Curriculum Physik Stand: Mai 2011

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1 Curriculum Physik Stand: Mai 2011

2 Inhaltsverzeichnis 2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I Einleitung Allgemeine Kompetenzerwartungen im Fach Physik Lehrplan Jahrgangsstufe Lehrplan Jahrgangsstufe Lehrplan Jahrgangsstufe Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II Einführungsphase Qualifikationsphase Jahr (Q1) Jahr (Q2) Experimente zur Vorbereitung auf das Zentralabitur Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik Grundsätze zur Leistungsbewertung in der Sekundarstufe I Bewertung von Klassenarbeiten (entfällt) Bewertung der Sonstigen Mitarbeit Grundsätze zur Leistungsbewertung in der Sekundarstufe II Bewertung von Klausuren Bewertung der Sonstigen Mitarbeit fächerverbindende und fächerübergreifende Angebote Einsatz von neuen Medien im Fach Physik Fortbildungen im Fachbereich Physik Anhang A Operatoren B Vorgaben Abitur C Vorgaben Abitur D Vorgaben Abitur

3 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 3 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 1.1 Einleitung Die Kompetenzerwartungen im Fach Physik richten sich nach den Vorgaben des Ministeriums und sind katalogisch aufgelistet. Sie stellen die verbindliche Anforderungen, die zum Ende der Sekundarstufe I erfüllt werden müssen, dar. Die schulinternen curricularen Vorgaben verstehen sich nicht als starres Raster. Sie sollen in Hinblick auf sich verändernde Lernmethoden und der schulischen Ausstattung evaluiert und gegebenenfalls modifiziert werden. Kooperation: Im Rahmen der Lernpartnerschaft mit der Firma Kuhn Edelstahl, soll eine jährliche Zusammenarbeit im Rahmen der Jahrgangsstufe 10 als Praktikum zum Thema Werkstoffprüfung stattfinden. Zur Durchführung von Schülerexperimenten soll das SchulPool Angebot der Universität Wuppertal weiterhin genutzt werden. Wenn möglich sollen auch Versuche vor Ort an der Universität mit Kleingruppen durchgeführt werden. 1.2 Allgemeine Kompetenzerwartungen im Fach Physik Prozessbezogene Kompetenzen (Erkenntnisgewinnung): EG 1 beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. EG 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. EG 3 analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. EG 4

4 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG 5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG 6 recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. EG 7 wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten und situationsgerecht. EG 8 stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. EG 9 interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. EG 11 beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen.

5 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 5 Prozessbezogene Kompetenzen (Kommunikation): K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. K2 kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. K3 planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. K5 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien. K6 veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. K7 beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. K8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise.

6 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 6 Prozessbezogene Kompetenzen (Bewertung): B1 beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. B2 unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen. B3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. B4 nutzen physikalisches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten im Alltag. B5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. B6 benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. B7 binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. B8 nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. B9 beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. B10 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt.

7 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 7 Konzeptbezogene Kompetenzen (Energie 6): E1 an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen. E2 in Transportketten Energie halbquantitativ bilanzieren und dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde legen. E3 an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann. E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. Konzeptbezogene Kompetenzen (Energie 9): E5 in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. E6 die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen. E7 die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und beschreiben. E8 an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen. E9

8 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 8 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. E10 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. E11 beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E12 die Notwendigkeit zum Energiesparen begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. E13 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren. Konzeptbezogene Kompetenzen (Struktur der Materie 6): M1 an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. M2 Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. Konzeptbezogene Kompetenzen (Struktur der Materie 9): M3 verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. M4 die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells erklären. M5 Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben.

9 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 9 M6 die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben. M7 Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen. M8 Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene beschreiben. M9 Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte identifizieren. M10 Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung bewerten. Konzeptbezogene Kompetenzen (System 6): S 1 den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche erkennen. S2 Grundgrößen der Akustik nennen. S3 Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag erläutern. S4 an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. S5 einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen. Konzeptbezogene Kompetenzen (System 9): S6 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S7 Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen beschreiben. S8

10 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 10 die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie beschreiben. S9 den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen. S10 die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden. S11 umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke bestimmen. S12 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. S13 die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. S14 technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. S15 die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären. Konzeptbezogene Kompetenzen (Wechselwirkung 6): W 1 Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären. W 2 Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr identifizieren. W3 geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung nennen.

11 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 11 W4 beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können. W5 an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stromes aufzeigen und unterscheiden. W6 geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben. Konzeptbezogene Kompetenzen (Wechselwirkung 9): W7 Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. W8 Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben. W9 die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben. W10 Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden. W11 Schweredruck und Auftrieb formal beschreiben und in Beispielen anwenden. W12 die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft beschreiben. W13 Absorption, und Brechung von Licht beschreiben. W14 Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung beschreiben. W15

12 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 12 experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung beschreiben. W16 die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie beschreiben und damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen erklären. W17 die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. W18 den Aufbau eines Elektromotors beschreiben und seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes erklären. W19 den Aufbau von Generator und Transformator beschreiben und ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion erklären.

13 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I Lehrplan Jahrgangsstufe 6 Fachlicher Kontext: Sonne Temperatur Jahreszeiten Inhaltsfeld: Temperatur und Energie Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 4 Unser Temperatursinn und das Thermometer 2 Das Kochduell Wettstreit mit Gasbrenner und Heizplatte Wer bekommt Wasser heißer? Temperaturmessung Thermometer Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung Temperatursinn Wärmeausdehnung Einführung der Energie Temperaturverläufe aufzeichnen Fixpunkt des Wassers Energieumwandlung Bau eines Thermometers (inkl. Eichen) Gasthermometer (absoluter Nullpunkt) Messen mit dem Thermometer, Wärmeausdehnung von Festkörpern und Flüssigkeiten Sprengbolzen und Eisenkugel Tintentropfenversuch Wasser mit zwei Verschiedenen Heizquellen bis zum Siedepunkt erwärmen Schülerinnen und Schüler Können... E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen und Flüssigkeiten Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 1 beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. K 3 planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K 6 veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen.

14 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 14 2 Anders Celsius und seine Idee für eine Thermometerskala 3 Ein warmes Zuhause Energiequelle Sonne Aggregatzustände Teilchenmodell Aggregatzustände speziell des Wassers Fixpunkte Energieübertragung zwischen Körpern verschiedener Temperatur Sonnenstand Energiewandler und Energieumwandlungsprozesse Energieerhaltung Energietransport Entwertung von Energie Energie und Umwelt Fixpunkt bei Schmelzwasser Wärmedämmung, das Heizungsmodell Temperaturverläufe bei Abkühlung aufzeichnen M1 an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. M2 Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. E1 an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen. E2 in Transportketten Energie halbquantitativ bilanzieren und dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde legen. E3 an Beispielen zeigen, dass EG 11 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache. K 2 kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. B 1 beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. B 6 benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung physikalischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. B 9 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. B 5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen

15 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 15 Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weitergenutzt werden kann. E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.

