Unterrichtseinheit Einstieg in die Physik

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1 Fach/Jahrgang:Physik/ 7 Unterrichtseinheit Einstieg in die Physik Kompetenzbereich(e) / Bildungsstandards: Kommunikation Erkenntnisgewinnung Bewertung und Nutzung fachlicher Konzepte Überfachliche Kompetenzen: Kooperationsfähigkeit und Teamfähigkeit, Problemlösekompetenz, Arbeitskompetenz, Kommunikationskompetenz Inhaltliche Konzepte / Basiskonzepte: Wechselwirkung Inhaltsfelder: Haus der Naturwissenschaften Inhaltsbezogene Kompetenzen: Erkenntnisgewinnung: Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten Kommunikation: Dokumentation von Versuchsplanung und Durchführung Bewertung: Bewertung des Nutzens wissenschaftlicher Vorgehensweise Nutzung fachlicher Konzepte: Unterscheidung zwischen Beobachtung und Deutung Unsere Lernenden können den Nutzen naturwissenschaftlicher Vorgehensweise im Zusammenhang mit dem Festlegen von Einheiten und dem Eichen verschiedener Skalen beurteilen zwischen Beobachten und Deuten unterscheiden anhand einer Anleitung einen Versuch aufbauen und durchführen verantwortungsvoll mit den bereitgestellten Materialien umgehen konkrete Phänomene, Vorgänge und Versuche beobachten und beschreiben Erkenntnisse und Beobachtungen ordnen und systematisieren fachliche Fragen und Probleme aus Beobachtungen und deren Beschreibungen ableiten Messen als Vergleich einer Norm und eine physikalische Größe als Produkt aus Zahlenwert und einer Einheit verstehen Modelle zur einfacheren Erklärung von Beobachtungen verwenden Inhaltliche Konkretisierung: Wahrnehmung der Umgebung mit den Sinnesorganen Von der Beobachtung zum Experiment-Arbeitsweisen der Physik Physikalische Größen und ihre Messung Maßeinheiten, Eichen von Messgeräten Eigenschaften von Körpern Volumenberechnung von regelmäßigen Körpern Volumenbestimmung verschiedener Körper mit einfachen Versuchen leifi.de Vereinbarungen für die Gestaltung von Lernwegen: Durchführung von Schülerexperimenten in Partnerarbeit Anfertigen von Versuchsprotokollen Musterprotokoll Das Experiment als Hausaufgabe Gruppenpuzzle Stationenlernen Präsentationen Querverbindung zur Mathematik: Volumen Querverbindung zur Chemie: Dichte Querverbindung zur Biologie: das Auge als Sinnesorgan

2 Massebestimmung durch vergleichendes Wiegen Aggregatzustände Historische Entwicklung von Längenmaßen Arbeiten mit Modellen Rolle der Physik bei Umwelt und Naturereignissen (z.b. schulspezifische Aspekte, bilinguale Aspekte, Aufgabenformate, Materialien, Diagnostik ) Individuelle Unterrichtsgestaltung Kerze und Kaugummipapier Erlenmeyerkolben mit Luftballon im heißen Wasser Holzklotz und Stein in Wasser (Eichen eines Thermometers-Längenmaße historisch-gewichte) Volumenmessung-Überlaufmethode Pfiffige Messmethoden: Dickemessung - eines Blattes - Zeitung oder Buch Volumen eines Wassertropfens

3 Fach/Jahrgang:Physik/ 7 Unterrichtseinheit Optik I Kompetenzbereich(e) / Bildungsstandards: Erkenntnisgewinnung Beobachten, beschreiben, vergleichen ordnen und systematisieren Beobachtungen und Erkenntnisse Planen, untersuchen, auswerten, interpretieren führen qualitative experimentelle Untersuchungen durch entwickeln Fragestellungen, leiten Hypothesen ab, die mit Experimenten verifiziert bzw. falsifiziert werden Arbeiten mit Modellen entwerfen geeignete Modelle, um fachliche Fragen zu klären unterscheiden zwischen Modell- und Realitätsebene Inhaltliche Konzepte / Basiskonzepte: Wechselwirkung, System Inhaltsfelder: Erweiterung der Sinne Nutzung fachlicher Konzepte Problemorientiertes und konzeptbezogenes Erschließen von Sachverhalten wenden aus Kontexten erworbenes Wissen in neuen Kontexten an wenden fachspezifische Kenntnisse zur Lösung von Aufgaben an Vernetzen von Sachverhalten und Konzepten erklären naturwissenschaftliche Phänomene mittels bekannter Konzepte Kommunikation Arbeiten mit Quellen recherchieren problembezogen in unterschiedlichen Quellen und kommunizieren die Ergebnisse kritisch und themenbezogen

