Schuleigener Lehrplan für das Gymnasium Kleine Burg 2009 Physik Schuljahrgänge 5 10 (und 11 im Schuljahr 2008/2009) Basierend auf dem Kerncurriculum 2007 Niedersachsen, ergänzt und erweitert um Absprachen und Beschlüsse der Fachgruppe und Beschlüsse der Gesamtkonferenz zu den Themen: - Methodeneinsatz (Festigung der Ergebnisse der Methodentage) - Einsatz des Computers in der Schule - Projekt in arbeitsteiliger Gruppenarbeit (mit Recherche und Präsentation) - Curriculum Mobilität (erste Ergebnisse) Für eine Reihe von Fächern hat die Kultusministerkonferenz Bildungsstandards verabschiedet, durch die eine bundesweit einheitliche und damit vergleichbare Grundlage der fachspezifischen Anforderungen gelegt ist. Die niedersächsischen Kerncurricula nehmen die Gedanken dieser Bildungsstandards auf und konkretisieren sie, indem sie fachspezifische Kompetenzen ausweisen und die dafür notwendigen Kenntnisse und Fertigkeiten benennen. In Kerncurricula soll ein gemeinsam geteilter Bestand an Wissen bestimmt werden, worüber Schülerinnen und Schüler in Anforderungssituationen verfügen. Wesentliches Ziel des Unterrichts ist die Vermittlung der prozessbezogenen Kompetenzen, die im direkten Zusammenhang mit altersgemäß ausgewählten physikalischen Inhalten erworben werden. Die Fachkonferenz beschließt, den schuleigenen Lehrplan verbindlich umzusetzen. Nach jedem Schuljahr findet eine Evaluation auf Fachgruppenebene statt, bei der inhaltliche und methodische Korrekturen und Ergänzungen diskutiert werden. Dabei werden Eltern, Schülerinnen und Schüler beteiligt. Die Evaluationsergebnisse werden im Fachkonferenzprotokoll festgehalten. Der schuleigene Lehrplan wird der Schulleitung, dem Schulvorstand, den Elternvertretern und den Schülervertretern ausgehändigt. Fachgruppenleitung: M. Meyer Datum: 06.März 2007 evaluiert: Januar 2008, 29.01.2009-1 -
Jahrgang 5: Dauermagnete unterscheiden die Wirkungen eines Magneten auf unterschiedliche Gegenstände und klassifizieren die Stoffe entsprechend führen dazu einfache Experimente mit Alltagsgegenständen nach Anleitung durch und werten sie aus halten ihre Arbeitsergebnisse in vorgegebener Form fest wenden diese Kenntnisse an, indem sie ausgewählte Erscheinungen aus dem Alltag auf magnetische Phänomene zurückführen beschreiben Dauermagnete durch Nord- und Südpol und deuten damit die Kraftwirkung wenden diese Kenntnisse zur Darstellung der Erde als Magnet an wissen, dass Nord- und Südpol nicht getrennt werden können beschreiben das Modell der Elementarmagnete beschreiben den Aufbau und deuten die Wirkungsweise eines Kompasses beschreiben entsprechende Phänomene führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus führen einfache Experimente zur Magnetisierung und Entmagnetisierung nach Anleitung durch und werten sie aus dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit beschreiben die Anwendung des Kompasses zur Orientierung nutzen ihr Wissen zur Bewertung von Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit Magneten im täglichen Leben benennen Auswirkungen dieser Erfindung in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen (Seefahrer, Entdeckungen) Bezüge: Geschichte, Erdkunde richten eine Physikmappe mit Deckblatt, Inhaltsverzeichnis und durchnummerierten Seiten auf Kästchenpapier ein arbeiten in Partnerarbeit und verfassen gemeinsam formulierte einfache Physikprotokolle z.b. mit: - Überschrift (Problem) - Vermutung - Aufbau, Durchführung - Beobachtung, Messung - Bewertung der Vermutung, Ergebnis, Merksatz - Fehlerbetrachtung benutzen exemplarisch den Computer bei der Anfertigung der Physikprotokolle - zuerst im Unterricht (Beamer) - später bei den Hausaufgaben arbeiten mit einem ersten physikalischen Modell zur Deutung einfacher Phänomene (Elementarmagnete) führen auf dem Schulhof einen Orientierungszirkel in Gruppenarbeit durch, bei dem die Vorgehensweise selbstkritisch dokumentiert wird - 2 -
