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Molekülgeometrien

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/molekuelgeometrien-115055

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

Gravitation und Umlaufbahnen

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115073

Lassen Sie die Lernenden die Sonne, die Erde, den Mond und die Raumstation bewegen, um zu beobachten, wie sich dies auf ihre Schwerkraft und Umlaufbahnen auswirkt. Leiten Sie sie an, sich der Größen und Entfernungen zwischen den verschiedenen Himmelskörpern bewusst zu werden, und fordern Sie sie auf, die Schwerkraft auszuschalten, um zu sehen, was ohne Schwerkraft passieren würde! Lernziele: 1. Die Beziehung zwischen der Sonne, der Erde, dem Mond und der Raumstation beschreiben, einschließlich der Umlaufbahnen und Positionen. 2. Die Größe und den Abstand zwischen der Sonne, der Erde, dem Mond und der Raumstation beschreiben. 3. Erklären, wie die Schwerkraft die Bewegung unseres Sonnensystems steuert. 4. Die Variablen benennen, die die Schwerkraft beeinflussen. 5. Vorhersagen darüber treffen, wie sich die Bewegung verändern würde, wenn die Schwerkraft stärker oder schwächer wäre.
Hardin, Ethan Johnson, Brooklyn Lash, Emily Miller, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Steigung und Achsenabschnitt

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115072

Lassen Sie die Lernenden die Form von Geraden mit Steigung und Schnittpunkt untersuchen. Leiten Sie sie an, die Steigung und den y-Achsenabschnitt mit der Gleichung der Geraden zu verbinden und fordern Sie sie heraus, die Aufgaben im Spiel „Linien“ zu lösen! Lernziele: 1. Eine Gerade grafisch darstellen, wenn die Gleichung in der Form der Steigung und des Schnittpunkts gegeben ist. 2. Eine Gleichung in der Form des Steigungsabschnitts schreiben, wenn der Graph einer Geraden gegeben ist. 3. Vorhersagen treffen, wie sich das Ändern der Werte in einer linearen Gleichung auf den Graphen der Geraden auswirkt. 4. Vorhersagen treffen, wie sich die Änderung des Graphen einer Geraden auf die Gleichung auswirkt.
Droder, Bryce Griebenow, Clifford Hardin, Ethan Johnson, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Kräfte und Bewegung: Grundlagen

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115063

Entdecken Sie mit den Lernenden die Kräfte, die beim Ziehen eines Autos oder beim Schieben eines Kühlschranks, einer Kiste oder einer Person wirken. Erzeugen Sie gemeinsam mit den Lernenden eine Kraft um zu beobachten, wie sie Objekte in Bewegung setzt. Lassen Sie die Lernenden die Reibung ändern, um zu sehen,wie sie sich auf die Bewegung von Objekten auswirkt. Lernziele: 1. Die Bedingungen für ausgeglichene und unausgeglichene Kräfte erkennen. 2. Die Nettokraft auf ein Objekt bestimmen, auf das mehrere Kräfte wirken. 3. Vorhersagen über die Bewegung eines Objekts treffen, wenn die Nettokraft gleich Null ist. 4. Die Bewegungsrichtung einer bestimmten Kombination von Kräften vorhersagen.
Qualitätssicherung: Steele Dalton, Bryce Griebenow, Ethan Johnson, Elise Morgan, Oliver

Flächenmodell Dezimalzahlen

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115103

Lassen Sie die Lernenden Rechtecke unterschiedlicher Größe erstellen und die Multiplikation auf die Fläche beziehen. Sie sollen kleinere Flächenunterteilungen in einem Rechteck vornehmen und neue Strategien zur Multiplikation von Dezimalzahlen entdecken. Lernziele: 1. Erkennen, dass die Fläche das Produkt zweier Zahlen darstellt und additiv ist. 2. Entwickeln und begründen einer Strategie, die das Flächenmodell verwendet, um ein Dezimalmultiplikationsproblem zu vereinfachen. 3. Erstellen einer Strategie zur Bestimmung des Produkts zweier rationaler Zahlen (oder einer ganzen Zahl und einer rationalen Zahl), indem das Produkt als Fläche oder Summe von Flächen dargestellt wird. 4. Verwenden des Flächenmodells, um zu verstehen, warum die Multiplikation einer bestimmten Zahl mit einer Dezimalzahl kleiner als 1 dazu führt, dass das Ergebnis kleiner als die angegebene Zahl ist. 5. Interpretieren des Produkts zweier rationaler Zahlen mithilfe von Darstellungen zur Basis 10.
, Luisa Vargas Team: Karina Hensberry, Susan Miller, Ariel Paul, Kathy Perkins, Oliver

Energieskatepark

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/energieskatepark-115045

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

Aggregatzustände

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/aggregatzustaende-115050

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

pH-Skala

https://medienportal.siemens-stiftung.org/de/ph-skala-115047

Lassen Sie die Lernenden den pH-Wert von verschiedenen Substanzen wie Kaffee, Speichel und Seife testen, um festzustellen, ob sie sauer, basisch oder neutral sind. Fordern Sie sie auf, die relative Anzahl der Hydroxidionen und Wasserstoffionen in den Lösungen anzuzeigen. Ermöglichen Sie den Lernenden, zwischen logarithmischen und linearen Skalen zu wechseln und zu untersuchen, ob sich eine Änderung des Volumens oder eine Verdünnung mit Wasser auf den pH-Wert auswirkt. Geben Sie ihnen auch die Möglichkeit, ihre eigene Flüssigkeit zu entwerfen! Lernziele: 1. Bestimmen, ob eine Flüssigkeit sauer, basisch oder neutral ist. 2. Säuren oder Basen in einer relativen Reihenfolge anordnen. 3. Beschreiben, wie sich der Wasserhaushalt auf molekularer Ebene mit dem pH-Wert ändert, unterstützt durch Abbildungen. 4. Die Konzentrationen von Hydroxid, Hydronium und Wasser bei einem bestimmten pH-Wert bestimmen. 5. Die Farbe der Flüssigkeit mit dem pH-Wert in Beziehung setzen. 6. Qualitativ und quantitativ vorhersagen, wie Verdünnung und Volumen den pH-Wert sowie die Konzentrationen von Hydroxid, Hydronium und Wasser beeinflussen.
Hardin, Brooklyn Lash, Emily Miller, Matthew Moore, Elise Morgan, Liam Mulhall, Oliver

Pendel

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115087

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

Energieskatepark

https://medienportal.siemens-stiftung.org/portal/displayobjdetail.php?setlang=de&objid=115045

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