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