16 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 16 Fachlicher Kontext: Elektrizität im Alltag Inhaltsfeld: Elektrizität Unterrichtswochen 3 2 Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen Experimente mit einfachen Stromkreisen 5 Wir untersuchen die Fahrradbeleuchtung und elektrische Haushaltsgeräte Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern Stromkreise Leiter und Isolatoren UND-, ODER- und Wechselschaltung Strom in der Bedeutung elektrischer Strom und Energiestrom Schalter im Stromkreis Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten Die versteckte Rückleitung Reihen- und Parallelschaltung Wärmewirkung des elektrischen Stromes Nennspannung von elektrischen Quellen und Verbrauchern Sicherer Umgang mit Elektrizität Stromkreise in komplexeren Geräten Sicherung Schutzleiter Aufbau der Steckdose Elektrische Geräte mit Thermostat SV: zum Stromkreis SV: zur Leitfähigkeit von Stoffen SV: Dynamo SV: Fahrrad-beleuchtung nachbauen (Reihen- oder Parallelschaltung?, Erdung?) Analyse von Haushaltsgeräten / Steckdose SV: Wärmewirkung auf einen Draht (Hitzdrahtstrommessung) SV: Bimetallschalter Schülerinnen und Schüler Können... S 4 an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. S 5 einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen. W 5 an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden. W 6 geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben. S 4 an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. W 5 an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden. W 6 geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischen Strom beschreiben. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. EG 1 beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. EG 11 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache. K 8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische

17 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 17 2 Eine faszinierende Erscheinung: Der Magnet Dauermagnete und Elektromagnete Magnetfelder Anziehung/Abstoßung Anwendungen SV: Untersuchung von Magneten: Dauermagnete / Elektromagnete / Kompasse, (Klingel) W4 beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können. Kenntnisse bedeutsam sind. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. EG 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind.

18 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 18 Fachlicher Kontext: Sehen und Hören Inhaltsfeld: Das Licht und der Schall Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 3 Was verraten uns Sonne, Mond und Sterne über die Welt im Großen? gradlinige Ausbreitung des Lichtes Schatten Mondphasen Sonnenstand Sonnenfinsternis und Mondfinsternis Weltbilder SV: zur Lichtausbreitung SV: zum Schattenwurf SV: zu Mondphasen Schattenwurf und Kernschatten die Sonnenuhr Schülerinnen und Schüler Können... S1 den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche erkennen. W1 Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 8 stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsund Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. EG 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. B 1 beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. B 7 binden physikalische Sachverhalte in

19 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 19 3 Sicher im Straßenverkehr Licht und Sehen Lichtquellen und Lichtempfänger Spiegel Reflexion - Sicherheit im Straßenverkehr Entstehung von Spiegelbildern Hilfslinie Lot 3 Musikinstrumente und Gehör Schallquellen und Schallempfänger Tonhöhe und Lautstärke Schallausbreitung Reflexion von Schall Frequenz und Amplitude als Grundgrößen Schallgeschwindigkeit Lichtgeschwindigkeit Ohr als Schallempfänger (Trommelfell) Hörgrenze Schallpegel Tonhöhe und Lautstärke Gesundheitliche Gefahren und Schutzmaßnahmen Ultraschall (medizinische und technische Sonografie) SV: zur Reflexion am Spiegel Wasser in ein virtuelles Gefäß schütten Stationenlernen zur Schallausbreitung Schallschwingungen sichtbar machen Messung des Schalls mit einem Oszilloskop Gitarre, Stimmgabel Flöte, etc, Lautsprecher hohe Frequenzen hören W 1 Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären. S 2 Grundgrößen der Akustik nennen. W 2 Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr identifizieren. W 2 Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr identifizieren. W 3 geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung nennen. S 3 Auswirkungen von Schall auf Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. B 9 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. EG 11 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache. K 2 kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. B 7 binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. EG 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind K 5

20 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 20 Menschen im Alltag erläutern. dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien. K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. B 5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. EG 6 recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. In der Jahrgangsstufe 6 werden Phänomene und Begriffe aus verschiedenen Gebieten der Physik behandelt. Dabei stehen sowohl Phänomene im Vordergrund, die den Sinnen der Schülerinnen und Schüler unmittelbar zugänglich sind, als auch solche, zu denen es technische Anwendungen aus ihrem alltäglichen Erfahrungsbereich gibt. Als Beispiele für den fächerübergreifenden Unterricht kann hier besonders der Energiebegriff, der auch in der Biologie der Jahrgangsstufen 5 und 6 ein wichtige Rolle spielt, und die Behandlung der Mondphasen und der Sonnenfinsternis, die für den Unterricht im Fach Erdkunde des folgenden Jahres benötigt wird, erwähnt werden.

21 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I Lehrplan Jahrgangsstufe 8 Fachlicher Kontext: Elektrizität messen, verstehen, anwenden Inhaltsfeld: Elektrizität Unterrichtswochen 4 Elektrische Haushaltsgeräte und Sicherheit Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 9 Schülerpraktikum: Untersuchung von Schaltungen und deren Eigenschaften (praktischen Nutzen?) Elektrische Ladung Eigenschaften von Ladungen, Elektronen, Periodensystem Stromstärke und Ladung Definition Gefahren des elektrischen Stroms, Sicherungen der Stromstärke und der Ladung Wirkungen des elektrischen Stromes Thermische, magnetische und chemische Wirkung des elektrischen Stroms Leitungsnetz im Haushalt Die elektrische Quelle anschaulicher Spannungsbegriff Messung von Spannungen Versuche zur Elektrostatik: Einführung von Stromstärke und Ladung, Teilchen elektrische Quellen und elektrischer Verbraucher Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen Stromstärke und Spannung als Grundgröße im elektrischen Stromkreis Elektrizität transportiert Energie Elektrische Leistung (P=UI) Gefahr hoher Spannungen Untersuchung von Schaltungen mit festen und veränderlichen Widerständen, digitale und analoge Multimeter SV: zur thermischen, magnetischen und chemischen Wirkung des Stroms Schülerinnen und Schüler Können... S8 die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie beschreiben. S11 umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke bestimmen. S12 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. W17 die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. W17 die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. S10 prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 3 analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. EG 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. EG 5

22 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 22 3 Was passiert im Draht? Der elektrische Verbraucher Der elektrische Widerstand Das Ohmsche Gesetz Der spezifische Widerstand Eigenschaften von Ladungen SV: Galvanische Elemente SV: Widerstand entlang eines Drahtes SV: Experimente mit verzweigten und unverzweigten Stromkreisen SV: Ohm sches Gesetz SV: Elektrischer Widerstand SV: Partybeleuchtung SV: Sicherungen SV: Kurzschluss SV: Leitwert glühelektrischer Effekt, Bandgenerator, Elektrostatikversuche die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden. M3 verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. M4 die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells erklären. M5 Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben. dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG 8 stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsund Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. K 3 planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K 6 veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. EG 11 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache.

