Inhaltsfeld: Temperatur und Energie Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen

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1 Jahrgangsstufe 6 Inhaltsfeld: Temperatur und Energie Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Was sich mit der Temperatur alles ändert Die Sonne - unsere wichtigste Energiequelle Längen-/ Volumenausdehnung, Thermometer, Temperaturmessung, Aggregatzustände : Eine Brücke auf Rollen, Dehnungsfugen Aufbau und Skalierung eines Thermometers: Die Fixpunkte des Herrn Celsius zum Vergleich: Fahrenheit- und Kelvinskala (Referate) Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur Energietransportketten Sonnenstand (Jahreszeiten) : Plakatgestaltung: Nahrung und Energie SV: Grundversuche zur Energieübertragung durch Wärme (Stationen) Anwendungen aus Natur und Technik Jahreszeiten Basiskonzept Struktur der Materie beschreiben an Beispielen, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändert beschreiben Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung Basiskonzept Energie zeigen an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung 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 erkennen den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche nennen geeignete Schutzmaßnahmen führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht Kommunikation kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien Bewertung beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen

2 Jahrgangsstufe 6 Inhaltsfeld: Elektrizität gegen die Gefährdung durch Schall und Strahlung Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. Gesundheit und zur sozialen Verantwortung prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Wie fließt der Strom beim Fahrrad? Schülerinnen und Schüler experimentieren mit einfachen Stromkreisen Was der Strom alles kann Stromkreise, Leiter und Isolatoren, Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern : Untersuchung und Modellierung verschiedener Fahrradbeleuchtungen (Schaltsymbole/ Schaltskizzen) SV: Leiter und Isolatoren UND-, ODER, Wechselschaltung : SV: UND-, ODER-, sowie Wechselschaltung an ausgewählten Beispielen Elektromagnete, Dauermagnete, Wärme-/ Lichtwirkung, Sicherung : (Schüler-)Versuche zu verschiedenen Wirkungen des erklären an Beispielen, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt planen und bauen einfache elektrische Schaltungen auf erklären an Beispielen, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt planen und bauen einfache elektrische Schaltungen auf Basiskonzept Energie 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 planen und bauen einfache elektrische Schaltungen auf analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise

3 Gefahren des elektrischen Stroms elektrischen Stroms Geräte im Alltag (nach Auswahl des Lehrers ) Versuche mit Permanentmagneten; magnetische Erdpole Sicherer Umgang mit Elektrizität : Erkundungen (mit Eltern) im eigenen Haus: FISchutzschalter, Schuko- System, Haushaltssicherung; Parallelschaltung und Reihenschaltung von Verbrauchern erläutern beim Magnetismus, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können zeigen an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms auf und unterscheiden diese beschreiben geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom planen und bauen einfache elektrische Schaltungen auf stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung Jahrgangsstufe 6 Inhaltsfeld: Das Licht und der Schall Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Sicher im Straßenverkehr - Augen und Ohren auf Licht und Sehen, Lichtquellen, Lichtempfänger, geradlinige Ausbreitung des Lichts, Schatten, Schallquellen und Schallempfänger, Echo Plakaterstellung: Aktive (und passive) Sicherheit im Straßenverkehr Ortung von Licht- und Schallquellen mit den Sinnesorganen nennen Grundgrößen der Akustik erläutern Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag erklären Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts. wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischen Darstellungen aus dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien beurteilen an Beispielen Maßnahmen und

4 Sonnen- und Mondfinsternis Physik und Musik SV: Ausbreitung und Reflexion von Licht und Schall geradlinige Ausbreitung, Schatten, Sonnen- und Mondfinsternis, Mondphasen Heuristik: Position der Himmelskörper bei Finsternissen SV: Grundlegende Versuche zu Lichtausbreitung, Schattenbildung und Mondphasen Schallausbreitung, Tonhöhe, Lautstärke : SV: Schallerzeugung, Tonhöhe, Lautstärke Klingel im Vakuum, Tamburin- Versuch, Stimmgabel-Versuche, Darstellung von Tönen und Klängen auf dem Oszilloskop, Schallgeschwindigkeit (Kooperation Sport) Erklären Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts nennen Grundgrößen der Akustik erläutern Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag identifizieren Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr nennen geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdung durch Schall und Strahlung Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Deutung Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Deutung führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen

5 Jahrgangsstufe 7 Inhaltsfeld: Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Vom Auge zum Fernrohr Licht an Grenzflächen Lichtleiter in Medizin und Technik Aufbau und Bildentstehung beim Auge - Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe; Fernrohr, SV mit Lochblenden und Sammellinsen: Phänomen Abbildung Fehlsichtigkeit und Korrekturen Sammellinse als Lupe SV mit zwei Sammellinsen: Fernrohr Abbildungsgesetz Brechung, Reflexion am Spiegel, Totalreflexion Lichtleiter : Versuche zum Strahlenverlauf durch Linsen SV: Brechungswinkel an Grenzflächen Referate beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer Komponenten (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung) beschreiben die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beschreiben Absorption und Brechung von Licht beurteilen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten und situationsgerecht beschreiben, veranschaulichen oder Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und

6 Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen Die Welt der Farben Zusammensetzung des weißen Lichts : Versuche zur Farbzerlegung additive und subtraktive Farbmischung (Referate) IR und UV als Randbereiche des Lichts unterscheiden Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung und beschreiben mit Beispielen ihre Wirkung beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung

7 Jahrgangstufe 7 Inhaltsfeld : Elektrizität Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Elektrizität im geschichtlichen Kontext (EUROPA = GLEICH UND WECHSELSTROM, Europäische Physiker) Einführung von Ladung und Stromstärke, Eigenschaften von Ladungen, elektrischer Quellen und elektrischen Verbrauchs einfaches Kern-Hülle- Modell, Bewegte Ladung als Strom Ladung als Phänomen: Versuche zur Reibungselektrizität (Kooperation mit Geschichte) Basiskonzept Struktur der Materie erklären die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit dem Begriff des Ladungsträgers dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten und situationsgerecht beschreiben, veranschaulichen und Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung physikalischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an den ausgewählten Beispielen

8 Jahrgangsstufe 8 Inhaltsfeld : Kraft, Druck und mechanische Energie Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler 100 m in 10 s (EUROPAMEISTERSCHA FTEN) Kraftmessung im Alltag Geschwindigkeit und Kraft als vektorielle Größen Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen Messdatenerfassung und Auswertung: 50 m-lauf auf dem Schulhof, Geschwindigkeitsbestimmung bei Fahrzeugen Videoaufnahmen von Bewegungen Schallgeschwindigkeitsbestimm ung Kraftbegriff mit Maßeinheit; Gewichtskraft und Masse Hooke'sches Gesetz führen Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurück beschreiben Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen Basiskonzept Struktur der Materie vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften beschreiben Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben die Wirkungsweisen und erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht beschreiben, veranschaulichen und Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhängen ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus stellen Zusammenhänge zwischen

9 Einfache Maschinen: kleine Kräfte, lange Wege Energietransportketten in verschiedenen Systemen Expander, Armdrücken, Kraftmesser und Balkenwaage Gegenüberstellung: Massenvergleich auf Erde und Mond Hebel und Flaschenzug; Kraft als vektorielle Größe; Zusammenwirken von Kräften mechanische Arbeit Stationenlernen: Hebel und Rollensysteme bei Scheren, Zangen, Nageleisen, Flaschenzug etc. Gesundheitsschonendes Heben und Tragen von Lasten Kooperationspartner aus der Wirtschaft (Kalkwerke Oetelshofen) Energie und Energieerhaltung mechanische Energieformen Mensch und Nahrung Die Sonne als grundlegende die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft. Basiskonzept Energie erläutern die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts und nutzen sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen Basiskonzept Energie beschreiben in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch, erkennen dabei Speicherungs-, Transport-, und Umwandlungsprozesse und stellen diese dar erläutern Energieerhaltung als ein physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischen Darstellungen aus beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren diese Vergleiche dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten interpretieren Daten, Trends, Strukturen

