Physik (GPHY)
Materialien geordnet nach dem Rahmenlehrplan Maturitätsschulen (EDK 2024). Links ein Teilgebiet oder eine Kompetenz wählen — oder Volltextsuche.
Alle Materialien (2144)
Greenfoot: Einführung und Kara-Szenario
Eine detaillierte schritt-für-schritt Anleitung zur Einführung in die objektorientierte Programmierung mit Greenfoot und Java am Beispiel des Marienkäfers Kara. Die Lernenden machen sich mit der Benutzeroberfläche vertraut, rufen Methoden auf und modifizieren bestehenden Java-Quellcode.
Methoden, Übergabewerte und Rückgabewerte in Java mit Greenfoot
Dieses umfassende Unterrichtsmaterial führt in die objektorientierte Programmierung mit Java und der Lernumgebung Greenfoot ein. Die Lernenden lernen, wie man Code in Methoden organisiert, Parameter und Übergabewerte nutzt, Rückgabewerte verarbeitet und existierende APIs anwenden kann.
PPG-Signal aufnehmen und visualisieren
Die Schülerinnen und Schüler nehmen mithilfe eines Smartphones und einer Python-Skriptdatei ein photoplethysmografisches (PPG) Signal auf, extrahieren die Farbwerte aus dem Video und visualisieren diese in Excel, um die Herzfrequenz zu bestimmen.
Python Turtle: Schleifen und Listen
Dieses Unterrichtsmaterial führt in Python anhand der Turtle-Grafik in die Nutzung von for-Schleifen, Listen und der len()-Funktion ein. Die Lernenden schreiben eigene Programme, zeichnen geometrische Formen und Muster und lernen die Steuerung der range()-Funktion kennen.
Entscheidungsketten: if ... elif ... else in Python
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand von praktischen Beispielen und Code-Snippets die Funktionsweise von if-elif-else-Ketten in Python. Lernende erfahren den Unterschied zu unabhängigen if-Bedingungen, lösen einen Bug-Hunt und optimieren eine Modulo-Aufgabe.
Zufall und Wahrscheinlichkeiten in Python simulieren
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand praktischer Programmieraufgaben in Python an die Simulation von Zufallsexperimenten heran. Die Lernenden nutzen die random-Bibliothek, um Würfelspiele, Wahrscheinlichkeiten und das Gesetz der grossen Zahlen zu untersuchen.
Solange-Schleifen: while
Dieses Unterrichtsmaterial führt in Python-Schleifen mit der while-Anweisung ein. Es zeigt anhand von praktischen Beispielen wie dem Papierfalten oder der Collatz-Folge, wann eine while-Schleife anstelle einer for-Schleife eingesetzt wird und bietet zahlreiche Programmieraufgaben.
Routing und der Dijkstra-Algorithmus
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anschaulich, wie Router im Internet den kürzesten Weg für Datenpakete finden. Die Lernenden erarbeiten den Dijkstra-Algorithmus Schritt für Schritt von Hand, analysieren Routing-Tabellen und wenden ihr Wissen anhand praktischer Aufgaben an.
Dijkstra-Algorithmus und Python-Dictionaries
In dieser freiwilligen Programmier-Challenge implementieren Schülerinnen und Schüler den Dijkstra-Algorithmus in Python. Dabei lernen sie den praktischen Umgang mit Python-Dictionaries als Datenstruktur für Graphen und vertiefen ihr Verständnis von Routing-Problemen.
Erdbeben weltweit — eine Live-Karte aus echten Daten
In diesem Material erstellen Schülerinnen und Schüler schrittweise eine interaktive Weltkarte von aktuellen Erdbeben mithilfe von Echtdaten einer USGS-API und Python. Dabei werden Daten gefiltert, GeoJSON-Strukturen analysiert und geographische Daten sowie Plattengrenzen mit matplotlib visualisiert.
Turtle Invaders: Spiel-Programmierung in Python
Dieses Unterrichtsmaterial führt Schritt für Schritt in die Entwicklung eines Arcade-Spiels im Stil von Space Invaders mit Python und dem Turtle-Modul ein. Dabei werden grundlegende Programmierkonzepte wie Ereignissteuerung, Animationen, das global-Keyword sowie die Unterscheidung zwischen immutablen primitiven Datentypen und mutablen Listen behandelt.
Tabellen verknüpfen mit JOIN
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand von praxisnahen Beispielen und einer Spotify-Datenbank, wie relationale Datenbanktabellen mithilfe von SQL-Befehlen wie INNER JOIN und LEFT JOIN verknüpft werden. Es enthält detaillierte Erklärungen, Code-Beispiele sowie zahlreiche Übungsaufgaben zur Vertiefung.