23 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 23 Fachlicher Kontext: Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Inhaltsfeld: Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 8 Mit optischen Instrumenten Unsichtbares sichtbar gemacht 4 Wie funktioniert die Linse? Aufbau und Bildentstehung beim Auge Funktion der Augenlinse Augenfehler und ihre Korrektur Lupe als Sehhilfe Fernrohr/Teleskop das Phänomen Abbildung durch Linsen Brennweite und Dioptrienzahl als Kenngröße von Linsen Kombinationen von Linsen Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope, Mikroskope und Spektrometer Brechung Reflexion Totalreflexion Lichtleiter in Medizin und Technik Abbildungen mit Linsen als Schülerpraktikum Brennpunkte von Linsen bestimmen SV: Eigenschaften von Linsen SV: Bau von Teleskopen und Mikroskopen SV: Brechung an ebenen Grenzflächen Stationenlernen: Brechung in Glas und Wasser untersuchen Schülerinnen und Schüler Können... S6 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S12 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. S13 die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. W13 Absorption, und Brechung von Licht beschreiben. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. K 8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. K 2 kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht Erkenntnisgewinnung. K 5 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien. K 6 veranschaulichen Daten angemessen mit

24 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 24 2 Die Welt der Farben Zusammensetzung des weißen Lichts Spektroskop Spektralfarben Additive/subtraktive Farbmischung Wärmestrahlung Infrarotes und ultraviolettes Licht Röntgenstrahlung SV: Das Prisma Dispersion bei der Brechung, Farbfernsehen, Wärmestrahlung W14 Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung beschreiben. sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. EG 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG 5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind Bewertung. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. K 2 kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht.

25 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 25 Fachlicher Kontext: Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Inhaltsfeld: Kraft, mechanische Energie, Druck (Jhgst. 9) und innere Energie (Jhgst. 9) Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 6 Schülerpraktikum Kräfte und Masse 4 Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Kräfte und ihre Wirkungen Federkraft Messung von Kräften Zusammenwirken von Kräften Gewichtskraft und Masse Kraft als vektorielle Größe Die Krafteinheit N Hebel und Flaschenzug Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, langer Weg: -an der schiefen Ebene, beim Flaschenzug, bei der hydraulischen Presse, beim Hebel Mechanische Arbeit und Energie Wegunabhängigkeit der mechanischen Arbeit Energieerhaltung SV: Messen mit dem Kraftmesser SV: Hooksches Gesetz SV: Kräfteparallelogramm (Kräfteaddition) SV: Massenvergleich Reibungskräfte messen Kräfte an der schiefen Ebene SV: Hebelgesetz SV: Wellrad SV: Flaschenzug Schülerinnen und Schüler Können... W7 Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. W8 Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben. W12 die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft beschreiben. W7 Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. W9 die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben. S12 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... K 7 beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen Erkenntnisgewinnung. EG 5 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG 8 stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung

26 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 26 4 Die Maschine Mensch Geschwindigkeit Die Einheit der Leistung das Watt (Vergleich mit PS) Energieversorgung des menschlichen Körpers Wärmeenergie Kinetische Energie Energie und Leistung in der Mechanik und Wärmelehre Energieumwandlungsprozesse SV: persönliche Bestimmung der Leistung durch Treppenlaufen Wärmeäquivalent Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. E6 die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen. E14 den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen. E10 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. EG 9 Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. In der Jahrgangsstufe 8 werden die Bereiche aus der Jahrgangsstufe 6 im Sinne eines Spiralcurriculums wieder aufgegriffen und jetzt auch mit zunehmender Einbindung der Mathematik (Rechnen mit Größen und Einheiten) vertieft und erweitert. Bei den Begriffen Masse und Dichte wird auf Vorkenntnisse der Schülerinnen und Schüler aus dem Fach Chemie zurückgegriffen. Fächerübergreifende Aspekte sind hier in der Farbenlehre (Kunst), beim Sehvorgang (Biologie) und beim Teilchenmodell (Chemie) zu finden.

27 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I Lehrplan Jahrgangsstufe 9 Fachlicher Kontext: Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Inhaltsfeld: Druck, innere Energie, Kraft (Jhgst. 8) und mechanische Energie (Jhgst. 8) Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 5 Die Welt im und unter Wasser Der Druck Die Dichte von Körpern Der Kolbendruck Der Schweredruck Auftrieb in Flüssigkeiten Auftrieb in Gasen SV: Dichtebestimmung von Körpern SV: Kolbendruck, Stempeldruck Druck als Kraft pro Fläche SV: Auftrieb in Flüssigkeiten SV: Schweredruck SV: Auftriebskraft Druck an der Wasserleitung Druckdose / Trommelfell 2 Leben im Luftmeer Luftdruck Versuche unter der Vakuumglocke Auftrieb in der Luft 5 Effiziente Energienutzung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Energieentwertung Innere Energie Temperaturgefälle, Höhengefälle etc. als Voraussetzung für Gasdruck bei Erwärmung Gasthermometer, absoluter Nullpunkt Tintentropfenversuch Schülerinnen und Schüler Können... W10 Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden. W 11 Schweredruck und Auftrieb formal beschreiben und in Beispielen anwenden. W11 Schweredruck und Auftrieb formal beschreiben und in Beispielen anwenden. S15 die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären. S6 prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. EG 8 stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsund Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. EG 1 beobachten und beschreiben Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. EG 6 recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die

28 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 28 Physik (als Übergang zum nächsten Themengebiet) Energiegewinnung Die Einheit Kelvin Der absolute Nullpunkt Das Gesetz von Boyle-Mariotte Wärmekraftmaschinen Dampfmaschine Verbrennungsmotor Sterlingmotor Kühlschrank den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). E7 die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und beschreiben. E9 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. B 10 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. K 8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise.

29 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 29 Fachlicher Kontext: Effiziente Energienutzung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik Inhaltsfeld: Energie, Leistung, Wirkungsgrad Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 2 Energieversorgung mit Kraftwerken Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerks Speicherkraftwerke Umwandlung von Energie Strom für zu Hause prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler... Können... E13 B 3 verschiedene Möglichkeiten der stellen Anwendungsbereiche und Energiegewinnung, aufbereitung Berufsfelder dar, in denen physikalische und -nutzung unter physikalisch-technischen, Kenntnisse bedeutsam sind. wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten B 4 vergleichen und bewerten sowie deren Nutzen physikalisches Wissen gesellschaftliche Relevanz und zum Bewerten von Chancen und Risiken Akzeptanzdiskutieren. bei ausgewählten Beispielen moderner E5 Technologien und zum Bewerten und in relevanten Anwendungszusammenhängen Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen komplexere Vorgänge energetisch bei Experimenten im Alltag. beschreiben und dabei Speicherungs-, K 2 Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen kommunizieren ihre Standpunkte und darstellen. physikalisch korrekt und vertreten sie E10 begründet sowie adressatengerecht Lage-, kinetische und durch den Erkenntnisgewinnung. elektrischen Strom transportierte K 6 sowie thermisch übertragene veranschaulichen Daten angemessen mit Energie (Wärmemenge) unterscheiden, sprachlichen, formal beschreiben mathematischen oder (und) bildlichen und für Berechnungen nutzen. Gestaltungsmitteln S6 wie Graphiken und Tabellen auch mit Den Aufbau von Systemen beschreiben und Hilfe elektronischer Werkzeuge. die Funktions- K 7 weise ihrer Komponenten erklären beschreiben und erklären in (z. B. Kraftwerke, medizinische strukturierter sprachlicher Geräte, Energieversorgung). Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. EG 6

