Schulcurriculum Physik Jahrgänge 6-10

Wildeshausen, den 17.10.2014
Sehr geehrte Damen und Herren,
aufgrund der Einführung eines neuen Lehrbuchs für den 6. Jahrgang
stimmen die Seitenzahlen im folgenden Fachcurriculum mit denen im
neuen Lehrbuch nicht überein. Die Seitenzahlen im Fachcurriculum
werden derzeit überarbeitet.
Die Einführung des neuen Lehrbuchs für den 7. und 8. Jahrgang
verzögert sich aufgrund einer behördlichen Änderung der Inhalte.
Mit freundlichen Grüßen
Ihr Fachbereich Physik
FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) STAND: 03.06.2012 SEITE 1 Das Fachcurriculum für den Physikunterricht am Gymnasium Wildeshausen für die Schuljahrgänge 5‐10 basiert auf dem Kerncurriculum für das Gymnasium Schuljahrgänge 5‐10 Naturwissenschaften Herausgegeben vom Niedersächsischen Kultusministerium, Schiffgraben 12, 30159 Hannover (2007). Das Kerncurriculum kann als „PDF‐Datei“ vom Niedersächsischen Bildungsserver (NIBIS) unter http://db2.nibis.de/1db/cuvo/datei/kc_gym_nws_07_nib.pdf heruntergeladen werden. Bildungsbeitrag des Faches Physik: Im Physikunterricht erfahren die Schülerinnen und Schüler beispielhaft, in welcher Weise und in welchem Maße ihr persönliches und das gesellschaftliche Leben durch Erkenntnisse der Physik mitbestimmt werden. Der Aufbau eines physikalischen Grundverständnisses in ausgewählten Bereichen ermöglicht ihnen, Entscheidungen und Entwicklungen in der Gesellschaft im Bereich von Naturwissenschaft und Technik begründet zu beurteilen, Verantwortung beim Nutzen des naturwissenschaftlichen Fortschritts zu übernehmen, seine Folgen abzuschätzen sowie als mündige Bürger auch mit Experten zu kommunizieren. Kompetenzen: Im Kerncurriculum werden inhaltsbezogene und prozessbezogene Kompetenzbereiche ausgewiesen. Die Verknüpfung beider Kompetenzbereiche muss geleistet werden. Die prozessbezogenen Kompetenzbereiche beziehen sich auf Verfahren, die von Schülerinnen und Schülern verstanden und beherrscht werden sollen, um Wissen anwenden zu können. Sie umfassen diejenigen Kenntnisse Fähigkeiten und Fertigkeiten, die einerseits die Grundlage, andererseits das Ziel für die Erarbeitung und Bearbeitung der inhaltsbezogenen Kompetenzbereiche sind. Die inhaltsbezogenen Kompetenzbereiche sind fachbezogen; es wird bestimmt, über welches Wissen die Schülerinnen und Schüler im jeweiligen Inhaltsbereich verfügen sollen. Die folgende Grafik veranschaulicht diesen Sachverhalt. Die inhaltsbezogenen Kompetenzen untergliedern sich in die Themenbereiche Energie, Thermodynamik, Magnetismus, Elektrizität, Mechanik, Optik und Kernphysik. Der Energiebegriff dient als themenübergreifende Leitlinie. FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) Die prozessbezogenen Kompetenzen unterteilen sich in die folgenden Bereiche: STAND: 03.06.2012 SEITE 2 1) Erkenntnisgewinnung Physikalisch argumentieren Physikalische Argumentation wächst über einen unverbindlichen Meinungsaustausch hinaus, indem zunächst ein sachbezogenes Vokabular entwickelt wird. Vorliegende Fragen und Vermutungen werden durch Anwendung weiterer Darstellungselemente, insbesondere von Grafen, sprachlichen Formulierungen von Zusammenhängen und schließlich Gleichungen sowie durch die Durchführung hypothesengeleiteter Experimente einer rationalen Beantwortung zugänglich gemacht. Besondere Aufmerksamkeit verdient der allmähliche Übergang von der Alltagssprache zur Fachsprache, der Wechsel zwischen Darstellungen und Sprachebenen muss dabei geübt werden. Der beschriebene Weg muss in jedem neu begonnenen Sachgebiet erneut durchlaufen werden, die Angabe eines Endverhaltens bedeutet also nicht, dass die zum Erwerb des Endverhaltens erforderlichen Schritte bei fortgeschrittenen Lernenden entbehrlich wären. Probleme lösen Die Fähigkeit, Probleme zu lösen, ist sehr anspruchsvoll. Sie entwickelt sich nur, wenn die Lernenden sich bei der Problemlösung immer wieder als erfolgreich erleben. Zur Unterstützung der Entwicklung dieser Fähigkeit können genaue Anleitung und feste Strukturierung hilfreich sein, wenn die Probleme aus Sicht der Lernenden neuartig oder komplex sind. Offene Problemstellungen können eher in bekannten Zusammenhängen für Schülerinnen und Schüler eine angemessene Herausforderung darstellen. Für die Gestaltung von Unterricht ergibt sich daraus die Forderung nach einem kumulativen Aufbau auch in den einzelnen Unterrichtseinheiten mit zunehmender Öffnung bei wachsendem Kenntnisstand. Planen, experimentieren, auswerten Wie die Problemlösefähigkeit muss auch die Experimentierfähigkeit entwickelt werden. In einem neuen Sachgebiet sollten die Lernenden in der Regel zunächst angeleitet experimentieren. Mit zunehmender Sicherheit dürfen Fragestellungen und Anleitungen schrittweise offener werden, um in einem anderen Sachgebiet zunächst wieder verengt zu werden. Sie sind dabei stets so zu gestalten, dass die Lernenden Experimente als Mittel erleben, wesentliche Fragen zu beantworten oder neue Phänomene kennen zu lernen. Arbeitsaufträge müssen so angelegt sein, dass die Lernenden den erlebten Erfolg in erster Linie dem eigenen Tun zuschreiben können. Mathematisieren Die Physik unterscheidet sich von den anderen Naturwissenschaften unter anderem durch ihren höheren Grad der Mathematisierung. Es ist Aufgabe des Unterrichts, die Lernenden auf dem Weg zu einer Beherrschung mathematischer Verfahren in der Physik schrittweise und behutsam anzuleiten. Behutsames Vorgehen bedeutet dabei, einen Weg über eine sprachliche Beschreibung und einfache Diagramme bis zur Verwendung von Gleichungen und deren anschließender Interpretation zu beschreiten. In jedem Fall wird dabei der Weg über eine sprachliche Beschreibung und einfache Diagramme FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) STAND: 03.06.2012 SEITE 3 zur Angabe von Gleichungen und deren anschließender Interpretation führen. Obwohl in der nachstehenden Tabelle in Form jeweils komplexer werdender