In diesem Dokument finden Sie für dieses Fach:

Transkript

1 GOETHE GYMNASIUM Physik In diesem Dokument finden Sie für dieses Fach: Den schulinternen Lehrplan. o Schulinternes Curriculum Sek I ab 2014 S. 2 o Schulinternes Curriculum Sek I vor 2014 S. 12 Grundsätze zur Leistungsbeurteilung. 1

2 Schulinternes Curriculum SekI für das Fach Physik ab Gültig für die Jahrgänge, die ab dem Schuljahr 2014/2015 die Schule besuchen. Für die älteren Jahrgänge gilt das schulinterne Curriculum Sek-I vor Inhaltsverzeichnis: Seite 1 Einleitung 2 2 Stundentafel und Lehrbücher 2 3 Prozess- und konzeptbezogene Kompetenzen 3 4 Übersicht der Unterrichtsinhalte 4 5 Leistungsbewertung 11 2

3 1 Einleitung Die Grundlage für das vorliegende Curriculum ist der seit 2008 gültige Kernlehrplan für das Fach Physik. Die naturwissenschaftliche Bildung am Goethe-Gymnasium weicht in der Erprobungsstufe durch die naturwissenschaftlichen Praktika vom üblichen naturwissenschaftlichen Unterricht ab. Je ein Halbjahr lang besuchen die Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 5 und 6 das Roboterpraktikum, das Elektronikpraktikum, das Chemiepraktikum und das Biologiepraktikum. In den Praktika arbeiten die Schüler in sehr kleinen Lerngruppen stark praxisorientiert, der Schwerpunkt des Unterrichts liegt auf einem spielerischen und experimentellen Einstieg in die Naturwissenschaft, der den Schülern Spaß macht. Im physikalischen Teil des Unterrichts entdecken die Schülerinnen und Schüler z.b. die Grundlagen der Elektronik mit einem eigenen Elektronikbaukasten. Nach der Erprobungsstufe entscheiden die Schülerinnen und Schüler ob sie den bilingualen oder den naturwissenschaftlichen Zweig besuchen möchten. Im naturwissenschaftlichen Zweig kann der Zugang zu Unterrichtsinhalten aufgrund einer erhöhten Stundenzahl vertieft werden. Ihre Spezialisierung können die Schüler mit naturwissenschaftlicher Neigung in Mittel- und Oberstufe durch die Wahl ihrer Kurse verstärken. 2 Stundentafel und Lehrbücher Die folgende Übersicht zeigt auf, in welchen Jahrgangsstufen der Sekundarstufe I das Fach Physik in welchem zeitlichen Umfang unterrichtet wird (Stand: Juni 2014). Stundentafel bilingualer Zweig Jahrgangsstufe Wochenstundenzahl Stundentafel naturwissenschaftlicher Zweig Jahrgangsstufe Wochenstundenzahl Es werden die folgenden Lehrbücher verwendet: Fokus Physik, Gymnasium 5/6 Fokus Physik, Gymnasium 7/8 Fokus Physik, Gymnasium 9 3

4 3 Prozess- und konzeptbezogene Kompetenzen Die Kompetenzen, also die Fähigkeiten und Fertigkeiten, die die Schülerinnen und Schüler innerhalb des jeweiligen Faches erwerben sollen, sind in prozessbezogene Kompetenzen und konzeptbezogene Kompetenzen unterteilt. Die prozessbezogenen Kompetenzen sind hinsichtlich der Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung (EG), Kommunikation (K) und Bewertung (B) gegliedert. Die konzeptbezogenen Kompetenzen sind bezüglich der Basiskonzepte des Faches Physik - System (S), Struktur der Materie (M), Energie (E) und Wechselwirkung (WW) - eingeteilt worden. Im Folgenden ist zugeordnet, bei welchen Unterrichtsinhalten Teilkompetenzen der prozessbezogenen und konzeptbezogenen Kompetenzen erworben werden sollen. 4

