Prozessbezogene Kompetenzen Jahrgang. Dorn/Bader Physik 7/8

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1 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 1 von 9 Schuljahr 15/16 ff Die nachfolgenden prozessbezogenen Kompetenzen sind nicht an bestimmte Inhalte geknüpft und werden ständig im Physikunterricht geschult: nutzen zunehmend fachsprachliche Elemente zur Kommunikation. unterscheiden wesentliche von unwesentlichen Aspekten. Probleme lösen greifen für die Problemlösung auch auf Kenntnisse zurück, die zu einem früheren Zeitpunkt erworben wurden. arbeiten zunehmend selbständig unter Hinzuziehung von Konstruktionen, linearen Gleichungen und proportionalen Zusammenhängen. nutzen weitere vorgegebene Quellen zur Informationsbeschaffung. führen ihre Notizen zunehmend selbstverantwortlich und ziehen sie zur Problemlösung her ziehen zur Beschreibung zunehmend die Fachsprache her fertigen bei Bedarf Versuchsprotokolle selbständig an verwenden Größen und Einheiten und führen erforderliche Umrechnungen durch. verwenden Regeln über die sinnvolle Genauigkeit von Zahlenangaben. formulieren überprüfbare Vermutungen und entwickeln Ansätze zur Überprüfung. ziehen Modellvorstellungen zur Problemlösung unter Anleitung her Kommunizieren nutzen zunehmend Fachbegriffe zur Darstellung physikalischer Zusammenhänge. strukturieren und interpretieren fachbezogene Darstellungen. verfassen Berichte selbständig. berichten über Arbeitsergebnisse und setzen dazu Demonstrationsexperimente und elementare Medien ein. übernehmen Rollen in Gruppen. Dokumentieren führen ihre Notizen zunehmend selbständig. dokumentieren Versuchsaufbauten, Beobachtungen und Vorgehensweisen zunehmend selbständig. nutzen vereinbarte grafische Darstellungen zur Veranschaulichung. fertigen Messtabellen angeleitet an und geben Größensymbole und Einheiten

2 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 2 von 9 Schuljahr 15/16 ff nutzen Diagramme zur Darstellung linearer Zusammenhänge unaufgefordert. stellen ihre Kenntnisse in einem Begriffsnetz schätzen den Einfluss von Fehlerquellen auf die Gültigkeit ihrer Ergebnisse ein. begründen Verkehrssicherheitsregeln. Energie Energie Energieversorgung - verfügen über einen altersgemäß - Modernes Leben und Energie ausgeschärften Energiebegriff. - Energieformen - beschreiben verschiedene geeignete 2. Energieübertragung woher, wohin? Vorgänge mit Hilfe von - Innere Energie Energieübertragungsketten. - Energiezufuhr ist Energieübertragung - stellen qualitative Energiebilanzen - Energie-Übertragungskette für einfache Übertragungs- 3. Energie übertragen und oft gewandelt bzw. Wandlungsvorgänge auf. - Energieübertragung, Energieumwandlung - unterscheiden Temperatur und innere Energie eines Körpers. - Entwertung (kurzer Anstoß) formulieren und stützen Vermutungen auf der Basis experimenteller Befunde oder theoretischer Überlegungen. führen einfache, auch quantitative Experimente nach legen unter Anleitung geeignete Messtabellen begründen Zusammenhänge anhand vorgelegter Schaltpläne. stellen Zusammenhänge in Form von grafischen Darstellungen schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen nutzen ihre Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen. 7.2 Energie/Thermodynamik Temperatur und innere Energie 1. Heiß und kalt reicht nicht aus. - Heiß und kalt kann jeder fühlen - Heiß und kalt ist subjektiv formulieren und stützen Vermutungen auf der Basis experimenteller Befunde oder theoretischer Überle-