Jahrgang 5: Stromkreise erkennen einfache elektrische Stromkreise und beschreiben deren Aufbau und Bestandteile wenden diese Kenntnisse auf ausgewählte Beispiele im Alltag an verwenden Schaltbilder in einfachen Situationen sachgerecht unterscheiden Reihen- und Parallelschaltung wenden diese Kenntnisse in verschiedenen Situationen des Alltags an unterscheiden zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren und können Beispiele dafür benennen charakterisieren elektr. Quellen anhand ihrer Spannung wissen um die Gefährdung durch Elektrizität und wenden geeignete Verhaltensregeln zu deren Vermeidung an beschreiben die Wirkungsweise eines Elektromagneten nehmen dabei Idealisierungen vor bauen einfache elektrische Stromkreise nach vorgegebenem Schaltplan auf führen dazu einfache Experimente nach Anleitung durch planen einfache Experimente zur Untersuchung der Leitfähigkeit, führen sie durch und dokumentieren die Ergebnisse nutzen die Spannungsangaben auf elektrischen Geräten zu ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch unterscheiden dabei zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung benutzen Schaltpläne als fachtypische Darstellungen dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise tauschen sich über die Erkenntnisse zur Leitfähigkeit aus nutzen ihre Kenntnisse über elektrische Schaltungen, um den Einsatz von Elektromagneten im Alltag zu erläutern zeigen anhand von einfachen Beispielen die Bedeutung elektrischer Stromkreise im Alltag auf nutzen ihr Wissen über die Fahrradbeleuchtung für Sicherheitsprobleme im Straßenverkehr nutzen ihr physikalisches Wissen zum Bewerten von Sicherheitsmaßnahmen am Beispiel des Schutzleiters und der Schmelzsicherung übertragen Informationen (Zahlen im Dualsystem) mit Hilfe von Schaltern und Glühlampen schreiben Versuchsprotokolle mit dem Computer und versuchen z.b. einfache Schaltkreiszeichnungen zu integrieren (z.b. zeichnen in Word) arbeiten in kleinen Gruppen mit Schaltern und Wechselschaltern sowie in Reihe und parallel geschalteten Glühlampen. Dabei sollen die Schüler auch für komplexere Schaltungen Vermutungen äußern und anschließend im Versuch verifizieren oder falsifizieren. erarbeiten die elektr. Schaltkreise am Fahrrad besonders unter den Gesichtspunkten des Curriculums Mobilität (s. Unterrichtsentwurf) recherchieren im Internet zum Thema Gefahren des elektrischen Stroms (wikipedia.de) üben einfache Lesetechniken zum besseren Erfassen von Texten erstellen eine einfache Mindmap über ihr Wissen (Stromkreise) - 3 -
Jahrgang 6: Einführung des Energiebegriffs Fortführung und Ausschärfung im Jahrgang 7/8 (Absprachen erforderlich) (s. Unterrichtseinheit Energie auf dem Laptop) verfügen über einen altersgemäß ausgeschärften Energiebegriff beschreiben verschiedene geeignete Vorgänge mit Hilfe von Energieübertragungsketten und stellen Bilanzen auf Bezüge: Biologie, Chemie ordnen der Energie die Einheit 1 J zu und geben einige typische Größenordnungen an (Beispiele aus verschiedenen Gebieten) (unterscheiden Temperaturempfindung und Temperaturmessung) (beschreiben die Einteilung der Celsiusskala) unterscheiden Temperatur und innere Energie erläutern, dass Energie vom Gegenstand höherer Temperatur zum G. niedriger T. fließt verwenden den Begriff der Energieentwertung (unterscheiden das Ausdehnungsverhalten von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen) stellen diese in Energieflussdiagrammen und dem Kontomodell dar erläutern vorgegebene Energieflussbilder für die häusliche Energieversorgung führen Temperaturmessungen mit Flüssigkeitsthermometern durch erläutern das Prinzip der Energieerhaltung unter Berücksichtigung des Energiestroms in die Umwelt (nicht umkehrbare Vorgänge) beschreiben bekannte Situationen unter Verwendung der Vokabeln: Höhenenergie, Bewegungsenergie, Spannenergie, innere