A.5.26 Physik TFO
FACHCURRICULUM PHYSIK
Technologische Fachoberschule 1. Biennium
Ziele
Der Physikunterricht ermöglicht den Jugendlichen eine aktive Auseinandersetzung mit physikalischen und technischen Phänomenen, Situationen und Problemstellungen, die handlungsorientiert erschlossen werden. Jugendliche sollen sich in aktuellen und gesellschaftsrelevanten Bereichen der Natur und Technik orientieren können, um in Zukunft kritisch und verantwortlich mit physikalischen und technischen Alltagsproblemen umzugehen und eigenverantwortliche Entscheidungen treffen zu können. Um Entwicklungen einschätzen zu können, erhalten Schülerinnen und Schüler Einblick in die Arbeitswelt von Menschen mit Berufen aus dem naturwissenschaftlichen Bereich und insbesondere in die physikalische Forschungsarbeit.
Schwerpunkt des Physikunterrichts ist das experimentelle Arbeiten und Lernen im Labor, die Anwendung korrekter wissenschaftlicher Methoden und die direkte Beobachtung von Phänomenen.
Die Schülerinnen und Schüler lernen den Umgang mit technischen Geräten und sorgen für eine sichere Anwendung, arbeiten in Kleingruppen zusammen, beobachten Vorgänge, sammeln Daten, dokumentieren und interpretieren.
Eine besondere Stellung nimmt dabei die Weiterentwicklung grundlegender Vorstellungen und Konzepte ein welche auf die erlernten Fakten und Begriffe gründet. Eine umfassende detaillierte Behandlung aller fachlichen Themenbereiche ist im ersten Biennium kaum möglich. Der Unterricht zielt daher darauf ab, den Schülerinnen und Schülern einen Überblick zu geben und ist durch exemplarisches Lernen in sinnvollen und für Jugendliche relevanten Kontexten gekennzeichnet.
Geeignete Lernumgebungen innerhalb und außerhalb der Schule werden genutzt. Schülerinnen und Schüler setzen eigenverantwortlich informationstechnische Mittel beim Lernen, Recherchieren und Vertiefen einplanen und dokumentieren Versuche und präsentieren Ergebnisse im fächerübergreifenden Kontext.
Kompetenzen am Ende des 1. Bienniums
Die Schülerin, der Schüler kann
- Phänomene und Vorgänge der Natur beobachten und erforschen, sich mit naturwissenschaftlichen, technik- und umweltrelevanten Fragestellungen auseinandersetzen, diese mit vielfältigen sowie fachspezifischen Methoden untersuchen
- experimentelle und technologische Methoden und Instrumente mit besonderer Aufmerksamkeit auf Sicherheit an Lebens- und Arbeitsorten, Schutz der Person und der Umwelt anwenden
- Daten und Informationen experimentell und in verschiedenen Informationsquellen sammeln, ordnen, vergleichen, darstellen, gegebenenfalls mit Formeln und Symbolen beschreiben, veranschaulichen und interpretieren und in einer angemessenen Fachsprache wiedergeben und präsentierenDie Schülerin, der Schüler kann
- Phänomene und Vorgänge der Natur beobachten und erforschen, sich mit naturwissenschaftlichen, technik- und umweltrelevanten Fragestellungen auseinandersetzen, diese mit vielfältigen sowie fachspezifischen Methoden untersuchen
- experimentelle und technologische Methoden und Instrumente mit besonderer Aufmerksamkeit auf Sicherheit an Lebens- und Arbeitsorten, Schutz der Person und der Umwelt anwenden
- Quantitative und qualitative Gesetzmäßigkeiten, Zusammenhänge und Wechselwirkungen von Physik und Technik erkennen, naturwissenschaftlichen Konzepten und Modellen zuordnen und beschreiben
- die Tragweite, Grenzen und gesellschaftliche Relevanz von wissenschaftlichen Entdeckungen und physikalisch und technologischen Innovationen einschätzen und zu aktuellen gesellschaftlichen Fragen kritisch Stellung nehmen
BEWERTUNGSKRITERIEN
Klassen: TFO 1. Biennium
Didaktische und methodische Hinweise in Bezug auf die Bewertung
Lernzielkontrolle und Bewertung erfolgen für die Theorienote hauptsächlich durch schriftliche Tests, wobei mindestens zwei und in der ersten Klasse möglichst drei Tests pro Semester durchgeführt werden. Außerdem werden auch der Erfolg bei den in der Lernplattform Moodle gestellten Hausaufgaben, sowie fallweise die aktive Mitarbeit im Unterricht, in die Bewertung mit angemessener Gewichtung einbezogen. Aus Zeitgründen wird auf das herkömmliche Prüfungsgespräch nur dann zurückgegriffen, wenn die Schüler mit den obgenannten Methoden eine ungenügende oder ihrer Meinung nach nicht entsprechende Bewertung erfahren.
