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Schulinterner Lehrplan des Gymnasiums der Gemeinde Kreuzau zum Kernlehrplan für die gymnasiale Oberstufe Grundkurs Physik 1

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Schulinterner Lehrplan des Gymnasiums derGemeinde Kreuzau zum Kernlehrplan für diegymnasiale Oberstufe

Grundkurs Physik

1

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Inhalt

Seite

1 Die Fachgruppe Physik am Gymnasium der Gemeinde Kreuzau ............................................................................. 3

2 Entscheidungen zum Unterricht ............................................... 5

3 Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen ............................................................................. 81

4 Qualitätssicherung und Evaluation ....................................... 84

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1 Die Fachgruppe Physik am Gymnasium der Gemein-de Kreuzau

Das Gymnasium der Gemeinde Kreuzau befindet sich in einer Gemeindemit etwa 18000 Einwohnern im Süden des Kreises Düren am Nordrandder Eifel. Zurzeit etwa 65 Lehrerinnen und Lehrer unterrichten etwa 850Schülerinnen und Schüler, die vorwiegend aus der Gemeinde Kreuzauund dem Rest des Südkreises Düren stammen. Die Schülerschaft desGymnasiums entstammt hauptsächlich bürgerlichen Familien.

Ziel der Ausbildung im Fach Physik ist es, Interesse an einem naturwis-senschaftlich geprägten Studium oder Beruf zu wecken. In diesem Rah-men sollen u.a. Schülerinnen und Schüler mit besonderen Stärken im Be-reich Physik unterstützt werden.

Die Ausstattung mit experimentiergeeigneten Fachräumen und mit Mate-rialien ist gut. Der Etat für Neuanschaffungen und Reparaturen ist nichtüppig, aber ausreichend. Die Schule verfügt über einen Förderverein, derauch der Fachschaft Physik immer wieder finanziell weiterhilft. Darüberhinaus setzen wir Schwerpunkte in der Nutzung von neuen Medien, wozuregelmäßig kollegiumsinterne Fortbildungen angeboten werden. Im FachPhysik gehört dazu auch die Erfassung von Daten und Messwerten mitmodernen digitalen Medien. An der Schule existieren zwei Computerräu-me, die nach Reservierung auch von Physikkursen für bestimmte Unter-richtsprojekte genutzt werden können.

In der Oberstufe sind durchschnittlich ca. 110 Schülerinnen und Schülerpro Stufe. Das Fach Physik ist in der Regel in der Einführungsphase mitmehreren Grundkursen vertreten. In der Qualifikationsphase können oftLeistungskurse eingerichtet werden. Daneben werden je Jahrgangsstufeein bis zwei Grundkurse gebildet. Die Lehrerbesetzung in Physik ermög-licht einen ordnungsgemäßen Fachunterricht in der Sekundarstufe I, auchdie Kursangebote in der Oberstufe sind gesichert. Es gibt darüber hinausein Angebot „Physik/Technik“ im Differenzierungsbereich der Jahrgangs-stufen 8 und 9.

Am Gymnasium der Gemeinde Kreuzau wird in einem 70-Minuten Taktunterrichtet. Alle in diesem Lehrplan angegebenen Unterrichtsstunden ent-sprechen 70 Minuten Unterrichtszeit.

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2 Entscheidungen zum Unterricht

2.1 Unterrichtsvorhaben

Die Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitztden Anspruch, sämtliche im Kernlehrplan angeführten Kompetenzen ab-zudecken. Dies entspricht der Verpflichtung jeder Lehrkraft, Lerngelegen-heiten für ihre Lerngruppe so anzulegen, dass alle Kompetenzerwartun-gen des Kernlehrplans von den Schülerinnen und Schülern erworben wer-den können.

Die entsprechende Umsetzung erfolgt auf zwei Ebenen: der Übersichts-und der Konkretisierungsebene.

Im „Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben“ (Kapitel 2.1.1) wird die für alleLehrerinnen und Lehrer gemäß Fachkonferenzbeschluss verbindliche Ver-teilung der Unterrichtsvorhaben dargestellt. Das Übersichtsraster dientdazu, den Kolleginnen und Kollegen einen schnellen Überblick über dieZuordnung der Unterrichtsvorhaben zu den einzelnen Jahrgangsstufen so-wie den im Kernlehrplan genannten Kompetenzen, Inhaltsfeldern und in-haltlichen Schwerpunkten sowie in der Fachkonferenz verabredeten ver-bindlichen Kontexten zu verschaffen. Um Klarheit für die Lehrkräfte herzu-stellen und die Übersichtlichkeit zu gewährleisten, werden in der Kategorie„Kompetenzen“ an dieser Stelle nur die übergeordneten Kompetenzerwar-tungen ausgewiesen, während die konkretisierten Kompetenzerwartungenerst auf der Ebene konkretisierter Unterrichtsvorhaben Berücksichtigungfinden. Der ausgewiesene Zeitbedarf versteht sich als grobe Orientie-rungsgröße, die nach Bedarf über- oder unterschritten werden kann. UmSpielraum für Vertiefungen, besondere Schülerinteressen, aktuelle The-men bzw. die Erfordernisse anderer besonderer Ereignisse (z.B. Praktika,Kursfahrten o.ä.) zu erhalten, wurden im Rahmen dieses schulinternenLehrplans ca. 75 Prozent der Bruttounterrichtszeit verplant.