3 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 3 von 9 Schuljahr 15/16 ff - unterscheiden Temperatur und innere Energie eines Körpers. - ordnen der Energie die Einheit 1 J zu und geben einige typische Größenordnungen - erläutern das Prinzip der Energieerhaltung unter Berücksichtigung des Energiestroms in die Umgebung - erläutern anhand von Beispielen, dass innere Energie von allein nur vom Gegenstand höherer Tempe- - Messen hilft 2. Thermometer messen Temperaturen - Thermometer irren nicht, Temperatur - Wie kommen Thermometer zur Skala? - Projekt: Herstellen einer Celsius-Skala - Projekt: Versuchsprotokoll 3. Immer in Bewegung - Teilchenbewegung und Temperatur - Teilchenbewegung und innere Energie - Temperatur und innere Energie hängen eng zusammen - Innere Energie ist etwas anderes als Temperatur 4. Ein Maß für Energie - Energie kann man messen, Energieeinheit 1 Joule - Energie bleibt erhalten 5. Energie wird mitgeführt - Energiemitführung 6. Innere Energie kann man nicht einsperren - Energie kann in Körpern wandern, Energieleitung - Energie strömt durch das Haus 7. Innere Energie ist immer im Spiel - Energie, die von der Sonne kommt - Energie-Übertragungsketten schaffen Ordnung 8. Natur im Rückwärtsgang - Manche Vorgänge sind umkehrbar - Energieumwandlungen sind umkehrbar, wenn nur Höhenenergie und Bewegungsenergie im Spiel sind - Energieumwandlung unter Beteiligung innerer Energie sind nicht umkehrbar - Alleine nur von heiß nach kalt 9. Energie wird entwertet - Höhenenergie ist wertvoll - Wer Energie nutzt, entwertet sie gungen. argumentieren mit Hilfe von Diagrammen, insbesondere zu proportionalen Zusammenhängen. unterstützen ihre Argumentation durch selbst angefertigte Diagramme führen einfache, auch quantitative Experimente nach legen unter Anleitung geeignete Messtabellen wechseln zwischen sprachlicher, grafischer und algebraischer Darstellung eines Zusammenhangs. stellen Zusammenhänge in Form von grafischen Darstellungen schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen zeigen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf. nutzen ihre Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen.

4 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 4 von 9 Schuljahr 15/16 ff ratur zum Gegenstand niedrigerer Temperatur übertragen wird. - nutzen diese Erkenntnis, um zu erläutern, dass Vorgänge in der Regel nicht umkehrbar sind, weil ein Energiestrom in die Umgebung auftritt. - Höhen- und Bewegungsenergie sind nutzbar und wertvoll - Energie sparen heißt weniger Energie nutzen - verwenden in diesem Zusammenhang den Begriff Energieentwertung. 7.3 Mechanik: - verwenden lineare t-s- und t-v- Diagramme zur Beschreibung geradliniger Bewegungen. - erläutern die entsprechenden Bewegungsgleichungen. - nutzen diese Kenntnisse zur Lösung einfacher Aufgaben. - identifizieren Kräfte als Ursache Mechanik 1. Geschwindigkeit - Auf der Autobahn - Geschwindigkeit ist keine Hexerei - Formel und Einheit für die Geschwindigkeit - Formel und Einheit für die Geschwindigkeit - Der t-s-graph zeigt die Geschwindigkeit 2. Diagramme dokumentieren Bewegungen - Das t-v-diagramm zeigt auch den Weg an - Das t-s-diagramm zeigt auch die Geschwindigkeit an 3. Wenn sich die Geschwindigkeit ändert - Wie schnell wird gehoben? - Wie hoch wird gehoben? 4. Beschleunigung - Schneller werden heißt Beschleunigen - Beschleunigung kann man messen 5. Bremsen heißt negativ beschleunigen 6. Kräfte und ihre Messung formulieren und stützen Vermutungen auf der Basis experimenteller Befunde oder theoretischer Überlegungen. argumentieren mit Hilfe von Diagrammen, insbesondere zu proportionalen Zusammenhängen. unterstützen ihre Argumentation durch selbst angefertigte Diagramme führen einfache, auch quantitative Experimente nach legen unter Anleitung geeignete Messtabellen erkennen abhängige und unabhängige Größen und fertigen insbesondere lineare Diagramme fertigen Ausgleichsgraden zu Messdaten an und beurteilen dabei in einfachen Fällen die Relevanz von Messdaten. fertigen Grafen zu proportionalen oder linearen Zusammenhängen