Kompetenzen ein Endverhalten beschrieben wird, müssen die Lernenden die erforderlichen Schritte in einem neuen Fachgebiet jeweils wieder neu und wiederholt durchlaufen. Termumformungen und das Lösen von Gleichungen sind nur dann Gegenstand der Physik, wenn sie dazu dienen, physikalische Fragen zu beantworten. Mit Modellen Arbeiten Physikalische Probleme werden durch Modellieren und Idealisieren einer Behandlung zugänglich gemacht. Modelle können dabei gegenständlich, ikonisch, grafisch, mathematisch sein oder Analogien verwenden. Das Kern‐Hülle‐Modell des Atoms, das Modell der Elementarmagnete und das im Chemieunterricht eingeführte Teilchenmodell werden im Sinne von ikonischen Modellen, Energieflussdiagramme als Beispiel für grafische Modelle verwendet. An Beispielen erkennen die Lernenden die Prognosefähigkeit von Modellen und deren Grenzen. Erst fortgeschrittene Lernende sind dabei in der Lage, über die Unterschiede zwischen Modell und Realität zu reflektieren. 2) Kommunizieren und dokumentieren Kommunizieren Schülerinnen und Schüler müssen Äußerungen von anderen und Texte mit physikalischen Inhalten verstehen, sich zu eigen machen und überprüfen. Sie nehmen dazu Informationen auf, strukturieren diese und dokumentieren ihre Arbeit, ihre Lernwege und ihre Ergebnisse. Dabei nutzen sie unterschiedliche Darstellungsformen und Medien. Zunehmend achten die Lernenden auf eine adressatengerechte Darstellung und die Auswahl geeigneter Sprachelemente. Eine besondere Bedeutung kommt der Dokumentation von Lösungswegen dann zu, wenn elektronische Rechenhilfen benutzt werden. Dokumentieren Wesentliches Kriterium für die Anerkennung naturwissenschaftlicher Ergebnisse ist deren Reproduzierbarkeit. Das setzt eine geeignete Form der Dokumentation voraus. Im Unterricht gelangen die Lernenden zu einer zunehmend selbständig ausgeführten, situations‐ und adressatengerechten Darstellungsform, ohne in eine ritualisierte Art des Protokolls zu verfallen. Zur Dokumentation gehört die schrittweise genauer eingehaltene Verwendung von Größensymbolen, Einheiten und Schaltzeichen. Ebenso entwickelt werden soll die Fähigkeit, Lernergebnisse und Kenntnisstand in geeigneter Form übersichtlich darzustellen und so eine Basis für künftiges Lernen bereitzustellen. 3) Bewerten Zum Bewerten gehört die Fähigkeit, das erworbene Wissen kritisch einordnen zu können, ebenso wie die Beantwortung der Frage, in welchem Gebiet die Physik Aussagen machen kann und in welchem nicht. Insofern ist es unumgänglich, dass die Lernenden zwischen naturwissenschaftlichen, FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) STAND: 03.06.2012 SEITE 4 gesellschaftlichen und politischen Komponenten einer Bewertung unterscheiden. Im Zusammenhang mit Fragen der Nachhaltigkeit, der Auswirkungen technischer Anwendungen und der Gesundheit entwickeln die Lernenden dabei auch Ansätze für Wertmaßstäbe. Die Gelegenheiten, Bewertungskompetenz im Physikunterricht zu entwickeln, sind allerdings begrenzt und zugleich komplex. Deshalb sind die Anlässe gezielt zu nutzen. Die Erwartungen an die Progression müssen realistisch eingeschätzt werden, weil die zur Entwicklung erforderlichen Schritte nur selten durchlaufen werden können. Stundentafel und Schulbuch: Am Gymnasium Wildeshausen wird das Fach Physik in den Jahrgängen 6‐10 durchgehend 2‐stündig unterrichtet. Im Jahrgang 5 gibt es keinen Physikunterricht. In den Jahrgängen 6‐10 wird nach dem Lehrwerk „Fokus Physik Gymnasium“ vom Cornelsen Verlag unterrichtet. Das Lehrwerk beinhaltet eine Lern‐CD mit zusätzlichen Aufgaben, Simulationen und Ergänzungstexten. Zusammenarbeit, Klassenarbeiten: Die Physiklehrerinnen und –lehrer eines Jahrgangs arbeiten möglichst parallel, so dass durch gemeinsame Arbeitsblätter, vereinbarte Schreibweisen, ähnliche Experimente und Projekte ein einheitlicher Kenntnisstand aller Schüler erreicht wird. Auch bei einem außerplanmäßigen Lehrerwechsel kann so eine Kontinuität im Unterricht gewährleistet werden. Ebenso ist es sinnvoll Klassenarbeiten gemeinsam zu planen. Methodencurriculum: Im Fach Physik werden die im Methodencurriculum des Gymnasiums Wildeshausen festgelegten Methoden gelehrt und trainiert. Struktur des Fachcurriculums: Gemäß den Aufgaben, die der Fachkonferenz unter Punkt 2.3 der Kerncurriculums zugewiesen wurden, hat die Fachschaft Physik die Anordnung der verbindlichen Themenbereiche auf die einzelnen Jahrgänge vorgenommen. In einer tabellarischen Übersicht findet man für jeden Jahrgang zunächst in einer Spalte die inhaltlichen Kompetenzen, die Pflichtthemen nach dem Kerncurriculum, vereinbarte verpflichtende Ergänzungen sowie bei ausreichender Zeit freiwillige Ergänzungen enthalten. Man findet ebenso einen groben Überblick über die zu unterrichtenden Stunden. In einer zweiten Spalte findet man die Verknüpfung mit den verbindlichen prozessbezogenen Kompetenzen unterteilt in „Erkenntnisgewinnung“, „Kommunikation“ und „Bewertung“. In einer dritten Spalte findet man konkrete Hinweise für die mögliche Durchführung des Unterrichts, d.h. es werden mögliche Methoden, Arbeitsformen sowie Experimente zu dem jeweiligen Thema genannt. Hier findet man auch Tipps zu den Einsatzmöglichkeiten des GTR, Excel und Simulationssoftware. Ebenso findet man Hinweise zu verfügbarem Material in der Physiksammlung (Schülerexperimentiermaterial, Lernstationen, Material für Demonstrationsexperimente, etc.) und im Internet. In der vierten Spalte findet man den Bezug zu den entsprechenden Seiten und Aufgaben aus dem Schulbuch. FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 6 STAND: 03.06.2012 SEITE 5 JAHRGANG 6 Die Schülerinnen und Schüler des Jahrgangs 6 haben zum ersten Mal das Fach Physik. Ihre Vorerfahrungen mit naturwissenschaftlichen Themen sind aufgrund der verschiedenen Grundschulen durchaus unterschiedlich. Ziel des Unterrichts in diesem Jahrgang ist es, die Neugierde der Schüler auf physikalische Themen zu wecken