Während der Fachkonferenzbeschluss zum „Übersichtsraster Unterrichts-vorhaben“ einschließlich der dort genannten Kontexte zur Gewährleistungvergleichbarer Standards sowie zur Absicherung von Lerngruppenübertrit-ten und Lehrkraftwechseln für alle Mitglieder der Fachkonferenz Bindekraftentfalten soll, besitzt die exemplarische Ausweisung „konkretisierter Unter-richtsvorhaben“ (Kapitel 2.1.2, Tabellenspalten 3 und 4) empfehlendenCharakter, es sei denn, die Verbindlichkeit bestimmter Aspekte ist dort,markiert durch Fettdruck, explizit angegeben. Insbesondere Referendarin-nen und Referendaren sowie neuen Kolleginnen und Kollegen dienen diekonkretisierten Unterrichtsvorhaben vor allem zur standardbezogenen Ori-entierung in der neuen Schule, aber auch zur Verdeutlichung von unter-

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richtsbezogenen fachgruppeninternen Absprachen zu didaktisch-methodi-schen Zugängen, fächerübergreifenden Kooperationen, Lernmitteln und-orten sowie vorgesehenen Leistungsüberprüfungen, die im Einzelnenauch den Kapiteln 2.2 bis 2.4 zu entnehmen sind. Abweichungen von denempfohlenen Vorgehensweisen bezüglich der konkretisierten Unterrichts-vorhaben sind im Rahmen der pädagogischen Freiheit der Lehrkräfte je-derzeit möglich. Sicherzustellen bleibt allerdings auch hier, dass im Rah-men der Umsetzung der Unterrichtsvorhaben insgesamt alle Kompetenz-erwartungen des Kernlehrplans Berücksichtigung finden.

Alle angegebenen Unterrichtsstunden beziehen sich auf 70 Minuten Un-terrichtszeit.

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2.1.1 Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben

Unterrichtsvorhaben der EinführungsphaseKontext und Leitfrage Inhaltsfelder, Inhaltliche Schwerpunkte KompetenzschwerpunktePhysik und SportWie lassen sich Bewegungen vermessen, beschrei-ben und analysieren?Zeitbedarf: 28 Ustd.

Mechanik Kräfte und Bewegungen Energie und Impuls (Stöße)

E7 Arbeits- und DenkweisenK4 ArgumentationE5 AuswertungE6 ModelleUF2 Auswahl

Auf dem Weg in den WeltraumWie kommt man zu physikalischen Erkenntnissen über unser Sonnensystem?Zeitbedarf: 18 Ustd.

Mechanik Gravitation Kräfte und Bewegungen Energie und Impuls (Rückstoßprinzip)

UF4 VernetzungE3 HypothesenE6 ModelleE7 Arbeits- und Denkweisen

SchallWie lässt sich Schall physikalisch untersuchen?Zeitbedarf: 9 Ustd.

Mechanik Schwingungen und Wellen Kräfte und Bewegungen Energieerhaltung

E2 Wahrnehmung und MessungUF1 WiedergabeK1 Dokumentation

Summe Einführungsphase: 55 Stunden

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Unterrichtsvorhaben der Qualifikationsphase (Q1) – GRUNDKURSKontext und Leitfrage Inhaltsfelder, Inhaltliche Schwerpunkte KompetenzschwerpunkteErforschung des PhotonsWie kann das Verhalten von Licht beschrieben

und erklärt werden?Zeitbedarf: 11 Ustd.

QuantenobjektePhoton (Wellenaspekt)

E2 Wahrnehmung und Messung E5 Auswertung K3 Präsentation

Erforschung des ElektronsWie können physikalische Eigenschaften wie die

Ladung und die Masse eines Elektrons ge-messen werden?

Zeitbedarf: 10 Ustd.

QuantenobjekteElektrisches FeldElektron (Teilchenaspekt)

UF1 WiedergabeUF3 Systematisierung E5 Auswertung E6 Modelle

Photonen und Elektronen als QuantenobjekteKann das Verhalten von Elektronen und Photo-

nen durch ein gemeinsames Modell be-schrieben werden?

Zeitbedarf: 3 Ustd.

QuantenobjekteElektron und Photon (Teilchenaspekt, Wellen-

aspekt)Quantenobjekte und ihre Eigenschaften

E6 Modelle E7 Arbeits- und Denkweisen K4 Argumentation B4 Möglichkeiten und Grenzen

Energieversorgung und Transport mit Generato-ren und Transformatoren

Wie kann elektrische Energie gewonnen, verteilt und bereitgestellt werden?

Zeitbedarf: 15 Ustd.

ElektrodynamikSpannung und elektrische EnergieMagnetfeldInduktionSpannungswandlung

UF2 Auswahl UF4 Vernetzung E2 Wahrnehmung und Messung E5 Auswertung E6 Modelle K3 Präsentation B1 Kriterien

Wirbelströme im AlltagWie kann man Wirbelströme technisch nutzen?Zeitbedarf: 3 Ustd.