30 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 30 4 zwei wichtige Kraftwerksbauteile Generator und Transformator 4 Schülerpraktikum Energieverteilung Elektromotor und Generator Funktion des Elektromotors Gleichheit von Generator und E-Motor Elektromagnetismus und Induktion Spannungen und Stromstärken bei Reihenund Parallelschaltungen Definition Spannung Der Transformator als Umpackstation elektrischer Energie Der Transformator im Wechselstrombetrieb Parallelschaltung von Verbrauchern SV: Dynamo SV: Elektromagnet SV: Elektromotor SV: Induktionsversuche SV: SchulPool Dynamot SV: Strom und Spannung am Transformator SV: Kirchhoffsche Gesetze W18 den Aufbau eines Elektromotors beschreiben und seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes erklären. W19 den Aufbau von Generator und Transformator beschreiben und ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion erklären. S9 den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen. S14 technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. Recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Printund elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritische aus. EG 10 stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K 1 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. EG 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG 7 wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressatenund situationsgerecht. K 5 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezo gen auch unter Nutzung elektronischer Medien Bewertung. B 6 benennen und beurteilen Aspekte der

31 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 31 3 Energie nachhaltig nutzen Regenerative Energieanlagen Energieumwandlungsprozesse Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Energieeffizienz Umweltverträglichkeit der Energiegewinnung Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie Solaranlage, Energiebilanz bei der Energiesparlampe, LED und Glühbirne S7 Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen beschreiben. E7 die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und beschreiben. E8 an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen. E9 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. E11 beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E12 die Notwendigkeit zum Energiesparen begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz Auswirkungen der Anwendung physikalischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. B 7 binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. B 10 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. K 5 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien Bewertung. K 6 veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit

32 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 32 und Akzeptanz diskutieren. E13 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten. Hilfe elektronischer Werkzeuge. K 8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. EG 7 wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht.

33 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 33 Fachlicher Kontext: Radioaktivität und Kernenergie Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung Inhaltsfeld: Radioaktivität und Kernenergie Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche konzeptbezogene Kompetenzen 7 Nutzen der Radioaktivität In Schülervorträgen werden verschiedene Referatsthemen vorgegeben, die Schüler informieren sich und stellen vor Aufbau der Atome Entdeckung der Radioaktivität (Currie, Rutherford, Bohr, Hahn...) Das Phänomen Radioaktivität Halbwertszeit archäologische Methoden zur Altersbestimmung medizinische Aspekte der Radioaktivität Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Diagnose mit radioaktiven Markern Wirkung der Radioaktivität auf den menschlichen Körper Zählratenbestimmung mit dem Geiger-Müller-Zählrohr Thorium-Versuch Schülerinnen und Schüler Können... M 5 Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben. M6 die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben. M10 Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung bewerten. S6 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). W16 die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie beschreiben und damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen erklären. M7 Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler... EG 6 Recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Printund elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritische aus. B 1 beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. B 8 nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. B9 beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. B 10 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. K 7 beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien.

34 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 34 4 Schülerpraktikum: Radioaktivität Ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Eigenschaften, Zerfallsreihen, Halbwertszeit) Natürliche Radioaktivität Halbwertszeit experimentell bestimmen Funktion des Zählrohrs SchulPool-Versuche M6 die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben. M7 Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen. M9 Zerfallsreihen mit Hilfe der Nuklidkarte identifizieren. W15 Experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung beschreiben. B 2 Unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen. B 5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. K 4 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter der Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. EG 3 analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. EG 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG 7 wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. K 1

35 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 35 3 Energiegewinnung mit Kernkraft Nutzen und Risiken der Kernenergie Kernspaltung Kernfusion Atombomben Kernkraftwerke Tschernobyl Simulation zur Kernspaltung E13 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanzdiskutieren. E5 in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. M8 Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene beschreiben. S6 tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. K 3 planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K 6 veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. B 8 nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. B 3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. B5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. K 2 kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht Erkenntnisgewinnung. K 6 veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln

36 1 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe I 36 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. K7 beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. EG 6 Recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Printund elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritische aus. In der Jahrgangsstufe 9 wird, aufbauend auf den Vorkenntnissen aus der Jahrgangsstufe 6, verstärkt auf den Energiebegriff hingearbeitet. Da für einige Schülerinnen und Schüler der Physikunterricht nach der Stufe 9 endet, erhalten sie durch differenzierte Themengebiete in der Sekundarstufe I und besonders in den letzten beiden Jahren grundsätzliches Wissen über die verschiedenen Themenbereiche, insbesondere Einblicke in die gesamte Energieproblematik, die zu Umweltschutzfragen und gesellschaftlich relevanten Aspekten führt. Zudem verschafft die verzahnte Behandlung mehrerer Sachgebiete der Physik den Lernenden eine sinnvolle Basis für die Kurswahlentscheidung in der gymnasialen Oberstufe.

37 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II 37 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II 2.1 Einführungsphase Fachlicher Kontext: Die Welt in Bewegung / Speicherung von Energie Inhaltsfeld: Mechanik / Elektrizitätslehre Unterrichts- Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche wochen 11 Die Welt in Bewegung Mechanik Videoanalyse von Bewegungen mit Viana Bewegungen vorhersagen durch Kinematik und Dynamik des Massepunktes: Freier Fall (SchulPool) mathematische Modellbildung Gesetze der gleichförmigen und gleichmäßig Kraftgesetz (SchulPool) beschleunigten Bewegung; träge Masse, Kraftgesetz (Luftkissenbahn) Videoanalyse von Wurfbewegungen Trägheitssatz; Kraft, Grundgleichung der Abschussgerät (Leybold) Mechanik; Wurfbewegungen 11 Die Welt in Bewegung Bewegungen und Zusammenstöße vorhersagen durch Erhaltungssätze 11 Die Welt in Bewegung Kurvenfahrten Bewegung von Planeten Mechanik Arbeit und Energie: Hubarbeit, Lageenergie, Beschleunigungsarbeit, Bewegungsenergie, Spannarbeit, Spannenergie, Reibungsarbeit; Energieumwandlung, Energieerhaltungssatz, Energieentwertung; Impuls, Impulserhaltung; Stoßvorgänge Mechanik Kreisbewegung eines Massepunktes: Gesetze der Kreisbewegung, Zentralkraft, Gravitation: Keplersche Gesetze, Gravitationsgesetz, Gravitationsfeld Schiefe Ebene Dardabahn Murmelbahn Federpendel Schulpool Impulssatz Luftkissenbahn Rotationsenergie über Dosen Zentripetalkraft (Leybold) Dardabahn mit Looping Gravitationswaage 11 Speicherung von Energie Nutzen und Anwendungen des Elektrik Ladungen und Felder: Feldkraft auf Ladungsträger im homogenen Feld (Ablenkung einer Pendelkugel) [AV_F_1] Radialsymmetrisches Feld (Drehwaage) [AV_F_2]

38 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II 38 elektrischen Feldmodells elektrisches Feld, elektrische Feldstärke, Arbeit im elektrischen Feld, Spannung, Potential, Kondensator, Kapazität, Dielektrikum, Dielektrizitätszahl; Elementarladung Influenz (Messung der Influenzladung mit dem Messverstärker) [AV_F_3] Ein- und Ausschaltvorgänge bei Kondensatoren (z.b. mit dem Oszilloskop, Langsame Entladung im Schülerversuch) [AV_F_4] Braunsche Röhre (Ablenkung der bewegten Elektronen durch den Kondensator) [AV_F_5] In der Jahrgangsstufe 11 wird der Sachbereich Mechanik anhand des Kontextes Teilnahme am Straßenverkehr erarbeitet. Dabei wird auf Alltagserfahrungen der Schülerinnen und Schüler mit Beschleunigungs- und Bremsvorgängen zurückgegriffen. Im vierten Quartal der Jahrgangsstufe 11 wird ein Projekt zum Thema Werkstoffprüfung und Prüfverfahren im Zusammenhang mit der Lernpartnerschaft zur Firma Kuhn durchgeführt.

39 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II Qualifikationsphase Jahr (Q1) Fachlicher Kontext: Drahtlose Informationsübertragung Inhaltsfeld: Elektrische und Magnetische Felder / Schwingungen und Wellen Unterrichts- Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche wochen 11 Wie funktioniert die Bildröhre Elektrik Braunsche Röhre (Ablenkung der bewegten Elektronen durch den Kondensator) [AV_F_5] Braunsche Röhre Magnetisches Feld: Fadenstrahlrohr (Beschleunigungsspannung und Rest siehe oben) [AV_F_6] Massen-spektrometer Magnetisches Feld, Feldgröße B, Wien-Filter (Nur theoretisch machbar) [AV_F_7] magnetische Feldkonstante, Lorentzkraft; Hall-Effekt (theoretisch und praktisch mit der Hallsonde Messungen vornehmen) [AV_F_8] Stromwaage (theoretisch und evtl. auch praktisch) [AV_F_9] Bewegung von Ladungsträgern in elektrische und magnetische Feldern 11 Konstruktion eines Mittelwellensenders Erzeugung eines Schwingkreises Elektrik Induktion: Elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz, Selbstinduktion, Induktivität, Wechselstrom, Transformator; elektromagnetischer Schwingkreis Magnetfelder stromdurchflossener Leiter und Spulen (Versuche mit den Kompassfeldern) [AV_E_1] Induktion in Spulen (Mit dem Oszilloskop oder als Funkenentladung bzw. Verzögerungsschaltung) [AV_E_2] Drehung einer Leiterschleife im homogenen Magnetfeld [AV_E_3] Verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von L und R [AV_E_4] Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen (Oszilloskop) [AV_E_5] 11 Resonanzkatastrophen Sicherheitstechnik Schwingungen und Wellen Mechanische Schwingungen: Schwingungsvorgänge, Schwingungsgrößen; harmonische Schwingung; erzwungene Schwingung, Resonanz; Mechanische Wellen: Entstehung und Ausbreitung von Transversal- u. Longitudinalwellen; Überlagerung linearer Wellen, Reflexion von Wellen; stehende Welle; Interferenz ebener Wellen; Huygens'sches Prinzip, Beugung, Brechung. Federschwingungen Schwingungen eines Fadenpendels Wellenwanne [AV_SW_2]

40 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II Rundfunktechnik Informations-übertragung Schwingungen und Wellen Elektromagnetische Schwingungen und Wellen: Erzeugung u. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen (Hertzscher Dipol), Mikrowellen; Ausbreitung von Licht: Reflexion, Brechung, Interferenz, Beugung, Polarisation Schwingkreis mit Dämpfung (Oszilloskop) [AV_E_6] Schwingkreis ohne Dämpfung, Rückkopplungsschaltung (Oszilloskop) Hertzscher Dipol Mikrowelleninterferenz [AV_SW_1] Wellenwanne [AV_SW_2] Lichtbeugung am Spalt [AV_SW_3] Doppelspalt [AV_SW_4] Gitter [AV_SW_5] Wellenlängenmessung [AV_SW_6] Michelson-Experiment [AV_SW_7]

41 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II Jahr (Q2) Fachlicher Kontext: Was ist Licht, was sind Quanten Inhaltsfeld: Quantenphysik / Atomphysik / Kernphysik Unterrichtswochen Fachlicher Kontext Konkretisierung zentrale Versuche 7 Was ist Licht? Wellen Teilchen Dualismus 7 Wie untersucht man Atome? Spektralanalysen Quantenphysik Quantenphysik des Lichtes: Fotoeffekt, Lichtquantenhypothese; Comptoneffekt; Quantenphysik des Elektrons: de Broglie-Theorie des Elektrons, Heisenberg sche Unschärferelation; Atomphysik Quantenphysik der Atomhülle: Linienspektren; Energiequantelung des Atoms; Bohr sches Atommodell; Franck-Hertz-Versuch. h-bestimmung mit der Photozelle und Gegenfeldmethode Elektronenbeugung an polykristalliner Materie Beobachtung von Spektrallinien am Gitter Franck-Hertz-Versuch Röntgenspektroskopie Röntgenbeugung Absorptionsspektren 7 Bau eines Kastortransporters Sicherheits-technik Kernphysik Atombau: Kernbausteine, Bindungsenergie; radioaktive Strahlung: Strahlungsarten, Nachweismethoden; radioaktiver Zerfall: Zerfallsgesetz, Zerfallsprozesse, Kernspaltung: Energiebilanz, Kettenreaktion; Kernwaffen; Kernreaktoren. Halbwertszeitmessung Reichweite von Gammastrahlung Absorption von Gammastrahlung Natürliche Radioaktivität Strahlung Szintillationszähler und Energieverteilung Künstliche Radioaktivität Neutronenaktivierung (als Simulation) 7 Wiederholung zum Abitur Besprechung von alten Prüfungsaufgaben aus dem Zentralabitur

42 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II Experimente zur Vorbereitung auf das Zentralabitur Die zentralen Experimente zum Abitur finden sich im schulinternen Curriculum des THG wieder und sollen in dieser Form auch durchgeführt werden. Ladung und Felder Feldkraft auf Ladungsträger im homogenen Feld (Ablenkung einer Pendelkugel) [AV_F_1] Radialsymmetrisches Feld (Drehwaage) [AV_F_2] Influenz (Messung der Influenzladung mit dem Messverstärker) [AV_F_3] Ein- und Ausschaltvorgänge bei Kondensatoren (z.b. mit dem Oszilloskop, Langsame Entladung im Schülerversuch) [AV_F_4] Braunsche Röhre (Ablenkung der bewegten Elektronen durch den Kondensator) [AV_F_5] Fadenstrahlrohr (Beschleunigungsspannung und Rest siehe oben) [AV_F_6] Wien-Filter (Nur theoretisch machbar) [AV_F_7] Hall-Effekt (theoretisch und praktisch mit der Hallsonde Messungen vornehmen) [AV_F_8] Stromwaage (theoretisch und evtl. auch praktisch) [AV_F_9] Elektromagnetismus Magnetfelder stromdurchflossener Leiter und Spulen (Versuche mit den Kompassfeldern) [AV_E_1] Induktion in Spulen (Mit dem Oszilloskop oder als Funkenentladung bzw. Verzögerungsschaltung) [AV_E_2] Drehung einer Leiterschleife im homogenen Magnetfeld (Mit Leiterschleife) [AV_E_3] Verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von L und R [AV_E_4] Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen (Oszilloskop) [AV_E_5] Schwingkreis mit Dämpfung (Oszilloskop) [AV_E_6] Schwingkreis ohne Dämpfung, Rückkopplungsschaltung (Oszilloskop) Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Mikrowelleninterferenz [AV_SW_1] Wellenwanne [AV_SW_2] Lichtbeugung am Spalt [AV_SW_3] Doppelspalt [AV_SW_4] Gitter [AV_SW_5] Wellenlängenmessung [AV_SW_6] Michelson-Experiment [AV_SW_7] Relativitätstheorie (nur Leistungskurs) Michelson-Experiment [AV_R_1]

