Lehrplan für das Grundlagenfach Physik

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1 (August 2011) Lehrplan für das Grundlagenfach Physik Richtziele des schweizerischen Rahmenlehrplans Grundkenntnisse 1.1 Physikalische Grunderscheinungen und wichtige technische kennen, ihre Zusammenhänge verstehen sowie die zu ihrer Beschreibung notwendigen Begriffe verfügen 1.2 Physikalische Arbeitsweisen kennen (Beobachtung, Beschreibung, Experiment, Simulation, Hypothese, Modell, Gesetz, Theorie) 1.3 Einfache technische verstehen 1.4 Wissen, welche Phänomene einer physikalischen Betrachtungsweise zugänglich sind 1.5 Wissen, dass Physik sich wandelt und wie sie vergangene und gegenwärtige Weltbilder mitprägte Grundfertigkeiten 2.1 Naturabläufe und technische Vorgänge beobachten und mit eigenen Worten beschreiben, physikalische Zusammenhänge mathematisch, aber auch umgangssprachlich formulieren 2.2 Zwischen Fakten und Hypothesen, Beobachtungen und Interpretation, Voraussetzung und Folgerung unterscheiden; Widersprüche und Lücken, Zusammenhänge und Entsprechungen erkennen sowie Bekanntes im Neuen wieder entdecken 2.3 Einen Sachverhalt auf die wesentlichen Grössen reduzieren 2.4 Modelle gewinnen und auf konkrete Situationen anwenden 2.5 Probleme erfassen, formulieren, analysieren und lösen Einfache Experimente planen, aufbauen, durchführen, auswerten und interpretieren 2.7 Mit Informationsmaterial umgehen 2.8 Selbständig im Team arbeiten Grundhaltungen Neugierde, Interesse und Verständnis für Natur und Technik aufbringen Verbindungen zu anderen Fächern erkennen und entsprechende Kenntnisse einbringen Verantwortlich handeln und sich das nötige Wissen aneignen Die Folgen der naturwissenschaftlicher Erkenntnisse auf Natur, Wirtschaft und Gesellschaft in Betracht ziehen An physikalischen Problemstellungen genau und systematisch arbeiten Richtziele des kantonalen Lehrplans gymnasialer Bildungsgang Kenntnisse/Fertigkeiten Die Gymnasiastinnen und Gymnasiasten kennen Naturabläufe und wichtige technische des Alltags, verstehen ihre Zusammenhänge und verfügen über die zu ihrer Beschreibung notwendigen Begriffe. Sie kennen physikalische Modelle der Phänomene, die durch die Sinne erfassbar sind, und die wichtigsten mathematischen Methoden zu ihrer quantitativen Beschreibung. Sie erhalten einen angemessenen vereinfachten Einblick in die Physik des 20. Jahrhunderts. Sie lernen physikalische Arbeitsweisen und Methoden kennen, d.h. sie bauen selbstständig und im Team einfache Experimente auf, führen sie aus, werten sie aus und interpretieren sie, erfassen die verschiedenen Arten der Abhängigkeiten zwischen physikalischen Grössen und erkennen die Folgen dieser Zusammenhänge, gehen beim Lösen von einfachen Problemstellungen sicher mit Symbolen, Masseinheiten und mathematischen Gleichungen um, nutzen verschiedene mediale Informationsmittel als Quellen des physikalischen und allgemein naturwissenschaftlichen Wissens. 154