und ihre Begeisterung für naturwissenschaftliche Phänomene zu fördern. Der Unterricht sollte daher sehr anschaulich sein. Ebenso sollte er vom Erfahrungsbereich sowohl der Mädchen als auch der Jungen ausgehen und an ihren Interessenlagen orientiert sein. Das Experiment als Mittel der Erkenntnisgewinnung steht im Mittelpunkt. Die Schüler sollen kleine Experimente nach Anleitung durchführen und auswerten können. Auf eine sorgfältige Dokumentation der Versuche ist besonders zu achten. Das Anfertigen einfacher Skizzen und Schaltbilder ist zu trainieren. Eine Mathematisierung von Zusammenhängen soll noch nicht erfolgen. Vielmehr sollen Zusammenhänge in „Je‐desto‐Sätzen“ sowie mit Hilfe von geometrischen Darstellungen beschrieben werden. Fach‐ und Umgangssprache werden noch nicht präzise getrennt. Als Arbeitsformen bieten sich Partner‐ und Gruppenarbeiten an, wobei hierbei auch der Umgang mit Kritik erlernt werden soll. Arbeitsergebnisse sollen in altersgemäßer Form, auch mit Hilfe vorgegebener Medien präsentiert werden. Die Durchführung und Präsentation zweier mehrstündiger Unterrichtsprojekte soll erfolgen. THEMENBEREICH: MAGNETISMUS Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
15
Dauermagnete
1
Wirkung eines Magneten auf verschiedene Gegenstände und Klassifizierung von Stoffen Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
• freiwillige Ergänzung
2
Phänomene des Magnetismus aus dem Alltag erklären 4
Projekt: Bau von Geräten mit Magneten 1
Kraftwirkung, Nord‐ und Südpol 1
Magnetfelder, Feldlinien Erkenntnis
Experimente nach Anleitung durchführen Phänomene finden, beschreiben und erklären, Nutzen von Magneten erkennen Aufbau planen und durchführen Konstruktionsprobleme erfahren und lösen beschreiben und führen entsprechende Experimente durch Experimente durchführen Mit Modellen arbeiten Kommunikation
Versuchsprotokoll Bewertung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
In Teams erforschen die SuS was magnetisch ist. Kiste mit vielen Gegenständen Kühlschranktür, Magnettürschließer, Pinnwand, EC‐Karte, Sicherung von Kleidung, Magnetschlösser, Lautsprecher Magnetkartenleser, Kleidungssicherung 9 Spiele, Mülltrennung, Münzautomat, Elektromagnet, Magnettheater 5‐8 Gruppenarbeit Arbeitsteilung Vorstellung der Ergebnisse Bedeutung einfacher technischer Systeme für das Leben im Alltag, Sicherheitsregeln Bewerten anderer Projekte SuS erfahren selbst Bewertung 10 Vor‐ und Nachteile von physikalischen Modellen erkennen Feldlinienbilder mit Kompass und Eisenfeilspäne herstellen Experiment: schwimmende Nadel Schülerexperiment mit Eisenfeilspäne, Minikompass 11 Teamarbeit, Dokumentation FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 6 1
Die Erde als Magnet STAND: 03.06.2012 SEITE 6 Unterscheidung zwischen geographischen und magnetischen Polen Vortrag üben Daten im Internet sammeln Referat eines Schülers, Internetrecherche, Schutz vor kosmischer Strahlung erkennen, Polarlichter Folien Beschreiben die Anwendung des Kompasses zur Orientierung Benennen Auswirkungen dieser Erfindung in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen (Seefahrer, Entdeckungen) Bau eines Wasserkompasses, Referat Funktion und Einsatz eines Kompasses, Wagenscheins Säge Aufbau und Funktion eines Kompasses Experimentieren 1
Modell der Elementarmagnete Modell zur Erklärung von Phänomenen 2
Anwendung des Modells der Elementarmagnete Experimente durchführen Dokumentation der Versuche 1
Bau eines Elektromagneten Erklärung der Verstärkung durch einen Eisenkern im Modell Vergleich zwischen Dauermagnet und Eletromagnet 2
Orientierung bei Tag und Nacht / Orientierung in der Natur Zusammenhänge erkennen 1
Zusammenfassung der Themen 1
Die Schüler sollen erkennen, dass ein Modell zur Erklärung von Phänomenen geeignet ist, und man damit neue Phänomene vorhersagen kann. Es werden Experimente zur Magnetisierung und Entmagnetisierung durchgeführt. Daten sammeln, bewerten und zusammenstellen 14 15, 16 Magnettafel mit drehbaren Elementarmagnete
n 12 12 großer Eisennagel, Rosendraht, Flachbatterie Gruppenarbeit im Internet zum Thema Tauben (Vögel), moderne Navigation (GPS) 17‐18 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? 20‐21 THEMENBEREICH: PHÄNOMENORIENTIERTE OPTIK Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
• freiwillige Ergänzung
30
Optik
2 Sender‐Empfänger‐Vorstellung des Sehens Lichtquellen und beleuchtete Körper Erkenntnis
Kommunikation
Bewertung
Unterscheidung zwischen Alltagssprache und Fachsprache Bedeutung der Beleuchtung im Straßenverkehr Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Arbeitsblatt Demonstrationsexperiment Material
Seite
54‐57 60+61 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 6 STAND: 03.06.2012 SEITE 7 2 Ausbreitung: Lichtbündel Æ Lichtstrahl als Modell Modellbildung Schülerversuch, Simulation Crocodile Physics Lichtbox 58‐62 4 Anwendung: Schatten, Mondphasen, Finsternisse Unterscheidung von Mondphasen und Finsternissen Schülerversuche, Arbeitsblätter, Tellurium, Schulbuch, Internet Lichtbox Modell zu den Mondphasen 64‐72 4 Lochkamera Helligkeit, Bildschärfe Je‐desto‐Sätze Selbstbau einer Lochkamera, evtl. Fotografieren Pringles‐Dosen 74‐77 1 Sammellinse, (Zerstreuungslinse) Experimente nach Anleitung, Brennpunkte Versuchsprotokoll Lochkamera Æ Linsenkamera 100 Jahre Fotoapparat Kamera‐Museum 78+79 Je‐desto‐Sätze Schülerversuche dynamische Arbeitsblätter (Simulationen) Optikkästen (neu + alt) 79‐82 Hier kann die Korrektur von Kurz‐ und Weitsichtigkeit thematisiert werden. Augemodell 84‐92 Schülerversuche Schülerversuche, optische Täuschungen Unterschiede der Bilder, reelles und virtuelles Bild, Konstruktion mit ausgewählten Strahlen Funktion erklären, Fehlsichtigkeiten korrigieren 4 Bildentstehung an der Sammellinse 2 Auge, Kamera, etc. 4 Lichtbrechung 3 Reflexion, Spiegelbilder geometrische Konstruktion Versuchsprotokoll Je‐desto‐Sätze Versuchsprotokoll Je‐desto‐Sätze Experimente nach Anleitung Spektrale Zerlegung beschreiben Bedeutung von farbigem Licht im Alltag einschätzen Lehrerversuch mit Prisma Schülerversuche mit Farbbällen Toms Internetseiten Gerät zur additiven Farbmischung 108‐112 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 113‐114 3 1