10 Erfahrungen beim Tauchen Hydraulische Systeme (fakultativ) Die Rettung Energiequelle Mechanische Energieumwandlungen (z. B. bei Stabhochsprung, Bungeejumping,...) Grundprinzip des Energiekonzepts und nutzen sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen. und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf beschreiben, veranschaulichen und Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung Auftrieb in Flüssigkeiten Basiskonzept Struktur der Materie Definition des Drucks vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. interpretieren Daten, Trends, Strukturen Schweredruck ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Stoffeigenschaften Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf beschreiben Druck als physikalische Größe quantitativ und wenden diese in Beispielen an beschreiben, veranschaulichen und beschreiben Schweredruck und Auftrieb Schildern der eigenen formal und wenden dies in Beispielen an Erfahrungen Verwendung der Fachsprache und Medien, beim Schwimmen und ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen Tauchen beschreiben und erklären in SV: Messung der Auftriebskraft strukturierter sprachlicher Darstellung den und induktive Herleitung Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. des Archimedischen Prinzips alltagssprachlichen Texten und von anderen Schwimmen, Schweben, Medien Sinken (z. B. Fische, U-Boot) Druckzunahme beim Tauchen benennen und beurteilen Aspekte der Deduktive Herleitung der Auswirkungen der Anwendung physikalischer Auftriebskraft Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an den ausgewählten Beispielen Hebebühne und Bremsanlage Basiskonzept Energie stellen Zusammenhänge zwischen

11 von Venedig (EUROPA) zeigen Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen auf W 10 beschreiben Druck quantitativ als physikalische Größe und wenden ihn in Beispielen an. physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischen Darstellungen aus

12 Jahrgangsstufe 9 Inhaltsfeld: Elektrizität, Energie, Leistung, Wirkungsgrad Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Elektroinstallation und Sicherheit im Haus Spannung und Stromstärke als Messgrößen; Leistung als Produkt von Spannung und Stromstärke; elektrischer Widerstand und Ohm'sches Gesetz : Typische Spannungen und Gefahren Schuko-System und FISchalter Warum 230 V als Netzspannung? Demoversuch: Halogenstrahler 12 V/35 W und 230 V/35 W im Vergleich SV: Kennlinien von Drähten (verschiedener Materialien, Längen und Durchmesser) Basiskonzept Energie kennen den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses und nutzen dies in Beispielen aus Natur und Technik unterscheiden Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge), beschreiben dies formal und nutzen es für Berechnungen. begründen die Notwendigkeit zum Energiesparen, erläutern Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld. Basiskonzept Struktur der Materie vergleichen verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften beschreiben die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen und wenden diese an beurteilen Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch computergestützt planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind nutzen physikalische Modelle und

13 Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge Autoelektrik Strom für zu Hause Energie und Leistung Spannungen und Stromstärken bei Reihenund Parallelschaltungen : SV: Reihen- und Parallelschaltungen Beispiel aus der Autoelektrik (Automatische Beleuchtungsabschaltung, adaptives Kurvenlicht, Regensensoren) bei einem modernen Pkw Vertiefung des Spannungsbegriffs Magnetische Wirkung Elektromagnetische Induktion Hand-Regeln Motor und Generator SV: Betrachtung von Gleich-/Wechselspannungen mit Hilfe des Oszilloskops Weg vom Generator (Kraftwerk) über Trafostationen ins Haus Demoversuche: Glimmlampe am Kondensator, Handgenerator Basiskonzept Energie erläutern die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts und nutzen sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar bestimmen umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke beschreiben den Aufbau von Systemen und erklären die Funktionsweise ihrer Komponenten (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung) beschreiben Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen beschreiben Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie nutzen den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen setzen die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung und führen die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurück beschreiben den Aufbau eines Elektromotors analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen und systematisieren dieser Vergleiche führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus beschreiben, veranschaulichen oder Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen beschreiben, veranschaulichen und Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und