Energie, elektrische Energie, Wärmeenergie und Lichtenergie geben ihre erworbenen Kenntnisse wieder und benutzen das erlernte Vokabular präsentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit recherchieren dazu in unterschiedlichen Quellen stellen die Messergebnisse in Punkt-Diagrammen dar erläutern an einfachen Beispielen, dass zwei Gegenstände trotz gleicher Temperatur unterschiedliche innere Energie besitzen können schätzen den häuslichen Energiebedarf und dessen Verteilung realistisch ein diskutieren z.b. über den Nährwert von Nahrungsmitteln begründen die Notwendigkeit von Messungen, aber auch deren begrenzte Aussagekraft sollen erkennen, dass das Sparen von Energie überlebenswichtig wird, als Langfristhausaufgabe bietet sich das 4-wöchige Führen eines Energiespartagebuches mit täglich 3 Sparmaßnahmen an deuten die Auswirkungen der Anomalie des Wassers erarbeiten: Energie ist die Fähigkeit eines Körpers etwas zu bewegen, erwärmen, hochheben,...oder zum Leuchten bringen zu können. lernen die Fachbegriffe: - Energieträger - Energieformen - Energiewandler - Energieströme Energiestrombilder bestehen aus Energiewandlern (Rechtecke) und Energieströmen (Doppelpfeile), die die Energiestromstärke angeben. stellen in kleinen Gruppen ein Thermometer her (Kalibrieren, Skala) und messen damit die Temperatur verschiedener Flüssigkeiten untersuchen den Phasenübergang Eis - Wasser suchen in Gruppenarbeit Informationen zur Anomalie im Schulbuch und schreiben einen Zeitungsartikel für Jugendliche mit dem Computer - 4 -
Jahrgang 7: Phänomenorientierte Optik wenden die Sender-Empfänger- Vorstellung des Sehens in einfachen Situationen an schätzen die Bedeutung der Beleuchtung für die Verkehrssicherheit ein nutzen die Kenntnis über Lichtbündel und geradlinige Ausbreitung des Lichts zur Beschreibung von Sehen und Gesehenwerden beschreiben und erläutern damit Schattenphänomene, Finsternisse und Mondphasen beschreiben Reflexion, Streuung und Brechung von Lichtbündelnan ebenen Grenzflächen beschreiben die Eigenschaften der Bilder an ebenen Spiegeln, Lochkamera, Sammel- (und Zerstreuungslinsen) Bezüge: Mathematik unterscheiden Sammel- und Zerstreuungslinsen nehmen Idealisierungen in zeichnerischen Darstellungen vor wenden diese Kenntnisse zur Unterscheidung von Finsternissen und Mondphasen an führen einfache Experimente nach Anleitung durch und werten die Daten grafisch aus führen dazu einfache Experimente nach Anleitung durch und werten sie aus deuten die Unterschiede zwischen den beobachteten Bildern bei Lochblenden und Sammellinsen mit Hilfe der fokussierenden Wirkung von Linsen unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung des Sehvorgangs formulieren Vermutungen, beschreiben ihre Ergebnisse sachgerecht und verwenden dabei ggf. je...desto Beziehungen beschreiben ihre Ergebnisse sachgerecht und verwenden dabei ggf. je...desto Beziehungen benutzen z.b. die Software Physlab Optik in kleinen Gruppen Themen: Auge, Lichtausbreitung, Mondphasen, Finsternisse (Entwicklung und Förderung des eigenverantwortlichen Lernens, Förderung der Lesekompetenz durch die Bearbeitung der Fragen und Sachtexte) bearbeiten z.b. Fachtexte über das Sonnensystem, die Milchstraße oder das Universum (mit der Entstehungsgeschichte) und recherchieren selbstständig zuhause im Internet (z.b. zum Thema Kometen). experimentieren in kleinen Gruppen Themen: Reflexionsgesetz, Reflexionen an unterschiedlichen Oberflächen, Brechung an verschiedenen Glaskörpern (auch farbig) experimentieren in kleinen Gruppen bei der Abbildung einer Perl-Eins - 5 -