5 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 5 von 9 Schuljahr 15/16 ff von Bewegungsänderungen/Verformungen oder Energieänderungen. - Unterscheiden zwischen Kraft und Energie - verwenden als Maßeinheit der Kraft 1N und schätzen typische Größenordnungen ab - stellen Kräfte als gerichtete Größen mit Hilfe von Pfeilen - erläutern die Trägheit von Körpern und beschreiben deren Masse als gemeinsames Maß für ihre Trägheit und Schwere. - verwenden als Maßeinheit der Masse 1 kg und schätzen typische Größenordnungen ab. - unterscheiden zwischen Gewichtskraft und Masse (Ortsfaktor g). - unterscheiden zwischen Kräftepaaren bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern und Kräftepaaren beim Kräftegleichgewicht an einem Körper. - Kräfte ändern den Bewegungszustand - Kräfte verformen Körper - Das Prinzip der Kraftmessung - Kraftmesser und die Einheit Newton - Versuche mit Kraftmessern - Kräfte sind Vektorgrößen 7. Körper erfahren Gewichtskräfte - Was sind Gewichtskräfte? - Ist die Gewichtskraft überall gleich groß? 8. Körper haben Masse - Die Masse als Besitz eines Körpers - Die Einheit der Masse - Welche Gewichtskraft erfährt ein 1 kg- Stück? - Wir berechnen die Gewichtskraft weltweit 9. Körper sind träge - Masse und Beschleunigung - Trägheit stört beim Bremsen - Ohne Kraft geht s immer weiter geradeaus 10. Kräftegleichgewicht - Kräfte wirken und doch keine Bewegung - Eine Kraft als Ersatz für zwei 11. Kraft und Gegenkraft - Keine Kraft ohne Gegenkraft - Antrieb durch Rückstoß: Antrieb durch Gegenkraft - Tragflächen: Getragen durch Gegenkraft 12. Zusammenwirken von Kräften - Vektoraddition - Nicht immer reichen Zahlen und Einheiten - Rückblick: Vektoren auf einer Linie - Vektoren mit unterschiedlichen Rich- geben die zugehörige Größengleichung an, formen diese um und berechnen eine fehlende Größe. wechseln zwischen sprachlicher, grafischer und algebraischer Darstellung eines Zusammenhangs. begründen Zusammenhänge anhand vorgelegter Schaltpläne. stellen Zusammenhänge in Form von grafischen Darstellungen entscheiden begründet über die Zulässigkeit von Ausgleichsgeraden. schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen zeigen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf. nutzen ihre Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen.