5 4 Übersicht der Unterrichtsinhalte Die folgende Tabelle enthält eine umfassende Übersicht über den unterrichtlichen Zusammenhang zwischen den in den Kernlehrplänen aufgeführten Inhaltsfeldern, fachlichen Kontexten und konzept- bzw. prozessbezogenen Kompetenzen. Jahrgangsstufe 5/6 - Das Elektronikpraktikum als Teil des naturwissenschaftlichen Unterrichts Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Elektrizität Teil 1a Elektrizität im Alltag Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Sicherer Umgang mit Elektrizität, erste Stromkreise, Leiter und Isolatoren, UND-,ODER- und Wechselschaltung, Dauermagnete und Elektromagnete, Magnetfelder, Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern, Wärmewirkung des elektrischen Stroms, Sicherung Schülerinnen und Schüler experimentieren mit ersten Stromkreisen Was der Strom alles kann (Geräte im Alltag) Messgeräte erweitern die Wahrnehmung S4: erklären an Beispielen, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. S5: planen und bauen erste elektrische Schaltungen und bauen sie auf. WW4: erläutern beim Magnetismus, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können WW6: beschreiben geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom. EG8: stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus EG10: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K8: beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B7: binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. 5

6 Jahrgangsstufe 6 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Temperatur und Energie Sonne Temperatur Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Jahreszeiten Thermometer, Temperaturmessung, Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung, Aggregatzustände (Teilchenmodell), Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur Sonnenstand Was sich mit der Temperatur alles ändert Leben bei verschiedenen Temperaturen Die Sonne unsere wichtigste Energiequelle E3: zeigen an Beispielen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann. E4: ordnen an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zu. M1: beschreiben an Beispielen, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. M2: beschreiben Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge (auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung.) S1: erkennen den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche. EG1: beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. EG2: erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. EG4: führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG6: recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. K1: tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. B1: beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. Das Licht und der Schall Sehen und Hören Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Licht und Sehen,Lichtquellen und Lichtempfänger, geradlinige Ausbreitung des Lichts, (Kern-)Schatten, Mondphasen Schallquellen und Schallempfänger; Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke Sicher im Straßenverkehr Augen auf! Sonnen- und Mondfinsternis Physik und Musik S2: nennen Grundgrößen der Akustik. S3: erläutern Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag. WW1: erklären Schattenbildungen mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts. WW2: identifizieren Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr. WW3: nennen geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall. EG10: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K7: beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. B8: nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. Elektrizität Teil 1b Elektrizität im Alltag Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten Schülerinnen und Schüler berichten aus ihrem Erfahrungsbereich E1: zeigen an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie auf. E2: bilanzieren Energie in Transportketten halbquantitativ und legen dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde. E4: ordnen an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zu. E5: an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stromes aufzeigen und unterscheiden EG10: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. B7: binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. 6

7 Jahrgangsstufe 8 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Elektrizität Teil 2 Elektrizität messen, Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler verstehen, anwenden Einführung von Stromstärke und Ladung, Eigenschaften von Ladung, elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher; Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken elektrischer Widerstand, Ohm sches Gesetz; Spannungen, elektrische Stromstärken und Widerstände bei Reihen- und Parallelschaltungen; Sicherungen Kraft, Druck, mechanische und innere Energie Geschwindigkeit, Kraft als vektorielle Größe, Zusammenwirken von Kräften, Gewichtskraft und Masse, Hebel und Flaschenzug, mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltung (Teilchenmodell) Druck, Auftrieb in Flüssigkeiten Optische Instrumente, Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus Autoelektrik Hybridantrieb S8: beschreiben elektrische Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie. S9: nutzen den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen. S10: beschreiben die Beziehung von Spannung und Stromstärke in elektrischen Schaltungen. K3: planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. B9: beurteilen die Anwendung eines Modells EG9: interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. Werkzeuge u. Maschinen erleichtern die Arbeit Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler 100 m in 10 Sekunden (Physik und Sport) Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege Anwendungen der Hydraulik Tauchen in Natur und Technik Optik hilft dem Auge E5: beschreiben komplexere Vorgänge in relevanten Anwendungszusammenhängen energetisch, erkennen dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse und stellen diese dar. E6: erläutern die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts und nutzen sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen. E8: stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar. M3: vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften. WW7: führen Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurück. WW8: beschreiben Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen. WW9: beschreiben die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen. WW10: beschreiben den Druck quantitativ als physikalische Größe und wenden ihn in Beispielen an. WW11: beschreiben Schweredruck und Auftrieb formal und wenden sie in Beispielen an. WW12: beschreiben die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft. EG3: analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. EG5: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG9: interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K4: beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. B6: benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung physikalischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. 7

