Schule: Lehrer: vielfältige Verbindungen zwischen Erfahrungen und Konzepten innerhalb und außerhalb der Naturwissenschaften herstellen und anwenden.

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1 Stoffverteilungsplan Kernlehrplan für die Hauptschule in Nordrhein-Westfalen 5-0 PRISMA Physik 7/8, Differenzierende Ausgabe für Nordrhein-Westfalen Band 7/8 Klettbuch ISBN Kompetenzerwartungen und zentrale Inhalte Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen Schülerinnen und Schüler können UF Fakten wiedergeben und erläutern UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren UF4 Wissen vernetzen Schule: Lehrer: Konzepte der Naturwissenschaften an Beispielen erläutern und dabei Bezüge zu Basiskonzepten und übergeordneten Prinzipien herstellen. Konzepte und Analogien für Problemlösungen begründet auswählen und dabei zwischen wesentlichen und unwesentlichen Aspekten unterscheiden. Prinzipien zur Strukturierung und zur Verallgemeinerung naturwissenschaftlicher Sachverhalte entwickeln und anwenden. vielfältige Verbindungen zwischen Erfahrungen und Konzepten innerhalb und außerhalb der Naturwissenschaften herstellen und anwenden. Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung Schülerinnen und Schüler können E Fragestellungen erkennen naturwissenschaftliche Probleme erkennen, in Teilprobleme zerlegen und dazu Fragestellungen formulieren. E2 Bewusst wahrnehmen E3 Hypothesen entwickeln E4 Untersuchungen und Experimente planen E5 Untersuchungen und Experimente durchführen E6 Untersuchungen und Experimente auswerten E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben E8 Modelle anwenden Kriterien für Beobachtungen entwickeln und die Beschreibung einer Beobachtung von ihrer Deutung klar abgrenzen. zu naturwissenschaftlichen Fragestellungen begründete Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben. zu untersuchende Variablen identifizieren und diese in Experimenten systematisch verändern bzw. konstant halten. Untersuchungen und Experimente selbstständig, zielorientiert und sachgerecht durchführen und dabei mögliche Fehlerquellen benennen. Aufzeichnungen von Beobachtungen und Messdaten bezüglich einer Fragestellung interpretieren, daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten und diese formal beschreiben. Modelle zur Erklärung von Phänomenen begründet auswählen und dabei ihre Grenzen und Gültigkeitsbereiche. angeben. Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage verwenden. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina

2 E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren anhand historischer Beispiele die Vorläufigkeit naturwissenschaftlicher Regeln, Gesetze und theoretischer Modelle beschreiben. Kompetenzbereich Kommunikation Schülerinnen und Schüler können K Texte lesen und erstellen naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und sachlogisch strukturiert schriftlich darstellen. K2 Informationen identifizieren K3 Untersuchungen dokumentieren K4 Daten aufzeichnen und darstellen K5 Recherchieren K6 Informationen umsetzen K7 Beschreiben, präsentieren, begründen K8 Zuhören, hinterfragen K9 Kooperieren und im Team arbeiten in Texten, Tabellen oder grafischen Darstellungen mit naturwissenschaftlichen Inhalten die relevanten Informationen identifizieren und sachgerecht interpretieren. Fragestellungen, Überlegungen, Handlungen und Erkenntnisse bei Untersuchungen strukturiert dokumentieren und stimmig rekonstruieren. zur Darstellung von Daten angemessene Tabellen und Diagramme anlegen und skalieren, auch mit Tabellenkalkulationsprogrammen. selbstständig naturwissenschaftliche und technische Informationen aus verschiedenen Quellen beschaffen, einschätzen, zusammenfassen und auswerten. aus Informationen sinnvolle Handlungsschritte ableiten und auf dieser Grundlage zielgerichtet handeln. Arbeitsergebnisse adressatengerecht und mit angemessenen Medien und Präsentationsformen fachlich korrekt und überzeugend präsentieren. bei Diskussionen über naturwissenschaftliche Themen Kernaussagen eigener und fremder Ideen vergleichend darstellen und dabei die Perspektive wechseln. beim naturwissenschaftlichen Arbeiten im Team Verantwortung für Arbeitsprozesse und Produkte übernehmen und Ziele und sachbezogen aushandeln. Kompetenzbereich Bewertung Schülerinnen und Schüler können B Bewertungen an Kriterien für Entscheidungen in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien angeben und begründet gewichten. orientieren B2 Argumentieren und Position beziehen B3 Werte und Normen berücksichtigen in Situationen mit mehreren Entscheidungsmöglichkeiten kriteriengeleitet Argumente abwägen, einen Standpunkt beziehen und diesen gegenüber anderen Positionen begründet vertreten. Konfliktsituationen erkennen und bei Entscheidungen ethische Maßstäbe sowie Auswirkungen eigenen und fremden Handelns auf Natur, Gesellschaft und Gesundheit berücksichtigen. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 2

