Hinweise zum Fach Physik an Marienberg

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1 Hinweise zum Fach Physik an Marienberg In welchen Stufen gibt es Physikunterricht? In Stufe 5, in einem Halbjahr der Stufe 6, in Stufe 8 und in Stufe 9. Wie sieht es in der Oberstufe aus? Grundkurse gibt es immer. Leistungskurse fast immer, z.b. im Abitur Wie bewältigen Marienberger Physikerinnen das Zentralabitur? Die Schülerinnen können auch im Abitur ihre Leistungen aus dem Unterricht der Qualifikationsphase bestätigen, häufig sogar verbessern. Defizite sind im Fach Physik ausgesprochen selten (2 in 20 Abi-Jahrgängen). Da sie daran gewöhnt sind, auch in Klausuren Experimente durchzuführen und Messreihen auszuwerten, lassen sie sich von den Versuchsanordnungen im Zentralabitur nicht aus der Ruhe bringen. Wo findet der Physikunterricht statt? Im Fachbereich Physik. Marienberg verfügt zur Zeit über zwei Fachräume, einen Hörsaal und einen Schülerübungsraum, in dem die Arbeitsplätze mit Strom- und Gasanschlüssen versehen sind. Die Ausstattung ist funktional. An einem Modernisierungsplan wird derzeit gearbeitet. Werden Experimente gemacht? Möglichst viele! Schülerversuche zu jedem Thema: Aufbau von einfachen Stromkreisen, Untersuchung von Lichtstrahlen, Wirkung von Kräften, Schwimmen und Sinken in Wasser und Luft... Außerdem gibt es Lernstationen zu Magnetismus Schall und Hören Arbeit und Leistung... Für den Oberstufenunterricht stehen zur Verfügung: Computermessplatz + Röntgenröhre + Fotozelle + Franck-Hertz-Röhre + Balmer-Lampe + Laser + Ionisationskammer + Geiger-Müller-Zähler + Nebelkammer + Fadenstrahlrohr + Kondensatoren und Spulen + Induktionsschlitten + Zentripetalkraftgerät + Elektronenbeugungsröhre + Millikan- Versuch + 1Hz-Schwingkreis + Dezimeterwellensender + Mikrowellensender + Wellenwanne + Luftkissenfahrbahn + Wellenmaschine +..., um nur einige der zentralen Versuchsanordnungen zu nennen. Bewegte Magnete als Energiequellen Magnetische Kräfte Licht und Linsen

2 Wie steht es mit Facharbeiten? Seit einigen Jahren muss jede Schülerin der Stufe Q1 (früher 12) eine Facharbeit in einem Klausurfach ihrer Wahl schreiben. Unter den Marienberger Physiklehrern besteht Konsens darüber, dass diese Arbeit im Fach Physik experimentellen Charakter haben sollte, d.h. die Schülerin führt unter Aufsicht eigenständige Versuche mit Geräten der Sammlung durch, wertet diese aus, arbeitet den theoretischen Hintergrund heraus und stellt anwendungstechnische oder historische Bezüge her. Im Jahr 2011 wurde eine Marienberger Facharbeit von der Universität Düsseldorf mit dem 3. Dr.- Hans-Riegel-Fachpreis im Fach Physik ausgezeichnet. Gibt es weitere Aktivitäten? Fragestellungen aus der Physik sind immer wieder Anlass zu Jugend-forscht-Arbeiten, die dann häufig als Sieger beim Regionalwettbewerb den Niederrhein auf dem NRW-Landeswettbewerb vertreten dürfen. Im Jahr 2010 war z.b. dem WDR die Tatsache, dass alle Physikarbeiten des Regionalwettbewerbs Niederrehein von Marienberg stammten, ein eigener Beitrag zur Aktuellen Stunde wert. Außerdem gibt es Exkursionen zu außerschulischen Lernorten wie dem Forschungszentrum Jülich oder der Universität Düsseldorf. Entstehung von Bildern Was wird gelernt? Einen ersten Überblick über die Themen des Physikunterrichts in der SI bietet die folgende tabellarische Übersicht. Genauere Informationen finden sich bei den schulinternen Curricula der einzelnen Stufen. Wie ist das schulinterne Curriculum zu lesen? Das schulinterne Physik-Curriculum stellt Inhalte und Kompetenzen dar, die in den verschiedenen Jahrgangsstufen erarbeitet werden sollen. Bei Akzentuierung und Sequenzierung kann der jeweilige Fachlehrer eigene Schwerpunkte setzen. Fakultative Inhalte der zweiten Spalte sind kursiv gedruckt. In der dritten Spalte sind die wichtigsten Experimente, die im jeweiligen Inhaltsfeld durchgeführt werden sollen, zusammen gestellt. Die konzeptbezogenen Kompetenzen in der vierten Spalte beziehen sich auf die physikalischen Basiskonzepte Struktur der Materie (M), Energie (E), System (S) und Wechselwirkung (W), die Querbezüge zwischen den verschiedenen Inhaltsfeldern herstellen. Die prozessbezogenen Kompetenzen in der fünften Spalte beziehen sich auf den Lernprozess der Schülerinnen und sind den Bereichen Erkenntnisgewinnung (EG), Kommunikation (K) und Bewertung (B) zugeordnet.