43 2 Schulinterner Lehrplan: Sekundarstufe II 43 Atom- und Kernphysik Beobachtung von Spektrallinien am Gitter (Spektrallampen He, H) [AV_AK_1] Franck-Hertz-Versuch (Quecksilberröhre) [AV_AK_2] Röntgenspektroskopie)(Röntgenspektrum am Gitter) [AV_AK_3] Röntgenbeugung (Theoretisch) [AV_AK_4] Absorptionsspektren (Natriumdampflampe und Kochsalzflamme) [AV_AK_5] Halbwertszeitmessung (Thoriumsalz) [AV_AK_6] Reichweite von Gammastrahlung (Geigerzähler) [AV_AK_7] Absorption von Gammastrahlung (Geigerzähler) [AV_AK_8] Natürliche Radioaktivität (Geigerzähler) [AV_AK_9] Strahlung (SchulPool) [AV_AK_10] Szintillationszähler und Energieverteilung (Theoretisch) [AV_AK_11] Künstliche Radioaktivität (Theoretisch) [AV_AK_1] Neutronenaktivierung (als Simulation) [AV_AK_1] Quanteneffekte h-bestimmung mit der Photozelle und Gegenfeldmethode [AV_Q_1] h-bestimmung mit Leuchtdioden Elektronenbeugung an polykristalliner Materie (Elektronenbeugungsröhre) [AV_Q_2]

44 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 3.1 Grundsätze zur Leistungsbewertung in der Sekundarstufe I Bewertung von Klassenarbeiten (entfällt) Bewertung der Sonstigen Mitarbeit Die Grundsätze der Leistungsbewertung orientieren sich an dem Kernlehrplan Physik (S.37 38). Leistungsbewertung Unterrichtsgespräch Richtige und weiterführende Beiträge am richtigen Platz Beiträge oft richtig und dem Unterricht förderlich Beiträge nur teilweise richtig und weiterführend Falsche oder unpassende Beiträge Regelmäßige Mitarbeit in wünschenswertem Umfang Gelegentliche Wortmeldungen Beiträge nur nach Aufforderung durch den Lehrer Wenig Teilnahme am Unterricht Leistungsbewertung Kurze schriftliche Übung Kurze schriftliche Übungen können unangekündigt über den Inhalt der Hausaufgaben geschrieben werden oder mit Ankündigung über die Unterrichtsinhalte eines längeren Zeitraums. Im ersten Falle sollte sich die Hausaufgabe auf bereits geübte Kompetenzen beziehen. Im letzten Falle sollten in einer Vorbereitungsstunde Fragen geklärt werden und ein klarer Rahmen von Inhalten (konzeptbezogenen Kompetenzen) vorgegeben werden. Die Hausaufgabenüberprüfung hat die Funktion insbesondere das Arbeitsverhalten (Wiederholung der letzten Stunden) zu ermitteln. Ihr kommt ein geringerer Stellenwert zu als der angekündigten schriftlichen Übung, die den Schülern und Lehrern eine Gelegenheit bietet, den aktuellen Lernstand zu er-

45 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 45 mitteln. Das gilt von Lehrerseite besonders für Schüler mit sehr ruhigem Naturell. In diesem Fall kann, um der Individualität des Schülers gerecht zu werden, diese Überprüfung auch stärker in die Gesamtleistung einbezogen werden. Für beide Formen der schriftlichen Übung gilt, dass eine ausreichende Leistung mit 46 % der maximal erreichbaren Punktzahl erreicht wird (Bewertungsschlüssel der KMK und des Zentralabiturs NRW). Die schriftlichen Übungen dürfen keine bevorzugte Stellung in der Notengebung haben, erfüllen aber in der Regel die Funktion der Klärung einer Note und können eventuell ein etwas stärkeres Gewicht haben. Leistungsbewertung Gruppenarbeiten Die Schülerin / der Schüler... orientiert sich hinsichtlich der Erarbeitung eines Produktes an der Aufgabenstellung; fördert das kommunikative Lernen im Sinne der Methode Gruppenarbeit; engagiert sich hinreichend bei der Präsentation des Produktes. Gruppenarbeiten führen oft zu Kurzreferaten und werden dann auch nach vergleichbaren Kriterien beurteilt. Leistungsbewertung Experimente Planung: Die SuS planen ein Experiment eigenständig oder in der Gruppe, planen ein Experiment zielgerichtet auf die Fragestellung, listen alle Geräte/Materialien auf, die sie für das Experiment benötigen. Durchführung: Die SuS führen ein Experiment eigenständig oder in der Gruppe durch, beachten bei der Ausführung alle Sicherheitsbestimmungen, führen das Experiment im zeitlichen Rahmen durch, führen das Experiment zielgerichtet zur Fragestellung durch, protokollieren die Beobachtungen in schriftlicher Form und in angemessener Genauigkeit/Vollständigkeit hinterlassen den Arbeitsplatz sauber und aufgeräumt. Bei der Durchführung gelten zusätzlich die Leistungsbewertungen für die Gruppenarbeit. Auswertung: Die SuS erstellen ein Protokoll, in dem die Punkte Materialien, Durchführung, Beobachtungen, Deutung aufgeführt sind. Diese Punkte sind vollständig, sauber und detailliert ausgearbeitet und fachlich korrekt.

46 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 46 Bei Auswertungen mit Hilfe einer Präsentation gelten die Leistungsbewertungen für Referate. Leistungsbewertung Referat Unterscheidung: a) umfangreiches, in der Regel zu Hause vorbereitetes Referat b) unmittelbar aus dem Unterricht hervorgehendes Kurzreferat c) digitale Präsentationen zu a) Vorbereitung Genaue Erfassung des Themas (welche Frage(n) sollen beantwortet werden, welches Problem soll gelöst werden) gezielte Recherche in zuverlässigen Quellen; Gliederung des Referates einleitend vortragen (präzise Fragestellung steht am Anfang, sachlogische Abfolge der Gliederungspunkte); Anpassung an das Vorwissen der Zuhörer; Veranschaulichung der Gliederung und von (schwierigeren) Sachverhalten durch Übersichten, Grafiken, Beispielen., in Vortrag einbinden; Zusammenfassung und Schlussfolgerungen, in der Regel auch in schriftlicher Form ( Hand-out ). Vortrag Langsam und artikuliert und mit Überzeugung frei (anhand eines Stichwortzettels) sprechen ; Poster, Tafelanschriften, Folien gut erkennbar präsentieren; Ruhige, angemessene Körpersprache (Mimik, Gestik, nicht zu zappelig, nicht zu erstarrt). Hinweis zur Gewichtung Sachlich-inhaltliche Kriterien und Nachvollziehbarkeit werden deutlich stärker gewichtet als formale Aspekte. zu b) Die Kriterien, die für das umfangreiche Referat (siehe a) genannt werden, gelten in entsprechend gestraffter Form und reduziertem Umfang auch für das Kurzreferat. zu c) Spezielle Hinweise für digitale Präsentationen siehe Medienkonzept Präsentation