Klasse 8: wenden diese Kenntnisse im Kontext Fotoapparat, Fernrohr, Auge und Fehlsichtigkeit an Bezüge: Biologie (Klasse 7 oder 8, je nach Unterrichtsgang) beschreiben weißes Licht als Gemisch von farbigem Licht Bezüge: Kunst, Biologie (subtraktive Farbmischungen in der Kunst und bei Farbstoffen) führen dazu einfache Experimente durch beschreiben das Phänomen der Spektralzerlegung benennen die Auswirkungen dieser Erkenntnisse im Zusammenhang mit technischen Anwendungen konstruieren mit Physlab Optik selbstständig in kleinen Gruppen verschiedene Fernrohrtypen und bauen diese anschließend experimentieren in kleinen Gruppen (Lichtzerlegung) arbeiten selbstständig mit dem Programm Paint oder Physlab Optik und mischen Farben additiv am Computer und anschließend in Schülerversuchen Jahrgang 7 und 8: Einführung und Weiterentwicklung des Energiebegriffs s. Jahrgang 6: Der propädeutisch eingeführte Energiebegriff aus dem Jahrgang 6 wird in 7 und 8 wie im Lehrplan des Jahrgangs 6 vorgesehen vervollständigt und gefestigt. Dazu sind Absprachen mit den Fachlehrerinnen und Fachlehrern des alten Jahrgangs 6 erforderlich, damit das Energiekonzept entwicklungsgemäß weiterentwickelt werden kann. - 6 -
Jahrgang 7: Elektrik 1 beschreiben elektrische Stromkreise in verschiedenen Alltagssituationen anhand ihrer Energie übertragenden Funktion unterscheiden zwischen alltagsund fachsprachlicher Beschreibung entsprechender Phänomene zeigen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf zeichnen ein Energiestrombild vom Kraftwerk bis zur Glühlampe deuten die Vorgänge im elektrischen Stromkreis mit Hilfe der Eigenschaften bewegter Elektronen in Metallen nennen Anziehung bzw. Abstoßung als Wirkung von Kräften zwischen Ladungen identifizieren in einfachen vorgelegten Stromkreisen den Elektronenstrom und den Energiestrom verwenden dabei geeignete Modellvorstellungen Bezüge: Chemie (verwenden dabei die Einheit der Ladungsmenge 1 C) E = P/t mit Einheiten kennen (E anschaulich mit Beispielen einführen, P am Energiestrombild verdeutlichen) diskutieren die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt beschreiben die chemische Wirkung in einer Knallgaszelle Zusatz: I = Q/t arbeiten mit Energiestrombildern und unterscheiden dabei den Elektronenstrom (Kreislauf) vom Energiestrom,...erarbeiten verwenden für die Elektronenstromstärke die Größenbezeichnung I und für die Energiestromstärke die Größenbezeichnung P sowie deren Einheiten und geben typische Größenordnungen an beschreiben die magnetische Wirkung des Elektronenstroms in einem geraden Leiter und einer Spule (Zusatz) untersuchen experimentell die Elektonenstromstärken in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen erkennen, dass die Energiestromstärke des Energiestroms gleich der Leistung des Wandlers ist erläutern Anwendungen an ausgewählten technischen Geräten legen selbstständig geeignete Messtabellen an und präsentieren ihre Ergebnisse verwenden die Einheit 1 A mithilfe der Definition über 1 C/ s lernen im Umgang mit analogen und digitalen Messinstrumenten das Ablesen der Strommesswerte und das richtige Einbauen in den Schaltkreis fertigen eine Mindmap zum Thema Elektrik 1 an - 7 -
Jahrgang 8: Bewegung, Masse und Kraft verwenden lineare t-s- und t-v- Diagramme zur Beschreibung geradliniger Bewegungen erläutern die entsprechenden Bewegungsgleichungen nutzen diese Kenntnisse zur Lösung einfacher Aufgaben erläutern die Trägheit von Körpern und beschreiben deren Masse als gemeinsames Maß für ihre Trägheit und Schwere werten gewonnene Daten anhand geeignet gewählter Diagramme aus (zweckmäßige Skalierung der Achsen, Ausgleichsgerade) interpretieren und bestimmen Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung als Steigung Bezüge: Mathematik verwenden selbst gefertigte Diagramme und Messtabellen zur Dokumentation und interpretieren diese tauschen sich über die gewonnenen Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellung aus beschreiben entsprechende Situationen umgangssprachlich und benutzen dabei zunehmend Fachbegriffe experimentieren im Unterricht mit der Fahrbahn und messen mithilfe des elektronischen Zählers und der Lichtschranken Geschwindigkeiten