Curriculum Physik für die Jahrgangsstufen 5 6 Schiller-Gymnasium Witten Breddestr. 8 58452 Witten Elektrizität im Alltag Elektrische Schaltungen und ihre Funktionen Einfacher Stromkreis, Reihen- und Parallelschaltung, Fahrradbeleuchtung Leiter, Nichtleiter, Sicherheit beim Umgang mit elektrischem Strom Was der Strom alles bewirken kann Wirkungen des elektrischen Stroms Energie und ihre Nutzung, Energieumwandlung, Energietransportketten Erhaltung und Entwertung von Energie an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben ein Modell zur Beschreibung des elektrischen Stromes entwickeln und nutzen UND- und ODER-Schaltung als Übung Beispiele für knifflige Schaltungen, Fahrradbeleuchtung als schülernahe Anwendung Methodisches Vorgehen beim Experimentieren, Protokollieren, Beschreiben, Erklären Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit elektrischem Strom Nennspannungen von elektrischen Quellen und Geräten Modelle für den elektrischen Strom entwickeln 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 in Transportketten Energie halbquantitativ bilanzieren und 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 Wärme-, Licht-, magnetische und chemische Wirkung, Kurzschluss Sicherungen Qualitative Betrachtung an Beispielen Nutzbarkeit unterschiedlicher Energieformen vergleichen Seite: 1 / 9
Magische Anziehung / Abstoßung bei Magneten Magnete und Wirkungen, Elektromagnet Vergleich: Dauer- und Elektromagnet in der Physik beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können Fernwirkung der magnetischen Kraft, magnetisches Feld Bekannte Anwendungen der magnetischen Kraft Lasten heben mit Elektromagneten Reflexion der erworbenen Kompetenzen Sonne - Temperatur Jahreszeiten Was sich mit der Temperatur alles ändert Temperatur und ihre Messung, Thermometer, Celsius-Skala, Kalibrierung eines Thermometers Volumen- und Längenänderungen bei Erwärmung und Abkühlung Teilchenbewegung Leben bei verschiedenen Temperaturen Wärme und Wärmequellen, Wärmeleitung, Wärmestrahlung, Wärmeströmung, Wärmedämmung und technische Anwendungen Die Sonne unsere Lebensquelle Aggregatzustände, Teilchenmodell an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen Temperatur und Wärmeempfinden Temperaturmessungen, Regeln zur Messung der Temperatur Anwendungen für Volumenänderungen (evtl. Schülervorträge) an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann geeignete Wärmeschutzmaßnahmen nennen Wärmedämmung von Häusern Schutz gegen Wärmeverlust bei Lebewesen Bilder einer Wärmebildkamera deuten und für Wärmeschutzmaßnahmen nutzen an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. Aggregatzustandsänderungen und ihre Umwandlungstemperaturen Aggregatzustandsänderungen mit dem Teilchenmodell Seite: 2 / 9
Orientierung am Stand der Sonne den Sonnenstand als eine wesentliche Größe für die Temperaturen auf der Erdoberfläche erkennen Entstehung von Tag und Nacht Verhältnisse bei Tag und Nacht sowie der Jahreszeiten durch Modellglobus erfahrbar machen Entstehung der Jahreszeiten Hören Physik und Musik Schall und Schallausbreitung, Schallquellen, menschliche Stimme, Hörbereich, Ohr Lärm und Lärmschutz Grundgrößen der Akustik nennen Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag erläutern Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr identifizieren geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung nennen Sehen Sicher im Straßenverkehr Lichtquellen, Ausbreitung von Licht, Absorption, Streuung und Reflexion, das Sehen Bilder durch Öffnungen und an Spiegeln Licht und Schatten, Mondphasen, Sonnen- und Mondfinsternis Bildentstehung, Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären Einfache Experimente zu Licht und Schatten Projekt: Sehen und gesehen werden (Personenschutz im Straßenverkehr) Vergleich zwischen Licht- und Schallausbreitung Lochkamera Projekt Mit den Augen sehen Mondphasen, Sonnen- und Mondfinsternis durch Modelle erfahrbar machen Seite: 3 / 9
Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Unsichtbares sichtbar machen (Jgst. 6 oder Jgst. 8) Brechung von Licht, Brechungsgesetz, Totalreflexion und Anwendungen Untersuchungen mit Linsen, Strahlenverlauf, Bilder auf der Netzhaut Brille, Lupe, Mikroskop Die Welt der Farben (Jgst. 6 oder Jgst. 8) Zerlegung von weißem Licht, Spektrum, infrarotes und ultraviolettes Licht Additive und subtraktive Farbmischung große Sehhilfen Teleskop und Spektroskop (Jgst. 6 oder Jgst. 8) Teleskope technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft beurteilen die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben Absorption, Reflexion und Brechung von Licht beschreiben Beobachtung und Beschreibung optischer Phänomene Durchführung und Protokollieren von Schülerexperimenten Experimente zum Strahlenverlauf Schulung der Sorgfalt Kommunikation in Alltags- und Fachsprache arbeitsteilige oder arbeitsgleiche Gruppenarbeit Förderung der Selbstständigkeit und Präsentationskompetenz sowie der Anwendung der Fachsprache technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung beschreiben Vorkenntnisse systematisieren und auf UV- und IR-Licht erweitern den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären Anknüpfung an Vorkenntnisse der Klasse 5/6 (Tag und Nacht, Himmelsbeobachtung und Sternbildern) Erweiterung der Untersuchungsmethoden des Weltalls Seite: 4 / 9