2 Haltungen Die Gymnasiastinnen und Gymnasiasten bringen Neugierde, Interesse und Verständnis für Natur und Technik auf. Sie erkennen Verbindungen zu anderen Fächern und bringen entsprechende Kenntnisse ein. Sie berücksichtigen die wechselseitigen Beziehungen und die Folgen von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und Entwicklungen auf die Gesellschaft und die Umwelt für das eigene Handeln verantwortungsvoll. Lehrplan für das Grundlagenfach Physik Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Quinta 1.1,1.2, 1.3,1.4,1.5, 2.1,2.2, 2.3,2.4, 2.5,, 2.8 Physik als Naturlehre erkennen Beobachten, Fragen stellen und Messen üben Einfache Gesetzmässigkeiten feststellen Lernen, wie Experimente geplant und durchgeführt werden Physikalische Gesetze Auftriebsgesetz Anomalie des Wassers Einführung in die Mechanik Dichte, Geschwindigkeit, Kraft, Hebelgesetz, Flaschenzug, Rollen Einführung in die Optik Quarta Mit der physikalischen Denk- und Arbeitsweise vertraut werden Mechanik Länge, Fläche, Volumen, Masse, Dichte, Kraft, Gewicht, SI-System, Federgesetz Druck, Kolbendruck, Schweredruck, Geometrische Optik Licht, Schatten, Lichtgeschwindigkeit, Reflexion, Brechung, Linsengleichung, Spektralfarben, Kinematik Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung 155

3 Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Tertia Technische von ihrem physikalischen Konzept her verstehen Reale Vorgänge idealisieren Dynamik und Energie Kräftezerlegung, Reibung, Newtonaxiome, schiefe Ebene, Arbeit, Energie, Leistung, Thermodynamik Temperatur, Ausdehnungsgesetz, spezifische Wärme, Verdampfen und Kondensieren, Gasgesetz, innere Energie, Hauptsätze, Gravitation Kreisbewegung, Gravitation, Astrophysik Sekunda 1.1, 1.2,1.3, 1.4, 1.5,2.2, 2.3, 2.4, Mit makroskopischen Phänomenen, deren Ursachen mikroskopisch sind, vertraut werden Die Begriffe Kraft und Wechselwirkung vertiefen und kritisch beleuchten Periodische Vorgänge verschiedenster Art so umfassend wie möglich erfassen und beschreiben Wellenlehre Harmonische Schwingungen, Akustik, Wellen, Elektrizitätslehre Ladung, elektrische Wechselwirkung, Coulombkraft, Stromstärke, Spannung, Widerstand, Ohmsches Gesetz, elektrisches und magnetisches Feld, Elektromagnetismus, Lorentzkraft, Moderne Physik Ausgewählte Themen aus Atom-, Kern- und Teilchenphysik, Relativitätstheorie Abgrenzung zur klassischen Physik erkennen und mit neuer Denkweise vertraut werden 156

4 (August 2011) Lehrplan für das Schwerpunktfach Physik und der Mathematik (PAM), Teil Physik Richtziele des schweizerischen Rahmenlehrplans Grundkenntnisse 1.1 Physikalische Grunderscheinungen und wichtige technische kennen, ihre Zusammenhänge verstehen sowie die zu ihrer Beschreibung notwendigen Begriffe verfügen 1.2 Physikalische Arbeitsweisen kennen (Beobachtung, Beschreibung, Experiment, Simulation, Hypothese, Modell, Gesetz, Theorie) 1.3 Einfache technische verstehen 1.4 Wissen, welche Phänomene einer physikalischen Betrachtungsweise zugänglich sind 1.5 Wissen, dass Physik sich wandelt und wie sie vergangene und gegenwärtige Weltbilder mitprägte Grundfertigkeiten 2.1 Naturabläufe und technische Vorgänge beobachten und mit eigenen Worten beschreiben, physikalische Zusammenhänge mathematisch, aber auch umgangssprachlich formulieren 2.2 Zwischen Fakten und Hypothesen, Beobachtungen und Interpretation, Voraussetzung und Folgerung unterscheiden; Widersprüche und Lücken, Zusammenhänge und Entsprechungen erkennen sowie Bekanntes im Neuen wieder entdecken 2.3 Einen Sachverhalt auf die wesentlichen Grössen reduzieren 2.4 Modelle gewinnen und auf konkrete Situationen anwenden 2.5 Probleme erfassen, formulieren, analysieren und lösen Einfache Experimente planen, aufbauen, durchführen, auswerten und interpretieren 2.7 Mit Informationsmaterial umgehen 2.8 Selbstständig im Team arbeiten Grundhaltungen Neugierde, Interesse und Verständnis für Natur und Technik aufbringen Verbindungen zu anderen Fächern erkennen und entsprechende Kenntnisse einbringen Verantwortlich handeln und sich das nötige Wissen aneignen Die Folgen der naturwissenschaftlicher Erkenntnisse auf Natur, Wirtschaft und Gesellschaft in Betracht ziehen An physikalischen Problemstellungen genau und systematisch arbeiten Richtziele des kantonalen Lehrplans gymnasialer Bildungsgang Kenntnisse/Fertigkeiten Die Kenntnisse und Fertigkeiten basieren auf jenen des Grundlagenfachs. Darüber hinaus werden folgende Kenntnisse und Fertigkeiten erworben: Bewusster Einsatz von Modellen zum Erklären und Begreifen der Wirklichkeit. Einblick haben in verschiedene technische Gebiete wie die moderne Kommunikation, medizinische Diagnostik u.ä. Erworbenes Wissen zum Lösen von neuen Fragestellungen einsetzen. Einfache Probleme mit Differentialgleichungen formulieren und lösen. Haltungen Die Haltungen basieren auf jenen des Grundlagenfachs. Die Schülerinnen und Schüler des Schwerpunktfachs wollen 157