47 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik Grundsätze zur Leistungsbewertung in der Sekundarstufe II Die Grundsätze der Leistungsbewertung orientieren sich an den Richtlinien der Sekundarstufe II Physik (S.50 59). Leistungsbewertungen sind ein kontinuierlicher Prozess. Bewertet werden alle von Schülerinnen und Schülern im Zusammenhang mit dem Unterricht erbrachten Leistungen. Grundlage der Beurteilung sind die Leistungen im Bereich Klausuren und im Bereich der Sonstigen Mitarbeit. Beide Bereiche gehen zu jeweils etwa 50% in die Gesamtnote ein. Die Leistungsbewertung richtet sich auch nach dem Schulgesetz, Zweiter Abschnitt Leistungsbewertung 48 Grundsätze der Leistungsbewertung. Eine Leistung wird mit ausreichend bewertet, wenn sie Mängel aufweist, aber im Ganzen den Anforderungen noch entspricht Bewertung von Klausuren Die Struktur, der Erwartungshorizont und die Bewertung der Klausuren in der Sekundarstufe II orientieren sich an den bisher veröffentlichten Prüfungsaufgaben des Zentralabiturs. Die Aufgabenstellungen sollen die Vielfalt der im Unterricht erworbenen Kompetenzen und Arbeitsweisen widerspiegeln. So muss einen Teil der Aufgaben dem reproduktiven oder operativen Bereich zu entnehmen sein. Darüber hinaus sollen Schülerinnen und Schüler Aufgaben bearbeiten, bei denen es um Begründungen, Darstellung von Zusammenhängen, Interpretationen und kritische Reflexionen geht. Die Aufgabenstellungen sollen vom Anforderungsniveau her unterschiedlich sein. Neben Aufgaben mit Anforderungsbereich II (ca. 60%) sollen auch Aufgaben mit Anforderungsbereich I (ca. 20%) und komplexere, schwierigere Aufgaben mit Anforderungsbereich II (ca. 20%) vorkommen. Weiterhin sollen Aufgabenformate berücksichtigt werden, wie sie in den Zentralabiturprüfungen vorkommen.

48 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 48 Bei der Zuordnung einer Note zu einer erreichten Punktzahl soll sich in der Sekundarstufe I an folgendem Schlüssel orientiert werden: Note Erreichte Punktzahl in % Facharbeiten Da eine Facharbeit eine Klausur ersetzen kann, muss sie dem Niveau einer Klausur entsprechen. Dementsprechend haben die Vorgaben zur Klausurkorrektur und Bewertung Gültigkeit. Folgende Aspekte sind u.a. mit einzubeziehen: Rückgriff auf gesichertes Wissen / Reorganisation von Wissensbeständen / Erschließen von Informationsquellen Form und Aufbau sprachliche Korrektheit inhaltliches Verständnis / Erfassen des Problems / Grad der Selbständigkeit (Teilbereich III) methodisches Verständnis / Darstellungsweise Bewertung der Sonstigen Mitarbeit Leistungsbewertung Unterrichtsgespräch Die Schülerinnen und Schüler tragen kommentierend Hausaufgabenlösungen vor bzw. stellen zu nicht gelungenen Hausaufgabenlösungen sinnvolle Fragen, die erkennen lassen, dass sie sich intensiv um die Lösung bemüht haben. Sie tragen zum Fortgang des Unterrichts bei, indem sie physikalische Sachverhalte erklären, bzw. erläutern können, so dass sie von ihren Mitschülerinnen und Mitschülern nachvollzogen werden können. Sie erkenne physikalische Zu-

49 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 49 sammenhänge und stellen sie in angemessener Weise mathematisch dar. Sie nutzen die Modellbildung zur Vereinfachung physikalisch komplexer Bereiche und analysieren die beobachteten Vorgänge mit Hilfe des Modells. Die Schülerinnen und Schüler tragen Ergebnisse von Stillarbeits-, Partnerarbeits- und Gruppenarbeitsphasen vor und beteiligen sich aktiv am Unterrichtsgespräch mit weiterführenden Beiträgen und mit Fragen und Antworten, die erkennen lassen, dass sie dem Gang des Unterrichtsgesprächs folgen. Die Schülerinnen und Schüle stellen bei mündlichen Leistungsüberprüfungen Unterrichtsergebnisse in wiederholenden Schülervorträgen angemessen dar und wenden sie an. Leistungsbewertung Hausaufgaben Die Kontrolle der Hausaufgaben dient der gebührenden Anerkennung eigenständiger Schülerleistungen, der Bestätigung konkreter Lösungen sowie der Berichtigung von Fehlern. Die Schülerin / der Schüler... orientiert sich bei der Bearbeitung an der Aufgabenstellung; fertigt die Hausaufgaben inhaltlich richtig und vollständig an; fertigt die Hausaufgaben sorgfältig, übersichtlich und klar strukturiert an; Leistungsbewertung Kurze schriftliche Übung Kurze schriftliche Übungen können unangekündigt über den Inhalt der Hausaufgaben geschrieben werden oder mit Ankündigung über die Unterrichtsinhalte eines längeren Zeitraums. Im ersten Falle sollte sich die Hausaufgabe auf bereits geübte Kompetenzen beziehen. Im letzten Falle sollten in einer Vorbereitungsstunde Fragen geklärt werden und ein klarer Rahmen von Inhalten (konzeptbezogenen Kompetenzen) vorgegeben werden. Die Hausaufgabenüberprüfung hat die Funktion insbesondere das Arbeitsverhalten (Wiederholung der letzten Stunden) zu ermitteln. Ihr kommt ein geringerer Stellenwert zu als der angekündigten schriftlichen Übung, die den Schülern und Lehrern eine Gelegenheit bietet, den aktuellen Lernstand zu ermitteln. Das gilt von Lehrerseite besonders für Schüler mit sehr ruhigem Naturell. In diesem Fall kann, um der Individualität des Schülers gerecht zu werden, diese Überprüfung auch stärker in die Gesamtleistung einbezogen werden. Für beide Formen der schriftlichen Übung gilt, dass eine ausreichende Leistung mit 40 % der maximal erreichbaren Punktzahl erreicht wird (Bewertungsschlüssel der KMK und des Zentralabiturs NRW). Die schriftlichen Übungen dürfen keine bevorzugte Stellung in der Notengebung haben, erfüllen aber in der Regel

50 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 50 die Funktion der Klärung einer Note und können eventuell ein etwas stärkeres Gewicht haben. Leistungsbewertung Gruppenarbeiten Die Schülerin / der Schüler... orientiert sich hinsichtlich der Erarbeitung eines Produktes an der Aufgabenstellung; fördert das kommunikative Lernen im Sinne der Methode Gruppenarbeit; engagiert sich hinreichend bei der Präsentation des Produktes. Gruppenarbeiten führen oft zu Kurzreferaten und werden dann auch nach vergleichbaren Kriterien beurteilt.

