clifford Hardin, Emily Miller, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

„Je dicker das Glas und je dunkler der Aufguss, desto weniger Licht wird durchgelassen.“ Leiten Sie die Lernenden dazu an, konzentrierte und verdünnte Farblösungen herzustellen und mit einem virtuellen Spektralphotometer zu analysieren, wie viel Licht diese Lösungen absorbieren und durchlassen. Lernziele: 1. Die Beziehungen zwischen dem Volumen, der Menge des gelösten Stoffes und der Konzentration der Lösung beschreiben. 2. Eine qualitative Erklärung der Beziehung zwischen der Farbe der Lösung und der Konzentration formulieren. 3. Vorhersagen und Erklärungen geben, wie sich die Konzentration der Lösung ändert, wenn Wasser, gelöster Stoff und/oder Lösung hinzugefügt oder entnommen werden. 4. Die Konzentration von Lösungen in Einheiten der Molarität (mol/L) berechnen. 5. Ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung mit einer bestimmten Konzentration entwerfen. 6. Erkennen, wann eine Lösung gesättigt ist, und vorhersagen, wie sich die Konzentration ändert, wenn Wasser, gelöster Stoff und/oder Lösung zugegeben oder entfernt werden. 7. Die Beziehung zwischen der Konzentration der Lösung und der Intensität des absorbierten/übertragenen Lichts beschreiben. 8. Die Beziehung zwischen Absorption, molarem Absorptionsvermögen, Weglänge und Konzentration im Beerschen Gesetz erklären. 9. Vorhersagen und Erklärungen geben, wie sich die Intensität des absorbierten/transmittierten Lichts bei Änderungen des Lösungstyps, der Lösungskonzentration, der Breite des Behälters oder der Lichtquelle ändert.
Droder, Bryce Griebenow, Clifford Hardin, Emily Miller, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Lassen Sie die Lernenden mit einem oder zwei Pendeln experimentieren und entdecken, wie die Periode eines einfachen Pendels von der Länge der Kette, der Masse des Pendels, der Schwerkraft und der Amplitude der Schwingung abhängt. Leiten Sie die Lernenden dazu an, die Energie im System in Echtzeit zu beobachten und die Reibung zu verändern. Lassen Sie sie die Periode mit einem Zeitmesser oder einer Stoppuhr messen und den Wert von g auf dem Planeten X bestimmen. Ermutigen Sie die Lernenden, das anharmonische Verhalten bei großer Amplitude zu beobachten. Lernziele: 1. Experimente planen, um zu bestimmen, welche Variablen die Periode eines Pendels beeinflussen. 2. Quantitativ beschreiben, wie die Periode eines Pendels von diesen Variablen abhängt. 3. Den kleinen Annäherungswinkel erläutern und definieren, was ein „kleiner“ Winkel ist. 4. Die Gravitationsbeschleunigung des Planeten X bestimment. 5. Den Begriff der Erhaltung der mechanischen Energie anhand der kinetischen Energie und der potentiellen Gravitationsenergie erläutern. 6. Die Energietabelle in Abhängigkeit von der Position oder der Geschwindigkeit des Pendels beschreiben.
Qualitätssicherung: Steele Dalton, Bryce Griebenow, Ethan Johnson, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver