Physikalisches Curriculum: Klassenstufe 7 und 8 Nach Stundentafel: 2 Stunden in Klasse 7 und 2 Stunden in Klasse 8 I. Vermittlung von überfachlichen Kompetenzen in den Klassen 7 und 8 II. III. Zusätzliche Vereinbarungen der Fachschaft Physik Methodische Kompetenzen IV. Kerncurriculum (mit Schulcurriculum) für Klasse 7 V. Kerncurriculum (mit Schulcurriculum) für Klasse 8 Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 1 Curriculum Physik 7/8
Oken- Gymnasium Curriculum für das Fach Physik Klassenstufe 7/8 I. Vermittlung von überfachlichen Kompetenzen in den Klassen 7 und 8: Durch vermehrt eigenständiges Arbeiten sollen die Schülerinnen und Schüler zunehmend Verantwortung für den eigenen Lernprozess übernehmen. Durch vermehrt aktives Mitgestalten des eigenen Lernprozesses bzw. des Unterrichts wird das Vertrauen in die eigenen Fähigkeiten gestärkt (personale Kompetenz). Es werden vermehrt Unterrichtssituationen arrangiert, bei denen Schülerinnen und Schüler in kleinen Gruppen gemeinsam Aufgaben und einfache Probleme lösen sollen (soziale Kompetenz). Die Schülerinnen und Schüler werden hingeführt, einfache Fachtexte (Lehrbuch, Presseartikel, etc) eigenständig zu bearbeiten. Daran werden Lesetechniken und Texterarbeitungsstrategien geschult (Methodenkompetenz). Es werden vermehrt Unterrichtssituationen arrangiert, in denen die Schülerinnen und Schüler physikalische Sachverhalte sowohl mündlich als auch schriftlich verbalisieren, dabei die Fachsprache benutzen und physikalisch argumentieren müssen (Kugellager, Wortfelder, Schülerreferate, etc.) (Methodenkompetenz, Fachkompetenz). Beim Präsentieren von Lern- und Arbeitsergebnissen soll neben sachlicher Korrektheit auch zunehmend Verständlichkeit für Mitschülerinnen und Schüler (adressatengerecht) geschult werden (Methodenkompetenz). Im Wahlbereich (1/3) wird verstärkt auf handlungsorientiertes und entdeckendes Lernen Wert gelegt, weniger auf Stofffülle. Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 2 Curriculum Physik 7/8
II. Zusätzliche Vereinbarungen der Fachschaft Physik: Um nachhaltig zu lernen, sollte der Unterrichtsstoff so strukturiert dargeboten werden, dass die Schülerinnen und Schüler an möglichst vielen Stellen Analogien erkennen können. Mit deren Hilfe kann der "neue Stoff' mit dem "alten Stoff" in Verbindung gebracht werden. Zu gegebenen Anlässen sollten außerdem früher behandelte Grundlagen wiederholt werden. Der Unterricht wird dort wo es möglich ist so gestaltet, dass Schülervorstellungen bzw. physikalische Phänomene Ausgangspunkt für den weiteren Verlauf des Unterrichts sind. Wann immer es möglich ist, sollen im Unterricht Verbindungen zwischen den physikalischen Betrachtungen und ihren Anwendungen thematisiert werden. Im Unterricht muss darauf geachtet werden, dass durch Lehrinhalte und Lehrmethoden Schülerinnen und Schüler gleichermaßen angesprochen werden. Fehler werden in der Lernphase zwangsläufig gemacht und gehören zum Lernprozess; Durch offene Problemstellungen und entdeckendes Lernen werden die Schülerinnen und Schüler zur Suche nach eigenen Lösungswegen angeregt. Handlungsorientiertes und entdeckendes Lernen und Arbeiten in Teams sind tragende Säulen des Physikunterrichts. Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 3 Curriculum Physik 7/8
III. Methodische Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler sollen die folgenden methodischen Kompetenzen an geeigneten, von der jeweiligen Lehrkraft gewählten Inhalten erwerben: 1. PHYSIK ALS NATURBETRACHTUNG UNTER BESTIMMTEN ASPEKTEN zwischen Beobachtung und physikalischer Erklärung unterscheiden; an einfachen Beispielen die physikalische Beschreibungsweise anwenden. 2. PHYSIK ALS THEORIEGELEITETE ERFAHRUNGSWISSENSCHAFT die naturwissenschaftliche Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Experiment, Bewertung,...in ersten einfachen Beispielen anwenden. 3. FORMALISIERUNG UND MATHEMATISIERUNG IN DER PHYSIK bei einfachen Beispielen den funktionalen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren; einfache funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen, die zum Beispiel durch eine Formel vorgegeben werden, verbal beschreiben und interpretieren; einfache, auch bisher nicht im Unterricht behandelte Formeln zur Lösung von physikalischen Problemen anwenden. 4. SPEZIFISCHES METHODENREPERTOIRE DER PHYSIK einfache Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen; erste Experimente unter Anleitung planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und angeben, welche Faktoren die Genauigkeit von Messergebnissen beeinflussen; an ersten einfachen Beispielen Strukturen erkennen und Analogien hilfreich einsetzen. 5. ANWENDUNGSBEZUG UND GESELLSCHAFTLICHE RELEVANZ DER PHYSIK bei einfachen Problemstellungen Fragen erkennen, die sie mit Methoden der Physik bearbeiten und lösen; erste physikalische Grundkenntnisse und Methoden für Fragen des Alltags sinnvoll einsetzen; erste Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungsbewusstes Handeln einsetzen. Die Schülerinnen und Schüler kennen charakteristische Werte der behandelten physikalischen Größen und können sie für sinnvolle physikalische Abschätzungen anwenden. Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 4 Curriculum Physik 7/8
6. PHYSIK ALS EIN HISTORISCH-DYNAMISCHER PROZESS Die Schülerinnen und Schüler kennen erste einfache Beispiele dafür, dass physikalische Begriffe nicht statisch sind, sondern sich historisch oft aus alltagssprachlichen Begriffen entwickelt haben. 7. WAHRNEHMUNG UND MESSUNG den Zusammenhang und den Unterschied zwischen der Wahrnehmung beziehungsweise Sinnesempfindung und ihrer physikalischen Beschreibung bei folgenden Themenstellungen darstellen: Inhalte Wahrnehmung: Lautstärke, Tonhöhe, Hören Messung: Amplitude, Frequenz Wahrnehmung: Schwere Messung: Schwerkraft Wahrnehmung: Helligkeit und Schatten, Farben, Sehen physikalische Beschreibung: Streuung, Reflexion, Brechung Wahrnehmung: warm, kalt, Wärmeempfindung Messung: Temperatur mit grundlegenden physikalischen Größen umgehen. Inhalte Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck Energie elektrische Stromstärke, elektrisches Potenzial, elektrische Spannung, qualitativ: elektrische Ladung Kraft, Geschwindigkeit, qualitativ: Impuls Strukturen und Analogien erkennen. Inhalte: Schall und Licht qualitativ: Energiespeicher, Beschreibung von mechanischen und elektrischen Energietransporten qualitativ: Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand 10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN elementare Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben; physikalische Modelle auch in ihrem Alltag gewinnbringend einsetzen. Inhalte: Erde: atmosphärische Erscheinungen, Erdmagnetfeld Mensch: physikalische Abläufe im menschlichen Körper, medizinische Geräte, Sicherheitsaspekte Alltagsgeräte (zum Beispiel Elektromotor) Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (zum Beispiel Generator) auch regenerative Energieversorgung (zum Beispiel Solarzelle, Brennstoffzelle) Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 5 Curriculum Physik 7/8
IV. Kerncurriculum / Schulcurriculum für die Klasse 7 Kompetenzen und Inhalte lt. Bildungsplan Unterrichtsinhalte Bemerkungen 7. WAHRNEHMUNG UND MESSUNG Unterschied zwischen Wahrnehmung und physikalischer Beschreibung kennen Zeit, Amplitude, Frequenz, Periodendauer, Temperatur kennen 10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN Physikalische Abläufe im menschlichen Körper: Gehör Einführung Schallerzeugung Aufzeichnung von Schwingungen Zeitmessung [8] Lautstärke Amplitude, Tonhöhe Frequenz (Periodendauer) [7,8] Töne und Klänge Ausbreitung des Schalls Schallgeschwindigkeit Reflexion, Echo [10] Lärmschutz [10] 25 Stunden Auch oszillographische Darstellung von Schall Keine mathematische Definition der Geschwindigkeit, kein ausführliches Rechnen. Ultraschall in der Medizin Warm/Kalt Temperatur [7,8] Temperaturmessung Thermisches Ausdehnungsverhalten kein Längenausdehnungsgesetz auch Anomalie des Wassers 7. WAHRNEHMUNG UND MESSUNG Unterschied zwischen Wahrnehmung und physikalischer Beschreibung kennen Schall und Licht 10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN Physikalische Abläufe im menschlichen Körper: Auge Optik Lichtquellen, Lichtwahrnehmung [10] Lichtausbreitung, Schatten, Lichtstrahl [9] Helligkeit und Schatten [7] Streuung, Reflexion, Brechung [7] Optische Geräte [10] Farben [7] Auge und Sehfehler [10] Brechung nur qualitativ geeignet für Schülervorträge 25 Stunden Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 6 Curriculum Physik 7/8
Kompetenzen und Inhalte lt. Bildungsplan Unterrichtsinhalte Bemerkungen Mechanik 1 10 Stunden 3. FORMALISIERUNG UND MATHEMATISIERUNG DER PHYSIK Funktionale Zusammenhänge in Diagrammen und Formeln 5. ANWENDUNGSBEZUG UND GESELLSCHAFTLI- CHE RELEVANZ DER PHYSIK Energieversorgung Energie Energiespeicher, Energietransporte 10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN Natürliche und technische Energiewandler, Kraftwerke Energie im Alltag [5,8] Energieformen, Energieträger Energieumwandler, Kraftwerke [10] Geschwindigkeit bei gleichförmigen Bewegungen [3, 8] Kräfte und ihre Messung [8] Kräftegleichgewicht. t-s-diagramme zeichnen und interpretieren können. Darstellung von Kräften durch Pfeile Bei der Behandlung der Geschwindigkeit und der Kräfte sollte an die Unterrichtseinheit Fortbewegung im Fach NwT in Klasse 8 gedacht werden. Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 7 Curriculum Physik 7/8
V. Kerncurriculum / Schulcurriculum für die Klasse 8 Inhaltliche Kompetenzen lt. Bildungsplan Unterrichtsinhalte Bemerkungen Mechanik 2 28 Stunden 7. WAHRNEHMUNG UND MESSUNG Schwere, Schwerkraft Zeit, Masse, Dichte, Kraft, Druck, Geschwindigkeit, Impuls Energiespeicher, Energietransporte Masse und Dichte [8] Impuls [8] Kraft und Energie Leistung [8] Energiestromstärke Energietransport und Energiespeicherung [9] Energiemessung [8] Nur Einheiten (kwh und kj) nennen Druck [8] Masse und Gewichtskraft, Ortsfaktor [7, 8] Druck : p = ΔE/ΔV auch möglich Elektrizitätslehre 1 32 Stunden 3. FORMALISIERUNG UND MATHEMATISIERUNG DER PHYSIK Funktionale Zusammenhänge in Diagrammen und Formeln elektrische Stromstärke, elektrisches Potenzial, elektrische Spannung, elektrische Ladung Strom-Antriebs-Konzept 10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN Erdmagnetfeld, Elektromotor, Sicherheitsaspekte Elektrische Energie Stromkreis, elektrischer Strom [8] Wasserstromkreis [9] Wirkungen des elektrischen Stroms, Erdmagnetfeld [10] Stromstärke elektrische Ladung Potenzial, Spannung [8, 9] Parallel- und Reihenschaltungen von Quellen und Verbrauchern Elektrisches Feld, Widerstand [9] Kennlinien, Ohmsches Gesetz [3, 4] Abhängigkeiten des Widerstandes (Temperatur, Licht ) Erdmagnetfeld Gefahren des elektrischen Stroms [10] Einheit Ampere nur mitteilen Möglichst: Potenzial als Basisgröße Oken-Gymnasium, Offenburg, März 2010 Seite 8 Curriculum Physik 7/8