8 Farbzerlegung des Lichts auf die Sprünge Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Brechung, Reflexion, Totalreflexion und Lichtleiter Zusammensetzung des weißen Lichts Lichtleiter in Medizin und Technik Die Welt der Farben WW13: beschreiben Absorption, Reflexion und Brechung von Licht. WW14: unterscheiden Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung und beschreiben mit Beispielen ihre Wirkung. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K3: planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K8 : beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B3: stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. Aufbau und Bildentstehung beim Auge Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe, Fernrohr. Mit optischen Instrumenten Unsichtbares sichtbar gemacht Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Spektroskope S13: beschreiben die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme. EG3: analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K8 : beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B3: stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. Jahrgangsstufe 8 - Der naturwissenschaftliche Zweig Die oben genannten Inhalte und Kompetenzen werden im naturwissenschaftlichen Zweig vertiefend behandelt. Bei den Inhalten bieten sich folgende Ergänzungen an: Elektrizität Teil 2 Spannungen, elektrische Stromstärken und Widerstände bei komplexeren Schaltungen berechnen Kraft, Druck, mechanische und innere Energie Federkonstanten und Hooke sches Gesetz Brückenbau Schweredruck berechnen Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Das Mikroskop, Linsenbilder konstruieren und berechnen Jahrgangsstufe 9 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen 8

9 Energie, Leistung, Wirkungsgrad Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes regenerative Energieanlagen Energieumwandlungsprozesse, elektromagnetische Induktion, Elektromotor und Generator, Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Effiziente Energienutzung: eine Zukunftsaufgabe der Physik Strom für zu Hause Das Blockheizkraftwerk Energiesparhaus Verkehrssysteme und Energieeinsatz Hybridantrieb Schülerinnen und Schüler E7: erkennen und beschreiben die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.). E8: stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar. E9: kennen den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses und nutzen ihn in Beispielen aus Natur und Technik. E10: erläutern an Beispielen Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung. E11: unterscheiden und beschreiben formal Lage-, kinetische, durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) und nutzen sie für Berechnungen. E12: beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E13: begründen die Notwendigkeit zum Energiesparen und erläutern Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld. E14: vergleichen und bewerten verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, - aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten und diskutieren deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz. M3: vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mech.. oder elektr. Stoffeigenschaften. M4: erklären die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells. S6: beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer Komponenten (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S7: beschreiben Energieflüsse in unter S6 genannten offenen Systemen. S8: beschreiben elektrische Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie. S11: bestimmen umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke. S12: beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch, Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. S14: vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen. S15: erklären die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine. WW17: beschreiben den Aufbau eines Elektromotors und erklären seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes. WW18: beschreiben den Aufbau von Generator und Transformator und erklären ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion. Schülerinnen und Schüler EG6: recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. EG7: wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. K2: kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. K4: beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische 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. K8: beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B2: unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen. B10: beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt 9

10 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Radioaktivität und Grundlagen, Kernenergie Anwendungen und Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Aufbau der Atome, ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertzeit), Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Kernspaltung Nutzen und Risiken der Kernenergie Verantwortung Radioaktivität und Kernenergie Nutzen und Gefahren Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren E12: beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E13:begründen die Notwendigkeit zum Energiesparen und erläutern Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld. M5: beschreiben Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell. M6: beschreiben die Entstehung ionisierender Teilchenstrahlung. M7: nennen Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung. M8: beschreiben Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene. M9: identifizieren Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte. M10: bewerten Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung. S6: beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer Komponenten (z.b. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S7: beschreiben Energieflüsse in unter S6 genannten offenen Systemen. S12: beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch, Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. S14: vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen. WW3: nennen geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Strahlung. WW15: beschreiben experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung. WW16: 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. EG5: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG6: recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. EG7: wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. K1: 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. K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. 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. 10