3 0 Optische Instrumente (S. 8 4) Reflexion im Straßenverkehr Wie entstehen Spiegelbilder? - die Entstehung von Spiegelbildern mithilfe des Reflexionsgesetzes erklären. [UF, UF4] 4 Der Hohlspiegel 0-5 EXTRA: Anwendungen von Hohlspiegeln EXTRA: Der Wölbspiegel 3 WERKSTATT: Versuche zur Lichtbrechung Die Brechung des Lichts Totalreflexion an Beispielen qualitativ erläutern, wie Licht an der Grenzfläche zwischen Medien gebrochen oder totalreflektiert bzw. in Spektralfarben zerlegt wird. [UF3] - bei der Planung und Durchführung von Experimenten in einer Gruppe Ziele und Arbeitsprozesse sinnvoll miteinander abstimmen. [K9, K8] - Formen der Fehlsichtigkeit beschreiben und erläutern, wie Fehlsichtigkeit mithilfe von Linsen korrigiert werden kann. [UF3, UF4] Wie funktioniert eine Linse? INFOGRAFIK: Reelle Bilder durch Sammellinsen - relevante Variablen für Abbildungen mit Linsen identifizieren (Brennweite, Bild- und Gegenstandsweite sowie Bild- und Gegenstandsgröße) und Auswirkungen einer systematischen Veränderung der Variablen beschreiben. [E4, E6] 6 Auge und Brille Die Kamera ein technisches Auge EXTRA: Kameras früher und heute Produktbeschreibungen und Gebrauchsanleitungen optischer Geräte die wesentlichen Informationen entnehmen. [K2, K, K6] - Informationen zu einem optischen Gerät aus selbst gewählten Quellen nach ihrer Relevanz bewerten und übersichtlich zusammenfassen. [K5] - den Aufbau und die Funktion des Auges und von einfachen optischen Instrumenten (Kameras, Fernrohre, Sehhilfen) mit Hilfe von schematischen Darstellungen, Funktionsmodellen Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 3

4 oder Simulationsprogrammen nachvollziehbar erläutern. [K7] - Kaufentscheidungen (u.a. für optische Geräte) an Kriterien orientieren und mit verfügbaren Daten begründen. [B] WERKSTATT: Versuche mit der Lupe Die Lupe - typische optische Geräte kriteriengeleitet nach Gerätegruppen ordnen. [UF3] - optische Experimente mit Zeichnung und Text sachgerecht und nachvollziehbar dokumentieren. [K3] 4 Das Mikroskop Fernrohr und Spiegelteleskop WERKSTATT: Bau eines Fernrohrs den Aufbau und die Funktion des Auges und von einfachen optischen Instrumenten (Kameras, Fernrohre, Sehhilfen) mithilfe von schematischen Darstellungen, Funktionsmodellen oder Simulationsprogrammen nachvollziehbar erläutern. [K7] STRATEGIE: Eine Mind-Map erstellen - bei der Planung und Durchführung von Experimenten in einer Gruppe Ziele und Arbeitsprozesse sinnvoll miteinander abstimmen. [K9, K8] Die Zerlegung des weißen Lichts - die Farbzerlegung von Licht und die Entstehung eines Regenbogens erklären. [E8, E] 4 Unsichtbares Licht Berufe in der Optik Gefahren durch Einwirkung von Licht benennen (u. a. UV- Strahlung, Laser) sowie Schutzmaßnahmen aufzeigen, vergleichen und bewerten. [B3] 40/4 0 2 Die Erforschung des Weltraums (S ) 5 INFOGRAFIK: Die Erde Heimat im Weltraum EXTRA: Unsere Planeten Die Sonne Historische Weltbilder wesentliche Eigenschaften der kosmischen Objekte Planeten, Kometen, Sterne, Galaxien und Schwarze Löcher erläutern. [UF3, UF2] - zwischen geozentrischem und heliozentrischem Weltbild unterscheiden und die Unterschiede an Modellen demonstrieren. [UF, K7] - in einfachen Analogverfahren darstellen, wie Informationen Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 4

