Stoffverteilungsplan PHYSIK Sek. I (Klassen 6-9) im G8 (Stand: )

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1 Stoffverteilungsplan PHYSIK Sek. I (Klassen 6-9) im G8 (Stand: ) Der folgende Stoffverteilungsplan für das G8 ist zunächst als vorläufig anzusehen. Nach der Implementation durch die Bezirksregierung wird er im Weiteren gefüllt werden mit Hinweisen zu fachlichen Kontexten und zu den obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen. Elektrizität - Stromkreise - Elektrische Schaltungen - Magnetismus - Energietransportketten Temperatur und Energie - Temperaturmessung - Volumen- und Längenänderung bei Abkühlung/Erwärmung - Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur Das Licht und der Schall - Licht und Sehen - Lichtausbreitung, Schattenbildung - Schallquellen und Schallempfänger Unterrichtsinhalte der Jahrgangsstufe 6 (für MNW Klassen gilt ein erweiterter Plan)

2 Unterrichtsinhalte der Jahrgangsstufe 7 (ein Halbjahr) Strahlenoptik - Licht an Grenzflächen - Optische Linsen - Der Sehvorgang - Optische Instrumente Unterrichtsinhalte der Jahrgangsstufe 8 Kraft, Druck, mechanische und innere Energie - Kraft als vektorielle Größe (Ursache für Bewegungsänderung und Verformung) - Zusammenwirken von Kräften (Kräfteparallelogramm, Kräftegleichgewicht) - Gewichtskraft und Masse (Ortsfaktor, Vergleich Erde-Mond) - Hebel und Flaschenzug - Kolbendruck und Schweredruck (Hebebühne, Hydrostat. Paradoxon, Luftdruck) - mechanische Arbeit und Energie / Energieerhaltung / Energieentwertung - Auftrieb in Flüssigkeiten (Archimedisches Prinzip, Schwimmen-Schweben-Sinken) Elektrizität - Einführung von Stromstärke (über die Wirkungen des elektrischen Stroms) und Ladung (Ladungstrennung, Elektronen) - elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher

3 Unterrichtsinhalte der Jahrgangsstufe 9 Elektrizität - Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken - elektrischer Widerstand / Ohmsches Gesetz - Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen Radioaktivität und Kernenergie - Aufbau der Atome - ionisierende Strahlung (Arten, Reichweite, Zerfallsreihen, Halbwertszeit) - 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 - Energieumwandlungsprozesse - Elektromotor und Generator - Wirkungsgrad - Erhaltung und Umwandlung von Energie - Windenergieanlagen

4 Konzept MNW-Klassen 6 Physik (Stand: ) Aufgeführt sind im Folgenden zwar nur inhaltliche Überlegungen, verbunden sind mit der Materialsammlung damit allerdings auch konkrete Unterrichtsideen. Diese Ideen entstammen teilweise den genannten Lehrwerken. Die Material- und Ideensammlung soll fortlaufend ergänzt werden. Aus der Übersicht kann nicht deutlich werden, dass der Unterricht stark kontextorientiert und handlungsorientiert mit vielen Experimentalphasen (günstig dafür sind die Doppelstunden) laufen soll, Konkretere Absprachen mit dem Fach Erdkunde müssen noch erfolgen. 1) Elektrizität und Magnetismus (ca. 8 Wochen, also etwa bis zu den Herbstferien) a) Elektrische Geräte im Alltag - Elektrische Geräte - elektrische Stromkreise - Schaltungen - Leitfähigkeit b) Magnetismus - Magnete im Alltag - Magnete und ihre Wirkungen - Elektromagnete 2) Sonne Wetter - Jahreszeiten (Teile a)-c) bis Mitte Januar, Teile d)-e) bis zu den Osterferien) a) Wir vermessen das Wetter - Bearbeitung von Material: Studium von Satellitenbildern und Wetterkarten - Praktischer Anteil: Herstellung von Messgeräten - Methode: Erstellen von Diagrammen - Methode: Führen eines Wetter-Tagebuches