Datenbankdesign – Von einer Tabelle zu vielen
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand eines Spotify-Datensatzes die Notwendigkeit der Datenormalisierung, Primär- und Fremdschlüssel sowie die drei grundlegenden Beziehungstypen (1:1, 1:n und n:m). Es enthält praxisnahe Erklärungen, anschauliche Schema-Grafiken und konkrete Übungsaufgaben samt Lösungen.
Weltbank-Indikatoren Projekt: Daten mit SQL in Python
Dieses Projekt verbindet Python mit einer SQLite-Datenbank voller Weltbank-Indikatoren. Lernende entwickeln eine eigene Konsolenanwendung oder Präsentation mit SQL-Abfragen und Datenverarbeitung.
Daten zusammenfassen mit Aggregatfunktionen in SQL
Dieses Unterrichtsmaterial führt in die Verwendung von SQL-Aggregatfunktionen wie COUNT, AVG, SUM, MIN und MAX ein. Anhand von Beispielen wird ausserdem die Gruppierung mit GROUP BY sowie das Filtern von Gruppen mit HAVING erklärt, ergänzt durch praktische Programmieraufgaben.
Agent-Based Modelling mit NetLogo
Dieses umfassende Unterrichtsmaterial führt in das Agentenbasierte Modellieren (ABM) mittels NetLogo ein. Anhand von Wolf-Schaf-Gras-Simulationen untersuchen Schülerinnen und Schüler ökologische Dynamiken, Populationsoszillationen sowie evolutionäre Prozesse wie Vererbung und natürliche Selektion.
Code Refactoring und Funktionen in Python mit Maqueen-Robotern
Dieses Unterrichtsmaterial zeigt anhand eines Roboter-Projekts mit dem Maqueen, wie Python-Code durch den Einsatz von Funktionen, Parametern, Standardwerten und Code-Refactoring übersichtlicher und modularer gestaltet werden kann. Die Lernenden erweitern einen Linienfolger um eine Suchfunktion, lernen das return-Statement kennen und lagern Logik in separate Dateien aus.
Multi-Modus Roboter mit BBC micro:bit und Maqueen
Ein umfassendes Programmierprojekt für Python, bei dem Schülerinnen und Schüler einen ferngesteuerten Roboter mit Zustandsmaschinen, Event-Loops und Radio-Kommunikation entwickeln. Das Material führt Schritt für Schritt durch die Implementierung verschiedener Betriebsmodi wie Fernsteuerung und Linienverfolgung.
Asymmetrische Kryptografie und RSA im Unterricht
Dieses Unterrichtsmaterial vermittelt die Grundlagen der asymmetrischen Kryptografie anhand eines anschaulichen Couvert-Modells. Die Lernenden erarbeiten sich schrittweise Konzepte wie Vertraulichkeit, Authentizität, digitale Signaturen und hybride Verschlüsselung und vertiefen diese anschliessend mit einem RSA-Rechenbeispiel.
Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch und diskreter Logarithmus
Dieses Unterrichtsmaterial führt das Diskrete Logarithmusproblem sowie den Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch über praktische Experimente und mathematische Herleitungen ein. Es beleuchtet zudem reale Anwendungen in Messenger-Apps und beim sicheren Surfen via HTTPS/TLS. Das Material enthält präzise Lernziele, Aufgabenstellungen sowie theoretische Erklärungen zur modularen Arithmetik.
Caesar-Verschlüsselung mit Python
Dieses praxisorientierte Unterrichtsmaterial führt Schritt für Schritt in die Programmierung einer Caesar-Verschlüsselung mit Python ein. Dabei werden grundlegende Konzepte wie ASCII-Kodierung, Schleifen, Funktionen, Zeichenketten als Listen sowie der Modulo-Operator vermittelt und direkt an Codebeispielen angewendet.
Vigenère-Verschlüsselung in Python
Dieses praxisorientierte Programmier-Tutorial zeigt Schritt für Schritt, wie die Vigenère-Verschlüsselung und -Entschlüsselung in Python implementiert wird. Dabei werden grundlegende Programmierkonzepte wie String-Indizierung, der Modulo-Operator und ASCII-Konvertierungen angewendet.
Eindimensionale Listen in Python
Dieses Unterrichtsmaterial führt in das Konzept von eindimensionalen Listen in Python ein. Anhand praktischer Aufgaben wie dem Decodieren von Nachrichten und der Primzahlenberechnung lernen die Schülerinnen und Schüler, Listen zu erstellen, zu manipulieren und zu durchlaufen.
Einführung in Python mit Turtle
Dieses Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler schrittweise in die Programmiersprache Python ein. Anhand der Turtle-Grafik lernen sie elementare Befehle, Parameter, Sequenzen und Kommentare kennen und wenden diese direkt in praktischen Zeichenaufgaben an.