fertigen Versuchsprotokolle mit dem Computer an und integrieren dabei einfache Grafiken (Staroffice, Excel oder GTR) üben das Lesen von Fachtexten zu den Themen Trägheit, Masse und Kraft und festigen dabei erlernte Lesetechniken verwenden als Maßeinheit der Masse 1 kg und schätzen typische Größenordnungen ab identifizieren Kräfte als Ursache von Bewegungsänderungen oder Verformungen verwenden als Maßeinheit der Kraft 1N und schätzen typische Größenordnungen ab geben das Hookesche Gesetz an beschreiben diesbezügliche Phänomene und führen sie auf Kräfte zurück führen geeignete Versuche zur Kraftmessung durch führen Experimente zu proportionalen Zusammenhängen am Beispiel des Hookeschen Gesetzes durch Bezüge: Mathematik unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung von Phänomenen dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit selbstständig lesen Fachtexte und fassen sie in wenigen Sätzen zusammen (Lesetechniken) werten mit dem GTR die Versuchsergebnisse aus (und stellen sie grafisch dar) beurteilen die Gültigkeit dieses nutzen ihr physikalisches Wissen - 8 -
unterscheiden zwischen Gewichtskraft und Masse stellen Kräfte als gerichtete Größen mit Hilfe von Pfeilen dar bestimmen die Ersatzkraft zweier Kräfte zeichnerisch unterscheiden zwischen Kräftepaaren bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern und Kräftepaaren beim Kräftegleichgewicht an einem Körper Gesetzes und seiner Verallgemeinerung geben die zugehörige Größengleichung an und nutzen diese für Berechnungen nutzen ihre Kenntnisse, um alltagstypische Fehlvorstellungen zu korrigieren recherchieren zum Ortsfaktor g in geeigneten Quellen wechseln zwischen sprachlicher und grafischer Darstellungsform beschreiben ihre Beobachtungen beim Fahrrad fahren (Höchstgeschwindigkeit) und erklären sie physikalisch über Kräfte, Bewegungen und Trägheit zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr (definieren die Einheit 1 N dynamisch) interpretieren ein F-m-Diagramm mit Ortsfaktoren mehrer Planeten (Schulbuch) bauen in kleinen Gruppen einen Flaschenzug auf und messen an ihm Kräfte erarbeiten die goldene Regel der Mechanik, definieren die Arbeit und benutzen die Einheit 1Nm = 1 J (ggf. Definition) üben und festigen die an den Methodentagen gelernten Präsentationstechniken in kleinen Kurzvorträgen nutzen diese Kenntnisse zur Lösung von Aufgaben und Problemen bei Wechselwirkungen von Körpern bzw. Kräftegleichgewicht erfahren, warum ein Flugzeug fliegt (Kräftegleichgewicht) diskutieren über den Sinn eines Tempolimits auf Autobahnen fertigen eine Mindmap zur Ergebnissicherung des Bausteins Bewegung, Masse, Kraft mit Computer und Beamer an - 9 -
Jahrgang 8: Elektrik 2 kennzeichnen die elektrische Spannung als Maß für die Energie je Elektron verwenden die Größenbezeichnung U und deren Einheit und geben typische Größenordnungen an unterscheiden die Quellenspannung von der Spannung zwischen zwei Punkten eines Leiters erläutern Knoten- und Maschenregel und wenden beide auf geeignete Beispiele aus dem Alltag an unterscheiden die Definition des elektrischen Widerstands vom ohmschen Gesetz verwenden für den Widerstand die Größenbezeichnung R und definieren dessen Einheit beschreiben Motor und Generator sowie Transformator als black boxes anhand der Energie übertragenden Funktion bestimmen die Energiestromstärke in elektrischen Systemen unterscheiden die Verwendung eines Vielfachmessgerätes als Voltmeter von der als Amperemeter experimentieren sachgerecht und angeleitet mit Volt- und Amperemeter begründen diese Regeln anhand einer Modellvorstellung nehmen entsprechende Kennlinien auf werten die gewonnenen Daten mit Hilfe ihrer Kenntnisse über proportionale Zusammenhänge aus Bezüge: Mathematik wenden das ohmsche Gesetz in einfachen Berechnungen an legen selbstständig geeignete Messtabellen an und präsentieren ihre Ergebnisse veranschaulichen