A.5.25 Physik RG
FACHCURRICULUM PHYSIK
1. bis 5. Klasse, Realgymnasium
Ziele
Nach Abschluss des Realgymnasiums kennen die Schülerinnen und Schüler die grundlegenden Konzepte der Physik, die Gesetze und Theorien und begreifen den Wert dieser Wissenschaft. Sie kennen die Entwicklung der Physik auch im geschichtlichen und philosophischen Kontext. Besonders im ersten Biennium erlernen die Schülerinnen und Schüler durch regelmäßiges Experimentieren selbstständig physikalische Arbeitsmethoden und erweitern ihre persönlichen Kompetenzen in der Zusammenarbeit im Team, im Umgang mit Information und bei der Präsentation von Ergebnissen.
Im zweiten Biennium legt der Unterricht das Augenmerk verstärkt auf die Theorie und die formale Beschreibung physikalischer Phänomene. Die Lehrperson sucht die Zusammenarbeit vor allem mit den Fächern Mathematik, Naturwissen-schaften, Geschichte und Philosophie. Sie fördert besonders in den letzten beiden Klassen eine Zusam-menarbeit der Schule mit Universitäten, Forschungsein-richtungen, Wissenschaftsmuseen und der Arbeitswelt. Die Lehrperson unterstützt die Schülerinnen und Schüler in der eigenständigen Vertiefung von spezifischen und aktuellen Themenbereichen der Physik.
Kompetenzen am Ende des 1.Bienniums
Die Schülerin, der Schüler kann
- Experimente planen und durchführen, physikalische Phänomene beobachten, beschreiben und sie auf bekannte physikalische Zusammenhänge zurück führen, Versuchsbeschreibungen erstellen und die Ergebnisse deuten, Modelle nutzen, um Phänomene angemessen zu beschreiben
- physikalische Probleme erkennen und lösen, physikalische Gesetze anwenden den Einfluss von Wissenschaften und Technik auf unsere Gesellschaft abschätzen
Kompetenzen am Ende der 5. Klasse
Die Schülerin, der Schüler kann
- planvoll experimentieren und Vergleiche zwischen Theorie und Messergebnissen anstellen mathematische Verfahren für die Beschreibung und Erklärung physikalischer Phänomene anwenden und gezielt Lösungsstrategien einsetzen
- mit grundlegenden Prinzipien und Gesetzen eine Vielzahl von Erscheinungen und Vorgängen erklären und Ergebnisse vorhersagen
- die Tragweite, Grenzen und gesellschaftliche Relevanz physikalischer Erkenntnisse bewerten sowie deren Auswirkungen in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen benennen Inhalte und Themenfelder in einem größeren Kontext erfassen und Bezüge zu Außerfachlichem herstellen
- die gesellschaftliche Tragweite von Entscheidungen im Bereich der Wissenschaften und Technik einschätzen und bewerten
BEWERTUNGSKRITERIEN
1. Bienn., 2. Bienn. u. 5. Klasse
Didaktische und methodische Hinweise in Bezug auf die Bewertung
Im experimentellen Bereich haben Schülerübungen im Labor weiterhin ihre didaktische Bedeutung, daneben werden verstärkt Demonstrationsversuche zur Festigung physikalischer Begriffe beitragen. Zunehmend wird die Beherrschung der Theorie eingeübt. Aufbauend auf die Fertigkeiten und Kenntnisse, die sich die SchülerInnen im Laufe des ersten Bienniums angeeignet haben, wird im Triennium auf die Vertiefung und Erweiterung der Begriffe und eine dem Problem angemessene mathematische Beschreibung Wert gelegt.
Wesentliche Inhalte werden zunächst in der Schule erarbeitet. Theoretischer Stoff wird meist anhand von Beispielen, von Schüler- oder von Demonstrationsversuchen erläutert. Die SchülerInnen sollen sich am Unterricht und an der Entwicklung des Stoffes aktiv durch Diskussionsbeiträge beteiligen. Einerseits haben sie dadurch die Möglichkeit, sich in der Fachsprache zu üben, andererseits können wir Lehrperson dadurch abschätzen, ob die Inhalte verstanden werden.
Mit 1 bis 2 mündlichen Prüfungen und 1-2 Tests wird pro Semester der Lernerfolg überprüft.