5 b) Wettererscheinungen und ihre Auswirkungen auf den Menschen - Sonne als Energielieferant - Luftfeuchtigkeit und Wolkenbildung / Luftdruck - Niederschläge - Auswirkungen des Wetters auf den Menschen - Entstehung der Jahreszeiten c) Herbst - Zeit der Winde - Windentstehung / Windenergie - Luft dehnt sich aus - Vogelzug ( BIOLOGIE) d) Winter - Speicherung von Energie / Kleinhalten von Wärmeverlusten - energiesparendes Bauen - Überwintern von Tieren ( BIOLOGIE) - Der Garten im Winter ( BIOLOGIE) e) Frühling - Zeit des Erwachens ( BIOLOGIE) - Kondensation und Nebelbildung - Wolkenarten und -entstehung - Frühblüher ( BIOLOGIE) 3) Planetenkunde (bis Pfingsten) a) Vom Sehen

6 b) Orientierung am Sternenhimmel ( Besuch im Planetarium) c) Das Planetensystem d) Die Planeten und ihre Monde 4) Fortsetzung Sonne Wetter Jahreszeiten (bis Schuljahresende) f) Sommer - Sonne als Energielieferant - Energie verschwindet nicht / Energieentwertung - Energie aus Pflanzen nachwachsende Rohstoffe W. Uphoff / R. Brameier

7 Stufe Inhaltsfelder Fachliche Kontexte Kompetenzen 6 Elektrizität Sicherer Umgang mit Elektrizität Stromkreise Leiter und Isolatoren UND-, ODER- und Wechselschaltung Dauermagnete und Elektromagnete, Magnetfelder Nennspannungen von elektrischen Elektrizität im Alltag Schülerinnen und Schüler experimentieren mit einfachen Strom Was der Strom alles kann Schülerinnen und Schüler untersuchen ihre eigene Fahrradbeleuchtung Messgeräte erweitern die Wahrnehmung Anziehung trotz Abstand- Magnete schaffen das Magnete und Wirkungen, magnetisches Feld, Elektromagnet, Vergleich Dauermagnet-Elektromagnet Einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen, den Energiefluss in Stromkreisen beschreiben und an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden. - an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt - einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen - an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden - geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben - UND- und ODER-Schaltung: Fahrradbeleuchtung - Methodisches Vorgehen beim Experimentieren und Protokollieren Beschreiben, Erklären - Einführung in die Textarbeit - an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden - an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen - Transportketten Energie bilanzieren und

8 Quellen und Verbrauchern Wärmewirkung des elektrischen Stroms Sicherung dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde legen - an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann. - Energietransportketten nur qualitativ als Fließdiagramm z. B. bei der Fahrradbeleuchtung, am Problem Wird Strom verbraucht?" - Alltags- und Fachsprache vergleichen. Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten 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 Temperatur und ihre Messung, Warm-Kalt-Empfindung, Celsiuskala, Bau eines Thermometers, Teilchenbewegung Volumenänderung von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern, Anomalie des Wassers Wärme, Wärmequellen, - an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen - Anwendungen knüpfen an den Schüleralltag (Kaugummipapier, Sprinkleranlage, Feuermelder), einfache Schülerversuche zu Bimetall, Schülervorträge zu Anwendungen möglich - Aufnehmen von Messreihen und Auswerten von Diagrammen - Deuten der Aggregatzustände mit dem Teilchenmodell - Einführen in das Arbeiten mit Modellen

9 Wärmeleistung, Wärmestrahlung, Wärmeströmung, Wärmedämmung und technische Anwendungen, Schutz gegen Wärmeverlust - Internetrecherche Aggregatzustände, Aggregatzustandsänderungen und ihre Umwandlungstemperaturen, Verdunsten von Flüssigkeiten Wasserkreislauf, Wetterphänomene und Klima Entstehung von Tag und Nacht Entstehung der Jahreszeiten 6 Das Licht und der Schall Licht und Sehen Lichtquellen und Lichtempfänger Geradlinige Ausbreitung des Lichts Schatten, Mondphasen Schallquellen und Schallempfänger Reflexion, Spiegel Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke Sehen und Hören Sicher im Straßenverkehr - Augen und Ohren auf Sonnen- und Mondfinsternis Physik und Musik Lichtquellen, Ausbreitung von Licht, Absorption, Streuung und Reflexion, das Sehen Licht und Schatten, Mondphasen, Sonnen und Mondfinsternis Schall uns Schallausbreitung,