diese Regeln anhand von geeigneten Skizzen dokumentieren die Messergebnisse in Form geeigneter Diagramme, GTR-Einsatz (Auswertungen mit Listen und plots von Grafiken, Zusatz: lineare Regression) (unterscheiden Leiter in Kalt- und Heißleiter) nutzen ihr Wissen zur Diskussion über die Gefahren der elektrischen Energieübertragung mit großen Spannungen und Stromstärken im Haushalt und in ihrer Umwelt im Gegensatz zu ihrer Tätigkeit in Schülerversuchen erläutern die Zweckmäßigkeit der elektrischen Schaltungen im Haushalt nutzen ihr Wissen zum Bewerten der Risiken von Hochspannungsleitungen erläutern die Bedeutung des Transformators für die Energieübertragung im Verteilungsnetz der wiederholen den Energiebegriff und andere Grundlagen mithilfe des erstellten Mindmaps aus Elektrik 1 erarbeiten P = U/I in Schülerversuchen und leiten damit E = U I t her (Zusatz) messen Spannungen in einer Masche mit mehreren Verbrauchern und mehreren Spannungsquellen (Batterien) arbeiten mit crocodile physics am Rechner, entwerfen Schaltungen und kopieren die Schaltpläne in Wordprotokolle experimentieren in kleinen Gruppen und untersuchen: - die Abhängigkeit des Widerstands eines Drahtes von seiner Länge (Zusatz) - die Abhängigkeit des Widerstands eines Leiters von seiner Temperatur Auswertungen mit GTR - 10 -
nennen alltagsbedeutsame Unterschiede von Gleich- und Wechselstrom Elektrizitätswirtschaft bewerten die Bedeutung von Abwärme bei Energieübertragungen Demonstrationsversuche mit dem Leistungsfunktionsgenerator und dem Oszilloskop (Braunsche Röhre) ermöglichen als Zusatz das Erarbeiten der Ablenkung von Elektronen im Magnetfeld (Lorentzkraft) (erstellen eine Mindmap zur Festigung und Ergebnissicherung) Jahrgang 8: Optik Teil 2 wenden Kenntnisse über Linsen im Kontext Fotoapparat, Fernrohr, Auge und Fehlsichtigkeit an s Jahrgang 7 (verwenden fachtypische Darstellungen zur Bestimmung der Lage der Bilder) (benennen die Auswirkungen ihrer Erkenntnisse im Zusammenhang mit technischen Anwendungen) experimentieren in kleinen Gruppen bei der Abbildung einer Perl-Eins konstruieren mit Physlab Optik selbstständig in kleinen Gruppen verschiedene Fernrohrtypen und beschreiben weißes Licht als Gemisch von farbigem Licht ( falls nicht schon in 7 behandelt) beschreiben das Phänomen der Spektralzerlegung (und führen es auf die Vorgänge bei der Brechung zurück) (verwenden fachsprachliche Ausdrücke zur Beschreibung dieses Phänomens) bauen diese anschließend experimentieren in kleinen Gruppen (Lichtzerlegung) arbeiten mit dem Programm Paint oder Physlab Optik und mischen Farben additiv am Computer und anschließend in Schülerversuchen - 11 -
Jahrgang 9: Energieübertragung quantitativ unterscheiden mechanische Energieübertragung (Arbeit) von thermischer (Wärme) an ausgewählten Beispielen untersuchen auf diese Weise bewirkte Energieänderungen experimentell unterscheiden dabei zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung wiederholen den Energiebegriff und fertigen z. B. eine Mindmap zum Energiebegriff an bestimmen die auf diese Weise übertragene Energie quantitativ benutzen die Energiestromstärke/Leistung P als Maß dafür, wie schnell Energie übertragen wird unterscheiden zwischen innerer Energie eines Körpers und seiner Temperatur am Beispiel eines Phasenübergangs (oder bei unterschiedlichen Massen) Bezüge: Chemie berechnen die Änderung von Höhenenergie und innerer Energie in Anwendungsaufgaben und verwenden in diesem Zusammenhang Größen und Einheiten korrekt formulieren an einem Alltagsbeispiel die zugehörige Energiebilanz quantitativ entnehmen dazu Informationen aus Fachbuch und Formelsammlung (Lesetechniken wiederholen) entnehmen dazu Informationen aus Fachbuch und Formelsammlung zeigen die besondere Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität des Wassers an geeigneten Beispielen aus Natur und Technik auf vergleichen und bewerten alltagsrelevante Leistungen Im Jahrgang 9 soll das Phaeno in Wolfsburg besucht werden. - 12 -