Gewichtung:
Bewertung des Lernfortschritts: wird berücksichtigt Individuelle Bildungspläne: werden berücksichtigt Mitarbeitsnote: wird vergeben
Bewertungskriterien: Kompetenzbereiche und Kompetenzen
- die Kenntnis des aktuellen Lehrstoffes, die Beherrschung der Begriffe,
- die Beherrschung der mathematischen Werkzeuge, die genaue Anwendung der Fachsprache,
- der Überblick über die Stoffgebiete,
- das Verständnis von Zusammenhängen in der Physik und in den Naturwissenschaften, die Darlegung der physikalischen Aspekte,
- die physikalische Denkweise,
- der persönliche Einsatz für das Fach.
Weitere Hinweise
Bei der Jahresendnote wird die Leistung im ersten Semester berücksichtigt.
1. Biennium
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 1. Kl. |
Grundlagen der Physik
| einfache Längen-, Flächen- und Volumenmessungen durchführen, die Fehler berechnen und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse bewerten | Maßeinheiten und Einheiten, SI Einheiten wissenschaftliche Notation und signifikante Ziffern | Längen-, Flächen- und Volumenmessungen, Dichte, Protokolle verfassen, Diagramme erstellen, Fehlerbetrachtung, Zuverlässigkeit der Ergebnisse |
| Experimente auswerten, mathematisch beschreiben und Zusammenhänge grafisch darstellen | das physikalische Experiment | |
| mit skalaren und vektoriellen physikalischen Größen arbeiten | skalare und vektorielle Größen in der Physik | Masse, Kräfteparallelogramm, Schiefe Ebene, Kräftezerlegung |
Wärmelehre
| das Verhalten von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern bei Temperaturänderung beobachten und beschreiben |
Ausdehnung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen,die verschiedenen Aggregatzustände und Phasenübergänge |
Temperaturmessung und Skalen, Wärmeausdehnung, Schmelz- und Mischversuche |
| die Formen der Übertragung von Wärmeenergie beschreiben und die von einem Körper übertragene Wärmemenge berechnen | Temperatur und Temperaturmessung, innere Energie, thermisches Gleichgewicht, Wärme als Energieform, Wärmekapazität |
Mechanik
| einfache Experimente mit Kraftwandlern durchführen | Lose und Feste Rolle, Flaschenzug, Schiefe Ebene, Hebelgesetz | Lose und Feste Rolle, Flaschenzug, Schiefe Ebene, Hebelgesetz |
| die Begriffe Arbeit und Energie richtig deuten | Arbeit und Leistung, Energie | Arbeit bei der Rolle und bei der Schiefen Ebene |
Übergreifende Kompetenzen
naturwissenschaftliche Arbeitsweise (mit Biologie)
EXCEL
Fachrechnen (mit Mathematik)
1. Biennium
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 2. Kl. |
Optik
| Gesetzmäßigkeiten der Strahlenoptik erforschen | Reflexionsgesetz, Brechung | Untersuchung von planparallelen Platten |
Elektromagnetismus
| Stromstärke und Spannung in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen messen | der elektrische Stromkreis, Kirchhoffsche Gesetze | Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, verschiedene Phänomene |
Mechanik
| Gleichgewichte in Flüssigkeiten und Gasen untersuchen | Druck | Bestimmung von Druck, Auftrieb, Gasgesetze |
| Bewegungen beschreiben | Gesetze der gleichförmigen und beschleunigten Bewegung | Messung von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Bestimmung von Bahnkurven |
| Kraft als Ursache von Bewegungsänderungen interpretieren | Newtonsche Gesetze | Schülerversuche zu Trägheitssatz, F=ma, Wechselwirkungsgesetz |
|
die Begriffe Arbeit und Energie richtig deuten die Umwandlung der Energie analysieren und den Energieerhaltungssatz als grundlegendes Prinzip der Physik nutzen |
Arbeit und Leistung, Energie Energieerhaltungssatz |
Beispiele mechanischer Leistung, Umwandlung von Energieformen wie z.B. beim Freien Fall, bei der Feder |
2. Biennium
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 3. Kl. |
Kinematik und Dynamik