Curriculum Physik für die Jahrgangsstufen 8 9 Schiller-Gymnasium Witten Breddestr. 8 58452 Witten Elektrizität messen, verstehen, anwenden Elektroinstallationen und Sicherheit rund ums Haus Sicherheit, Quellen elektrischer Energie, elektrische Ladung, Bewegte Ladung, elektrische Stromstärke, Hausinstallation und Sicherheit Elektrische Spannung Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke, elektrischer Widerstand, Ohmsches Gesetz die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mithilfe eines einfachen Kern-Hülle- Modells erklären Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie beschreiben den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie kennen und zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen Thematisierung der Unterscheidung zwischen Alltags- und Fachsprache Arbeiten mit Modellen am Beispiel des Modells Wasserstromkreis; Wiederholung und Vertiefung der Kenntnisse aus der Klasse 5/6 einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen den Energiefluss in Stromkreisen beschreiben und an Beispielen aus dem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden elektrische Spannung als Stärke des Antriebs des elektrischen Stroms Reihen- und Parallelschaltung von Batterien Durchführung, Protokollieren und Auswerten von Schülerexperimenten Lösen physikalisch-mathematischer Aufgaben Vertiefendes Üben an Berechnungen zum Widerstand Seite: 5 / 9
Elektrische Schaltungen die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern Parallel- und Reihenschaltung, Stromstärke und Spannung in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen Widerstand in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen Verallgemeinerung der Gesetze in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen mithilfe des Modells Wasserstromkreis Gesetze für die Widerstände in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen Kraft Arbeit Energie Einfache Maschinen die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge, Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen Kraft als vektorielle Größe beschreiben die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft beschreiben Kräfte und ihre Wirkungen, Messen und Darstellen von Kräften, Kräfteaddition Masse und Gewichtskraft, (Schwerelosigkeit) Wirkungen und Wandlungen von Kräften untersuchen einfache Geräte und Maschinen untersuchen Einüben des Erklärens mit Hilfe eines Gedankenexperiments Verdeutlichung der Unterschiede zwischen Masse und Gewichtskraft Seite: 6 / 9
Hebel, Rollen, Flaschenzüge, mechanische Arbeit Erkennen qualitativer und quantitativer Zusammenhänge bei Kraftwandlern in Schülerexperimenten Üben der Mathematisierung von Zusammenhängen und des Nutzens und Umstellens von Formeln sowie des Berechnens von Größen nach einem verabredeten sinnvollen Schema, z.b. am Hebelgesetz Physik und Sport die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik erkennen und beschreiben Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben Kräfte und Bewegungsänderungen Mechanische und kinetische Energie, Arbeit, Umwandlung und Erhaltung mechanischer Energie, Leistung Tauchen in Natur und Technik Druck, Schweredruck und hydrostatisches Paradoxon Hydraulik und Luftdruck Auftrieb in Flüssigkeiten, Schweben, Schwimmen, Sinken Trägheit der Masse als weitere Eigenschaft eines Körpers Anknüpfung an die Kompetenzen aus der Klasse 5/6 und Erweiterung an Vorgängen Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen Idee der Energieerhaltung verfolgen an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern (Temperaturänderung, Verformung, Bewegungsänderung, ) und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen. Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Arbeit und Energie Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden Schweredruck formal beschreiben und in Beispielen anwenden Verdeutlichung der Zusammenhänge zur Dichte Schwerpunkt den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären Luftdruck als Schweredruck der Luft Anknüpfung an Erfahrungen aus dem Alltag Einübung der mathematischen Beschreibung und der Erklärung der Phänomene Seite: 7 / 9
Radioaktivität und Kernenergie Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Aufbau und Größe von Atomen, Nuklide und Isotope Röntgenstrahlung, Diagnostik und Therapie, Strahlenschutz, natürliche und künstliche Radioaktivität Kernzerfall, ionisierende Strahlung, natürliche und künstliche Strahlenbelastung, Anwendungen Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung 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 Einstieg über den Kontext Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Thematisierung des Strahlenschutzes ausgehend von den historischen Entdeckungen (Röntgenstrahlung, Entdeckung der natürlichen Radioaktivität) und dem sorglosen Umgang mit Strahlung Gegenübergestellung von künstlicher und natürlicher Radioaktivität Anwendungsbeispiele wie die Altersbestimmung mit Kohlenstoff und Blei Nutzung radioaktiver Nuklide in Medizin und Technik Seite: 8 / 9
Radioaktivität und Kernenergie Nutzen und Gefahren Kernspaltung und Kernkraftwerke Kernfusion, Kräfte und Energien im Atomkern verschiedene Möglichkeiten der Energie-gewinnung, - aufbereitung und -nutzung unter physikalischtechnischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann 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 Bewerten als Methode einführen Finden geeigneter Bewertungskriterien und Ableiten eines Werturteils Aufgreifen und Ergänzen des Wissen zum Atomaufbau bei der Behandlung der Kernfusion und Effiziente Energienutzung Strom für zu Hause den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge, Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie kennen und zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke bestimmen Magnetfelder stromdurchflossener Leiter, elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz, lenzsche Regel Wechselstromgenerator, Transformator Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise eines Elektromotors Beschreiben des Aufbaus eines technischen Geräts und Erklären seiner Wirkungsweise Seite: 9 / 9