Daten und Codierung
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt umfassend die Themen Datenrepräsentation, Zahlensysteme, Codierung von Text und Bildern sowie Kompressionsverfahren. Es enthält detaillierte Theorieteile, Arbeitsblätter inklusive Lösungen, Lernziele und eine Musterprobe zur Überprüfung des Wissensstandes.
GameGridKara 2.0 – Java lernen mit Kara
Dieses Unterrichtsmaterial bietet einen strukturierten Einstieg in die Programmiersprache Java anhand der visuellen Mini-Welt Kara. Lernende erarbeiten sich grundlegende Programmierkonzepte wie Kontrollstrukturen, Variablen und objektorientierte Grundlagen durch praktische Übungen und die Entwicklung eines kleinen Spiels.
Ein Kartentrick – was steckt dahinter? Unterrichtseinheit zur algorithmischen Problemlösung
Diese Unterrichtseinheit für das Gymnasium untersucht einen klassischen Kartentrick aus mathematischer und informatorischer Sicht. Die Lernenden erlernen den Trick, nutzen ein Java-basiertes Simulationsprogramm zum Experimentieren und analysieren die zugrundeliegenden Codierungs- und Problemlösungsprinzipien.
Textcodierung von ASCII bis UTF-8
Das Unterrichtsmaterial vermittelt die Grundlagen der Textcodierung und erklärt anschaulich den Aufbau von ASCII, Unicode und UTF-8. Anhand von Tabellen, Beispielen und praktischen Übungen mit einem Hex-Editor lernen die Schülerinnen und Schüler, Zeichen und Emojis auf Bitebene zu analysieren und zu decodieren.
Erstes Spiel in Python
Dieses Unterrichtsmaterial leitet Schritt für Schritt dazu an, ein erstes interaktives Computerspiel mit Python zu programmieren. Dabei werden grundlegende Programmierkonzepte wie Variablen, Bedingungen, Kollisionsabfrage und Spielmechaniken wie Punktezählung und Zeitlimits praktisch angewendet.
Logische Gatter und Schaltungen
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt grundlegende digitale Logikgatter wie Inverter, AND-, OR-, XOR- und NAND-Gatter inklusive ihrer Wahrheitstabellen. Anhand praxisnaher Anwendungsszenarien und Programmieraufgaben in CircuitVerse lernen Schülerinnen und Schüler, Schaltungen zu analysieren und zu entwerfen.
Tic Tac Toe in Java
Ein umfassendes Unterrichtsmaterial zur objektorientierten Programmierung in Java anhand des Spiels Tic Tac Toe. Es behandelt schrittweise Themen wie AWT-GUIs, Interfaces, Event Handling, Exceptions und File I/O durch praktische Programmierübungen.
MultiKara: Programmieren lernen mit Objekten und Robotern
MultiKara ist eine erweiterte Java-Lernumgebung (basierend auf dem bekannten Kara-Robotersystem), die spielerisch die objektorientierte Programmierung vermittelt. Lernende steuern Marienkäfer durch verschiedene Aufgabenwelten und lernen dabei Algorithmen, Kontrollstrukturen und objektorientierte Konzepte anzuwenden.
Simulationen: Game of Life
Dieses Unterrichtsmaterial führt Schülerinnen und Schüler anhand des berühmten 'Game of Life' von John Conway in das Konzept von Simulationen, Verhaltensregeln und Populationsentwicklungen ein. Die Lernenden experimentieren mit verschiedenen Startmustern im Webbrowser, dokumentieren ihre Beobachtungen und präsentieren ihre Erkenntnisse in der Gruppe.
DynaTraffic: Einstiegs-, Fortgeschrittene und Weiterführende Aufgaben
Umfassendes Aufgabenblatt zur Simulation von Markov-Ketten und dynamischen Systemen mit dem Programm DynaTraffic. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Übergangswahrscheinlichkeiten, stationäre sowie periodische Zustände und das Verhalten von Verkehrssystemen.
Wordle in Python programmieren
Ein schrittweises Programmierprojekt für Python, bei dem das bekannte Spiel Wordle implementiert wird. Die Lernenden arbeiten sich dabei von grundlegenden Git-Befehlen und Konsoleneingaben bis hin zu komplexerer Logik mit Schleifen, Bedingungen und Listenvergleichen vor.
Objektorientierte Programmierung: Wordle-Spiel in Python
Ein ausführliches Programmierprojekt für das Gymnasium, in dem Schritt für Schritt das Spiel Wordle in Python objektorientiert umgesetzt und gleichzeitig der Umgang mit Git (Commits, Status, Diffs) geübt wird.
Aquarium: Ein Fisch (Einführung in Scratch)
Dieses Unterrichtsmaterial führt anhand eines interaktiven Aquarium-Projekts schrittweise in die Programmierung mit Scratch ein. Die Lernenden erstellen Skripte, arbeiten mit Ereignissen, Schleifen und Bedingungen und lernen grundlegende Programmierkonzepte spielerisch kennen.