14 Blockheizkraftwerk Stationenlernen: Magnetfeld bei Leiter und Spule, Leiterschaukel, Grundversuche zur Induktion. Transformator Zündspule beim Auto; Ladestation für elektrische Zahnbürsten Elektromotor Energieumwandlungsprozesse Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Energieumwandlungen (mechanische, elektrische und innere Energie) Leistung, Wirkungsgrad Besuch des lokalen Blockheizkraftwerks bei Familie Lederer und erklären seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes beschreiben den Aufbau von Generator und Transformator und erklären ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion Basiskonzept Energie erkennen und beschreiben die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) stellen an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ dar kennen den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses und nutzen dies in Beispielen aus Natur und Technik bestimmen umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke vergleichen und bewerten verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten und diskutieren deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhängen ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung physikalischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an den ausgewählten Beispielen

15 Perspektiven für die Energieversorgung regenerative Energieanlagen Aufbau und Funktionsweise verschiedener Kraftwerkstypen Wärmekraftmaschine und Wärmepumpe (z.b. Verbrennungsmotor, Klimaanlage) regenerative Energieanlagen und Kraftwerkstypen Basiskonzept Energie erkennen und beschreiben die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) 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 vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen haben das Systemkonzept soweit erweitert, dass sie die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht beschreiben, veranschaulichen oder Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise 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 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt Jahrgangsstufe 9 Inhaltsfeld: Radioaktivität und Kernenergie Fachlicher Kontext Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler. prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler Angst vor ionisierender Strahlung? Ionisierende Strahlung (Arten, Reichweite), Basiskonzept Struktur der Materie nennen Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer

16 Radioaktivität: Die Entdeckung des Ernest Rutherford Strahlennutzen Grundversuche zum Nachweis ionisierender Strahlung (Kondensator in Röntgenröhre, Ionisationskammer, Funkenzähler, GM-Zählrohr) Grundversuche bzw. Simulationen zu Eigenschaften ionisierender Strahlung (Reichweite, Ablenkung im elektrischen und magnetischen Feld) Benennung der Strahlungsarten Information: Messgrößen für ionisierende Strahlung Referate zu Strahlenbelastungen sowie Atommodellen Röntgenstrahlung beschreiben experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung beschreiben Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie und erklären damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen Basiskonzept Struktur der Materie beschreiben Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell 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 und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf beschreiben, veranschaulichen und Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise unterscheiden auf der Grundlage normativer und ethischer Maßstäbe zwischen beschreibenden Aussagen und Bewertungen beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprchlichen Texten und von anderen

17 Uran und seine Töchter Energie aus dem Atomkern Ein Blick auf die Nuklidkarte: Zonen stabiler und instabiler Isotope; die Kernkraft, eine neue Wechselwirkung SV: Simulation des radioaktiven Zerfalls mit Hilfe von Würfeln (z. B. 1,, 5: nicht zerfallen; 6: zerfallen) Ein Blick auf die Nuklidkarte: Zonen stabiler und instabiler Isotope; die Kernkraft, eine neue Wechselwirkung SV: Simulation des radioaktiven Zerfalls mit Hilfe von Würfeln (z. B. 1,, 5: nicht zerfallen; 6: zerfallen) Kernspaltung Nutzen und Risiken der Kernenergie Massendefekt als Phänomen Basiskonzept Struktur der Materie beschreiben die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung identifizieren Zerfallsreihen mit Hilfe der Nuklidkarte. Basiskonzept Struktur der Materie beschreiben Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene bewerten Nutzen und Risiken von radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung Medien beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus beschreiben, veranschaulichen oder Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese,

18 Strahlen in Medizin und Technik Kernspaltung und Kettenreaktion Aufbau eines Kernreaktors Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Durcharbeiten ausgewählter Kapitel aus der Broschüre Radioaktivität und Strahlenschutz (Informationskreis KernEnergie, Plakatpräsentationen zu verschiedenen medizinischen Anwendungen (z. B. Röntgendiagnostik inkl. Tomographie, Schilddrüsendiagnostik, Tumorbehandlung, Radiokarbonmethode, Schichtdickenprüfung, vergleichen und bewerten technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt und erläutern Alternativen 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 ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischen Darstellungen aus 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 beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus beschreiben, veranschaulichen und Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien

19 Kernfusion) stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind 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