Für die Praxisnote werden die Versuchsprotokolle sowie das Verhalten der Schüler bei den praktischen Arbeiten bewertet. Dabei wird auch auf Genauigkeit, Sauberkeit und Zielstrebigkeit bei der Durchführung der Versuche geachtet. Bei Bedarf werden auch eigene Praktikumstests durchgeführt, bei denen die Schüler zeigen müssen, dass sie imstande sind, bereits durchgeführte Versuche selbständig korrekt durchzuführen.
Gewichtung: alle "1"
Bewertung des Lernfortschritts: wird berücksichtigt Individuelle Bildungspläne werden berücksichtigt Mitarbeitsnote: wird vergeben
Bewertungskriterien: Kompetenzbereiche, Kompetenzen
Ausdauer Bewertung Darstellen Erfassen
Erkenntnisgewinnung Fachwissen
Fleiß Kommunikation Lösen
zeitgerechte Erledigung
Weitere Hinweise
Für eine positive Schlussbewertung müssen sowohl im praktischen als auch im theoretischen Teil die erforderlichen Mindestleistungen erbracht werden. Ist dies der Fall wird für die Gesamtnote der theoretische Teil mit etwa zwei Dritteln und der praktische Teil mit etwa einem Drittel gewichtet.
1. Biennium
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 1. Kl. |
| Messgeräte, Geräte und Materialien im Labor und im Alltag sachgemäß nutzen und dabei nötige Sicherheitsmaßnahmen einhalten | einfache Messgeräte, Sicherheitsnormen | Einführendes Experiment: Beobachtung fallender Körper |
| Messungen durchführen, Fehler berechnen und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse bewerten | Messmethoden, physikalische Größen und Einheiten, SI- Einheiten, wissenschaftliche Notation und signifikante Stellen | Längenmessung, Flächenmessung, Volumenmessung bei festen, flüssigen und gasförmigen Körpern. Umwandlung von Maßeinheiten |
| physikalische und chemische Vorgänge voneinander unterscheiden | grundlegende Merkmale physikalischer und chemischer Vorgänge | wird im fächerübergreifenden Labor behandelt |
| einfache Experimente durchführen und ein Arbeitsprotokoll verfassen, experimentelle Ergebnisse darstellen und interpretieren | das physikalische Experiment | Erstellung von Versuchsprotokollen zu allen Gruppenversuchen |
| die Verwendung und die Merkmale naturwissenschaftlicher Modelle beschreiben | verschiedene Modelle | Besprechung der Modelle fester, flüssiger und gasförmiger Körper |
Mechanik
| die Begriffe Masse und Gewicht unterscheiden | Masse und Gewichtskraft | Kräfte verformen Körper oder ändern ihren Bewegungszustand. Messung der Dehnung einer Stahlfeder und eines Gummibandes in Abhängigkeit von der Spannkraft, Bestimmung der Federkonstante. Demonstration einiger Waagen. Bestimmung des Ortsfaktors aus Masse und Gewichtskraft. Bestimmung der Dichte von Festkörpern, von Flüssigkeiten und von Luft. |
| Gleichgewichte in Flüssigkeiten und Gasen untersuchen | Druck | Versuche zur Allseitigkeit des Druckes und zur Druckmessung, Messung des Luftdruckes. Hydraulische Presse. Versuche zum Auftrieb in Flüssigkeiten und in Luft. Dichtebestimmungen über die Auftriebskraft. Cartesischer Taucher. |
| Bewegungen beschreiben, Geschwindigkeit und Beschleunigung verstehen und beschreiben | geradlinige und kreisförmige Bewegungen, gleichförmige Bewegung, Gesetze der Dynamik | Untersuchung von geradlinigen Bewegungen mit dem Zeitmarkengeber. |
| Inertialsysteme und beschleunigte Systeme beschreiben und vergleichen | Rotationsbewegung eines starren Körpers, Trägheitsmoment, Drehimpuls | |
| die Erhaltung des Impulses und des Drehimpulses erkennen und erklären | Impuls als Erhaltungsgröße, Erhaltungssätze | |
| die Energieumwandlung bei Haushaltsgeräten analysieren und Möglichkeiten der Energieeinsparung aufzeigen | Energie, Arbeit, Leistung | Demonstration verschiedener Vorgänge, bei denen Energieumwandlungen stattfinden. Messung von Kraft und Weg bei einfachen Arbeitsgeräten und Vergleich der genutzten und der verrichteten Arbeit. Messung der Reibungskraft für verschiedene Paarungen von Reibflächen. Messungen an einem Wagen mit Pufferfeder oder an einer Federpistole, Bestimmung des Wirkungsgrades einfacher Maschinen. Messung von Kraft, Weg und Zeit bei praktischen Vorgängen. Berechnung der Leistung. Erhebung der Leistungsaufnahme von Haushaltsgeräten. Bestimmung des Wirkungsgrads eines Dynamos mit Getriebe und eines Elektromotors. Bestimmung des Wirkungsgrads beim Erwärmen von Wasser |