4 Überfachliche Kompetenzen: Kooperationsfähigkeit und Teamfähigkeit, Problemlösekompetenz, Arbeitskompetenz, Kommunikationskompetenz Inhaltsbezogene Kompetenzen: Unsere Lernenden können zwischen einer Lichtquelle und einem beleuchteten Körper unterscheiden den Sehvorgang erklären, indem sie das Auge als Lichtempfänger auffassen zwischen reflektierenden/streuenden, absorbierenden und lichtdurchlässigen Körper unterscheiden die geradlinige Ausbreitung des Lichts mit Hilfe des Strahlenmodells erklären zwischen einem Lichtstrahl und einem Lichtbündel unterscheiden Ideen zur Messung der Lichtgeschwindigkeit einbringen/erläutern den Schatten als Abwesenheit von Licht begreifen die Entstehung von Kern- und Halbschatten erläutern Schattenbilder von mehreren Punklichtquellen und von ausgedehnten Lichtquellen konstruieren das Zustandekommen der Mondphasen erläutern das Entstehen einer Mond- und einer Sonnenfinsternis erklären charakteristische Merkmale über die Planeten unser Sonnensystems benennen die Bildentstehung auf der Basis der geradlinigen Lichtausbreitung erklären eine vereinfachte Version einer Lochkamera bauen Inhaltliche Konkretisierung: Licht und Sehen Lichtquellen und beleuchtete Körper in Natur und Technik Sehvorgang Auge als Lichtempfänger lichtdurchlässige und -undurchlässige Körper Lichtausbreitung Strahlenmodell des Lichts Lichtgeschwindigkeit Schatten als Abwesenheit von Licht Kernschatten und Halbschatten von Punkt- und ausgedehnten Lichtquellen Licht und Schatten im Weltraum Mondphasen, Sonnenund Mondfinsternis Lichtausbreitung und Bildentstehung Lochkamera Vereinbarungen für die Gestaltung von Lernwegen: Durchführung von Schülerexperimenten Anfertigen von Versuchsprotokollen Musterprotokoll Stationenlernen Präsentationen Siehe auch Sammlung von Arbeitsmaterial (z.b. schulspezifische Aspekte, bilinguale Aspekte, Aufgabenformate, Materialien, Diagnostik )

5 Fach/Jahrgang:Physik/ 7 Unterrichtseinheit Magnetismus Kompetenzbereich(e) / Bildungsstandards: Erkenntnisgewinnung Beobachten, beschreiben, vergleichen ordnen und systematisieren Beobachtungen und Erkenntnisse zeichnen und beschreiben Versuchsaufbauten Planen, untersuchen, auswerten, interpretieren führen qualitative experimentelle Untersuchungen durch Inhaltliche Konzepte / Basiskonzepte: Energie, System, Materie Inhaltsfelder: Magnetismus im Alltag Arbeiten mit Modellen wenden geeignete Modelle zur Erarbeitung und Veranschaulichung von Zusammenhängen an Nutzung fachlicher Konzepte Konzeptbezogenes Strukturieren von Sachverhalten analysieren Alltagserscheinungen und Kontexte nach naturwissenschaftlichen Sachverhalten Vernetzen von Sachverhalten und Konzepten erklären naturwissenschaftliche Phänomene mittels bekannter Konzepte Bewertung Abwägen und bewerten von Handlungsfolgen auf Natur und Gesellschaft bewerten Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten, im Alltag und bei modernen Technologien mit Hilfe naturwissenschaftlichen Wissens

