Schulinterner Lehrplan für Physik

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1 Schulinterner Lehrplan für Physik Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für das Fach Physik in der Sekundarstufe I Vorwort : Funktion und Nutzung eines schuleigenen Curriculums bedeutet, Handlungsorientierung für die Unterrichtsarbeit und Vereinbarungen von Schwerpunktsetzungen für die Fachlehrer im Sinne der standardorientierten Kompetenzvermittlung (u.a. Umgang mit dem Lehrbuch, Nutzung anderer Texte/Medien, Projektarbeit und fachübergreifende/fächerverbindende Unterrichtsvorhaben, Leistungsfeststellung), Transparenz für Schülerinnen und Schüler, Eltern, Schulleitung, Fachaufsicht, Qualitätsanalyse. Am Gymnasium Gerresheim werden in der Sekundarstufe I nur 6 Wochenstunden statt 8 Wochenstunden Physik erteilt. Dafür gibt es aber einen Profilzweig Praktische Naturwissenschaften, in welchem ebenfalls physikalisch technische Inhalte unterrichtet werden, die aus dem allgemeinen Physik-Lehrplan ausgeklammert sind. Des weiteren müssen neben den Vorgaben des Kernlehrplans die momentane und zukünftige Ausstattung der Sammlung, das vorhandene Lehrpersonal und das Schulprofil berücksichtigt werden. Letzteres legt ein verstärktes praktisches Arbeiten in Schülerversuchen und den interdisziplinären Einsatz der neuen Medien nahe. Die vorliegenden beiden Mustercurricula zur Umsetzung des Kernlehrplanes Physik (G8) wurden von Arbeitsgruppen mit Praxisbezug zu gymnasialen Fachkonferenzen erstellt ( In ihnen sind verstärkt handlungsorientierte, experimentelle Ansätze gewählt und für das jeweilige schulinterne Curriculum als verbindlich ausgewiesen worden. Das kommt unserem Schulprofil sehr entgegen. Dieser Plan wurde durch die Fachkonferenz Physik unter Berücksichtigung unserer Schwerpunkte und individuellen Möglichkeiten (veraltete Sammlung, Rechnerausstattung, modernes Lehrbuch mit Begleitsoftware, etc.) auf die Rahmenbedingung von lediglich 6 Wochenstunden Physikunterricht in der Sekundarstufe I angepasst. Entsprechend den zukünftigen Verbesserungen bzgl. der Sammlungsausstattung und den Erfahrungen mit den gewählten Umsetzungsbeispielen der Arbeitsgruppen- Vorlage wird in regelmäßigen Abständen von der Fachkonferenz Physik die inhaltlichen Schwerpunktsetzung im Zusammenhang mit der Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans zu überprüfen sein, um entsprechende optimierende Anpassungen vornehmen zu können. Konzeptbezogene und prozessbezogene Kompetenzen: Basiskonzepte im Fach Physik : Basiskonzept Energie (E), Basiskonzept Struktur der Materie (M), Basiskonzept System (S), Basiskonzept Wechselwirkung (W). Diesen Basiskonzepten werden konzeptbezogene Kompetenzen zugeordnet und bei der Beschreibung in der Spalte konzeptbezogene Kompetenzen mit dem Buchstaben des zugehörigen Basiskonzeptes abgekürzt. Die prozessbezogenen Kompetenzen beschreiben die Handlungsfähigkeit von Schülerinnen und Schülern in Situationen, in denen naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen erforderlich sind. Auch hier werden in der entsprechenden Spalte für die Zuordnung Abkürzungen benutzt: EG für den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung, K für den Kompetenzbereich Kommunikation und B für den Kompetenzbereich Bewertung. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 1