11 5 Leistungsbewertung Alle im Kernlehrplan ausgewiesenen Bereiche der prozessbezogenen und konzeptbezogenen Kompetenzen sind bei der Leistungsbewertung angemessen zu berücksichtigen. Prozessbezogene Kompetenzen und konzeptbezogene Kompetenzen haben den gleichen Stellenwert. Die Leistungsbewertung bezieht sich auf die im Zusammenhang mit dem Unterricht zu erwerbenden Kompetenzen. Die Entwicklung von prozess- und konzeptbezogenen Kompetenzen lässt sich durch genaue Beobachtung von Schülerhandlungen feststellen. Dabei ist zu beachten, dass Ansätze und Aussagen, die auf nicht ausgereiften Konzepten beruhen, durchaus konstruktive Elemente in Lernprozessen sein können. Die Beobachtungen erfassen die Qualität, Häufigkeit und Kontinuität der Beiträge, die die Schülerinnen und Schüler im Unterricht einbringen. Diese Beiträge sollen unterschiedliche mündliche, schriftliche und praktische Formen in enger Bindung an die Aufgabenstellung und das Anspruchsniveau der jeweiligen Unterrichtseinheit umfassen. Zu solchen Unterrichtsbeiträgen zählen: mündliche Beiträge wie Hypothesenbildung, Lösungsvorschläge, Darstellen von Zusammenhängen und Bewerten von Ergebnissen, qualitatives und quantitatives Beschreiben von Sachverhalten, auch in, Analyse und Interpretation von Texten, Graphiken und Diagrammen,, Erstellen von Produkten wie Dokumentationen zu Aufgaben, Untersuchungen und Experimenten, Protokolle, Präsentationen, Lernplakate, Modelle, Erstellung und Präsentation von Referaten, Führung eines Heftes, Lerntagebuchs oder Portfolios, Beiträge zur gemeinsamen Gruppenarbeit, kurze schriftliche Überprüfungen. Das Anfertigen von Hausaufgaben gehört nach 42 (3) SchG zu den Pflichten der Schülerinnen und Schüler. Unterrichtsbeiträge auf der Basis der Hausaufgaben können zur Leistungsbewertung herangezogen werden. 11

12 Schulinternes Curriculum SekI - G8 für das Fach Physik vor 2014 Überarbeitete Version des Curriculums von 2010, gültig für alle Jahrgänge der Sek I, die von 2010 bis 2013 an unsere Schule gekommen sind. Stand: Juni 2014 Inhaltsverzeichnis: Seite 1 Einleitung 13 2 Stundentafel 13 3 Basiskonzepte 13 4 Kompetenzen 14 5 Übersicht der Unterrichtsinhalte 15 6 Leistungsbewertung 24 12

13 1 Einleitung Die seit August 2008 gültigen Kernlehrpläne basieren auf den sogenannten Bildungsstandards. Die Bildungsstandards im Fach Physik für den Mittleren Schulabschluss sind auf der Kultusministerkonferenz vom festgesetzt worden. Das Gerüst des Kernlehrplans Physik sind die Basiskonzepte (Energie, Struktur der Materie, System, Wechselwirkung), die prozessbezogenen Kompetenzen (Erkenntnisgewinnung, Kommunikation, Bewertung) und die konzeptbezogenen Kompetenzen (zu den Basiskonzepten Energie, Struktur der Materie, System, Wechselwirkung), die Inhaltsfelder der Basiskonzepte sowie die Kontexte. 2 Stundentafel Die folgende Übersicht zeigt auf, in welchen Jahrgangsstufen der Sekundarstufe I das Fach Physik in welchem zeitlichen Umfang unterrichtet wird (Jahrgänge 2010 bis 2013). Jahrgangsstufe Wochenstundenzahl Basiskonzepte Die Basiskonzepte der naturwissenschaftlichen Fächer sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Gewisse Überschneidungen der Inhalte der einzelnen Basiskonzepte in den einzelnen Fächern sind unvermeidlich. NW-Fächer Basiskonzepte Biologie System Struktur und Funktion Entwicklung Chemie Chemische Reaktion Struktur der Materie Energie Physik System Struktur der Materie Energie Wechselwirkung Ausführungen zum Basiskonzept Energie sind in allen Fachlehrplänen Physik, Biologie und Chemie vorhanden. Eine gemeinsame Verständnisbasis der Fachlehrerinnen und Fachlehrer ermöglicht eine kongruente Entwicklung des Energiekonzepts bei den Schülerinnen und Schülern. 13

14 4 Kompetenzen Eine wesentliche Neuheit der Kernlehrpläne sind die Kompetenzen, also die Fähigkeiten und Fertigkeiten, die die Schülerinnen und Schüler innerhalb des jeweiligen Faches erwerben sollen. Die sogenannten Kompetenzen sind in prozessbezogene Kompetenzen und konzeptbezogene Kompetenzen unterteilt. Die prozessbezogenen Kompetenzen sind hinsichtlich der Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung (EG), Kommunikation (K) und Bewertung (B) gegliedert. Sie können in allen Inhaltsfeldern und in unterschiedlichen Jahrgangsstufen erworben werden. Deshalb sollen die prozessbezogenen Kompetenzen bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9 erworben werden. Die konzeptbezogenen Kompetenzen sind bezüglich der Basiskonzepte System (S), Struktur der Materie (M), Energie (E) und Wechselwirkung (WW) eingeteilt worden. Da sie abhängig sind von den Inhaltsfeldern, ist im Folgenden aufgeführt, in welchem Zusammenhang und bis zu welcher Jahrgangsstufe die konzeptbezogenen Kompetenzen erworben werden sollen. 14