6 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 6 von 9 Schuljahr 15/16 ff - bestimmen die Ersatzkraft zweier Kräfte zeichnerisch - führen Experimente zu proportionalen Zusammenhängen am Beispiel des hookeschen Gesetzes durch. - geben das hookesche Gesetz tungen Vertiefungen: - Methode: Hookesches Gesetz als Beispiel für Proportionalitäten - Projekt: Die Dichte 8.1 Magnetismus und Elektrizität, Energie - beschreiben elektrische Stromkreise in verschiedenen Alltagsituationen anhand ihrer Energie übertragenden Funktion. - nennen Anziehung bzw. Abstoßung als Wirkung von Kräften zwischen geladenen Körpern. - deuten die Vorgänge im Strom- Elektrik 1. Grundlagen - Der einfache elektrische Stromkreis - Leiter und Nichtleiter - Das Wassermodell - Elektrizität wird nicht verbraucht - Das Schalten von Lampen - Die Spannung als Charakteristikum der elektrischen Quellen (s.u.) - Gefährdung durch elektrischen Strom 2. Elektrische Ladung - Die Glimmlampe - Im Stromkreis fließt elektrische Ladung - Die Stromquelle ist die Ladungspumpe 3. Positive und negative Ladung - Es gibt zwei Arten von Ladungen - Ladungen in neutralen Leitern, Influenz - Welche Ladung kann sich in metallischen Leitern bewegen? 4. Elektronen als Ladungsträger - In Metallen sich nur die Elektronen beweglich - Positive Ladung ist an Materie gebunden - Ein negativ geladener Körper hat Elektronenüberschuss - Stromrichtung Vertiefungen: - Elektronen und Atombau formulieren und stützen Vermutungen auf der Basis experimenteller Befunde oder theoretischer Überlegungen. argumentieren mit Hilfe von Diagrammen, insbesondere zu proportionalen Zusammenhängen. unterstützen ihre Argumentation durch selbst angefertigte Diagramme führen einfache, auch quantitative Experimente nach legen unter Anleitung geeignete Messtabellen erkennen abhängige und unabhängige Größen und fertigen insbesondere lineare Diagramme fertigen Ausgleichsgraden zu Messdaten an und beurteilen dabei in einfachen Fällen die Relevanz von Messdaten. fertigen Grafen zu proportionalen oder linearen Zusammenhängen geben die zugehörige Größengleichung an, formen diese um und berechnen eine fehlende Größe. wechseln zwischen sprachlicher, grafischer und algeb-

7 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 7 von 9 Schuljahr 15/16 ff kreis mit Hilfe der Eigenschaften bewegter Elektronen in Metallen. - verwenden für die elektrische Stromstärke die Größenbezeichnung I und für die Energiestromstärke die Größenbezeichnung P sowie deren Einheiten und geben typische Größenordnungen - identifizieren in einfachen vorgelegten Stromkreisen den Elektronenstrom und den Energiestrom. - kennzeichnen die elektrische Spannung als Maß für die Energie je Elektron. - Faradaykäfig - Influenz und elektrostatische Aufladung - Methode zum Thema Influenz und elektrostatische Aufladung 5. Messung der elektrischen Stromstärke - Was zeigt der Wasserzähler an? - Die Stromstärke I und ihre Einheit, das Ampere - Vertiefung: Stromstärkemesser 6. Stromkreisverzweigungen - Stromstärken im verzweigten Stromkreis - Auch Haushaltsgeräte sind parallel geschaltet - Die Geräte bestimmen die Stromstärke - Sicherungen begrenzen die Stromstärke - Lässt sich Strom verbrauchen? - Projekt: Umgang mit Amperemetern 7. Im Stromkreis ist Energie im Spiel - Energie in der Einbahnstraße - Interessantes: Laden und Entladung von Akkumulatoren 8. Elektrische Spannung - Spannung kennzeichnet eine elektrische Quelle - Die Stromstärke hängt nicht nur von der Spannung ab - Spannungserhöhung durch Reihenschaltung - Parallelschalten erhöht die Spannung nicht - Energiestromstärke - Stromstärke und Spannung bestimmen den Energiestrom - Die Spannung und ihre Einheit, Das Volt raischer Darstellung eines Zusammenhangs. begründen Zusammenhänge anhand vorgelegter Schaltpläne. stellen Zusammenhänge in Form von grafischen Darstellungen entscheiden begründet über die Zulässigkeit von Ausgleichsgeraden. schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen zeigen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf. nutzen ihre Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen.