6 Überfachliche Kompetenzen: Kooperationsfähigkeit und Teamfähigkeit, Problemlösekompetenz, Arbeitskompetenz, Kommunikationskompetenz Inhaltsbezogene Kompetenzen: Unsere Lernenden können zwischen magnetischen und nicht magnetischen Körpern unterscheiden zwischen weichmagnetischen und hartmagnetischen Stoffen unterscheiden einfache Experimente zum Untersuchen der Kräfte zwischen Magneten planen und durchführen Anwendungen von Magnetismus aus dem Alltag nennen Das magnetische Feld von einfachen Systemen aufzeichnen Die Notwendigkeit des Erdmagnetfeldes erläutern Inhaltliche Konkretisierung: Magnete und ihre Pole Dauermagnete (Metalle: Eisen, Cobalt, Nickel) Elementarmagnete (magnetische Dipole) Das magnetische Feld Vereinbarungen für die Gestaltung von Lernwegen: Durchführung von Schülerexperimenten Anfertigen von Versuchsprotokollen Musterprotokoll Stationenlernen Präsentationen Siehe auch Sammlung von Arbeitsmaterial Das Magnetfeld der Erde (z.b. schulspezifische Aspekte, bilinguale Aspekte, Aufgabenformate, Materialien, Diagnostik )

7 Fach/Jahrgang:Physik/ 7 Unterrichtseinheit Wärmelehre I Kompetenzbereich(e) / Bildungsstandards: Erkenntnisgewinnung Beobachten, beschreiben, vergleichen ordnen und systematisieren Beobachtungen und Erkenntnisse zeichnen und beschreiben Versuchsaufbauten beobachten und beschreiben Phänomene, Vorgänge und Versuche Planen, untersuchen, auswerten, interpretieren führen qualitative experimentelle Untersuchungen durch Arbeiten mit Modellen wenden geeignete Modelle zur Erarbeitung und Veranschaulichung von Zusammenhängen an analysieren Sachverhalte und dynamische Prozesse mit Modellen Nutzung fachlicher Konzepte Konzeptbezogenes Strukturieren von Sachverhalten analysieren Alltagserscheinungen und Kontexte nach naturwissenschaftlichen Sachverhalten ordnen verschiedene Sachverhalte jeweils einem Konzept zu Vernetzen von Sachverhalten und Konzepten erklären naturwissenschaftliche Phänomene mittels bekannter Konzepte Kommunikation Dokumentieren, präsentieren dokumentieren ihre Arbeit prozess- und ergebnisorientiert, auch als Team Inhaltliche Konzepte / Basiskonzepte: Energie, System, Materie, Wechselwirkung Inhaltsfelder: Wettererscheinungen und Klima

8 Überfachliche Kompetenzen: Kooperationsfähigkeit und Teamfähigkeit, Problemlösekompetenz, Arbeitskompetenz, Kommunikationskompetenz Inhaltsbezogene Kompetenzen: Unsere Lernenden können die Temperatur als Eigenschaft von Körpern, unterschiedlich heiß oder kalt zu sein, auffassen die Wirkungsweise von Flüssigkeitsthermometer erklären können unter den verschiedenen Temperaturskalen unterscheiden können Alltagssituationen beschreiben, in denen Thermometer für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. Atome und Moleküle als Teilchen aus denen Stoffen bestehen, benennen zwischen den drei Aggregatzuständen der Materie unterscheiden die Existenz kleinster, aber nicht sichtbarer Teilchen mit Hilfe der Brownschen Bewegung belegen die Temperatur eines Körpers als ein Maß für die Schnelligkeit der Bewegung seiner Teilchen auffassen den absoluten Nullpunkt als diese Temperatur eines Körpers auffassen, bei der die Teilchen der Materie zur Ruhe kommen das Verhalten von Körpern in verschiedenen Aggregatzuständen mit dem Modell des Aufbaus der Materie erklären das Volumen- und Formverhalten von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern beschreiben die Übergänge in die unterschiedlichen Aggregatzustände mittels Wärmezufuhr und Wärmeabgabe erläutern den Prozess des Schmelzens und Erstarrens mit dem Teilchenmodell deuten die Schmelzwärme als die für die Änderung des Aggregatzustands nötige Wärmemenge auffassen, die nicht zu einer Temperaturerhöhung führt Schmelz- und Siedetemperatur eines Stoffes als charakteristische Stoffgrößen interpretieren den Zusammenhang von Schmelz- und Erstarrungstemperatur bzw. Siedeund Kondensationstemperatur beschreiben das Verdunsten einer Flüssigkeit als den Übergang in den gasförmigen Zustand weit unter ihrer Siedetemperatur auffassen das Phänomen, bei dem bei Erniedrigung der Temperatur das Volumen zunimmt als Anomalie des Wassers beschreiben Effekte durch die Anomalie des Wassers im Alltag erklären Inhaltliche Konkretisierung: Temperatur und ihre Messung Temperatur und Thermometer Wirkungsweise eines Flüssigkeitsthermometers Verschiedene Temperaturskalen Thermometer für unterschiedliche Anwendungen Modell des Aufbaus der Materie Gase, Fluide, Festkörper Brownsche Bewegung Teilchenbewegung und Temperatur Absoluter Nullpunkt Körper und ihre Eigenschaften Volumen- und Formverhalten von Körpern Aggregatzustände und ihre Übergänge Fest-flüssig-gasförmig Schmelzen und Erstarren Sieden und Kondensieren Verdunsten von Flüssigkeiten Anomalie des Wassers und seine Bedeutung für das irdische Leben Vereinbarungen für die Gestaltung von Lernwegen: Durchführung von Schülerexperimenten Anfertigen von Versuchsprotokollen Musterprotokoll Stationenlernen Präsentationen Siehe auch Sammlung von Arbeitsmaterial (z.b. schulspezifische Aspekte, bilinguale Aspekte, Aufgabenformate, Materialien, Diagnostik )