ElektrodynamikInduktion

UF4 Vernetzung E5 Auswertung B1 Kriterien

Summe Qualifikationsphase (Q1) – GRUNDKURS: 42 Stunden

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Unterrichtsvorhaben der Qualifikationsphase (Q2) – GRUNDKURSKontext und Leitfrage Inhaltsfelder, Inhaltliche Schwerpunkte KompetenzschwerpunkteErforschung des Mikro- und MakrokosmosWie gewinnt man Informationen zum Aufbau der

Materie?Zeitbedarf: 10 Ustd.

Strahlung und MaterieEnergiequantelung der AtomhülleSpektrum der elektromagnetischen Strahlung

UF1 WiedergabeE5 AuswertungE2 Wahrnehmung und Messung

Mensch und Strahlung Wie wirkt Strahlung auf den Menschen?Zeitbedarf: 7 Ustd.

Strahlung und MaterieKernumwandlungenIonisierende StrahlungSpektrum der elektromagnetischen Strahlung

UF1 WiedergabeB3 Werte und NormenB4 Möglichkeiten und Grenzen

Forschung am CERN und DESYWas sind die kleinsten Bausteine der Materie?Zeitbedarf: 4 Ustd.

Strahlung und MaterieStandardmodell der Elementarteilchen

UF3 SystematisierungE6 Modelle

NavigationssystemeWelchen Einfluss hat Bewegung auf den Ablauf

der Zeit?Zeitbedarf: 4 Ustd.

Relativität von Raum und ZeitKonstanz der LichtgeschwindigkeitZeitdilatation

UF1 WiedergabeE6 Modelle

Teilchenbeschleuniger Ist die Masse bewegter Teilchen konstant?Zeitbedarf: 5 Ustd.

Relativität von Raum und ZeitVeränderlichkeit der MasseEnergie-Masse Äquivalenz

UF4 VernetzungB1 Kriterien

Das heutige WeltbildWelchen Beitrag liefert die Relativitätstheorie zur

Erklärung unserer Welt?Zeitbedarf: 1 Ustd.

Relativität von Raum und ZeitKonstanz der LichtgeschwindigkeitZeitdilatationVeränderlichkeit der MasseEnergie-Masse Äquivalenz

E7 Arbeits- und DenkweisenK3 Präsentation

Summe Qualifikationsphase (Q2) – GRUNDKURS: 31 Stunden

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2.1.2 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben

2.1.2.1 Einführungsphase

Inhaltsfeld: Mechanik

Kontext: Physik und Sport

Leitfrage: Wie lassen sich Bewegungen vermessen, beschreiben und analysieren?

Inhaltliche Schwerpunkte: Kräfte und Bewegungen, Energie und Impuls

Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können …

(E7) naturwissenschaftliches Arbeiten reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklungdarstellen(K4) physikalische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und überzeugenden Argumenten begründen bzw. kritisieren.(E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse ver -allgemeinern,(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen,(UF2)zur Lösung physikalischer Probleme zielführend Definitionen, Konzepte sowie funktionale Beziehungen zwischen physikalischen Größen angemessen und begrün-det auswählen,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Beschreibung von Bewegungen im All-tag und im Sport

Aristoteles vs. Gali-lei

(2 Ustd.)

stellen Änderungen in den Vorstellungen zu Bewegun-gen und zum Sonnensystem beim Übergang vom Mit-telalter zur Neuzeit dar (UF3, E7),

entnehmen Kernaussagen zu naturwissenschaftlichen Positionen zu Beginn der Neuzeit aus einfachen histori-schen Texten (K2, K4).

Textauszüge aus Galileis Discor-si zur Mechanik und zu den Fall-gesetzen

Handexperimente zur qualitativen Beobachtung von Fallbewegungen(z. B. Stahlkugel, glattes bzw. zur Kugel zusammengedrücktes Pa-pier, evakuiertes Fallrohr mit Federund Metallstück)

Einstieg über faire Beurteilung sportlicher Leis-tungen (Weitsprung in West bzw. Ostrichtung, Speerwurf usw., Konsequenzen aus der Ansicht einer ruhenden oder einer bewegten Erde)

Analyse alltäglicher Bewegungsabläufe, Analyse von Kraftwirkungen auf reibungsfreie Körper

Vorstellungen zur Trägheit und zur Fallbewe-gung, Diskussion von Alltagsvorstellungen und physikalischen Konzepten

Vergleich der Vorstellungen von Aristoteles und Galilei zur Bewegung, Folgerungen für Vergleich-barkeit von sportlichen Leistungen.

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Beschreibung und Analyse von linea-ren Bewegungen

(10 Ustd.)

erläutern die Größen Position, Strecke, Geschwindig-keit, Beschleunigung (, Masse, Kraft, Arbeit, Energie, Impuls) und ihre Beziehungen zueinander an unter-schiedlichen Beispielen (UF2, UF4),

unterscheiden gleichförmige und gleichmäßig beschleu-nigte Bewegungen (und erklären zugrundeliegende Ur-sachen) (UF2),

vereinfachen komplexe Bewegungs- und Gleichge-wichtszustände durch Komponentenzerlegung (bzw. Vektoraddition) (E1),

planen selbstständig Experimente zur quantitativen und qualitativen Untersuchung einfacher Zusammenhänge (u.a. zur Analyse von Bewegungen), führen sie durch, werten sie aus und bewerten Ergebnisse und Ar-beitsprozesse (E2, E5, B1),

stellen Daten in Tabellen und sinnvoll skalierten Dia-grammen (u. a. t-s- und t-v-Diagramme, Vektordiagram-me) von Hand und mit digitalen Werkzeugen angemes-sen präzise dar (K1, K3),

erschließen und überprüfen mit Messdaten und Dia-grammen funktionale Beziehungen zwischen mechani-schen Größen (E5),

bestimmen mechanische Größen mit mathematischen Verfahren und mithilfe digitaler Werkzeuge (u.a. Tabel-lenkalkulation, GTR) (E6),

