Schulinterner Lehrplan zum Kernlehrplan für die Sekundarstufe I. Fach. Physik

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1 Schulinterner Lehrplan zum Kernlehrplan für die Sekundarstufe I Fach Physik 1

2 Inhalt Seite 1. Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit 3 2. Entscheidungen zum Unterricht Unterrichtsvorhaben Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung Lehr- und Lernmittel Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen Qualitätssicherung und Evaluation 13 2

3 1. Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit Das Schulgebäude verfügt über drei Physikfachräume, sowie zwei Räume, in denen Versuchsmaterial für den experimentellen Unterricht aufbewahrt wird. Zu den Gebieten Mechanik, Wärmelehre, Elektrik und Optik können viele Versuche durchführt werden. Allerdings sind auf Grund des Alters der Sammlung (ca. 40 Jahre) einige Geräte nicht mehr zugelassen bzw. defekt. Dies betrifft Geräte sowohl für Demonstrationsexperimente, als auch für Schülerexperimente. In den nächsten Jahren besteht hier ein höherer Investitionsbedarf. Die Schule verfügt über ein Selbstlernzentrum mit internetfähigen Computern, die gut für Rechercheaufträge genutzt werden können. Für größere Projekte stehen auch Informatikräume mit Computern zur Verfügung, die im Vorfeld reserviert werden müssen. Das Fach Physik ist in der Einführungsphase in der Regel mit zwei Grundkursen vertreten. In der Qualifikationsphase können auf Grund der Schülerwahlen immer Grundkurse und häufig auch ein Leistungskurs gebildet werden. Die Verteilung der Wochenstundenzahlen in der Sekundarstufe I und II ist wie folgt: Jg. 6 PH (2) 8 PH(2) 9 PH (2) 10 PH (3) 11 PH(3/5) 12 PH (3/5) Der Physikunterricht soll Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen wecken und die Grundlage für das Lernen in Studium und Beruf in diesem Bereich vermitteln. Dabei werden die fachlich und physikalisch notwendigen Kenntnisse, welche die Voraussetzung für einen eigenen Standpunkt und für verantwortliches Handeln bilden, gefordert und gefördert. 3

4 2. Entscheidungen zum Unterricht 2.1 Unterrichtsvorhaben Die im Kernlehrplan enthaltenen Kompetenzerwartungen sind im Folgenden kursiv gedruckt. Nicht kursiv gedruckte Kompetenzerwartungen stehen nicht im Kernlehrplan, sondern sind schulintern vereinbart. Klasse 6 inhaltliche Schwerpunkte/ Unterrichtsvorhaben Optik Kompetenzerwartungen Die Schülerinnen und Schüler - unterscheiden selbstleuchtende Körper und Körper, die nur reflektiertes Licht emittieren, - erklären Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts, - konstruieren Schattenräume und bilder bei einer, mehreren und bei ausgedehnten Lichtquellen, - erläutern die Begriffe Kernschatten und Halbschatten - erklären die Entstehung von Tag und Nacht, Mondphasen, Jahreszeiten und Finsternissen, Akustik - identifizieren Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr, - nennen Grundgrößen der Akustik, d.h. sie benutzen die Frequenz und die Amplitude 4

5 zur Beschreibung der Phänomene Tonhöhe und Lautstärke, - erläutern Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag, (z.b. Stress), - nennen geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung, Wärmelehre - zeigen an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlungen von Energie auf, - bilanzieren in Transportketten Energie halbquantitativ und legen dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde, - zeigen an Beispielen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann, - ordnen an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zu, - veranschaulichen Wärme als Teilchenbewegung, - erklären die Längen- und Volumenerhöhung bei Erwärmung mit dem Teilchenmodell, - erläutern die Anomalie des Wassers, - beschreiben an Beispielen, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie verändern, 5

6 - beschreiben Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung, - beschreiben verschiedene Arten des Wärmetransportes: Wärmeleitung, Wärmemitführung und Wärmestrahlung, - erkennen den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche, Magnetismus - zählen die Stoffe auf, die von einem Magneten angezogen werden, - benennen die Pole eines Magneten als die Stellen, an denen der Magnet am stärksten ist, - erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können, - erklären, wann Kräfte zwischen Magneten anziehend und wann sie abstoßend sind, - skizzieren das Magnetfeld eines Stabmagneten und eines Hufeisenmagneten und machen es experimentell sichtbar, - magnetisieren und entmagnetisieren ein Stück Eisen und erklären diese Phänomene anhand des Modells der Elementarmagnete, - erläutern, dass bei der Teilung eines Magneten zwei neue vollständige Magnete mit je einem Nordpol und einem Südpol entstehen, Elektrizität - beschreiben geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom, 6