5 grundlegende Fertigkeiten und Kenntnisse durch selbstständiges Üben verfestigen und wissenschaftliche Arbeit durch Beobachtung, Messung, Experiment und Vergleich mit Modellvorstellungen bewusst nachvollziehen. Lehrplan für das Schwerpunktfach PAM, Teil Physik Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Quarta Mit der physikalischen Denk- und Arbeitsweise vertraut werden Mechanik Grössenordnungen von Längen, Flächen, Volumen, Massen und Dichten in Teilchenund Astrophysik, Wechselwirkungen, Federsysteme Praktikum Elektrik Gleichstromkreise, Spannung, Stromstärke, Widerstand, Ohmsches Gesetz, Tertia Technische von ihrem physikalischen Konzept her verstehen Reale Vorgänge idealisieren Optik Prisma, gekrümmte Spiegel, Linsensysteme, Huygenssches Prinzip, Beugung, optische Geräte, Mechanik Ergänzung zur Kinematik, Vektorgrössen, schiefe Ebene, Würfe, Impuls, Rotationsenergie, Bernoullische Gleichung, Luftreibung, 158

6 Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Sekunda 1.1, 1.2,1.3, 1.4, 1.5,2.2, 2.3, 2.4, Mit makroskopischen Phänomenen, deren Ursachen mikroskopisch sind, vertraut werden Periodische Vorgänge verschiedenster Art so umfassend wie möglich erfassen und beschreiben Thermodynamik Kinetische Gastheorie, Freiheitsgrade, molare Wärmekapazitäten, isotherme und adiabatische Prozesse, Wärmekraftmaschinen, Gravitation Keplergesetze, Gravitationspotential Wellenlehre Gedämpfte und erzwungene Schwingungen, Interferenz, Oberwellen, räumliche Wellenausbreitung, Dopplereffekt, Prima 1.1, 1.2,1.3, 1.4, 1.5,2.2, 2.3, 2.4, Abgrenzung zur klassischen Physik erkennen und mit neuer Denkweise vertraut werden Die Begriffe Kraft und Wechselwirkung vertiefen und kritisch beleuchten Elektrizitätslehre elektrisches und magnetisches Feld, Kondensator, elektrisches Potential, Kennlinien, Halbleiter, Induktionsgesetz, Spule, Wechselspannung, elektrischer Schwingkreis, elektromagnetische Wellen, Moderne Physik Relativitätstheorie Photoeffekt, Wasserstoffatom, Radioaktivität, Elementarteilchen, Wechselwirkungen 159

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