Verzweigungen in Python
Dieses Unterrichtsmaterial führt in die Verwendung von Verzweigungen (if-else-elif) in Python ein und behandelt boolesche Werte sowie Vergleiche. Anhand praxisnaher Programmieraufgaben, wie dem Zeichnen einer Sternenhimmel-Grafik, wenden die Lernenden die Konzepte direkt an.
Unterprogramme und Parameter in Python
Das Unterrichtsmaterial erklärt anhand praktischer Programmierbeispiele in Python, wie Unterprogramme (Funktionen) definiert, aufgerufen und mit Parametern versehen werden. Es enthält konkrete Aufgaben zur Strukturierung und Wiederverwendung von Programmcode.
Verzweigungen in Python
Das Unterrichtsmaterial erklärt anhand von Beispielen die Verwendung von if-, elif- und else-Anweisungen sowie booleschen Werten und Vergleichsoperatoren in Python. Es enthält konkrete Programmieraufgaben zur Steuerung des Programmflusses.
Python-Repetition
Dieses Unterrichtsmaterial bietet eine umfassende Repetition der Programmiersprache Python, angefangen bei Variablen und Ein-/Ausgabe über Kontrollstrukturen und Funktionen bis hin zu mathematischen Bibliotheken und fortgeschrittenen Übungsaufgaben.
Listen verändern in Python
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand von Beispielen und Code-Snippets, wie man in Python Elemente zu Listen hinzufügt, sie daraus entfernt und Listen in Schleifen verarbeitet. Es enthält praxisnahe Programmieraufgaben inklusive Musterlösungen und Zusatzaufgaben.
Roulette-Simulation in Python
Anhand einer praxisnahen Simulation des Roulette-Spiels in Python erarbeiten Lernende Funktionen, Schleifen, Listen und bedingte Anweisungen. Dabei werden statistische Gesetze wie das Gesetz der grossen Zahlen sowie der Bankvorteil experimentell untersucht.
Listen verändern in Python
Dieses Unterrichtsmaterial erklärt anhand von Codebeispielen und Übungsaufgaben, wie man in Python Elemente zu Listen hinzufügt, sie entfernt und Listen mithilfe von Schleifen bearbeitet. Es enthält sowohl Aufgabenstellungen mit Hinweisen als auch vollständige Musterlösungen.
Einführung in die Informatik für das Gymnasium
Dieses umfassende Dokument bietet eine strukturierte Einführung in grundlegende Informatikthemen für das Gymnasium, einschliesslich algorithmischer Problemlösung, Datendarstellung und Systemarchitektur. Es enthält verschiedene theoretische Erklärungen sowie anschauliche Beispiele.
Objektorientierte Programmierung mit Java und Greenfoot
Das Unterrichtsmaterial erklärt anhand der Programmiersprache Java und der Lernumgebung Greenfoot zentrale Konzepte der objektorientierten Programmierung. Es behandelt Klassen und Instanzen, Konstruktoren, Interaktionen zwischen Objekten, Sichtbarkeitsmodifikatoren sowie Vererbung und Typumwandlung (Casting).
Kommunikation in Netzwerken
Das Material vermittelt umfassend die Grundlagen von Netzwerken und dem Internet, einschliesslich des Schichtenmodells, Datenpaketen, IP-Adressen, Subnetzen, Routing und Protokollen. Es nutzt anschauliche Analogien, Aufgaben und Simulationen wie Filius, um diese Konzepte verständlich zu machen.
Datenschutz und das Schweizer DSG
Dieses Unterrichtsmaterial vermittelt die rechtlichen Grundlagen und Grundprinzipien des Schweizer Datenschutzgesetzes (DSG). Es beleuchtet das Recht auf informationelle Selbstbestimmung, die Problematik von Allgemeinen Geschäftsbedingungen (AGBs) und verweist auf praktische Arbeitsblätter sowie Fallbeispiele.
Metadaten und Datenspuren im Netz
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt das Thema Metadaten, deren Entstehung bei der digitalen Kommunikation sowie die damit verbundenen Risiken für die Privatsphäre. Anhand von Beispielen wie Bild-EXIF-Daten, Standortdaten, Cookies und Browser-Fingerprinting wird aufgezeigt, wie weitreichende Rückschlüsse auf Personen gezogen werden können.
PPG-Signalanalyse mit USB-Mikroskop und Python
In dieser Unterrichtseinheit wird ein alternatives Messsetup mit einem USB-Mikroskop zur Erfassung und Analyse von PPG-Signalen aufgebaut. Die Schülerinnen und Schüler verarbeiten den Live-Videostream in Python, filtern das Rohsignal und untersuchen verschiedene Körperstellen auf ihre Signalqualität.