Farbenlehre, Zerlegung von weißem Licht additive und subtraktive Farbmischung Zusammenfassung der Themen Optikkästen Crocodile Physics Optikkästen Crocodile Physics 100‐105 94‐97 THEMENBEREICH: ELEKTRIZITÄT Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
20
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
Stromkreise
1 Wirkungen des elektrischen Stroms 4 Einfache elektrische Stromkreise und deren Aufbau und Bestandteile Erkenntnis
Wärmewirkung, magnetische Wirkung, Lichtwirkung, etc. Planung und Durchführung einfacher Kommunikation
Bewertung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Demonstrationsexperimente zu den verschiedenen Wirkungen, Zuordnung der verschiedenen Wirkungen zu Geräten Bedeutung elektrischer heißer Draht, Morseapparat Material
Schülerkasten E‐
Lehre, Seite
24‐27 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 6 1 Arten und Stärken von Spannungsquellen und Netzgeräten Experimente Erkenntnis, dass nicht alle Geräte mit allen Spannungsquellen betrieben werden können; Umgang mit Spannungsangaben Idealisierung und Abstraktion des Versuchsaufbaus; Aufbau einfacher Stromkreise nach vorgegebenem Schaltplan Planung und Durchführung von Experimenten zur Untersuchung der Leitfähigkeit STAND: 03.06.2012 SEITE 8 Stromkreise im Alltag Steckbretter, Bewertung der Gefahren mit Spannungsquellen Batterien, Apfelbatterie, Solarzelle, Thermoelement, Batterien, etc. Benutzung von Schaltplänen als fachtypische Darstellung Schalter zum Selbstbauen Æ Referat, Vortrag CD, Kosmos Austausch der Erkenntnisse zur Leitfähigkeit Leitfähigkeit prüfen, Apfelbatterie Schülerübung 34‐35 30+37 28‐29 2 Schaltskizzen und Symbole 2 Leiter und Nichtleiter 2 Kombination von Schaltern Bedeutung el. Stromkreise im Alltag Wechselschaltung, Umschaltung, Türklingel, Sicherheitsschaltung Schülerübung 2 Reihen‐ und Parallelschaltung von Glühbirnen und deren Anwendungen Durchführung von Experimenten Dokumentation und Austausch der Ergebnisse Bedeutung el. Stromkreise im Alltag Glühlampen, Fahrrad, Elektrohaus 33 2 Elektromagnete, Klingel Anwendung der Erkenntnisse über Stromkreise Bau einfacher Geräte 42‐47 2 Gefahren des elektrischen Stroms 36, 40‐41 1
Zusammenfassung der Themen Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 50‐52 Klassenarbeiten: 1 pro Halbjahr Leistungsbewertung: 40:60 Beschreibung von Aufbau und Funktionsweise einfacher technischer Geräte Bewerten von Sicherheitsmaßnahm
en am Beispiel Schutzdrahtes und Schmelzdrahtsicherun
g (45 Minuten) (schriftliche Leistungen : mündliche Leistungen) 28, 32, 39 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 7 STAND: 03.06.2012 SEITE 9 JAHRGANG 7 Zentrales Ziel im Jahrgang 7 ist es, die Neugierde und Begeisterung der Schülerinnen und Schüler zu erhalten. Dies gelingt dadurch, dass das selbständige Arbeiten und Experimentieren weiter gefördert wird, die erlernten Inhalte möglichst vielfältig angewendet werden und das „Lernen durch Handeln“ in den Vordergrund gestellt wird. Im Unterschied zum Jahrgang 6 sollen die Experimente in diesen Jahrgängen schon systematischer durchgeführt werden, auch die Auswertung mit Hilfe von Graphen erfolgt schon behutsam mit Hilfe einfacher mathematischer Methoden. Durch konkretisieren und physikalisches Interpretieren von Diagrammen und Gleichungen wird der Gefahr eines unverstandenen und inhaltsleeren Umgangs mit mathematischen Formeln entgegengewirkt. Der in Klasse 7 eingeführte Taschenrechner soll zur Analyse von Messdaten verwendet werden. Im sprachlichen Bereich wird in diesem Doppeljahrgang der Umgang mit der Fachsprache trainiert. Schülerinnen und Schüler sollen üben, zwischen Fachsprache und Alltagssprache zu trennen. Gruppen‐ und Projektarbeiten, insbesondere geeignete Schülerexperimente, sind unverzichtbar, um eigenständiges Erkunden, Problemlösen, Dokumentieren und Präsentieren zu fördern. Der Grad der Offenheit der Arbeitsaufträge soll dem Lernstand der Gruppe angepasst werden. Inhaltlich ist der Energiebegriff ein zentrales Thema, der sich auch im Themenbereich Elektrik durchgehend wiederfindet. THEMENBEREICH: EINFÜHRUNG DES ENERGIEBEGRIFFS Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
32
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
(Fokus)
Energie
Erkenntnis
Kommunikation
Energie im Alltag Wozu wird Energie benötigt? Einfacher Energiebegriff Energieformen und deren Umwandlung Energie kann in unterschiedlichen Formen auftreten, die ineinander umgewandelt werden können 2 4 4 Buch
• freiwillige Ergänzung
Beschreiben Situationen des Alltags mit Hilfe des Energiebegriffs 1 Unser Unterricht
Bewertung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
Mindmap Collage mit Bildern 7‐11 Vorgänge mit Hilfe von Energieübertraguns‐
ketten beschreiben Energieumwandler benennen können Stationen zu Energieformen Darstellung mit Energieflussdiagrammen Energieumwandlungsketten mit Karten legen und aufkleben Geräte und Stationskarten in der Sammlung im Schrank 5.4 Kopiervorlage „Energiepuzzle“
12‐19 1J als Einheit der Energie Kenntnis typischer Größenordnungen Recherche im Internet und in eigenen Rechnungen Abschätzung des häuslichen Energiebedarfs und dessen Verteilung Auswertung von Rechnungen, Arbeit mit den Energiemonitoren Energiemesser Energiemessung verschiedener Energiearten Elektrische Energie, innere Energie, Lageenergie Energiemessung mit dem „Stromzähler“; Mischungsversuche (Wärmekapazität)) 36‐41 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 7 STAND: 03.06.2012 SEITE 10 2 Energiestromstärke – die Leistung Leistung als Maß der strömenden Energie 2 Leistung des eigenen Körpers Leistungsgrenzen des Menschen 4 Energietransport und –speicherung Energieversorgungs‐
