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.
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