3 Stoffplan der Physik im Überblick Stufe 5 Stufe 6 Wärmelehre (nur ein Halbjahr) 1. Thermometer, Temperaturmessung 2. Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung 3. Aggregatzustände mit Einführung eines einfachen Teilchenmodells 4. Einführung des Energiebegriffs 6. Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur Elektrizitätslehre 1. Stromkreise 2. Leiter und Isolatoren 3. UND-, ODER- und Wechselschaltung 4. Dauermagnete und Elektromagnete 6. Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern 7. Wärmewirkung des elektrischen Stroms 8. Einführung der Energie Optik und Akustik 1. Licht und Sehen 2. Lichtquellen und Lichtempfänger 3. Geradlinige Ausbreitung des Lichts 4. Schatten, Mondphasen, Finsternisse 5. Schallquellen und Schallempfänger 6. Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke Stufe 8 Stufe 9 Mechanik 1. Geschwindigkeit 2. Kraft als vektorielle Größe 3. Zusammenwirken von Kräften 4. Gewichtskraft und Masse 5. Hebel und Flaschenzug 6. mechanische Arbeit und Energie 7. Energieerhaltung 8. Kolbendruck und Schweredruck 9. Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen Elektrizitätslehre 1. Eigenschaften von geladenen Körpern 2. Einführung von Stromstärke und Ladung 3. elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher 4. Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken 5. Widerstand und ohmsches Gesetz Strahlenoptik 1. Licht an Grenzflächen: Reflexion am ebenen Spiegel 2. Absorption und Brechung 3. Totalreflexion 4. Optische Linsen 5. Sehvorgang, Fehlsichtigkeit, optische Instrumente 6. Farbzerlegung weißen Lichts Elektrizitätslehre 2. Spannungen und Stromstärken bei Reihenund Parallelschaltungen 3. elektrischer Widerstand in Reihen- und Parallelschaltungen 4. Induktion und Erzeugung von Wechselspannung 5. Elektromotor und Generator Radioaktivität und Kernenergie 1. Aufbau der Atome und des Atomkerns 2. ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertzeit) 3. Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz 5. Kernspaltung und Kettenreaktion 6. Aufbau eines Kernreaktors 5. Nutzen und Risiken der Kernenergie Energie, Leistung, Wirkungsgrad 1. Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre 2. Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes 3. regenerative Energieanlagen 4. Energieumwandlungsprozesse 6. Wirkungsgrad 7. Erhaltung und Umwandlung von Energie 8. Diskussion über Vor- und Nachteile verschiedener Energiekonzepte