7 - planen und bauen einfache elektrische Schaltungen auf, - erklären an Beispielen, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt, - unterscheiden Leiter und Isolatoren, - erläutern den Einsatz von Schaltern in verschiedenen Konstellationen, - unterscheiden und zeigen an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stromes auf, - beschreiben den Aufbau und die Funktionsweise von Elektromagneten, - beschreiben die Gemeinsamkeiten und die Unterschiede von Dauer- und Elektromagneten, Klasse 8 Optik - beschreiben Reflexion, Absorption und Brechung von Licht, - konstruieren den Verlauf von an Spiegeln reflektierten Strahlen, - konstruieren den Verlauf von gebrochenen Strahlen, - erläutern den Begriff Totalreflexion und nennen verschiedene Beispiele aus der Natur, - unterscheiden Sammellinsen und Zerstreuungslinsen, 7

8 - konstruieren von Sammellinsen erzeugte Bilder, - beschreiben die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme, - unterscheiden Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung und beschreiben mit Beispielen ihre Wirkung, Mechanik - führen Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurück, - beschreiben die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft, - beschreiben Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen und stellen Kräfte als Pfeile dar, - ermitteln resultierende Kräfte mit einem Kräfteparallelogramm, - beschreiben die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen (Flaschenzug, Hebel), - führen Berechnungen zum Drehmoment aus, - definieren Energie als gespeicherte Arbeit oder als die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten, - beschreiben in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch und erkennen und stellen dabei Speicherungs-, Transport- und Umwandlungsprozesse dar, 8

9 - erläutern die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts und nutzen sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen, - erkennen und beschreiben die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik, - stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar, - beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann, - begründen die Notwendigkeit zum Energiesparen und erläutern Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld, - vergleichen und bewerten verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten und diskutieren deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz, Klasse 9 Elektrizität - benutzen den quantitativen Zusammenhang zwischen Ladung und Stromstärke, - beschreiben die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie, - nutzen den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter 9

10 bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen, - beschreiben und wenden die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen an, - bestimmen umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke, - erklären die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells, - vergleichen verschiedene Stoffe bezüglich ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften, - skizzieren das Magnetfeld eines geradlinigen, stromdurchflossenen Leiters und einer stromdurchflossenen Spule, - erläutern qualitativ das Phänomen der Induktion - erklären den Aufbau und die Funktionsweise eines Elektromotors und eines Generators, - beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt, - vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen, - erklären die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine, - beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer 10

11 Komponenten (z.b. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung), - beschreiben Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen, - kennen den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge, Leistung und Zeitdauer des Prozesses und nutzen ihn in Beispielen aus Natur und Technik, - zeigen Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen auf, - unterscheiden Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie, beschreiben sie formal und nutzen sie für Berechnungen Kernphysik - beschreiben Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell, - beschreiben die Entstehung ionisierender Teilchenstrahlen, - nennen Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung, - beschreiben Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene, - identifizieren Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte, - bewerten Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung, 11

12 - beschreiben experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung, - beschreiben die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie, sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie und erklären damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen, Klasse 8 oder 9 Druck - beschreiben Druck als physikalische Größe quantitativ und wenden sie in Beispielen an, - beschreiben Schweredruck und Auftrieb formal und wenden sie in Beispielen an Zur Vor- und Nachbereitung der aufgeführten Unterrichtsvorhaben können die entsprechenden Kapitel (siehe Inhaltsverzeichnis) der eingeführten Lehrwerke genutzt werden. Darüber hinaus vertiefen Aufgabenstellungen aus dem Buch die jeweilige Thematik. Musteraufgaben zu schriftlichen Übungen können dem Leistungskonzept im Download-Bereich der Homepage entnommen werden. 2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit Im Vordergrund des Unterrichts stehen die Beobachtung und Beschreibung physikalischer Phänomene. Zur Erklärung solcher Phänomene werden Modelle benutzt und entsprechend dem Entwicklungsstand wird die Methode Umgang mit Modellen zunehmend reflektiert. Ab der Jahrgangsstufe 8 werden zusätzlich physikalische Größen zur Quantifizierung verwendet. Mithilfe induktiver und deduktiver Methoden werden Zusammenhänge zwischen diesen Größen gefunden und mathematisch formuliert. In diesem Zusammenhang wird auch die prinzipielle Methode Erstellung eines Versuchsprotokolls immer wieder angesprochen und angewandt. 12

13 2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung Die fachspezifischen Grundsätze der Leistungsbewertung sind im Kapitel B17 im Leistungskonzept des Ville-Gymnasiums festgelegt. 2.4 Lehr- und Lernmittel - Natur und Technik, Physik für Gymnasien, Klasse 6 NRW; Cornelsen-Verlag, ISBN Spektrum Physik, 7-9 NRW, Schroedel-Verlag, ISBN Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen Der Fachkoordinator Naturwissenschaften übernimmt die Absprachen zwischen den Fachbereichen. 4. Qualitätssicherung und Evaluation Das schulinterne Curriculum wird einmal jährlich in der Fachkonferenz evaluiert. 13

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