| Inertialsysteme und beschleunigte Systeme beschreiben und vergleichen | Bewegungsgesetze, Relativitätsprinzip | Grundbegriffe: s,v,a Weg-Zeit-Gesetz Kreisbewegung |
Erhaltungssätze
| physikalische Phänomene mit Hilfe der Erhaltungssätze beschreiben | Energieerhaltungssatz, Impulserhaltung | Fallbewegung Stöße |
Gravitation und Kreisbewegung
| Kreisbewegungen untersuchen und Bewegungen unter dem Einfluss der Gravitation auf der Erde und im Kosmos einheitlich beschreiben | Keplersche Planetengesetze, Newtons Gravitationsgesetz | Keplersche Planetengesetze, Newtons Gravitationsgesetz |
| über die geschichtliche und philosophische Entwicklung der Physik reflektieren | Weltbilder |
Thermodynamik
| die Zusammenhänge von mikroskopischen und makroskopischen Phänomenen aufzeigen | kinetische Gastheorie, Gasgesetze, Energieumwandlung bei Wärmekraftmaschinen |
Optik
| die Bildentstehung an einfachen optischen Geräten veranschaulichen | Abbildungen durch Linsen, Funktionsweise einiger optischer Instrumente | Untersuchung von planparallelen Platten, Spiegeln, Linsen; Lupe, Fotoapparat, Beamer, Mikroskop,Teleskop |
Schwingungen und Wellen
| Phänomene aus Akustik und Optik sowie elektromagnetische Wellen untersuchen | mathematische Beschreibung von Schwingungen und Wellen, Superposition, Beugung |
Elektromagnetismus
| die Grundlagen der Elektrizität und des Magnetismus recherchieren | grundlegende elektrische und magnetische Vorgänge | |
| den Feldbegriff richtig deuten | das elektrische und magnetische Feld, Nah- und Fernwirkung |
2. Biennium
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 4. Kl. |
Thermodynamik
| die Zusammenhänge von mikroskopischen und makroskopischen Phänomenen aufzeigen | kinetische Gastheorie, Gasgesetze, Energieumwandlung bei Wärmekraftmaschinen | Kreisprozesse |
Schwingungen und Wellen
| die Grundlagen der Elektrizität und des Magnetismus recherchieren | grundlegende elektrische und magnetische Vorgänge | grundlegende elektrische und magnetische Vorgänge |
| den Feldbegriff richtig deuten | das elektrische und magnetische Feld, Nah- und Fernwirkung | Verschiedene Phänomene des E- und B-Feldes |
Elektromagnetismus
| die Grundlagen der Elektrizität und des Magnetismus recherchieren | grundlegende elektrische und magnetische Vorgänge | grundlegende elektrische und magnetische Vorgänge |
| den Feldbegriff richtig deuten | das elektrische und magnetische Feld, Nah- und Fernwirkung | Verschiedene Phänomene des E- und B-Feldes |
5. Klasse
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 5. Kl. |
Elektromagnetismus
| Induktionsversuche durchführen, Spule und Kondensator im Wechselstromkreise beschreiben |
Induktionsgesetz, kapazitiver und induktiver Widerstand |
Induktionsgesetz, kapazitiver und induktiver Widerstand |
| die Zusammenhänge von Elektrizität und Magnetismus aufzeigen | Maxwellsche Gleichungen | vereinfachte Beispiele |
| Analogien zwischen elektrischem Schwingkreis und mechanischen Schwingungen darlegen | Erzeugung und Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen, das elektromagnetische Spektrum | Messung und Beschreibung der Phänomene |
Physik des 20. Jahrhunderts
| grundlegende Konzepte der Relativitätstheorie verstehen und Anwendungen beschreiben |
Einsteins Relativitätstheorie, Raum-Zeit, Masse und Energie, Kernprozesse |
Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie |
| die Grenzen der Anwendbarkeit klassischmechanischer Modelle aufzeigen und die Grundlagen der Quantentheorie verstehen | Grundkenntnisse der Quantentheorie | Atom- und Kernphysik, Doppelspaltexperiment |
| sich zu ausgewählten fächerübergreifenden Themen der Physik als Teil der Naturwissenschaften ein Urteil bilden sowie begründet persönlich Stellung nehmen | aktuelle Themen der gesamten Naturwissenschaften | Nobelpreis CERN Wissenschaftliche Zeitschriften |