4 Fach: Physik Jahrgangsstufe: 5 nein ja, wann: Inhalte Elektrik Energie und Wärme Licht und Schall Methoden Klett Impulse Physik 5/6 Modelle: Sonne/Erde/Mond (aus Erdkunde) Auge und Ohr (aus Biologie) Schülerübungsmaterial zum einfachen Stromkreis zur Wärmelehre zur Optik Stationen zu: Magnetismus, Akustik, Leistungsbewertung / Klassenarbeitsform Lernbereiche / Kompetenzen mündliche Mitarbeit Einsatz bei Schülerübungen und Lernstationen Stundenwiederholungen bis zu 2 schriftliche Übungen pro Halbjahr schriftliche Hausaufgaben Heftführung, insbesondere Anfertigung von Versuchsprotokollen Individuelle Förderung innerhalb des Unterrichts: Stationenlernen in individuellem Arbeitstempo Schülerversuche mit individuellen Arbeitsaufträgen Referate mit unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad Energie Materie System Wechselwirkung Erkenntnisgewinnung Kommunikation Bewertung (auf qualitativ-phänomenologischem Niveau) Außerunterrichtliche Angebote --- Fächerverbindendes Arbeiten Erarbeitung der Basiskonzepte Energie und Struktur der Materie: Teilchenmodell und Energiebegriff Abstimmung der Lernbereiche Akustik und Optik (Schall und Licht) mit dem Fach Biologie

5 Fach: Physik Jahrgangsstufe: 6 nein ja, wann: 1.oder 2.Hbj. Inhalte: Optik: Reflexion (ab Reflexionsgesetz), Lichtbrechung, Totalreflexion, Linsen, Bildentstehung, optische Geräte wie z.b. Lupe und Mikroskop, Auge, Farben Methoden: Schüler- und Demonstrationsexperimente / Stationenlernen/Unterrichtsgespräch / Lehrervortrag / Lernbereiche / Kompetenzen Erkenntnisgewinnung Impulse Physik 1 / Schülerübungsgeräte / Simulationssoftware/ Leifi /Fendt Leistungsbewertung / Klassenarbeitsform mündliche Mitarbeit / schriftliche Übungen / Mitarbeit bei Demonstrationsexperimenten / Referate / Engagement bei Schülerexperimenten / experimentelles Geschick / Heftführung / Hausaufgaben / Stundenwiederholung Individuelle Förderung innerhalb des Unterrichts Schülerversuche mit individuellen Arbeitsaufträgen / Referate mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden Außerunterrichtliche Angebote Schüler experimentieren Fächerverbindendes Arbeiten Biologie: Auge / Sehen / Akkommodation

6 Fach: Physik Jahrgangsstufe: 8 nein ja, wann: Inhalte: Mechanik, Elektrostatik, Ohm sches Gesetz Methoden: Schülerexperimente, Lernzirkel Lernbereiche / Kompetenzen: Erkenntnisgewinnung Klett: Impulse, Schülerexperimentiergeräte, Simulationen (z. B. Leifi & Fend) Leistungsbewertung: Schriftliche Übungen, Heftführung, Stundenwiederholungen, mündliche Mitarbeit, Demonstrationsexperimente, Referate Individuelle Förderung: Stationenlernen mit individuellen Arbeitsaufträgen, Referate mit variierendem Schwierigkeitsgrad. Außerunterrichtliche Angebote: Experimentalwettbewerb: Schüler Experimentieren Fächerverbindendes Arbeiten: Chemie, Biologie: Energie

7 Fach: Physik Jahrgangsstufe: 9 nein ja, wann: Inhalte Elektrik Kernphysik Schwingungen und Wellen Methoden Lernbereiche / Kompetenzen Energie Materie System Wechselwirkung Erkenntnisgewinnung Kommunikation Bewertung Klett Impulse Physik 2 Animationen von Leifi, Fendt Simulationssoftware Albert Broschüre Radioaktivität und Strahlenschutz (Informationskreis KernEnergie) Schülerübungsgeräte Stationen zu: Induktion, Akustik, Leistungsbewertung / Klassenarbeitsform mündliche Mitarbeit Einsatz bei Schülerübungen bis zu 2 schriftliche Übungen pro Halbjahr schriftliche Hausaufgaben Stundenwiederholungen Heftführung, insbesondere Anfertigung von Versuchsprotokollen Individuelle Förderung innerhalb des Unterrichts: Stationenlernen in individuellem Arbeitstempo Schülerversuche mit individuellen Arbeitsaufträgen Referate mit unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad Außerunterrichtliche Angebote Einzelbetreuung bei Jufo- und Schüex-Projekten Fächerverbindendes Arbeiten Radioaktivität Biologie (Strahlenschäden) Schwingungen Mathematik (Trigonometrie, Logarithmus) Biologie (Ohr, Schallschutz)