10 7 Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Aufbau und Bildentstehung beim Auge - Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe Fernrohr Brechung, Reflexion, Totalreflexion, Lichtleiter Zusammensetzung des weißen Lichts 8 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 Auftrieb in Flüssigkeiten Schallquellen, menschliche Stimme, Hörbereich, Ohr Die Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Mit optischen Instrumenten Unsichtbares" sichtbar gemacht Lichtleiter in Medizin und Technik Die Welt der Farben Brille, Lupe, Fotoapparat, Diaprojektor, Mikroskop Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Spektrometer Zerlegung von weißem Licht, Spektrum, infrarotes und ultraviolettes Licht Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege 100 m in 10 Sekunden - Physik und Sport Anwendungen der Hydraulik Tauchen in Natur und Technik Mit dem Einstieg Faszination Sternenhimmel die Faszination nutzten, die von Sternen und Weltraum für Schülerinnen und Schüler ausgeht (knüpft an den Kontext Orientierung am Stand der Sonne der Klasse 5/6 an). Es bietet sich an, Sehhilfen zu bauen, mit denen die Schüler selbst Beobachtungen anstellen können. Aktuelle Projekte von Weltraumbehörden sollten, wenn möglich, einfließen (Gemeinsam erkunden: Den Geheimnissen des Alls auf der Spur). Mathematische Anwendungen zum Hebelgesetz und zur mechanischen Arbeit üben das Verständnis zur Mathematisierung von Zusammenhängen und das Nutzen und Umstellen von Formeln sowie das Berechnen von Größen nach einem verabredeten sinnvollen Schema. 8 9 Elektrizität messen, verstehen, anwenden Einführung von Stromstärke und Ladung, Eigenschaften von Ladung Elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher Elektrizität - messen, verstehen, anwenden Elektroinstallation und Sicherheit im Haus Autoelektrik Hybridantrieb - durch Anknüpfung an 5/6 geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom, die Unterscheidung zwischen Alltags- und Fachsprache thematisieren Experimente wie die Apfelbatterie sind zum Einstieg gut geeignet.

11 Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen Elektrischer Widerstand, ohmsches Gesetz 9 Radioaktivität und Kernenergie Aufbau der Atome Ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertzeit) Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Kernspaltung Nutzen und Risiken der Kernenergie Sicherheit, Quellen elektrischer Energie, elektrische Ladung, elektrisches Feld und Ladungsspeicherung Radioaktivität und Kernenergie - Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung Radioaktivität und Kernenergie - Nutzen und Gefahren Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren Da das Modell Wasserstromkreis das Verständnis wichtiger Zusammenhänge erleichtert, kann man an diesem Beispiel die Methode Arbeiten mit Modellen einführen. Kenntnisse aus der Klasse 5/6 zu den Themen Einfacher Stromkreis, Reihen- und Parallelschaltung, Leiter, Nichtleiter, Kurzschluss werden wiederholt und vertieft. Die Methode Erstellen einer Mindmap kann am Beispiel der Autoelektrik vorgestellt werden. Der Nachweis der Wirkungen von elektrischen Ladungen sollte vor der Behandlung eines einfachen Kern-Hülle-Modells stehen. - verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren - Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben - die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben - Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen - Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte identifizieren - Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung

12 und Röntgenstrahlung bewerten - experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung beschreiben - 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 - Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene beschreiben - den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung) - technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern 9 Energie, Leistung und Wirkungsgrad Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerks, regenerative Energieanlagen Energieumwandlungsprozesse, Elektromotor und Generator, Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Effiziente Energienutzung: Eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik Strom für zu Hause Das Blockheizkraftwerk Energiesparhaus Verkehrssysteme und Energieeinsatz