system kennenlernen 4 Unsere Energie kommt von der Sonne Die Sonne bestimmt unser Leben Poster / Minireferate z.B. Windenergie, Wasserkreislauf 2 Energie in unserer Nahrung 2 Qualitative Energiebilanzen Kontenmodell zur Quantifizierung der Energie Energiebedarf des Menschen Energie geht nicht verloren(Energieerhaltu
ng), wenn man den Energiestrom in die Umgebung berücksichtigt Beurteilung von Geräten nach deren Watt‐Angaben Anstrengung verschiedener Aktivitäten Energieformen lassen sich unterschiedliche gut transportieren und speichern Untersuchung von Geräten im Haushalt mit Angabe der entsprechenden Leistungen; Energiemonitor Durchführung verschiedener Experimente: Treppenlaufen, Stuhlbesteigung, Klimmzüge, Kniebeugen Lernstationen Experimente zum Energietransport z.B. S.21 20‐27 Textarbeit, Internetrecherche 28‐29, 45 Energiegehalt von Nahrung Energieaufnahme von einem Tag ermitteln und bewerten „Brennwerttabelle“ Energieerhaltung gilt nur in abgeschlossenen Systemen Energiekonten bei verschiedenen Energieumwandlungen, z.B. Pendel, Flummi Hier können Bezüge zur Chemie gemacht werden. Wichtig: keine Rechnungen! 30‐31 42 2 Unterschied zwischen Temperatur und innerer Energie eines Körpers Erläuterung, dass zwei Gegenstände trotz gleicher Temperatur verschiedene innere Energie haben können 2 Energie fließt alleine nur vom Gegenstand höherer Temperatur zum Gegenstand niedrigerer Temperatur Beurteilung von Energiesparmaßnah‐
men Raumabkühlung, warmes Wasser, Heizung, etc. 32‐34 4 Energieentwertung Energiesparen Fallrohr mit Bleischrot 32‐34 1 Zusammenfassung der Themen Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 46‐48 Bei allen Energieumwandlungen entsteht Wärmeenergie FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 7 STAND: 03.06.2012 SEITE 11 THEMENBEREICH: ELEKTRIK (TEIL 1) Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
• freiwillige Ergänzung
Erkenntnis
31
Kommunikation
Bewertung
Material
Seite
Erkennen die Bedeutung der Energieübertragung durch elektrische Stromkreise Handgenerator, Fernübertragung von Energie durch Kabel, Stationenlernen Stationen in der Sammlung vorhanden 104‐105 108‐109 118‐121 E=P*t Kritischer Umgang mit elektrischer Energie Stromrechnung,
Stromverbrauch Brainstorming, Internetrecherche, Referate verschiedener Alltagsgeräte 106‐107 110‐111 4 Energieübertragung durch elektrische Stromkreise aus dem Alltag 4 Kostenrechnung: „Energieverbrauch im Alltag“ Energiesparten 4 Elektrostatik: e in Metallen Kräfte zwischen geladenen Körpern Modellvorstellung (Chemie) 2 Unterscheidung in einfachen Stromkreisen von Elektronen‐ und Energiestrom Energieübertragung durch Kreisprozesse Darstellung in Flussdiagrammen 1 Elektrische Energiequellen Nutzen moderner Energiequellen 1 Zusammenfassung der Themen 1 Messbare Wirkungen des elektrischen Stroms 2 Elektrische Stromstärke I deren Messung Einheit und deren Festlegung 4 Stromstärke und Energiestromstärke in Reihen‐ und Parallelschaltung Experimentelle Untersuchung der Zusammenhänge 2 Spannung als Maß für die je Elektron übertragene Energie und deren Einheit und deren Festlegung; U=P/I ‐
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Unterscheidung zwischen Fach‐ und Alltagssprache bei der Beschreibung entsprechender Phänomene Erstellung einer Anleigung zum Gebrauch von Strommessgeräten Graphische Auswertung der Messungen Angabe der Zusammenhänge mit Hilfe von Formeln Erstellung einer Anleitung zum Grundversuche zur Elektrostatik, Erläuterung von Gewitter, Kopierer Elektronenstrom fließt zwischen Quelle und Verbraucher hin und her; Energiestrom fließt nur von der Quelle zum Verbraucher Influenzmaschine Dynamot 112‐117 Bewertung der verschiedenen Energiequellen Welche Wirkung ist am Besten messbar? Generator, Batterie, Thermoelement, Solarzelle, Brennstoffzelle, etc. Selbstbau dieser Energiequellen 122‐123 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up Drehspulmessinstrument, Hitzdrahtmessinstrument, 124‐125 127 Bewertung typischer Größenordnungen Training des Umgangs mit Strommessgeräten Drehspulmessinstru
mente, Schülerübung 128 Vor‐ und Nachteile der Schaltungsarten Schülerversuche; (Bedeutung der Sicherung im Haus) Schülerübung; Dynamot Lernstationen mit den Handkurbeln 132‐136 Bewertung typischer Größenordnungen Lernstationen 139‐140, 147 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 7 Messung STAND: 03.06.2012 SEITE 12 Gebrauch von Spannungsmessgerä‐
ten 1 Unterscheidung zwischen Spannung einer Quelle und Spannung zwischen zwei Punkten eines Leiters (Potenzial) Sachgerechte Experimente mit dem Voltmeter Training des Anschluss der Messgeräte Schülerübung 2 Spannung in Reihen‐ und Parallelschaltung Begründen die Knoten‐ und Maschenregel anhand einer Modellvorstellung Veranschaulichung der Regeln durch geeignete Skizzen Zweckmäßigkeit der elektrischen Schaltungen im Haushalt Schülerversuche zu den Schaltungsarten 143‐144 Muskeln, Herzschrittmacher, EKG, etc. 152‐153 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 149‐151 2 1 Strom und Spannung in Anwendungen Zusammenfassung der Themen Klassenarbeiten: 1 pro Halbjahr Leistungsbewertung: 40:60 (bis 90 Minuten) (schriftliche Leistungen : mündliche Leistungen)
145 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 8 STAND: 03.06.2012 SEITE 13 JAHRGANG 8 Themenbereich: Bewegung, Masse und Kraft Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
40
Bewegung
3 t‐s‐ Graphen t‐v‐Graphen bei gradlinigen Bewegungen Daten durch Diagramme auswerten 2 Bewegungsgleichungen für die gleichförmige Bewegung 2 Geschwindigkeitsänderung, Beschleunigung 2 Der freie Fall Bestimmung der Erdbeschleunigung 2 Lösung einfacher Aufgaben 1 Zusammenfassung der Themen 2 Wechselwirkungen 2 Unser Unterricht
Wirkungen von Kräften Erkenntnis
Training im Umgang mit Formeln sowie deren Umstellung Wechselwirkungsgesetz (S. 74) Bewegungsänderung und Formänderung als Phänomene beschreiben und auf Kräfte zurückführen Kommunikation