Digitale Videoanalyse (z.B. mit VIANA, Tracker) von Bewegungen im Sport (Fahrradfahrt o. anderes Fahrzeug, Sprint, Flug von Bällen)

Luftkissenfahrbahn mit digitaler Messwerterfassung:

Messreihe zur gleichmäßig be-schleunigten Bewegung

Freier Fall

Wurfbewegungen

Basketball, Korbwurf, Abstoß beimFußball, Kugelstoßen, günstigster Winkel

Einführung in die Verwendung von digitaler Vi-deoanalyse (Auswertung von Videosequenzen, Darstellung der Messdaten in Tabellen und Dia-grammen mithilfe einer Software zur Tabellenkal-kulation)

Unterscheidung von gleichförmigen und (belie-big) beschleunigten Bewegungen (insb. auch die gleichmäßig beschleunigte Bewegung)

Erarbeitung der Bewegungsgesetze der gleich-förmigen Bewegung

Untersuchung gleichmäßig beschleunigter Bewe-gungen im Labor

Erarbeitung der Bewegungsgesetze der gleich-mäßig beschleunigten Bewegung

Erstellung von t-s- und t-v-Diagrammen (auch mithilfe digitaler Hilfsmittel), die Interpretation undAuswertung derartiger Diagramme sollte intensivgeübt werden.

Planung von Experimenten durch die Schüler (Auswertung mithilfe der Videoanalyse)

Schlussfolgerungen bezüglich des Einflusses derKörpermasse bei Fallvorgängen, auch die Argu-mentation von Galilei ist besonders gut geeignet,um Argumentationsmuster in Physik explizit zu besprechen

Wesentlich: Erarbeitung des Superpositionsprin-zips (Komponentenzerlegung und Addition vekto-rieller Größen)

Herleitung der Gleichung für die Bahnkurve nur optional

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Newton’sche Geset-ze, Kräfte und Be-wegung

(8 Ustd.)

berechnen mithilfe des Newton’schen Kraftgesetzes Wirkungen einzelner oder mehrerer Kräfte auf Bewe-gungszustände und sagen sie unter dem Aspekt der Kausalität vorher (E6),

vereinfachen komplexe Bewegungs- und Gleichge-wichtszustände durch Komponentenzerlegung bzw. Vektoraddition (E1),

entscheiden begründet, welche Größen bei der Analysevon Bewegungen zu berücksichtigen oder zu vernach-lässigen sind (E1, E4),

reflektieren Regeln des Experimentierens in der Pla-nung und Auswertung von Versuchen (u. a. Zielorientie-rung, Sicherheit, Variablenkontrolle, Kontrolle von Stö-rungen und Fehlerquellen) (E2, E4),

geben Kriterien (u.a. Objektivität, Reproduzierbarkeit, Widerspruchsfreiheit, Überprüfbarkeit) an, um die Zu-verlässigkeit von Messergebnissen und physikalischen Aussagen zu beurteilen, und nutzen diese bei der Be-wertung von eigenen und fremden Untersuchungen (B1),

Luftkissenfahrbahn mit digitaler Messwerterfassung:

Messung der Beschleunigung eines Körpers in Abhängigkeit von der beschleunigenden Kraft

Bewegung auf einer schiefen Ebe-ne

Protokolle: Funktionen und An-forderungen

Kennzeichen von Laborexperimenten im Ver-gleich zu natürlichen Vorgängen besprechen, Ausschalten bzw. Kontrolle bzw. Vernachlässi-gen von Störungen

Erarbeitung des Newton’schen Bewegungsgeset-zes

Definition der Kraft als Erweiterung des Kraftbe-griffs aus der Sekundarstufe I.

Berechnung von Kräften und Beschleunigungen beim Kugelstoßen, bei Ballsportarten, Einfluss von Reibungskräften

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Energie und Leis-tung

Impuls

(8 Ustd.)

erläutern die Größen Position, Strecke, Geschwindig-keit, Beschleunigung, Masse, Kraft, Arbeit, Energie, Im-puls und ihre Beziehungen zueinander an unterschiedli-chen Beispielen (UF2, UF4),

analysieren in verschiedenen Kontexten Bewegungen qualitativ und quantitativ sowohl aus einer Wechselwir-kungsperspektive als auch aus einer energetischen Sicht (E1, UF1),

verwenden Erhaltungssätze (Energie- und Impulsbi-lanzen), um Bewegungszustände zu erklären sowie Be-wegungsgrößen zu berechnen (E3, E6),

beschreiben eindimensionale Stoßvorgänge mit Wech-selwirkungen und Impulsänderungen (UF1),

begründen argumentativ Sachaussagen, Behauptungenund Vermutungen zu mechanischen Vorgängen und ziehen dabei erarbeitetes Wissen sowie Messergebnis-se oder andere objektive Daten heran (K4),

bewerten begründet die Darstellung bekannter me-chanischer und anderer physikalischer Phänomene in verschiedenen Medien (Printmedien, Filme, Internet) bezüglich ihrer Relevanz und Richtigkeit (K2, K4),