5 EXTRA: Astronomische Beobachtungen STRATEGIE: Besuch eines Planetariums über das Universum gewonnen werden können (z. B. Entfernungsmessungen). [E7] - die Bedeutung der Erfindung des Fernrohrs für die Entwicklung des Weltbildes und der Astronomie erläutern. [E9] - den Aufbau des Sonnensystems sowie geo- und heliozentrische Weltbilder mit geeigneten Medien oder Modellen demonstrieren und erklären. [K7] - (Typ B: in Grundzügen am Beispiel der historischen Auseinandersetzung um ein heliozentrisches Weltbild darstellen, warum gesellschaftliche Umbrüche auch in den Naturwissenschaften zu Umwälzungen führen können. [B2, B3, E7, E9]) 2 Gravitationskraft und Gravitationsfeld 54/55 - qualitativ die Gravitation als Fernwirkungskräfte zwischen Massen beschreiben und damit die Bewegung von Himmelskörpern im Raum begründen. [UF2] 2 LEXIKON: Himmelskörper WERKSTATT: Entfernungen abschätzen und messen EXTRA: Entfernungen im Weltraum messen 56/57 - wesentliche Eigenschaften der kosmischen Objekte Planeten, Kometen, Sterne, Galaxien und Schwarze Löcher erläutern. [UF3, UF2] - in einfachen Analogverfahren darstellen, wie Informationen über das Universum gewonnen werden können (z. B. Entfernungsmessungen). [E7] 2 STRATEGIE: Recherchieren und zitieren anhand bildlicher Darstellungen aktuelle Vorstellungen zur Entstehung des Universums erläutern. [K2] 62/ Elektrische Ladungen und elektrischer Strom (S ) 7 Elektrisch geladene Körper WERKSTATT: Versuche mit geladenen Körpern Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 5

6 Elektrische Kräfte Woher kommen die Ladungen? Das Elektroskop WERKSTATT: Ein selbst gebautes Elektroskop Elektrische Felder INFOGRAFIK: Blitz und Donner Was ist elektrischer Strom? Der elektrische Stromkreis - bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden. [E5] 5 Auf die Voltangabe kommt es an EXTRA: Volta Erfinder der Batterie Sicherer Umgang mit Strom EXTRA: Erdkabel und Freileitungen / Stromstärke Spannung Widerstand Leistung (S ) 0 Die elektrische Stromstärke Die elektrische Spannung LEXIKON: Spannungsquellen Modelle für den Stromkreis Spannungen und Stromstärken unter sachgerechter Verwendung der Messgeräte bestimmen und die Messergebnisse unter Angabe der Einheiten aufzeichnen. [E5] - bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden. [E5] Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 6

7 INFOGRAFIK: Das Multimeter Wird Strom verbraucht? STRATEGIE: Umgang mit Messgeräten und Messfehlern WERKSTATT: Im einfachen Stromkreis messen 8 Der elektrische Widerstand EXTRA: Georg Simon Ohm Widerstände von Drähten Das Ohm sche Gesetz STRATEGIE: Mit dem Computer auswerten Widerstände sind praktisch LEXIKON: Verschiedene Widerstände STRATEGIE: Ein Referat halten den Zusammenhang von Spannung, Stromstärke und Widerstand für unterschiedliche Leiter beschreiben und Widerstände in einfachen Schaltungen berechnen. [UF] - Variablen identifizieren, von denen die Größe des Widerstands in einer einfachen elektrischen Schaltung abhängt. [E4] - mithilfe des Atomgittermodells und des Modells der Wärmebewegung von Atomen Widerstandsänderungen eines Leiters erklären. [E8] - den Zusammenhang zwischen zwei gemessenen Größen (Typ B: selbstständig) in geeigneten Tabellen und Diagrammen darstellen. [K4] 6 Reihen- und Parallelschaltung Regeln bei der Reihenschaltung Widerstände in Reihe geschaltet Regeln bei der Parallelschaltung den Zusammenhang von Spannung, Stromstärke, und Widerstand für unterschiedliche Leiter beschreiben und Widerstände in einfachen Schaltungen berechnen. [UF] - Variablen identifizieren, von denen die Größe des Widerstands in einer einfachen elektrischen Schaltung abhängt. [E4] EXTRA: Widerstände parallel geschaltet 6 Die elektrische Leistung WERKSTATT: Elektrische Leistungen zur Bestimmung des Energiebedarfs von Elektrogeräten die relevanten technischen Angaben identifizieren. [K2] - relevante Informationen aus Stromrechnungen und Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 7