Verwendung selbst gefertigter Diagramm und Messtabellen zur Dokumentation Interpretieren von Geschwindigkeiten als Steigung Interpretieren von Beschleunigungen als Steigung (Bezüge zur Mathematik) Bewertung
Material
Seite
Beschreibung von Bewegungen durch Messtabellen und Graphen Ausgleichsgeraden und Regression mit dem Arbeitsblätter, Handreichungen, GTR und von Hand Exp. S. 51 und 53 Fahrbahn, Anfertigen und Interpretieren von Diagrammen Fahrrad Anfertigen und Interpretieren von Diagrammen S.59 E2, E5 Freie Fall mit und ohne Luftreibung Training des Umgangs mit modernen Messwerterfassungstechniken Fallgerät, Videoanalyse, Falleiter Übungsaufgaben Leifi‐Physik.Seite 57, 63 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up S. 67 E S. 69 E 64‐65 66‐69, 74 70‐71 Austausch der gewonnen Erkenntnisse und deren Anwendung unter angemessener Verwendung der Fachsprache Unterscheidung zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung von Phänomenen Darstellung von Bewegungsabläufen mit Hilfe von Diagrammen Methoden, Experimente, Arbeitsformen
S. 77 E 49‐63 52 60‐61 62 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 8 1 Messen von Kräften Maßeinheit Newton 4 Hooksches Gesetz 2 Masse 4 Gewichstkraft und Dichte Aufbau eines Kraftmessers Führen Experimente zu proportionalen Zusammenhängen am Beispiel des hookschen Gesetzes durch Balkenwaage zum Vergleich von Massen [m]=1kg Ortsfaktor; Angabe der zugehörigen Größengleichungen und Durchführung von Berechnungen STAND: 03.06.2012 SEITE 14 Durchführung von Versuchen zur Kraftmessung Kraftmesser 73,78‐79 Hart/weich Beurteilung der Gültigkeit des Gesetzes s‐F‐Graph mit D als Steigung Federn und Gummiband 79 Massen vergleichen mittels Normmassen Balkenwaage Achten auf die korrekte Verwendung der Begriffe Masse und Gewicht. Recherchieren Ortsfaktoren zu verschiedenen Planeten Experiment zur Dichte und zur Bestimmung des Ortsfaktors 72,96‐98 Interpretation von Bildern, in denen Kräfte auftreten 73 Kräfteparallelogramm Spaghettibrücke 2 Darstellung von Kräften Darstellung mit Hilfe von Pfeilen Pfeilbilder Länge, Angriffspunkt und Richtung; Wechsel zwischen sprachlicher und graphischer Darstellungsform 4 Zusammenwirkung und Zerlegung von Kräften ‐ Kräfteparallelogramm Kraft als gerichtete Größe, Vektoraddition 3 Unterscheidung zwischen Kräftepaaren bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern und Kräftepaaren beim Kräftegleichgewicht an einem Körper Kraft‐ und Gegenkraft; Kräftegleichgewicht 3 Trägheit und Masse Merksatz S. 94 m ~ FG
1 Zusammenfassung der Themen 84‐87 Lösen von Paradoxien Nutzung der Kenntnisse, um alltagstypische Fehlvorstellungen zu korrigieren Experimente zur Trägheit S. 93E Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 93‐95 90‐91 99‐102 THEMENBEREICH: ELEKTRIK (TEIL 2) Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Unser Unterricht
Buch
• freiwillige Ergänzung
Erkenntnis
23
2 Prozessbezogene Kompetenzen
Elektrischer Widerstand und ohmsches Gesetz Aufnahme entsprechender Kommunikation
Bewertung
Dokumentation der Messergebnisse in Unterscheidung zwischen der Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Schülerversuche zum elektrischen Widerstand von Verbrauchern; Material
Schülerübung Seite
154‐56 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 8 Kennlinien; Auswertung mit Hilfe der Kenntnisse über proportionale Zusammenhänge STAND: 03.06.2012 SEITE 15 Form geeigneter Diagramme Definition des elektrischen Widerstands und dem ohmschen Gesetz; Grenzen des ohmschen Gesetzes Einfluss der Temperatur auf den Widerstand Bestimmung des elektrischen Widerstands von Drähten mit und ohne Kühlung; 1 Wie entsteht der elektrische Widerstand? Modellvorstellung zum elektrischen Widerstand Anfertigung von Skizzen zur Erklärung 2 Verwendung der Größenbezeichnung R und dessen Einheit Anwendung des ohmschen Gesetzes in einfachen Rechnungen Korrekte Notation der Berechnungen, Umgang mit Einheiten 2 Widerstände in Reihen‐ und Parallelschaltung Herleitung von Neuem aus Bekanntem 2 Schutzmaßnahmen im Stromnetz 1 Zusammenfassung der Themen Bewertung der verschiedenen Schutzmaßnahmen 4 Motor und Generator Funktion der Energieumwandlung 2 Wechselspannung Erzeugung mit dem Generator Vor‐ und Nachteile Darstellung der Wechselspannung mit dem der Wechselspannung Oszilloskop Schüleroszilloskope 178‐179 4 Energieübertragung durch Hochspannung und Transformator Transformator als Black‐Box Skizze zum Energieversorgungssy
stem Übertragungsverluste in Leitern Bau einer Überlandleitung 180‐181 2 Informationsübertragung durch elektrische Anlagen Morseapparat, Telefon, GPS, Fernsehen, Computer etc. 185‐186 1 Zusammenfassung der Themen Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 183, 187 Klassenarbeiten: 1 pro Halbjahr Leistungsbewertung: 40:60 Theorie 157 160‐161 Vorhersage von Größen in elektrischen Stromkreisen Übungsaufgaben 158‐159 Deduktive Herleitung der entsprechenden Gesetze 163 Dreiadriges Kabel (Schutzleiter), FI‐
Schalter, Sicherung 166‐171 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up Demomotor‐ und Generator, Dynamot, Bausatz 172‐173 Bedeutung entsprechender Geräte für unseren Alltag (bis 90 Minuten) (schriftliche Leistungen : mündliche Leistungen) Erklärung der Funktionsweise; Bau eines Elektromotors 174‐177 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 9 STAND: 03.06.2012 SEITE 16 JAHRGANG 9 Themenbereich: Halbleiter Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
17
Halbleiter
Erkenntnis
2 Einfluss der Temperatur auf das Leitungsverhalten von Metallen (PTC) Ladungsträgermodell (Bezüge zur Chemie) 2 Leitfähigkeit eines NTC untersuchen 1 Kommunikation
Bewertung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