Thermodynamik
| das Verhalten von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern bei Temperaturänderung beobachten und beschreiben | Ausdehnung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen, Aggregatzustände und Phasenübergänge | Beobachtung des Verhaltens von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern bei Temperaturänderung. Demonstration verschiedener Thermometer. Kalibrierung eines Thermometers Messung der Längenausdehnung von Festkörpern. Bolzensprengapparat, Bimetallstreifen mit Anwendung. Messung der Volumenausdehnung von Flüssigkeiten. |
|
die Formen der Übertragung von Wärmeenergie beschreiben und die von einem Körper übertragene Wärmemenge berechnen mithilfe des thermodynamischen Kreisprozesses die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären |
Temperatur und Temperaturmessung, innere Energie, Wärme als Energieform, Wärmekapazität Umwandlungen von Energie und thermodynamische Prozesse, Hauptsätze der Thermodynamik |
die Formen der Übertragung von Wärmeenergie beschreiben und die von einem Körper übertragene Wärmemenge berechnen mithilfe des thermodynamischen Kreisprozesses die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären |
Elektrizitätslehre und Magnetismus
| Bau einfacher Stromkreise. Untersuchung der Leitfähigkeit von Festkörpern Vergleich verschiedener Modelle des elektrischen Stromkreises. |
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| Stromstärke und Spannung in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen messen | elektrische Ströme, aktive und passive Elemente in einem Stromkreis, elektrische Leistung, Joulesche Wärme | Messung der Stromstärke an verschie-denen Stellen eines unverzweigten Stromkreises. Messung der Gesamt-stromstärke bei Reihen- und Parallel-schaltung von zwei gleichen Verbrauchern. Demonstration der Vorgänge in einem Druckwasserkreislauf als Modell des elektrischen Stromkreises. Spannungs- und Strommessungen in einer Reihen- und in einer Parallelschaltung. Aufladen von zwei Kondensatorplatten mittels Reibungselektrizität und Beobachtung des Ladungsausgleichs über eine Glimmlampe. Versuche zur Kraftwirkung zwischen geladenen Körpern. Untersuchung der Leitfähigkeit verschiedener Metalle. Messung von Spannung und Stromstärke an einem Konstantandraht oder an einem Festwiderstand. Demonstration verschiedener technischer Messung von Spannung und Stromstärke an einem Eisendraht und/oder an einer Glühlampe Messung von Spannung und Stromstärke bei einigen Geräten mit bekannter Leistung. Messung von Spannung und Stromstärke an Konstantandrähten mit verschiedenen Längen und Querschnitten. Bestimmung des spezifischen Widerstands einiger Materialien. |
| das Verhalten eines Widerstandes und eines Kondensators bei Gleich- und Wechselstrom erklären | Kondensator | |
| die Kraftwirkungen in elektrischen und magnetischen Feldern untersuchen, erkennen und beschreiben | elektrische Ladung, elektrisches und magnetisches Feld, Grundlagen des Magnetismus, Lorentzkraft | Demonstration der Reibungselektrizität, Entladungen über eine Glimmlampe |
| verschiedene elektromagnetische Wellen einordnen | Spektrum elektromagnetischer Wellen |
Optik und Wellenlehre
| Gesetzmäßigkeiten der Strahlenoptik erforschen | Reflexionsgesetz, Brechung | |
| die Bildentstehung an einfachen optischen Geräten veranschaulichen | Abbildungen durch Linsen, Funktionsweise einiger optischer Instrumente | |
| die Ausbreitung und Überlagerung von Wellen beschreiben | transversale und longitudinale Wellen, Superpositionsprinzip, Töne und Klänge |
1. Biennium
| Fertigkeiten | Kenntnisse | Lerninhalte 2. Kl. |
| Messgeräte, Geräte und Materialien im Labor und im Alltag sachgemäß nutzen und dabei nötige Sicherheitsmaßnahmen einhalten | einfache Messgeräte, Sicherheitsnormen | |
| Messungen durchführen, Fehler berechnen und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse bewerten | Messmethoden, physikalische Größen und Einheiten, SI- Einheiten, wissenschaftliche Notation und signifikante Stellen | |
| physikalische und chemische Vorgänge voneinander unterscheiden | grundlegende Merkmale physikalischer und chemischer Vorgänge | |