8 vergleichen Die elektrische Energie WERKSTATT: Energie und Leistung zu Hause STRATEGIE: Diagramme am Computer erstellen Elektrische Energie richtig nutzen Messprotokollen von Heizungsanlagen entnehmen und aus ihnen Schlussfolgerungen ableiten. [K2, K6] - mithilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms Daten (u. a. zur Energienutzung) grafisch darstellen und bezüglich einfacher Fragestellungen auswerten. [K4, K2] - Elektrogeräte hinsichtlich ihres Energiebedarfs vergleichen und Energieeinsparpotenziale im häuslichen Umfeld ermitteln. [B3] - Energiekosten einer Wohnung im Vergleich mit bestehenden Verbrauchsnormen beurteilen. [B] - die in elektrischen Stromkreisen umgesetzte Energie und Leistung bestimmen sowie aus Leistungsangaben die Stromstärke in Geräten berechnen. [E8] - Verbrauchsdaten zur individuellen Nutzung der Energie von Elektrogeräten auswerten (Typ B: auch eine Energiekostenrechnung aufstellen) und auf Möglichkeiten des Energiesparens schließen. [K2, K6] - Angaben zu Energieeffizienzklassen von Elektrogeräten auswerten, kritisch reflektieren und bewerten. [B] 4 Gefahr durch elektrischen Strom Sicherheit im Stromnetz Berufe mit Strom Maßnahmen zur elektrischen Sicherheit der Hausinstallation erläutern. [E] - und Tätigkeiten aus dem Berufsfeld eines Elektrikers beschreiben. [K5, K8] 28/ Kräfte (S ) Kräfte und ihre Wirkungen 8 INFOGRAFIK: Der Federkraftmesser am Beispiel alltäglicher Phänomene Wirkungen von Kräften beschreiben und erläutern. [UF] - Bewegungsänderungen und Verformungen von Körpern auf Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 8

9 WERKSTATT: Kräfte messen Kraftpfeile: Kräfte darstellen Mehrere Kräfte auf einmal LEXIKON: Verschiedene Kräfte EXTRA: Kräfte in der Natur Masse und Gewichtskraft STRATEGIE: Die Fünf-Schritt-Lesemethode EXTRA: Isaac Newton das Wirken von Kräften zurückführen sowie die Bedeutung des Trägheitsgesetzes und des Wechselwirkungsgesetzes erläutern. [UF, UF3, E] - die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft an Beispielen erläutern sowie Gewichtskräfte bestimmen. [UF2, UF4] - Kräfte zeichnerisch als Vektorpfeile darstellen und ihr Zusammenwirken mit Hilfe von Kräfteparallelogrammen bestimmen. [E8, UF4] 2 Magnetische Kräfte und Felder Elektromotoren WERKSTATT: Ein einfacher Elektromotor EXTRA: Oersted und Faraday Aufbau und Funktion von Elektromotor, Generator und Transformator beschreiben und erklären. [UF] 0 6 Arbeit Energie Leistung (S ) Mechanische Arbeit LEXIKON: Beispiele für mechanische Arbeit 2 STRATEGIE: Gruppenpuzzle Seil und Rolle die Funktionsweise einfacher Werkzeuge auf Hebelwirkungen zurückführen und Werkzeuge in handwerklichen Situationen sachgerecht auswählen und anwenden. [UF2] - die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern und einfachen Maschinen (Rollen, Flaschenzüge, Hebel, Zahnräder) erklären und dabei allgemeine Prinzipien aufzeigen. [UF] Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 9

10 Flaschenzug und Goldene Regel WERKSTATT: Versuchsreihe zum Flaschenzug Schiefe Ebene Der Hebel ein praktischer Helfer WERKSTATT: Den Hebel untersuchen Das Gleichgewicht am Hebel INFOGRAFIK: Auf der Baustelle - die Begriffe Kraft, Arbeit, Energie, Leistung und Wirkungsgrad in ihren Beziehungen erläutern, formal beschreiben und voneinander abgrenzen. [UF, UF2] - die Bedeutung eigener Beiträge für Arbeitsergebnisse einer Gruppe einschätzen und erläutern (u.a. bei Untersuchungen, Recherchen, Präsentationen). [E9] Arbeit und Energie LEXIKON: Energieformen - die Begriffe Kraft, Arbeit, Energie, Leistung und Wirkungsgrad in ihren Beziehungen erläutern, formal beschreiben und voneinander abgrenzen. [UF, UF2] 6 Energieumwandlungen EXTRA: Energieflussdiagramme Die Leistung die Goldene Regel der Mechanik zur Funktion einfacher Maschinen als Spezialfall des Energieerhaltungssatzes deuten. [UF] - mithilfe eines Diagramms Energiefluss und Energieentwertung in Umwandlungsketten darstellen. [K4] STRATEGIE: Leistung im Alltag: Kaufentscheidungen - Kaufentscheidungen (u. a. für optische Geräte) an Kriterien orientieren und mit verfügbaren Daten begründen. [B] Berufe zum Thema Mechanik 86/87 00 Basiskonzepte (S ) 00 System 88/89 0 Struktur der Materie 90/9 Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina 0

11 0 Energie 92/93 0 Wechselwirkungen 94/95 2 Wenn Sie die Anzahl der Stunden in einzelnen Zeilen ändern, markieren Sie anschließend die Summe im untersten Feld und drücken Sie F9, um den Wert zu aktualisieren! Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. Autor: Heinz Joachim Ciprina