neue Schülerübung 62 Protokolle erstellen Grenzen des Modells erkennen Kennlinien aufnehmen und auswerten grundlegende Halbleitereigenschaften Erweiterung des Modells nötig NTC im Schülerversuch untersuchen Demoexperiment: Leitfähigkeit eines glühenden Glasstabes Eigenleitung, Paarbildung/Rekombination Modell mit vier Außenelektronen JAVA‐Applikationen (Leifi‐Physik) 2 Dotierte Halbleiter n‐ und p‐Dotierung Recherche zum Dotierungsvorgang Bedeutung im Alltag, Lichtschranke, Dämmerungsschalter LDR im Schülerversuch 62 4 p‐n‐Übergang Halbleiterdiode „Ventileigenschaft“ für elektrischen Strom Beschreiben den p‐n‐
Übergang mit energetischen Betrachtungen 64‐66 Verwendung der neuen Schülerübung Messungen mit den Solarkoffern für die Kennlinie Solarkoffer 52‐55 und 56+57 und 67 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 77+78 5 Leuchtdiode und Solarzelle Aufnahme der Kennlinie einer Leuchtdiode 1 Zusammenfassung der Themen Beschreibung von Aufbau und Wirkungsweise von Leuchtdiode und Solarzelle bewerten die Verwendung von Leuchtdiode und Solarzelle unter physikalischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten Mit Draht umwickelter Glasstab in der Sammlung Folien, Schablonen in der Sammlung 60+61 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 9 STAND: 03.06.2012 SEITE 17 Themenbereich: Energieübertragung quantitativ Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
18
2 4 • Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
Energieübertragung
Erkenntnis
mechanische Energieübertragung (Arbeit) und thermische Energieübertragung Experimentelle Untersuchung der Energieänderungen quantitative Bestimmung von Energieübertragungen berechnen die Änderung von Höhenenergie und innerer Energie in Anwendungsaufgaben Kommunikation
Unterscheidung zwischen Umgangssprache und dem physikalischen Sprachgebrauch Bewertung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
neue Schülerübung 80‐83 Anwendungsaufgaben, Demonstrations‐ und Schülerexperimente zur quantitativen Energieübertragung Gerät zum Wärmeäquivalent, Röhre mit Bleischrot, Strahlungswürfel, Thermosonde, Caloriemeter etc. 84+85 2 Energiespeicherung in Boden, Wasser und Luft Bestimmung der Wärmekapazität zeigen die besondere Bedeutung der spezifischen Schülerexperimente zur Bestimmung der Wärmekapazität des Wärmekapazität Wassers an geeigneten Beispielen 4 Solarthermie Aufbau und Funktion einer Warmwasseranlage Bau eines einfachen Kollektors, 107 2 Energiestromstärke (Leistung) als Maß wie schnell Energie übertragen wird Verwenden in diesem Zusammenhang Größen und Einheiten korrekt Entnehmen dazu Informationen aus Fachbuch und Formelsammlung Lernstationen zur Leistung 86+93 4 Energieübertragung durch Strahlung Strahlungshaushalt der Erde Absorption bei verschiedenen Farben, Strahlungsgleichgewicht 96‐101 4 unterscheiden zwischen innerer Energie eines Körpers und seiner Temperatur am Beispiel eines Phasenübergangs 112‐119 1 Zusammenfassung der Themen Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 123+124 Wärmestrahlung als eine Form der Energieübertragung formulieren an einem Alltagsbeispiel die zugehörige Energiebilanz Entnehmen dazu Informationen aus Fachbuch und Formelsammlung 102‐105 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 9 STAND: 03.06.2012 SEITE 18 Themenbereich: Atom‐ und Kernphysik Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
28
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
Atom- und Kernphysik
Erkenntnis
Kommunikation
Bewertung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
2 Größen von Atomen Vorstellung der Größenordnung Vergleiche durch Analogien Möglichkeiten der Untersuchung solch kleiner Größen 4 Aufbau des Atoms (Kern‐Hülle‐
Modell), Kernkraft, Stabilität deuten das Phänomen der Ionisation mit Hilfe dieses Modells Bezüge zur Chemie Rutherford‐Versuch Isotopentafel, Atommodelle, Simulationen 20‐25 4 beschreiben die ionisierende Wirkung von Kernstrahlung und deren stochastischen Charakter geben ihre Kenntnisse über natürliche und künstliche Strahlungsquellen wieder beschreiben biologische Wirkung und ausgewählte medizinische Anwendungen. Bezüge zu Biologie Nutzen dieses Wissen zur Einschätzung möglicher Gefährdung durch Kernstrahlung Funktion der Geiger‐Müller‐Zählrohrs, Messung von Nullraten Schülerübung zur Kernphysik 30‐33 4 unterscheiden α‐, β‐, γ‐ Strahlung anhand ihrer Eigenschaften und beschreiben ihre Entstehung. erläutern Strahlenschutzmaßnahmen mit Hilfe dieser Kenntnisse nutzen ihr Wissen zur Beurteilung von Strahlenschutzmaßna
hmen Bezüge zu Biologie Schülerexperimente zu den Strahlungsarten Experimente zu Reichweite und Abschirmung Schülerübung zur Kernphysik 28 40+41 4 beschreiben den radioaktiven Zerfall eines Stoffes unter Verwendung des Begriffes Halbwertszeit Würfelexperiment, Münzspiel, C14‐Lotterie Bestimmung von Halbwertszeiten mit der Ionisatonskammer, Bierschaumexperiment Würfel im Matheraum, Ionisationskammer 26+27 34+35 4 unterscheiden Energiedosis und Äquivalentdosis geben die Einheit der Äquivalentdosis an Vorträge zu Strahlenschäden zeigen am Beispiel des Bewertungsfaktors die Grenzen physikalischer Sichtweisen auf 42‐46 beschreiben die Ähnlichkeit von UV‐, Röntgen‐ und g –
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 zu Mathematik Umgang mit richtigen Einheiten Buch, Film, Analogien 8‐13 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 9 STAND: 03.06.2012 SEITE 19 6 beschreiben die Kernspaltung und die Kettenreaktion erläutern die Funktionsweise eines Kernkraftwerks Kernspaltung die lediglich der Wärmeerzeugung recherchieren in geeigneten Quellen und präsentieren ihr Ergebnis sachgerecht 1 Zusammenfassung der Themen Klassenarbeiten:
1 pro Halbjahr
Leistungsbewertung: 40:60
benennen die Auswirkungen der Entdeckung der Kernspaltung im gesellschaftlichen Zusammenhang u. zeigen dabei die Grenzen physikalischer Sichtweisen auf Bezüge zu Politik‐
Wirtschaft (90 Minuten)
(schriftliche Leistungen : mündliche Leistungen)