Jahrgang 9: Atom- und Kernphysik beschreiben das Kern- Hülle- Modell des Atoms und erläutern den Begriff Isotop Bezüge: Chemie deuten die Stabilität von Kernen mit Hilfe der Kernkraft deuten das Phänomen der Ionisation mit Hilfe dieses Modells Bezug:Chemie beschreiben die ionisierende Wirkung von Kernstrahlung und deren stochastischen Charakter geben ihre Kenntnisse über natürliche und künstliche Strahlungsquellen wieder beschreiben biologische Strahlenwirkungen Bezug: Biologie beschreiben den Aufbau und die Wirkungsweise eines Nachweisgerätes (Zählrohr) nutzen dieses Wissen zur Einschätzung möglicher Gefährdung durch Kernstrahlung Bezüge: Biologie unterscheiden Alpha-, Beta- und Gammastrahlung anhand ihrer Eigenschaften und beschreiben ihre Entstehung erläutern Strahlenschutzmaßnahmen unterscheiden Energiedosis und Äquivalentdosis (nicht mehr gebräuchlich) geben die Einheit der Äquivalentdosis an beschreiben den radioaktiven Zerfall eines Stoffes unter Verwendung des Begriffes Halbwertszeit beschreiben die Ähnlichkeit von UV-, Röntgen- und Gamma - Strahlung in Analogie zum Licht und berücksichtigen dabei energetische Gesichtspunkte stellen die Abklingkurve grafisch dar und werten sie unter Verwendung der Eigenschaften einer Exponentialfunktion aus Bezüge: Mathematik nutzen ihr Wissen zur Beurteilung von Strahlenschutzmaßnahmen zeigen am Beispiel des Bewertungsfaktors die Grenzen physikalischer Sichtweisen auf beschreiben die Vor- und Nachteile beim medizinischen Einsatz benutzen neuere Schulbücher oder neuere Literatur wegen der neuen Begrifflichkeiten und Definitionen (Organdosis und effektive Dosis) Einsatz GTR (exponentielle Regression mit grafischer Darstellung) - 13 -
beschreiben die Kernspaltung und die Kettenreaktion erläutern die Funktionsweise eines Kernkraftwerks recherchieren in geeigneten Quellen und präsentieren ihr Ergebnis adressatengerecht benennen die Auswirkungen der Entdeckung der Kernspaltung im gesellschaftlichen und politischen Zusammenhang und zeigen dabei die Grenzen physikalischer Sichtweisen auf Bezüge: Politik, Wirtschaft diskutieren über Vor- und Nachteile der Nutzung der Kernenergie und bilden sich ein eigenes Urteil unter Abwägung der Fakten (z. B.mit einem Rollenspiel mit gespielten Politikern, Umweltschützern und Fachleuten) Jahrgang 9: Halbleiter beschreiben das unterschiedliche Leitungsverhalten von Leitern und Halbleitern mit geeigneten Modellen führen Experimente zur Leitfähigkeit von dotierten Leitern durch (LDR, NTC) Bezüge: Chemie bauen ein solar betriebenes Windrad auf beschreiben die Vorgänge am pn- Übergang mit Hilfe geeigneter energetischer Betrachtungen erläutern die Vorgänge in Leuchtdioden und Solarzellen energetisch nehmen die Kennlinie einer Leuchtdiode auf dokumentieren die Messergebnisse in Form geeigneter Diagramme beschreiben den Aufbau und die Wirkungsweise von Leuchtdiode und Solarzelle bewerten die Verwendung von Leuchtdiode und Solarzelle unter physikalischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten (löten eine Schaltung, z.b. eine einfache (manuell geschaltete) Ampelschaltung aus mindestens 2 Ampeln, betreiben sie mit den Benderkästen und präsentieren ihre Ergebnisse) - 14 -