Einsatz des GTR zur Bestimmung des Integrals

Fadenpendel (Schaukel)

Sportvideos

Luftkissenfahrbahn mit digitaler Messwerterfassung:

Messreihen zu elastischen und unelastischen Stößen

Begriffe der Arbeit und der Energie aus der SI aufgreifen und wiederholen

Deduktive Herleitung der Formeln für die me-chanischen Energiearten aus den Newton‘schen Gesetzen und der Definition der Arbeit

Energieerhaltung an Beispielen (Pendel, Achter-bahn, Halfpipe) erarbeiten und für Berechnungennutzen

Energetische Analysen in verschiedenen Sportar-ten (Hochsprung, Turmspringen, Turnen, Stab-hochsprung, Bobfahren, Skisprung)

Begriff des Impulses und Impuls als Erhaltungs-größe

Elastischer und inelastischer Stoß auch an an-schaulichen Beispielen aus dem Sport (z.B. Im-pulserhaltung bei Ballsportarten, Kopfball beim Fußball, Kampfsport)

Hinweis: Erweiterung des Impulsbegriffs am Ende des Kontextes „Auf dem Weg in den Welt-raum“

28 Ustd. Summe

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Kontext: Auf dem Weg in den WeltraumLeitfrage: Wie kommt man zu physikalischen Erkenntnissen über unser Sonnensystem?Inhaltliche Schwerpunkte: Gravitation, Kräfte und Bewegungen, Energie und ImpulsKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können (UF4) Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten physikalischen Wissens erschließenund aufzeigen.(E3) mit Bezug auf Theorien, Modelle und Gesetzmäßigkeiten auf deduktive Weise Hypothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten,(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen,(E7) naturwissenschaftliches Arbeiten reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklungdarstellen.

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Aristotelisches Welt-bild, Kopernikani-sche Wende

(2 Ustd.)

stellen Änderungen in den Vorstellungen zu Bewegun-gen und zum Sonnensystem beim Übergang vom Mit-telalter zur Neuzeit dar (UF3, E7),

Recherche Geozentrisches und heliozentrisches Planetenmodellin ppt Präsentation

Historische Experimente

Eratosthenes Erdumfang,Mon-dabstand

Beobachtungen am Himmel

Historie: Verschiedene Möglichkeiten der Inter-pretation der Beobachtungen

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Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Kreisbewegungen

(4 Ustd.)

analysieren und berechnen auftretende Kräfte bei Kreis-bewegungen (E6),

Messung der Zentralkraft

An dieser Stelle sollen das expe-rimentell-erkundende Verfahren und das deduktive Verfahren zurErkenntnisgewinnung am Bei-spiel der Herleitung der Glei-chung für die Zentripetalkraft alszwei wesentliche Erkenntnisme-thoden der Physik bearbeitet werden.

Mondbrechnung I.Newton

Beschreibung von gleichförmigen Kreisbewegun-gen, Winkelgeschwindigkeit, Periode, Bahnge-schwindigkeit, Frequenz

Experimentell-erkundende Erarbeitung der For-meln für Zentripetalkraft und Zentripetalbeschleu-nigung:

Herausstellen der Notwendigkeit der Konstant-haltung der restlichen Größen bei der experimen-tellen Bestimmung einer von mehreren anderen Größen abhängigen physikalischen Größe (hier bei der Bestimmung der Zentripetalkraft in Ab-hängigkeit von der Masse des rotierenden Kör-pers)

Ergänzend: Deduktion der Formel für die Zentri-petalbeschleunigung

Planetenbewegun-gen und Kepler’scheGesetze

(3 Ustd.)

ermitteln mithilfe der Kepler´schen Gesetze und des Gravitationsgesetzes astronomische Größen (E6),

beschreiben an Beispielen Veränderungen im Weltbild und in der Arbeitsweise der Naturwissenschaften, die durch die Arbeiten von Kopernikus, Kepler, Galilei und Newton initiiert wurden (E7, B3).

Drehbare Sternkarte und aktuelle astronomische Tabellen???

Animationen zur Darstellung der Planetenbewegungen

???

Orientierung am Himmel

Beobachtungsaufgabe: Finden von Planeten am Nachthimmel

Tycho Brahes Messungen, Keplers Schlussfolge-rungen

Benutzung geeigneter Apps

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Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Newton’sches Gra-vitationsgesetz, Gravitationsfeld

(5 Ustd.)

beschreiben Wechselwirkungen im Gravitationsfeld undverdeutlichen den Unterschied zwischen Feldkonzept und Kraftkonzept (UF2, E6),

Arbeit mit dem Lehrbuch, Recher-che im Internet

Newton’sches Gravitationsgesetz als Zusammen-fassung bzw. Äquivalent der Kepler’schen Geset-ze

Newton’sche „Mondrechnung“

Anwendung des Newton’schen Gravitationsge-setzes und der Kepler‘schen Gesetze zur Be-rechnung von Satellitenbahnen

Feldbegriff diskutieren, Definition der Feldstärke über Messvorschrift „Kraft auf Probekörper“

Massenbestimmungen im Planetensystem, Fluchtgeschwindigkeiten

Bahnen von Satelliten und Planeten

Impuls und Impul-serhaltung, Rück-stoß

(4 Ustd.)

verwenden Erhaltungssätze (Energie- und Impulsbi-lanzen), um Bewegungszustände zu erklären sowie Be-wegungsgrößen zu berechnen (E3, E6),

erläutern unterschiedliche Positionen zum Sinn aktuel-ler Forschungsprogramme (z.B. Raumfahrt, Mobilität)und beziehen Stellung dazu (B2, B3).