Simulationen, Bilder, Video zur Kernspaltung und zu Kernkraftwerken, (Mausefallenexperiment) Hefte zur Kernernergie (auch als Klassensatz bestallbar) 36‐39 Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 47‐50 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 10 STAND: 03.06.2012 SEITE 20 JAHRGANG 10 Themenbereich: Dynamik Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
Durchführung vieler Schülerexperimente mit anschließender Auswertung. Auch die Videoanalyse mit Viana und Videokamera ist sehr gut möglich. Wurfmaschine, Fallgerät, evakuierbare Röhre, Kamera und Viana 146‐155 Demonstrationsversuche mit der Luftkissenfahrbahn Verwendung von Simulationen (Walter Fendt) Versuche mit der Rollenfahrbah Fahrbahnen, Simulationen, Computerrraum 156‐169 8 gleichförmige Kreisbewegung mit Zentralbeschleunigung und Zentralkraft Gleichung für die Zentralkraft begründen die Entstehung der Kreisbewegung mittels der richtungsändernden
Wirkung der Zentralkraft. unterscheiden dabei zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung, insbesondere hinsichtlich der Vokabel „Fliehkraft” nutzen ihr Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahm
en im Straßenverkehr. Hier wenden wir die Newtonschen Gesetze zur Erklärung der Zentralkraft als einzige für die Kreisbewegung notwendige Kraft an. Die Gleichung der Zentralkraft wird experimentell ermittelt. Gerät zur Zentralkraft, Wassereimer, Bilder zu Kreisbewegungen, 170‐184 10 Energieerhaltungssatz der Mechanik planen einfache Experimente zur nutzen ihr Wissen zum Bewerten von Versuche zur Energieerhaltung in abgeschlossenen Systemen, Pendelversuch, Video „Haus im 128‐137 35
Dynamik
8 freier Fall und waagerechter Wurf mit den t‐s‐ und t‐v‐
Zusammenhängen 8 Grundgleichung der Mechanik inkl. Lösung ausgewählter Aufgaben und Probleme. Definition der Krafteinheit Bedeutung von g Erkenntnis
werten Daten aus selbst durchgeführten Experimenten aus beschreiben die Idealisierungen, die zum Begriff „freier Fall” führen erläutern die Ortsabhängigkeit der Fallbeschleunigung begründen den Zusammenhang zwischen Ortsfaktor und Fallbeschleunigung identifizieren den Ortsfaktor als Fallbeschleunigung. Kommunikation
übersetzen zwischen sprachlicher, grafischer und algebraischer Darstellung dieser Zusammenhänge Bezüge zu Mathematik Bewertung
FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 10 Lösung einfacher Aufgaben und Probleme auch unter Einbeziehung der kinetischen Energie 1 Zusammenfassung der Themen Überprüfung des Energieerhaltungs‐
satzes, führen diese durch und dokumentieren die Ergebnisse STAND: 03.06.2012 SEITE 21 Risiken und Sicherheitsmaßnahm
en im Straßenverkehr. Energieverluste durch Reibung Kirchturm“, Versuch zur Energie in einer Kugelschreiberfeder Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up 184 Themenbereich: Energieübertragung in Kreisprozessen Inhaltliche Kompetenzen
Stunden
• Kerncurriculum
• Pflichtergänzung
Prozessbezogene Kompetenzen
Unser Unterricht
Buch
(Fokus)
• freiwillige Ergänzung
27
Energie in Kreisprozessen
4 Gasdrucks als Zustandsgröße Definitionsgleichung des Drucks Umgang mit dem Größensymbol p und die Einheit 1 Pascals 4 Sieden hängt vom Luftdruck ab Abkühlung mit wachsender Höhe 6 Ideales Gasgesetz inkl. Anwendungen (Bezüge zu Chemie) Zweckmäßigkeit der Kelvin‐Skala (Bezüge zu Chemie) 2 Innere Energie, Druck und Temperatur im Teilchenmodell 4 Funktionsweise des Stirling‐
Motors Erkenntnis
verwenden in diesem Zusammenhang das Teilchenmodell zur Lösung von Aufgaben und Problemen. Veränderung der Siedetemperatur durch den Luftdruck Entstehung der Luftzirkulation werten gewonnene Daten durch geeignete Mathematisierung aus und beurteilen die Gültigkeit dieser Gesetze und ihrer Verallgemeinerung Erklärung der Begriffe mit Hilfe der Teilchenbewegung interpretieren einfache Arbeitsdiagramme und deuten eingeschlossene Kommunikation
Bewertung
tauschen sich über Alltagserfahrungen im Zusammenhang mit Druck unter Bezüge zu Chemie ungemessener Verwendung der Fachsprache aus Methoden, Experimente, Arbeitsformen
Material
Seite
Schülerexperimente die den Luftdruck und die damit verbundene Kraft verdeutlichen Gasflaschen, Druckgerät, hydraulischer Wagenheber, Magdeburger Halbkugeln, Vakuumpumpte 185‐197 Anwendungen (z.B. Thermik) Versuche zur Konvektion, Luftzirkulation, Wetter Kochendes Wasser bei Zimmertemperatur 198‐213 dokumentieren die Ergebnisse ihrer Arbeit und diskutieren sie unter physikalischen Gesichtspunkten Versuche von Boyle‐Mariotte und Gay‐
Lussac inkl. Auswertung Luftdruckgerät, Gasthermometer, evtl. Simulation 212‐217 Versuche, die die Teilchenvorstellung unterstützen Gasmodell, Längenausdehnung
smodell, Diffusion 218‐223 argumentieren mit Hilfe vorgegebener Darstellungen Versuche mit dem Stirling‐Motor, evtl. Bau eines eigenen Motrs Stirling‐Motoren, Simulationen 234‐236 FACHCURRICULUM PHYSIK (SEK I) JAHRGANG 10 Der ideale stirlingsche Kreisprozess im V‐p‐Diagramm 6 Energieentwertung, Wirkungsgrad Gleichung für den maximal möglichen Wirkungsgrad einer thermodynamischen Maschine 4 Kraft‐Wärme‐Kopplung 2 Wärmepumpe 1 Zusammenfassung der Themen STAND: 03.06.2012 SEITE 22 Flächen energetisch nutzen und verallgemeinern diese Kenntnisse zur Erläuterung der Energieentwertung und der Unmöglichkeit eines „Perpetuum mobile“. Erhöhung des Wirkungsgrads Funktion einer Wärmepumpe Klassenarbeiten:
1 pro Halbjahr
Leistungsbewertung: 40:60
nehmen wertend Stellung zu Möglichkeiten nachhaltiger Energienutzung am Beispiel der „Kraft‐Wärme‐
Kopplung“ und begründen ihre Wertung auch quantitativ Bewertung eigener Messungen Bewertung der Umweltfreundlichkeit (90 Minuten)
(schriftliche Leistungen : mündliche Leistungen)
Versuche zur Energieentwertung mit Flüssigkeiten Durchführung von Messungen zum Wirkungsgrad eines Blockheizkraftwerks Funktionsweise einer Wärmepumpe im Haushalt inkl. Beispielrechnungen Buch: Auf einen Blick!! Alles klar? Check‐up Modellblockheiz‐
kraftwerks 224‐233 237 230+231 238+239