51 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 51 Leistungsbewertung Experimente Planung: Die SuS planen ein Experiment eigenständig oder in der Gruppe, planen ein Experiment zielgerichtet auf die Fragestellung, listen alle Geräte/Materialien auf, die sie für das Experiment benötigen. Durchführung: Die SuS führen ein Experiment eigenständig oder in der Gruppe durch, beachten bei der Ausführung alle Sicherheitsbestimmungen, führen das Experiment im zeitlichen Rahmen durch, führen das Experiment zielgerichtet zur Fragestellung durch, protokollieren die Beobachtungen in schriftlicher Form und in angemessener Genauigkeit/Vollständigkeit hinterlassen den Arbeitsplatz sauber und aufgeräumt. Bei der Durchführung gelten zusätzlich die Leistungsbewertungen für die Gruppenarbeit. Auswertung: Die SuS erstellen ein Protokoll, in dem die Punkte Materialien, Durchführung, Beobachtungen, Deutung aufgeführt sind. Diese Punkte sind vollständig, sauber und detailliert ausgearbeitet und fachlich korrekt. Bei Auswertungen mit Hilfe einer Präsentation gelten die Leistungsbewertungen für Referate. Leistungsbewertung Referat Unterscheidung: umfangreiches, in der Regel zu Hause vorbereitetes Referat unmittelbar aus dem Unterricht hervorgehendes Kurzreferat digitale Präsentationen zu a) Vorbereitung Genaue Erfassung des Themas (welche Frage(n) sollen beantwortet werden, welches Problem soll gelöst werden) gezielte Recherche in zuverlässigen Quellen; Gliederung des Referates einleitend vortragen (präzise Fragestellung steht am Anfang, sachlogische Abfolge der Gliederungspunkte); Anpassung an das Vorwissen der Zuhörer; Veranschaulichung der Gliederung und von (schwierigeren) Sachverhalten durch Übersichten, Grafiken, Beispielen., in Vortrag einbinden;

52 3. Grundsätze zur Leistungsbewertung im Fach Physik 52 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen, in der Regel auch in schriftlicher Form ( Hand-out ). Vortrag Langsam und artikuliert und mit Überzeugung frei (anhand eines Stichwortzettels) sprechen ; Poster, Tafelanschriften, Folien gut erkennbar präsentieren; Ruhige, angemessene Körpersprache (Mimik, Gestik, nicht zu zappelig, nicht zu erstarrt). Hinweis zur Gewichtung Sachlich-inhaltliche Kriterien und Nachvollziehbarkeit werden deutlich stärker gewichtet als formale Aspekte. zu b) Die Kriterien, die für das umfangreiche Referat (siehe a) genannt werden, gelten in entsprechend gestraffter Form und reduziertem Umfang auch für das Kurzreferat. zu c) Spezielle Hinweise für digitale Präsentationen siehe Medienkonzept Präsentation

53 4. fächerverbindende und fächerübergreifende Angebote fächerverbindende und fächerübergreifende Angebote Jhgst. Thema Fächer 8-12 Proportionale Zuordnungen und Funktionen: Auswertung von Messreihen Physik / Mathematik Mathematische Modellbildung physikalischer Beobachtungen 8 Proportionale Zuordnung und Dreisatz: Hooksches Gesetz, Flaschenzug, Hebelgesetz, Ohmsches Gesetz, spezifischer Physik / Mathematik Widerstand 9 Potenzfunktionen und Exponentialfunktion: Radioaktives Zerfallsgesetz, quadratisches Abstandsgesetz, Absorptionsgesetz Physik / Mathematik 9-12 Trigonometrische Funktionen: Kräfteparallelogramme Physik / Mathematik 10 Erste und zweite Ableitung von Funktionen (auch grafisch): Zusammenhang zwischen s-t-, v-t-, a-t-diagrammen Physik / Mathematik Integrale über Summenbildung: Berechnung der Energie über Kraft-Weg-Diagramme Physik / Mathematik Potentielle Energie, Elektrische Energie, Magnetfeldenergie Vektordarstellung: Kräfte als Vektoren Physik / Mathematik Gravitationsfeld, Elektrisches Feld, Magnetfeld als Vektorfeld Taylorentwicklung und lineare Regression: Auswertung von Versuchsdaten, Fehlerrechnung, quadratische Fehlerfortpflanzung, Physik / Mathematik Regressionsgerade Differentialgleichungen: Schwingungsfunktionen bei mechanischen und elektromagnetischen Schwingungen Physik / Mathematik 12 Exponentialfunktionen und Logarithmen: Radioaktives Zerfallsgesetz, quadratisches Abstandsgesetz, Absorptionsgesetz Physik / Mathematik 6 Wärmelehre: Wie schützen sich Tiere vor Hitze und Kälte? Physik / Biologie 9 Biologische Wirkung von radioaktiver Strahlung Medizinische Anwendung von Röntgenstrahlung Physik / Biologie 12 Biologische Wirkung von radioaktiver Strahlung Medizinische Anwendung von Röntgenstrahlung Physik / Biologie 6 Aggregatzustände und Teilchenmodell Fixpunkte des Wassers Physik / Chemie 8 Das Periodensystem der Elemente Physik / Chemie 9 Aggregatzustände und Teilchenmodell Fixpunkte des Wassers Physik / Chemie 6 Energie und Umwelt: Effiziente Energienutzung und erneuerbare Energien Physik / Politik 9 Energie und Umwelt: Effiziente Energienutzung und erneuerbare Energien Physik / Politik 9 Energie und Umwelt: Kernenergie und die Folgen Physik / Politik 6 Unser Sonnensystem Physik / Erdkunde 6 Akustik: Musikinstrumente und die Arten der Schallerzeugung Physik / Musik 9 Leistungsbegriff: Die Maschine Mensch Physik / Sport 12 Quantenphysik: Physik / Philosophie / Religion Zufall kontra Determinismus 12 Quantenphysik: Physik / Philosophie / Religion Urknalltheorie kontra Schöpfungsgeschichte

54 5. Einsatz von neuen Medien im Fach Physik Einsatz von neuen Medien im Fach Physik Auswertung von Versuchen und die Präsentation von Protokollen und Referaten soll mit Hilfe von Textverarbeitungsprogrammen, Tabellenkalkulationsprogrammen und Präsentationsfolien (Power-Point) erfolgen. Hierzu wird den Schülerinnen und Schülern die Gelegenheit gegeben im Multimediaraum bzw, der Mediothek zu arbeiten. Anschaffungen: Bezogen auf den Unterricht in der Sekundarstufe II soll der Anteil der Schülerversuche erhöht werden. Dazu strebt die Fachschaft Physik die Anschaffung von Netbooks, digitalen Fotoapparate und Computerinterfaces (der UNI- Wuppertal) an.

55 6. Fortbildungen im Fachbereich Physik Fortbildungen im Fachbereich Physik Der Austausch zwischen Schule und Universität, im Kontakt zur Universität Wuppertal, soll weiter bestehen bleiben. Hierzu zählt auch die Teilnahme an Fortbildungsangebote. Es besteht der Bedarf nach einer schulinternen Fortbildung zum Thema computerunterstützte Schülerversuche, beispielsweise die Videoanalyse von Bewegungsabläufen mit dem Programm Viana und die Nutzung der von der Universität Wuppertal zur Verfügung gestellten USB-Computerinterfaces für Schülerversuche.

56 56 7. Anhang A Operatoren B Vorgaben Abitur 2011 C Vorgaben Abitur 2012 D Vorgaben Abitur 2013