Skateboards und Medizinball

Wasserrakete

Raketentriebwerke für Modellrake-ten

Recherchen zu aktuellen Projektenvon ESA und DLR, auch zur Fi-nanzierung

Impuls und Rückstoß

Bewegung einer Rakete im luftleeren Raum

Untersuchungen mit einer Wasserrakete, Simula-tion des Fluges einer Rakete in einer Excel-Ta-belle

Debatte über wissenschaftlichen Wert sowie Kos-ten und Nutzen ausgewählter Programme

18 Ustd. Summe

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Kontext: Welt der Wellen(Schall und Wasserwellen)

Leitfrage: Wie lässt sich Schall physikalisch untersuchen?

Inhaltliche Schwerpunkte: Schwingungen und Wellen, Kräfte und Bewegungen, Energie und Impuls

Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(E2) kriteriengeleitet beobachten und messen sowie auch komplexe Apparaturen für Beobachtungen und Messungen erläutern und sachgerecht verwenden,(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten Prinzipien/Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben und er-läutern,(K1) Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten nach gegebenen Strukturen dokumentieren und stimmig rekonstruieren, auch mit Unterstützung digita-ler Werkzeuge

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Entstehung und Ausbreitung von Schall

(2 Ustd.)

erklären qualitativ die Ausbreitung mechanischer Wel-len (Transversal- oder Longitudinalwelle) mit den Eigen-schaften des Ausbreitungsmediums (E6),

Stimmgabeln, Lautsprecher, Fre-quenzgenerator, Frequenzmess-gerät, Schallpegelmesser, rußge-schwärzte Glasplatte, Schreib-stimmgabel, Klingel und Vakuum-glocke

Erarbeitung der Grundgrößen zur Beschreibung von Schwingungen und Wellen:

Frequenz (Periode) und Amplitude mittels der Höreindrücke des Menschen

Untersuchung einesOszillators (2 Ustd.)

S-Exp.: Fadenfendel Untersuchung der Abhängigkeit der Schwinungs-dauer

Modelle der Wellen-ausbreitung

(3 Ustd.)

beschreiben Schwingungen und Wellen als Störungen eines Gleichgewichts und identifizieren die dabei auftre-tenden Kräfte (UF1, UF4),

gekoppeltes Pendel

Lange Schraubenfeder, Wellen-wanne

Huygens

Versuch:

Wellenwanne , zwei Lautspre-cher

Entstehung von Longitudinal- und Transversal-wellen

Ausbreitungsmedium, Möglichkeit der Ausbrei-tung longitudinaler. bzw. transversaler Schallwel-len in Gasen, Flüssigkeiten und festen Körpern

Elementarwellen, Konstruktive und Destruktive Interferenz

Optional: Refelxion,Brechnung von Wellen

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Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Erzwungene Schwingungen und Resonanz

(2 Ustd.)

erläutern das Auftreten von Resonanz mithilfe von Wechselwirkung und Energie (UF1).

Stimmgabeln

Pohlsches Rad

Resonanz (auch Tacoma-Bridge, Millennium-Bridge)

Resonanzkörper von Musikinstrumenten

9 Ustd. Summe

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2.1.2 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben

2.1.2.2 Qualifikationsphase: Grundkurs

Inhaltsfeld: Quantenobjekte (GK)

Kontext: Erforschung des PhotonsLeitfrage: Wie kann das Verhalten von Licht beschrieben und erklärt werden?Inhaltliche Schwerpunkte: Photon (Wellenaspekt)Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(E2) kriteriengeleitet beobachten und messen sowie auch komplexe Apparaturen für Beobachtungen und Messungen erläutern und sachgerecht verwenden,(E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse ver-allgemeinern, (K3) physikalische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren,

Inhalt

(Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Beugung und Interfe-renz Lichtwellenlänge,Lichtfrequenz, Kreis-wellen, ebene Wellen, Beugung, Brechung

(6 Ustd.)

veranschaulichen mithilfe der Wellenwanne qualita-tiv unter Verwendung von Fachbegriffen auf derGrundlage des Huygens’schen Prinzips Kreiswellen,ebene Wellen sowie die Phänomene Beugung, In-terferenz, Reflexion und Brechung (K3),

bestimmen Wellenlängen und Frequenzen von Lichtmit Doppelspalt und Gitter (E5),

Doppelspalt und Gitter, Wel-lenwanne

Computeranimationen zur Bre-chung mit Huygensschem Prin-zip

Interferenz an CD und DVD

Ausgangspunkt: Beugung von Laserlicht

Modellbildung mit Hilfe der Wellenwanne (ggf. als Schülerpräsentation)

Bestimmung der Wellenlängen von Licht mit Doppel-spalt und Gitter

Sehr schön sichtbare Beugungsphänomene finden sich vielfach bei Meereswellen (s. Google-Earth)

Quantelung der Ener-gie von Licht, Austrittsarbeit

(5 Ustd.)

demonstrieren anhand eines Experiments zum Pho-toeffekt den Quantencharakter von Licht und be-stimmen den Zusammenhang von Energie, Wellen-länge und Frequenz von Photonen sowie die Aus-trittsarbeit der Elektronen (E5, E2),

Photoeffekt

Hallwachsversuch

Vakuumphotozelle

h-Bestimmung mit LED

Roter Faden: Von Hallwachs bis Elektronenbeugung

Bestimmung des Planck’schen Wirkungsquantums und der Austrittsarbeit

Hinweis: Formel für die max. kinetische Energie der Photoelektronen wird zunächst vorgegeben.