| einfache Experimente durchführen und ein Arbeitsprotokoll verfassen, experimentelle Ergebnisse darstellen und interpretieren | das physikalische Experiment | |
| die Verwendung und die Merkmale naturwissenschaftlicher Modelle beschreiben | verschiedene Modelle |
Mechanik
| die Begriffe Masse und Gewicht unterscheiden | Masse und Gewichtskraft | Beobachtung der Wirkung von mehreren Kräften. Addition von Kräften mit dem Kräfteparallelogramm. Zerlegung einer Kraft in Komponenten Messung der Drehwirkung einer Kraft Das Gleichgewicht am Hebel, der Kettentrieb am Fahrrad. Bestimmung des Kippmoments, Bestimmung der Schwerpunktslage von Körpern, Messung der Auflagerkräfte |
| Gleichgewichte in Flüssigkeiten und Gasen untersuchen | Druck | |
| Bewegungen beschreiben, Geschwindigkeit und Beschleunigung verstehen und beschreiben | geradlinige und kreisförmige Bewegungen, gleichförmige Bewegung, Gesetze der Dynamik | |
| Inertialsysteme und beschleunigte Systeme beschreiben und vergleichen | Rotationsbewegung eines starren Körpers, Trägheitsmoment, Drehimpuls | Bestimmung der Drehzahl eines Elektromotors Kraft als Ursache für die Änderung des Bewegungszustandes (ev. am Beispiel der Beschleunigung eines Autos). Messung der Weg-Zeit-Abhängigkeit beim freien Fall (Fallgerät oder Zeitmarkengeber). Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Kraft und Beschleunigung. Beobachtung der Wirkung einer Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung. Messung der Zentralkraft. |
|
die Erhaltung des Impulses und des Drehimpulses erkennen und erklären |
Impuls als Erhaltungsgröße, Erhaltungssätze | |
| die Energieumwandlung bei Haushaltsgeräten analysieren und Möglichkeiten der Energieeinsparung aufzeigen | Energie, Arbeit, Leistung |
Thermodynamik
| das Verhalten von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern bei Temperaturänderungbeobachten und beschreiben | Ausdehnung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen, Aggregatzustände und Phasenübergänge | |
| die Formen der Übertragung von Wärmeenergie beschreiben und die von einem Körper übertragene Wärmemenge berechnen mithilfe des thermodynamischen Kreisprozesses die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären | Temperatur und Temperaturmessung, innere Energie, Wärme als Energieform, Wärmekapazität Umwandlungen von Energie und thermodynamische Prozesse, Hauptsätze der Thermodynamik |
Temperatur und Temperaturmessung, innere Energie, Wärme als Energieform, Wärmekapazität Umwandlungen von Energie und thermodynamische Prozesse, Hauptsätze der Thermodynamik |
Elektrizitätslehre und Magnetismus
| Stromstärke und Spannung in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen messen | elektrische Ströme, aktive und passive Elemente in einem Stromkreis, elektrische Leistung, Joulesche Wärme | |
| das Verhalten eines Widerstandes und eines Kondensators bei Gleich- und Wechselstrom erklären | Kondensator | |
| die Kraftwirkungen in elektrischen und magnetischen Feldern untersuchen, erkennen und beschreiben | elektrische Ladung, elektrisches und magnetisches Feld, Grundlagen des Magnetismus, Lorentzkraft | Kraftwirkung von Magneten, Ablenkung einer Magnetnadel in der Nähe eines stromführenden Leiters. Kraftwirkung in der Nähe einer stromdurchflossenen Spule (ohne und mit Eisenkern). Modellversuch zum Dreheiseninstrument. Kraft auf einen stromführenden Leiter im Magnetfeld (Leiterschaukel). Kraft zwischen stromdurchflossenen Leitern. Strahlablenkung in der Braun'schen Röhre. Modellversuch zum Drehspulmessgerät Versuche zum Elektromotor (Gleichstrommotor). Induktionsversuche mit einem Permanentmagneten. Umkehrung des Leiterschaukel-Versuches. Induktionsversuche mit einem Elektromagneten. Versuche zum Transformator. |
| verschiedene elektromagnetische Wellen einordnen | Spektrum elektromagnetischer Wellen | Spektrum elektromagnetischer Wellen |
Optik und Wellenlehre
| Gesetzmäßigkeiten der Strahlenoptik erforschen | Reflexionsgesetz, Brechung | |
| die Bildentstehung an einfachen optischen Geräten veranschaulichen | Abbildungen durch Linsen, Funktionsweise einiger optischer Instrumente | |
| die Ausbreitung und Überlagerung von Wellen beschreiben | transversale und longitudinale Wellen, Superpositionsprinzip, Töne und Klänge |