e1 e4 Sonne Temperatur Jahreszeiten Was sich mit der Temperatur alles ändert Leben bei verschiedenen Temperaturen m1, m2

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1 Hauscurriculum für das Fach Physik (Sekundarstufe 1) Die Seitenzahlen in der Spalte Medien / Lernmittel beziehen sich auf die Schulbücher: Für die Jgst. 6: Physik für Gymnasien; Klasse 6; Nordrhein Westfalen vom Cornelsen Verlag (bereits eingeführt) Für die Jgst. 8 u. 9: Physik 7 9 NRW G vom Duden Schulbuchverlag (wird im nächsten Schuljahr eingeführt) Die in der Spalte Kompetenzen aufgeführten konzeptbezogenen Kompetenzen sind die folgenden Basiskonzepte Energie (E), Struktur der Materie (M), System (S) und Wechselwirkung (W) ; Details zu den Abkürzungen befinden sich im Anhang. In der Spalte Weiteres werden folgende Abkürzungen verwendet: IT : Hinweise zu möglichem IT-Einsatz ; FÜ : fächerübergreifende Bezüge; LK : Lernerfolgskontrollen Jgst Inhalte / Themen Fachliche Kontexte Kompetenzen 6 Temperatur und Energie Thermometer, Temperaturmessung Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung Aggregatzustände (Teilchenmodell) Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur Sonnenstand Sonne Temperatur Jahreszeiten Was sich mit der Temperatur alles ändert Leben bei verschiedenen Temperaturen Die Sonne unsere wichtigste Energiequelle e1 e4 m1, m2 w3 s1 Lern-/ Unterrichtsmethode Heimexperimente Medien/ Lernmittel S physikalische Kurzfilme S Weiteres IT: Zeit Temperatur Graphen mit Excel FÜ: Chemie, Biologie LK: 1-2 schriftliche Sehen und Hören Sicher im Straßenverkehr Augen und Ohren auf! Sonnen- und Mondfinsternis Physik und Musik w1 s2,s3, w2 w3 Referate Das Licht und der Schall Licht und Sehen Lichtquellen und Lichtempfänger Geradlinige Ausbreitung des Lichts, Schatten und Mondphasen Reflexion, Spiegel Schallquellen und Schallempfänger Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke Heimexperimente S.6 31 Filme, z.b.: Total phänomenal Schall: Kopien IT: Simulationsprogramme Geometriesoftware FÜ: Biologie, Musik, Mathematik (Geometrie) LK: 1-2 schriftliche

2 6 Elektrizität Sicherer Umgang mit Elektrizität Stromkreise, Leiter und Isolatoren UND-, ODER und Wechselschaltung Dauermagnete und Elektromagnete, Magnetfelder Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern Wärmewirkung des elektr. Stroms, Sicherung Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten s4,s5 w4 w5 w6 e2, e3 Referate S Elektrizität im Alltag Schüler und Schülerinnen experimentieren mit einfachen Stromkreisen Was der Strom alles kann (Geräte im Alltag) Schüler und Schülerinnen untersuchen ihre eigene Fahrradbeleuchtung Messgeräte erweitern die Wahrnehmung (teilweise Eigenbau der S.u.S.) IT: Crocodile Clips FÜ: Geographie (Geomagnetismus) Geschichte LK: 1-2 schriftliche 8 Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts (bis Weihnachten) Aufbau und Bildentstehung beim Auge Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe, Fernrohr Brechung, Reflexion, Totalreflexion und Lichtleiter Zusammensetzung des weißen Lichts S1, S7, S8 W7, W8 Bearbeitung von Arbeitsblättern S Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Mit optischen Instrumenten Unsichtbares sichtbar gemacht Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Spektrometer Lichtleiter in Medizin und Technik Die Welt der Farben Schülerexperimentierkästen zur Optik Computer OHP -Folien IT: Geometriesoftware zur Beschreibung von Strahlengängen durch Linsen nutzen FÜ: Biologie (Astronomie, Medizin) LK:, 2 schriftliche Übungen, Abfragen Elektrizität messen, verstehen, anwenden Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus Autoelektrik Hybridantrieb E3, E6 E10 M1 M3 S3 S6 W11 Elektrizität (bis Ostern) Einführung von Stromstärke und Ladung Eigenschaften von Ladung, elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen elektrischer Widerstand, Ohmsches Gesetz Bearbeitung von Arbeitsblättern Arbeit mit Simulationsprogrammen zu elektrischen Schaltungen S zur Elektrizitätslehre IT: Nutzung es Programms Crocodile Clips zu Simulation von Widerstandsnetzwerken (FÜ: Chemie: Elektrolyse; Biologie: Reizleitung in Nervenzellen) Abfragen,