8 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 8 von 9 Schuljahr 15/16 ff - verwenden für die Energiestromstärke die Größenbezeichnung P sowie deren Einheit 1 W und geben typische Größenordnungen - Projekt: Umgang mit Voltmetern 9. Elektrische Leistung und Energie - Das Watt ist auch die Einheit der Leistung - Elektrische Energie kann berechnet werden - Abrechnung in Kilowattstunden (kwh) - Interessantes: Energie begeht und verschwendet unterscheiden die Definition des elektrischen Widerstands vom ohmschen Gesetz. - verwenden für den Widerstand die Größenbezeichnung R und dessen Einheit. - erläutern Knoten- und Maschenregel und wenden beide auf einfache Beispiele aus dem Alltag - beschreiben Motor und Generator sowie Transformator als black Elektrik 10. Ohmsches Gesetz, Widerstand - Wovon hängt die Stromstärke ab? (Ohmsches Gesetz) - Der Widerstand als Quotient aus U und I - Wie reagiert der Metalldraht auf Erhitzen? - Gruppenpuzzle: Widerstand von Drähten als Gruppenpuzzle 11. Verzweigter Stromkreis - Stromstärke und Energiestromstärke sind berechenbar - Welcher Zweigstrom ist am stärksten? - Mehr Geräte größere Energiestromstärke 12. Unverzweigter Stromkreis - Viele Geräte großer Widerstand - Spannungen teilen sich auf - Die Energieströme addieren sich - Interessantes: Gefahren des elektrischen Stroms, Schutzmaßnahmen - Projekt: Bau eines Elektromotors 13. Elektromotor und Generator als Energiewandler - Elektromotor und Generator als Energiewandler formulieren und stützen Vermutungen auf der Basis experimenteller Befunde oder theoretischer Überlegungen. argumentieren mit Hilfe von Diagrammen, insbesondere zu proportionalen Zusammenhängen. unterstützen ihre Argumentation durch selbst angefertigte Diagramme führen einfache, auch quantitative Experimente nach legen unter Anleitung geeignete Messtabellen erkennen abhängige und unabhängige Größen und fertigen insbesondere lineare Diagramme fertigen Ausgleichsgraden zu Messdaten an und beurteilen dabei in einfachen Fällen die Relevanz von Messdaten. fertigen Grafen zu proportionalen oder linearen Zusammenhängen geben die zugehörige Größengleichung an, formen diese um und berechnen eine fehlende Größe.

9 Klassenstufen: 7/8 Arbeitsplan für den Physikunterricht am Niedersächsischen Internatsgymnasium Seite 9 von 9 Schuljahr 15/16 ff boxes anhand ihrer Energie wandelnden bzw. übertragenden Funktion. - bestimmen die in elektrischen Systemen umgesetzte Energie. - nennen alltagsbedeutsame Unterschiede von Gleich- und Wechselstrom. - Der Motor wandelt elektrische in mechanische Energie - Motor und Generator sind austauschbar - Auch beim Generator gilt der Energiesatz 14. Der Elektromotor - Das Grundprinzip des Elektromotors - Der einfachste elektrische Dauerläufer - Technische Verbesserung des Elektromotors 15. Spannung durch Relativbewegung Spule Magnet - Egal, was sich dreht - Die Stromrichtung ändert sich ständig - Interessantes: Sprachübertragung, Hybridantrieb, Windenergieanlage Projekt: So funktioniert ein Transformator 16. Der Transformator - Induktion auch ohne Bewegung - Zwei Spulen ein Transformator - Die Windungszahlen bestimmen die Sekundärspannung - Das Gerät im Sekundärstromkreis bestimmt die Stromstärke - Übertragung elektrischer Energie möglichst sparsam wechseln zwischen sprachlicher, grafischer und algebraischer Darstellung eines Zusammenhangs. begründen Zusammenhänge anhand vorgelegter Schaltpläne. stellen Zusammenhänge in Form von grafischen Darstellungen entscheiden begründet über die Zulässigkeit von Ausgleichsgeraden. schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen zeigen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf. nutzen ihre Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen. Die farbig dargestellten Inhalte markieren die Unterschiede zwischen den ehemaligen und neuen Arbeitsplänen Physik. Die ROT markierten Inhalte müssen in den Jahrgängen 7/8 nicht mehr unterrichtet werden!