Der Zusammenhang zwischen Spannung, Ladung und Überführungsarbeit wird ebenfalls vorgegeben und nur plausibel gemacht. Er muss an dieser Stelle nicht grundlegend hergeleitet werden

11 Ustd. Summe

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Kontext: Erforschung des ElektronsLeitfrage: Wie können physikalische Eigenschaften wie die Ladung und die Masse eines Elektrons gemessen werden?Inhaltliche Schwerpunkte: Elektron (Teilchenaspekt)Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten Prinzipien / Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben und erläutern,(UF3) physikalische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und strukturieren, (E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse ver-allgemeinern, (E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen,

Inhalt

(Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Elementarladung

(3 Ustd.)

erläutern anhand einer vereinfachten Version desMillikanversuchs die grundlegenden Ideen und Er-gebnisse zur Bestimmung der Elementarladung(UF1, E5),

untersuchen, ergänzend zum Realexperiment,Computersimulationen zum Verhalten von Quante-nobjekten (E6).

schwebender Wattebausch

Millikanversuch

Schwebefeldmethode (keine Stokes´sche Reibung)

Auch als Simulation möglich

Begriff des elektrischen Feldes in Analogie zum Gra-vitationsfeld besprechen, Definition der Feldstärke über die Kraft auf einen Probekörper, in diesem Fall die Ladung

Homogenes elektrisches Feld im Plattenkondensator, Zusammenhangs zwischen Feldstärke im Plattenkon-densator, Spannung und Abstand der Kondensator-platten vorgeben und durch Auseinanderziehen der geladenen Platten demonstrieren

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Elektronenmasse

(5 Ustd.)

beschreiben Eigenschaften und Wirkungen homo-gener elektrischer und magnetischer Felder und er-läutern deren Definitionsgleichungen. (UF2, UF1),

bestimmen die Geschwindigkeitsänderung einesLadungsträgers nach Durchlaufen einer elektri-schen Spannung (UF2),

modellieren Vorgänge im Fadenstrahlrohr (Energieder Elektronen, Lorentzkraft) mathematisch, variie-ren Parameter und leiten dafür deduktiv Schlussfol-gerungen her, die sich experimentell überprüfenlassen, und ermitteln die Elektronenmasse (E6, E3,E5),

e/m-Bestimmung mit dem Fa-denstrahlrohr und Helmholtz-spulenpaar

auch Ablenkung des Strahls mitPermanentmagneten (Lorentz-kraft)

evtl. Stromwaage bei hinrei-chend zur Verfügung stehenderZeit)

Messung der Stärke von Ma-gnetfeldern mit der Hallsonde

Einführung der 3-Finger-Regel und Angabe der Glei-chung für die Lorentzkraft:

Einführung des Begriffs des magnetischen Feldes (in Analogie zu den beiden anderen Feldern durch Kraft auf Probekörper, in diesem Fall bewegte Ladung oderstromdurchflossener Leiter) und des Zusammenhangszwischen magnetischer Kraft, Leiterlänge und Strom-stärke.

Vertiefung des Zusammenhangs zwischen Spannung,Ladung und Überführungsarbeit am Beispiel Elektro-nenkanone.

Streuung von Elektro-nen an Festkörpern, de Broglie-Wellenlän-ge

(2 Ustd.)

erläutern die Aussage der de Broglie-Hypothese,wenden diese zur Erklärung des Beugungsbildesbeim Elektronenbeugungsexperiment an und be-stimmen die Wellenlänge der Elektronen (UF1,UF2, E4).

Experiment zur Elektronen-beugung an polykristallinem Graphit (Elektronenbeu-gungsröhre)

Veranschaulichung der Bragg-Bedingung analog zur Gitterbeugung

10 Ustd. Summe

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Kontext: Photonen und Elektronen als QuantenobjekteLeitfrage: Kann das Verhalten von Elektronen und Photo-nen durch ein gemeinsames Modell beschrieben werden?Inhaltliche Schwerpunkte: Elektron und Photon (Teilchenaspekt, Wellenaspekt), Quantenobjekte und ihre EigenschaftenKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen, (E7) naturwissenschaftliches Arbeiten reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen. (K4) sich mit anderen über physikalische Sachverhalte und Erkenntnisse kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumentebelegen bzw. widerlegen. (B4) begründet die Möglichkeiten und Grenzen physikalischer Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichenFragestellungen bewerten.