15 5 Übersicht der Unterrichtsinhalte Die folgende Tabelle enthält eine umfassende Übersicht über den unterrichtlichen Zusammenhang zwischen den in den Kernlehrplänen aufgeführten Basiskonzepten, Inhaltsfeldern, Kontexten und konzept- bzw. prozessbezogenen Kompetenzen. Jahrgangsstufe 5 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Temperatur und Energie Sonne Temperatur Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Jahreszeiten Thermometer, Temperaturmessung, Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung, Aggregatzustände (Teilchenmodell, Chemie in Jhst. 7), Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur Sonnenstand Was sich mit der Temperatur alles ändert Leben bei verschiedenen Temperaturen Die Sonne unsere wichtigste Energiequelle E3: zeigen an Beispielen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann. E4: ordnen an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zu. M1: beschreiben an Beispielen, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. M2: beschreiben Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge (auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung.) S1: erkennen den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche. EG1: beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. EG2: erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. EG4: führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG6: recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. K1: tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. B1: beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. Das Licht und der Schall Sehen und Hören Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Licht und Sehen, Lichtquellen und Lichtempfänger, geradlinige Ausbreitung des Lichts, (Kern-)Schatten, Mondphasen Sicher im Straßenverkehr Augen auf! Sonnen- und Mondfinsternis WW1: erklären Schattenbildungen mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts. EG10: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K7: beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. B8: nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. 15

16 Jahrgangsstufe 6 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Elektrizität Elektrizität im Alltag Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Sicherer Umgang mit Elektrizität, erste Stromkreise, Leiter und Isolatoren, UND-Schaltung, Dauermagnete und Elektromagnete, Magnetfelder, UND-, ODER- und Wechselschaltung, Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern, Wärmewirkung des elektrischen Stroms, Einführung von Ladung, Stromstärke und Spannung, Eigenschaften von Ladung, elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher; Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten Schülerinnen und Schüler experimentieren mit ersten Stromkreisen Schülerinnen und Schüler untersuchen ihre eigene Fahrradbeleuchtung Messgeräte erweitern die Wahrnehmung Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus Autoelektrik Hybridantrieb Schülerinnen und Schüler berichten aus ihrem Erfahrungsbereich S4: erklären an Beispielen, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt. S5: planen und bauen erste elektrische Schaltungen und bauen sie auf. S8: beschreiben elektrische Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie. S9: nutzen den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen. S10: beschreiben die Beziehung von Spannung und Stromstärke in elektrischen Schaltungen. WW4: erläutern beim Magnetismus, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können WW5: zeigen an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stromes auf und unterscheiden sie. WW6: beschreiben geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom. WW15: setzen die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung und führen die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurück. E1: zeigen an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie auf. E2: bilanzieren Energie in Transportketten halbquantitativ und legen dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde. E4: ordnen an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zu. EG8: stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus EG10: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K3: planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. K8: beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B7: binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. B9: beurteilen die Anwendung eines Modells 16

17 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Das Licht und der Schall Sehen und Hören Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Schallquellen und Schallempfänger; Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke Sicher im Straßenverkehr Ohren auf! Physik und Musik S2: nennen Grundgrößen der Akustik. S3: erläutern Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag. WW2: identifizieren Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr. WW3: nennen geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall. EG10: stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. K7: beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. B8: nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. Nach diesen Inhalten ist erfahrungsgemäß noch etwas Zeit, daher können folgende Elemente der Optik aus Jahrgangsstufe 8 schon vorgezogen werden: Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Brechung, Reflexion, Totalreflexion und Lichtleiter Zusammensetzung des weißen Lichts, Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Lichtleiter in Medizin und Technik Die Welt der Farben WW13: beschreiben Absorption, Reflexion und Brechung von Licht. WW14: unterscheiden Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung und beschreiben mit Beispielen ihre Wirkung. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K3: planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K8 : beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B3: stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. 17