9 experimentell ermitteln, dass sich Flüssigkeiten beim Erwärmen unterschiedlich stark ausdehnen Erkennen, dass sich Gase beim Erwärmen ausdehnen und beim Abkühlen zusammenziehen Experimentell ermitteln, dass Festkörper unterschiedlicher Materialien sich beim Erwärmen unterschiedlich stark ausdehnen Die Verbindung von zwei Metallen unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zum Temperaturmessen nutzen die Masse von aufeinanderliegenden Teilchen als Ursache des Schweredrucks Interpretieren Druck als "Gepresstheit" in Gasen und Flüssigkeiten beschreiben Experimente zum Schweredruck selbst durchführen und deren Ergebnisse beschreiben Stoffe bei Temperaturänderung Thermische Ausdehnung von Gasen Thermische Ausdehnung von festen Körpern Das Bimetall Druck als "Gepresstsein" der Materie Druck von den Teilchen verursacht

10 Fach/Jahrgang:Physik/ 7 Unterrichtseinheit Schall (fakultativ) Kompetenzbereich(e) / Bildungsstandards: Erkenntnisgewinnung Beobachten, beschreiben, vergleichen ordnen und systematisieren Beobachtungen und Erkenntnisse zeichnen und beschreiben Versuchsaufbauten Planen, untersuchen, auswerten, interpretieren führen qualitative experimentelle Untersuchungen durch Inhaltliche Konzepte / Basiskonzepte: Wechselwirkung Inhaltsfelder: Erweiterung der Sinne Arbeiten mit Modellen wenden geeignete Modelle zur Erarbeitung und Veranschaulichung von Zusammenhängen an Nutzung fachlicher Konzepte Konzeptbezogenes Strukturieren von Sachverhalten analysieren Alltagserscheinungen und Kontexte nach naturwissenschaftlichen Sachverhalten Bewertung Beurteilen von Alltagskontexten mit naturwissenschaftlichen Kenntnissen beurteilen die Bedeutung von naturwissenschaftlichen Kenntnissen für Anwendungsbereiche und Berufsfelder

11 Überfachliche Kompetenzen: Kooperationsfähigkeit und Teamfähigkeit, Problemlösekompetenz, Arbeitskompetenz, Kommunikationskompetenz Inhaltsbezogene Kompetenzen: Unsere Lernenden können die Entstehung von Schall als abwechselnde Luftverdünnungen und Verdichtungen erklären die Erzeugung von Schall bei Mensch und Tier erläutern zwischen Ton, Klang, Geräusch und Knall unterscheiden mit Hilfe des Teilchenmodells die Ausbreitung des Schalls in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern beschreiben einfache Experimente zur Schallreflexion durchführen die Anwendungsmöglichkeiten des Schalls im Alltag beschreiben Inhaltliche Konkretisierung: Schall und seine Ausbreitung Entstehung von Schall Mensch und Tier Unterschied zwischen Ton, Klang, Geräusch, Knall Ausbreitung in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern Reflexion von Schall Anwendungen von Schall Lärm und Lärmschutz Vereinbarungen für die Gestaltung von Lernwegen: Durchführung von Schülerexperimenten Anfertigen von Versuchsprotokollen Musterprotokoll Stationenlernen Präsentationen Siehe auch Sammlung von Arbeitsmaterial (z.b. schulspezifische Aspekte, bilinguale Aspekte, Aufgabenformate, Materialien, Diagnostik )