3 8 Kraft, Druck, mechanische und innere Energie (nach Ostern) Geschwindigkeit Kraft als vektorielle Größe, Zusammenwirken von Kräften Gewichtskraft und Masse, Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit 100 m in 10 Sekunden (Physik und Sport) W1 W3 W6 Computereinsatz S Arbeitsblätter, Experimente Experimentierkästen zur Mechanik IT: Auswertung von Messreihen mit Excel FÜ: Biologie Abfragen, 9 Kraft, Druck, mechanische und innere Energie (Fortsetzung) Hebel und Flaschenzug mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltung Druck, Auftrieb in Flüssigkeiten Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege Anwendungen der Hydraulik Tauchen in Natur und Technik W3 W6 E1 E3, E5 E7 S1, S2 Heimexperimente zu Hebelgesetz und einfachen Flaschenzügen Lernstationen: Auftrieb S Schüler und IT: Auswertung von Messreihen mit Excel FÜ: Biologie LK: 2 3 schriftliche Radioaktivität und Kernenergie Aufbau der Atome ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertzeit) Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Kernspaltung Nutzen und Risiken der Kernenergie Energie, Leistung, Wirkungsgrad Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes regenerative Energieanlagen Energieumwandlungsprozesse, Elektromotor und Generator Wirkungsgrad, Erhaltung und Umwandlung von Energie Radioaktivität und Kernenergie Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung Radioaktivität und Kernenergie Nutzen und Gefahren Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren Effiziente Energienutzung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik Strom für zu Hause Das Blockheizkraftwerk Energiesparhaus Verkehrssysteme und Energieeinsatz E1, E3, E4, E8, E10 M3 M8 S7, S9 W9, W10 E1 E10 S7, S9, S10 W11 W13 Präsentationen Referate Bearbeitung von Arbeitsblättern Recherche im Internet und im SLZ S Infoheft: Basiswissen Kernenergie Computer OHP - Folien S neue Experimentierkästen von Cornelsen zu Wind- und Solarenergie IT: Referate mit Powerpoint; Simulationsprogramme z.b. zum radioaktiven Zerfall FÜ: Erdkunde, Chemie, Biologie, Politik Abfragen, IT: Internetrecherchen FÜ: Erdkunde Abfragen,

4 Anhang: Konzeptbezogene Basiskompetenzen im Fach Physik (Stufe 6) Basiskonzept Energie / e Die Schülerinnen und Schüler haben das Energiekonzept auf der Grundlage einfacher Beispiele so weit entwickelt, dass sie 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 Basiskonzept System / s Die Schülerinnen und Schüler haben das Systemkonzept auf der Grundlage ausgewählter Phänomene aus Natur und Technik so weit entwickelt, dass sie... s1: 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 Basiskonzept Struktur der Materie / m Die Schülerinnen und Schüler haben das Materiekonzept an Hand Von Phänomenen hinsichtlich einer einfachen Teilchenvorstellung Sowei entwickelt, dass sie... m1: an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von Energie (Wärme) verändern m2: Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergäne auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben Basiskonzept Wechselwirkung / w Die Schülerinnen und Schüler haben das Wechselwirkungskonzept an einfachen Beispielen so weit entwickelt, dass sie... w1: Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären w2: 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 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 Stroms aufzeigen und unterscheiden w6: geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben

5 Anhang: Konzeptbezogene Basiskompetenzen im Fach Physik (Stufen 8 und 9) Basiskonzept Energie / E Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe des Energiekonzepts haben das Energiekonzept erweitert und soweit auch Beobachtungen und Phänomene formal entwickelt, dass sie... erklären sowie Vorgänge teilweise formal beschreiben und Ergebnisse vorhersagen, sodass sie... E1: in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. E2: die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen. E3: die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und E4: an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. E5: 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. E6: Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. E7: Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. E8: beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E9: die Notwendigkeit zum Energiesparen begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. E10: verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren. Basiskonzept Struktur der Materie / M Die Schülerinnen und Die Schülerinnen und Schüler können Schüler haben das Materiekonzept durch die Ertungen und Phänomene erklären sowie mithilfe des Materiekonzepts Beobachweiterung der Teilchenvorstellung soweit formal und Ergebnisse vorhersagen, sodass sie Vorgänge teilweise formal beschreiben entwickelt, dass sie M1: verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. M2: die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells erklären. M3: Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell M4: die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung M5: Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen. M6: Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene M7: Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte identifizieren. M8: Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung bewerten.

6 Basiskonzept System / S Die Schülerinnen und Schüler haben das Systemkonzept soweit erweitert, dass sie... Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe des Systemkonzepts auch auf formalem Niveau Beobachtungen und Phänomene erklären sowie Vorgänge beschreiben, sodass sie... S1: den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S2: Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen S3: die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie S4: den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen. S5: die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden. S6: umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke bestimmen. S7: technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. S8: die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme Krefeld, im Januar 2010 Andreas Huwer S9: technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. S10: die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären. Basiskonzept Wechselwirkung / W Die Schülerinnen und Schüler haben das Wechselwirkungskonzept erweitert und soweit formal entwickelt, dass sie... Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe des Wechselwirkungskonzepts auch auf formalem Niveau Beobachtungen und Phänomene erklären sowie Vorgänge beschreiben und Ergebnisse vorhersagen, sodass sie... W1: Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. W2: Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen W3: die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen W4: Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden. W5: Schweredruck und Auftrieb formal beschreiben und in Beispielen anwenden. W6: die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft W7: Absorption, und Brechung von Licht W8: Infrarot-, Lichtund Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung W11: die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. W9: experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung W10: 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. W12: den Aufbau eines Elektromotors beschreiben und seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes erklären. W13: den Aufbau von Generator und Transformator beschreiben und ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion erklären.