Jahrgang 10: Dynamik (gilt 2009 auch für den Jahrgang 11) beschreiben den freien Fall und den waagerechten Wurf mit Hilfe von t-s und t-v-zusammenhängen werten Daten aus selbst durchgeführten Experimenten aus nutzen diese Kenntnisse zur Lösung ausgewählter Aufgaben und Probleme verwenden die Grundgleichung der Mechanik zur Lösung ausgewählter Aufgaben und Probleme erläutern die sich daraus ergebende Definition der Krafteinheit erläutern die Bedeutung von g beschreiben die gleichförmige Kreisbewegung mit Hilfe der Eigenschaften von Zentralbeschleunigung und Zentralkraft geben die Gleichung für die Zentralkraft an formulieren den Energieerhaltungssatz in der Mechanik und nutzen ihn zur Lösung einfacher Aufgaben und Probleme auch unter Einbeziehung der kinetischen Energie beschreiben die Idealisierungen, die zum Begriff freier Fall führen und erläutern die Ortsabhängigkeit der Fallbeschleunigung begründen den Zusammenhang zwischen Ortsfaktor und Fallbeschleunigung identifizieren den Ortsfaktor als Fallbeschleunigung begründen die Kreisbewegung mittels der richtungsändernden Wirkung der Zentralkraft planen einfache Experimente zur Überprüfung des Energieerhaltungssatzes, führen sie durch und dokumentieren die Ergebnisse übersetzen zwischen sprachlicher, grafischer und algebraischer Darstellung dieser Zusammenhänge Bezüge: Mathematik (formulieren Anwendungen zum Basiskonzept Wechselwirkung) unterscheiden dabei zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung, insbesondere hinsichtlich der Vokabel Fliehkraft nutzen ihr Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen nutzen ihr Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr führen Schülerversuche in arbeitsteiliger Gruppenarbeit zum Thema verschiedene Möglichkeiten zur Bestimmung von g durch und präsentieren ihre Ergebnisse schriftlich oder mündlich setzen den GTR zur Auswertung ein erarbeiten am waagerechten Wurf das Superpositionsprinzip und übertragen es auf die Vektoraddition vektorieller Größen (s,v,a,f) betrachten die Kreisbewegung aus unterschiedlichen Systemen heraus wenden ihre Erkenntnisse auf unser Planetensystem an - 15 -
Jahrgang 10: Energieübertragung in Kreisprozessen (gilt 2009 auch für den Jahrgang 11) verfügen über eine anschauliche Vorstellung des Gasdrucks als Zustandsgröße und geben die Definitionsgleichung des Drucks an verwenden in diesem Zusammenhang das Teilchenmodell zur Lösung von Aufgaben und Problemen Bezüge: Chemie tauschen sich über Alltagserfahrungen im Zusammenhang mit Druck unter angemessener Verwendung der Fachsprache aus verwenden für den Druck das Größensymbol p und die Einheit 1 Pascal und geben typische Größenordnungen an beschreiben das Verhalten idealer Gase mit den Gesetzen von Boyle-Mariotte und Gay-Lussac nutzen diese Kenntnis zur Erläuterung der Zweckmäßigkeit der Kelvin-Skala beschreiben die Funktionsweise eines Stirlingmotors beschreiben den idealen stirlingschen Kreisprozess im V-p- Diagramm geben die Gleichung für den maximal möglichen Wirkungsgrad einer Thermodynamischen Maschine an erläutern die Existenz und die Größenordnung eines maximal möglichen Wirkungsgrades auf der Grundlage der Kenntnisse über den stirlingschen Kreisprozess werten gewonnene Daten durch geeignete Mathematisierung aus und beurteilen die Gültigkeit dieser Gesetze und ihrer Verallgemeinerung Bezüge: Chemie interpretieren einfache Arbeitsdiagramme und deuten eingeschlossene Flächen energetisch nutzen und verallgemeinern diese Kenntnisse zur Erläuterung der Energieentwertung und der Unmöglichkeit eines Perpetuum Mobile (formulieren Grundlagen eines Basiskonzepts Materie) dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit und diskutieren sie unter physikalischen Gesichtspunkten argumentieren mit Hilfe vorgegebener Darstellungen (formulieren Grundlagen eines Basiskonzepts Energie) nehmen wertend Stellung zu Möglichkeiten nachhaltiger Energienutzung am Beispiel der Kraft-Wärme-Kopplung und begründen ihre Wertung auch quantitativ (bewerten politisches Handeln am Problemfeld Treibhauseffekt) vergleichen verschiedene Motortypen - auch unter dem Gesichtspunkt der Umweltbelastung erarbeiten in arbeitsteiliger Gruppenarbeit eine Power-Point- Präsentation zu Themen der modernen energiesparenden und nachhaltigen Energieerzeugung (Recherche im Internet, Bearbeitung mit dem Computer, Präsentation mit erlernten Präsentationstechniken) - 16 -
Anhang: Beispiel für eine Mindmap - 17 -