18 Jahrgangsstufe 8 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Elektrizität Elektrizität messen, verstehen, anwenden Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler elektrischer Widerstand, Ohm sches Gesetz; Spannungen, elektrische Stromstärken und Widerstände bei Reihen- und Parallelschaltungen; Sicherungen Kraft, Druck, mechanische und innere Energie Geschwindigkeit, Kraft als vektorielle Größe, Zusammenwirken von Kräften, Hebel, Reibung, mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltung (Teilchenmodell) Kolbendruck, Flaschenzug, Schweredruck, Auftrieb in Flüssigkeiten Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus Autoelektrik Hybridantrieb S8: beschreiben elektrische Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie. S9: nutzen den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen. S10: beschreiben die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen und wenden diese an. EG9: interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. K3: planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. B9: beurteilen die Anwendung eines Modells Werkzeuge, Maschinen erleichtern die Arbeit Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler 100 m in 10 Sekunden (Physik und Sport) Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege Anwendungen der Hydraulik Tauchen in Natur und Technik E5: beschreiben komplexere Vorgänge in relevanten Anwendungszusammenhängen energetisch, erkennen dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse und stellen diese dar. E6: erläutern die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts und nutzen sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen. E8: stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar. M3: vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften. WW7: führen Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurück. WW8: beschreiben Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen. WW9: beschreiben die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen. WW10: beschreiben den Druck quantitativ als physikalische Größe und wenden ihn in Beispielen an. WW11: beschreiben Schweredruck und Auftrieb formal und wenden sie in Beispielen an. WW12: beschreiben die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft. EG3: analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. EG5: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG9: interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K4: beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. B6: benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung physikalischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. 18

19 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Brechung, Reflexion, Totalreflexion und Lichtleiter Zusammensetzung des weißen Lichts, Linsen und Brennpunkt Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Lichtleiter in Medizin und Technik Die Welt der Farben WW13: beschreiben Absorption, Reflexion und Brechung von Licht. WW14: unterscheiden Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung und beschreiben mit Beispielen ihre Wirkung. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K3: planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. K8 : beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B3: stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. Aufbau und Bildentstehung beim Auge Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe, Fernrohr Mit optischen Instrumenten Unsichtbares sichtbar gemacht Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Spektroskope S13: beschreiben die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme. EG3: analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche. EG11: beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. K8 : beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B3: stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. 19

20 Jahrgangsstufe 9 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Energie, Leistung, Wirkungsgrad Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes regenerative Energieanlagen Energieumwandlungsprozesse, elektromagnetische Induktion, Elektromotor und Generator, Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Effiziente Energienutzung: eine Zukunftsaufgabe der Physik Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Strom für zu Hause Das Blockheizkraftwerk Energiesparhaus Verkehrssysteme und Energieeinsatz Hybridantrieb E7: erkennen und beschreiben die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.). E8: stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar. E9: kennen den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses und nutzen ihn in Beispielen aus Natur und Technik. E10: erläutern an Beispielen Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung. E11: unterscheiden und beschreiben formal Lage-, kinetische, durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) und nutzen sie für Berechnungen. E12: beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E13: begründen die Notwendigkeit zum Energiesparen und erläutern Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld. E14: vergleichen und bewerten verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten und diskutieren deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz. M3: vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mech.. oder elektr. Stoffeigenschaften. M4: erklären die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells. S6: beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer Komponenten (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S7: beschreiben Energieflüsse in unter S6 genannten offenen Systemen. S8: beschreiben elektrische Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie. S11: bestimmen umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke. S12: beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch, Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. S14: vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen. S15: erklären die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine. WW17: beschreiben den Aufbau eines Elektromotors und erklären seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes. WW18: beschreiben den Aufbau von Generator und Transformator und erklären ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion. EG6: recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. EG7: wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressatenund situationsgerecht. K2: kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. K4: beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische 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. K8: beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B2: unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen. B10: beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt 20

21 Jahrgangsstufe 9 Inhaltsfeld Fachlicher Kontext Konzeptbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Radioaktivität und Grundlagen, Kernenergie Anwendungen und Aufbau der Atome, ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertzeit), Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Kernspaltung Nutzen und Risiken der Kernenergie Verantwortung Schülerinnen und Schüler Schülerinnen und Schüler Radioaktivität und Kernenergie Nutzen und Gefahren Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren E12: beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. E13:begründen die Notwendigkeit zum Energiesparen und erläutern Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld. M5: beschreiben Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell. M6: beschreiben die Entstehung ionisierender Teilchenstrahlung. M7: nennen Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung. M8: beschreiben Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene. M9: identifizieren Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte. M10: bewerten Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung. S6: beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer Komponenten (z.b. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S7: beschreiben Energieflüsse in unter S6 genannten offenen Systemen. S12: beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch, Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. S14: vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen. WW3: nennen geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Strahlung. WW15: beschreiben experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung. WW16: 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. EG5: dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt. EG6: recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. EG7: wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressatenund situationsgerecht. K1: 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. K6: veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. B5: beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. 21