2 Inhaltsfeld: Licht und Lichtausbreitung Fachlicher Kontext: Sehen und gesehen werden Klasse 6 fachlicher Kontext Konkretisierungen Schwerpunkte / zentrale Versuche Die Sonne in den verschiedenen Jahreszeiten Bildentstehung durch Schattenwurf und Lochkamera Modell des Lichtstrahles: Licht und Sehen Lichtquellen und Lichtempfänger gradlinige Ausbreitung des Lichtes Schatten & Schattenbilder Schattenwurf Mondphasen Sonnenstand Sonnenfinsternis und Mondfinsternis Bildentstehung hinter kleinen Lochblenden Projekt Lochkamera- Bau und Untersuchung der Abhängigkeiten Strahlengang in der Lochkamera an Simulationen untersuchen Tabellen für Untersuchung von Abbildungsverhältnissen erstellen Sender- und Empfängermodell des Lichtes Sehen durch Lichtstreuung Schattenwurf- Kern-, Halb- und Übergangsschatten. Untersuchung von Schattenbildern, Abbildungsmaßstab (Schülerübungen) Projekt Lochkamera: Bau, Untersuchung der Bildentstehung (Schülerexperiment und Simulationssoftware) konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler können... können den Lichteinfall (ua. durch Streuung) in unser Auge als physikalische Voraussetzung für Sehen verstehen. die Schattenbildung und Schattengrößen mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären. die geometrische Anordnung von Erde und Mond im Sonnensystem als Ursache für Sonnen- und Mondfinsternis erkennen. die Bildentstehung, die Lage und Größe sowie die Schärfe des Lochkamerabildes mit Hilfe der geradlinigen Lichtausbreitung und der Blendengröße erklären (Lichttaler-Modell) prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und geometrischen Darstellungen oder Simulationsprogrammen. B : beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. B : binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit praktisch an. B : beschreiben und beurteilen am Projektbeispiel die Bildveränderungen in Abhängigkeit von den geometrischen Gegebenheiten der Lochkamera. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 2

3 Die Welt im Spiegel Musikinstrumente und Gehör Spiegel und Reflexion Entstehung von Spiegelbildern Sicherheit im Straßenverkehr Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke Reflexion des Lichtstrahles an Spiegelflächen Reflexionsgesetz Wasser in ein virtuelles Gefäß schütten Spiegelbilder konstruieren Sehwinkel im Rückspiegel Überlappungsbereich mit PNW Bildentstehung hinter dem Spiegel mit Reflexionsgesetz und geradliniger Lichtausbreitung erklären und den Unterschied zwischen virtueller und reeller Bildenstehung schildern. erkennen die Gefahren im Straßenverkehr durch Einschränkung des Sichtwinkels EG: führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache. kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. B : binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 3

4 Inhaltsfeld: Optische Instrumente Fachlicher Kontext: Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Klasse 6 fachlicher Kontext Konkretisierungen Schwerpunkte / zentrale Versuche Das Auge und seine Hilfen Augenmodell: Aufbau und Bildentstehung beim Auge Funktion der (Augen-) Linse Abbildung durch Linsen: Lupe als Sehhilfe Vergrößerung des Sehwinkels Mikroskop Fernrohr/Teleskop Teleskope für astronomische Beobachtungen Strahlengang durch verschiedene Linsen beobachten, Brennpunkte von Sammellinsen bestimmen Abbildungen mit Linsen und Linsenkombinationen als Schülerpraktikum (obligatorisch) konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler können... die Brechung von Licht beim Durchtritt durch eine Sammellinse beschreiben als Ablenkung des Lichtstrahles zu einem Brennpunkt hin. die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. den Aufbau von Linsensystemen beschreiben und die Funktionsweise der Komponenten unterscheiden in Objektiv und Okular (als Lupe für das Zwischenbild) technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler K: beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. K: Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen, geometrischen Darstellungen und Simulationsprogrammen. EG: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. Die Welt der Farben Zusammensetzung des weißen Lichts Themenbehandlung in Biologie und Chemie GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 4

5 Inhaltsfeld: Elektrizität und Magnetismus Fachlicher Kontext: Elektrizität im Alltag Klasse 6 fachlicher Kontext Konkretisierungen Schwerpunkte / zentrale Versuche Schülerpraktikum: Experimentieren mit Wir bauen eine Schülerübungsmaterial Alarmanlage, Lampen- zu einfachen und Motorschaltungen Stromkreisen Planung und Aufbau von Stromkreisen Strom im Alltag: Wir untersuchen die Fahrradbeleuchtung und elektrische Haushaltsgeräte Messgeräte erweitern die Wahrnehmung Schutz durch elektrische Sicherungen Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern unterscheiden Stromkreise und ihre Schaltsymbole Schalter im Stromkreis UND-, ODER- und Wechselschaltung Leiter und Isolatoren Strom in der Bedeutung elektrischer Strom und Energiestrom Stromkreise in komplexeren Schaltungen Versteckte Rückleitung Aufbau einer Steckdose Strom- und Spannungsmessung Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten Wärmewirkung des elektrischen Stromes Sicherungen, Schutzschalter und Schutzleiter Sicherer Umgang mit Elektrizität Dynamo am Fahrrad Analyse von Haushaltsgeräten/ Steckdose Experimentieren mit dem DynaMot Strom- und Spannungsmessung mit dem Multimeter Versuche mit dem Gerät für elektrische Sicherheit konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler können... S : an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. S : einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen. an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden. geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben. S : an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden. geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischen Strom beschreiben. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache. beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 5

6 (*) Schülerpraktikum: Wir untersuchen Speicher und Erzeuger von elektrischer Energie Spannungen zwischen verschiedenen Metallen in sauren oder salzhaltigen Flüssigkeiten messen Dynamo und Generator (Dynamot) zur Erzeugung von Wechselspannung ausprobieren Ausgehend von den Beobachtungen bei der Leitfähigkeit von Flüssigkeiten (SÜ s.o.) wird ein Kartoffeligel mit verschiedenen Metallstacheln auf unterschiedliche Spannungen untersucht Neu aufgenommen, Zuordnung zu den Basiskonzepten fehlt noch! Neu aufgenommen, Zuordnung zu den Kompetenzbereichen fehlt noch! Stromerzeugung als kraftaufwendige Arbeit erfahren Ein Fahrraddynamo wird zerlegt und entsprechend dem Aufbau werden Versuche mit Spulen und Magneten gemacht. Eine faszinierende Erscheinung: Der Magnet (*) nur für PNW- Klassen Dauermagnete und Elektromagnete Magnetfelder Anziehung/Abstoßung Anwendungen siehe Bem. Seite 8 Der Dynamot -Generator zeigt, wie schwer das Kurbeln beim Anschluss von mehreren Optiklampen wird Experimentieren mit Dauermagneten und Kompassen Basteln und Untersuchen von Elektromagneten Anwendungen von Elektromagneten, z.b. Klingel / Relais beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können. Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 6

7 Inhaltsfeld: Temperatur und Energie Fachlicher Kontext: Sonne Temperarur Jahreszeiten Klasse 6 fachlicher Kontext Konkretisierungen Schwerpunkte / zentrale Versuche Unser Temperatursinn und das Thermometer Anders Celsius und seine Idee für eine Thermometerskala Temperatursinn und Temperaturmessungen Aggregatzustände und Fixpunkte des Wassers Thermometer und Eichung Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung (ev. Teilchenmodell) Temperaturempfinden Messen mit dem Thermometer. Fixpunkt bei Schmelzwasser und Wasserdampf Eichung von Flüssigkeitsthermometern Wärmeausdehnung von Festkörpern und Flüssigkeiten konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler können... E : an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern beschreiben. beschreiben, wie die Fixpunkte des Wassers eine Eichung des Thermometers ermöglichen. den Eichprozess durchführen. M : an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. Das Kochduell - Wettstreit mit Gasbrenner, Wasserkocher und Heißwasserbad: Wer bekommt Wasser heißer? Temperaturverläufe aufzeichnen und interpretieren Unterscheidung von Temperatur und Wärme Temperaturaufzeichnugen mit elektronischen Thermometern : Wasser mit verschiedenen Heizquellen (bis zum Siedepunkt) erwärmen und in konstanten Zeitabständen die Temperatur ablesen und in Messtabellen eintragen E :verschiedene Wassermengen oder Wasser und Öl im Vergleich erwärmen und die aufgezeichneten Temperaturverläufe interpretieren an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 7

8 (*)Ein warmes Zuhause - natürliche und künstliche Wärmeenergiequellen (*) unterschiedliche Schwerpunkte für PNW und nicht-pnw- Klassen! Energieübertragung zwischen Körpern verschiedener Temperatur Sonnenstand Energiewandler Energieumwandlungsprozesse Energieerhaltung Energietransport Dieses Inhaltsfeld ist im PNW-Thema Das warme Haus enthalten.pnw-klassen machen stattdessen das Schülerpraktikum zur elektr. Energieerzeugung Wärmedämmung Heizungsmodell Temperaturverläufe bei Abkühlung / Aufheizung aufzeichnen Mischungstemperaturen E : an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen. E : in Transportketten Energie halbquantitativ bilanzieren und dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde legen. E : an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weitergenutzt werden kann. Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache. stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K 4 Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. B 5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. GG Lehrplan Physik Klasse 6 - Seite 8