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Licht und Materie

(3 Ustd.)

erläutern am Beispiel der Quantenobjekte Elektronund Photon die Bedeutung von Modellen als grundle-gende Erkenntniswerkzeuge in der Physik (E6, E7),

verdeutlichen die Wahrscheinlichkeitsinterpretationfür Quantenobjekte unter Verwendung geeigneterDarstellungen (Graphiken, Simulationsprogramme)(K3).

zeigen an Beispielen die Grenzen und Gültigkeitsbe-reiche von Wellen- und Teilchenmodellen für Lichtund Elektronen auf (B4, K4),

beschreiben und diskutieren die Kontroverse um dieKopenhagener Deutung und den Welle-Teilchen-Dualismus (B4, K4).

Computersimulation (z.B. milq)

Doppelspalt

Photoeffekt

Reflexion der Bedeutung der Experimente für die Ent-wicklung der Quantenphysik

Welle-Teilchen Dualismus

3 Ustd. Summe

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Inhaltsfeld: Elektrodynamik (GK)

Kontext: Energieversorgung und Transport mit Generatoren und TransformatorenLeitfrage: Wie kann elektrische Energie gewonnen, verteilt und bereitgestellt werden?Inhaltliche Schwerpunkte: Spannung und elektrische Energie, Induktion, SpannungswandlungKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF2) zur Lösung physikalischer Probleme zielführend Definitionen, Konzepte sowie funktionale Beziehungen zwischen physikalischen Größen angemessen und be-gründet auswählen, (UF4) Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten physikalischen Wissens erschließen und aufzeigen. (E2) kriteriengeleitet beobachten und messen sowie auch komplexe Apparaturen für Beobachtungen und Messungen erläutern und sachgerecht verwenden,(E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse ver-allgemeinern, (E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen, (K3) physikalische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren, (B1) fachliche, wirtschaftlich-politische und ethische Kriterien bei Bewertungen von physikalischen oder technischen Sachverhalten unterscheiden und begründet ge -wichten,

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Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Wandlung von mechanischer in elektrische Ener-gie:

Elektromagneti-sche Induktion

Induktionsspan-nung

(3 Ustd.)

erläutern am Beispiel der Leiterschaukel das Auftre-ten einer Induktionsspannung durch die Wirkung derLorentzkraft auf bewegte Ladungsträger (UF1, E6),

definieren die Spannung als Verhältnis von Energieund Ladung und bestimmen damit Energien bei elek-trischen Leitungsvorgängen (UF2),

bestimmen die relative Orientierung von Bewegungs-richtung eines Ladungsträgers, Magnetfeldrichtungund resultierender Kraftwirkung mithilfe einer Drei-Finger-Regel (UF2, E6),

werten Messdaten, die mit einem Oszilloskop bzw.mit einem Messwerterfassungssystem gewonnenwurden, im Hinblick auf Zeiten, Frequenzen undSpannungen aus (E2, E5).

bewegter Leiter im (homogenen) Magnetfeld - „Leiterschaukelversuch“

Messung von Spannungen mit diversen Spannungsmessgerä-ten (nicht nur an der Leiter-schaukel)

Gedankenexperimente zur Über-führungsarbeit, die an einer La-dung verrichtet wird.

Qualitative Herleitung der Bezie-hung zwischen U, v und B.

Definition der Spannung und Erläuterung anhand von Beispielen für Energieumwandlungsprozesse bei La-dungstransporten, Anwendungsbeispiele.

Das Entstehen einer Induktionsspannung bei beweg-tem Leiter im Magnetfeld wird mit Hilfe der Lorentz-kraft erklärt, eine Beziehung zwischen Induktionss-pannung, Leitergeschwindigkeit und Stärke des Ma-gnetfeldes wird (qualitativ) hergeleitet.

Die an der Leiterschaukel registrierten (zeitabhängi-gen) Induktionsspannungen werden mit Hilfe der her-geleiteten Beziehung auf das Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz des bewegten Leiters zurückgeführt.

Technisch prakti-kable Generato-ren:

Erzeugung sinus-förmiger Wechsel-spannungen

(3 Ustd.)

recherchieren bei vorgegebenen Fragestellungenhistorische Vorstellungen und Experimente zu Induk-tionserscheinungen (K2),

erläutern adressatenbezogen Zielsetzungen, Aufbau-ten und Ergebnisse von Experimenten im Bereich derElektrodynamik jeweils sprachlich angemessen undverständlich (K3),

Internetquellen, Lehrbücher, Fir-meninformationen, Filme und Ap-plets zum Generatorprinzip

Experimente mit drehenden Leiterschleifen in (näherungswei-se homogenen) Magnetfeldern, Wechselstromgeneratoren

Hier bietet es sich an, arbeitsteilige Präsentationen auch unter Einbezug von Realexperimenten anferti-gen zu lassen.

erläutern das Entstehen sinusförmiger Wechselspan-nungen in Generatoren (E2, E6),

werten Messdaten, die mit einem Oszilloskop bzw.mit einem Messwerterfassungssystem gewonnenwurden, im Hinblick auf Zeiten, Frequenzen undSpannungen aus (E2, E5).

führen Induktionserscheinungen an einer Leiter-schleife auf die beiden grundlegenden Ursachen„zeitlich veränderliches Magnetfeld“ bzw. „zeitlichveränderliche (effektive) Fläche“ zurück (UF3, UF4),

Messung und Registrierung von Induktionsspannungen mit Oszil-loskop und digitalem Messwer-terfassungssystem

Der Zusammenhang zwischen induzierter Spannung und zeitlicher Veränderung der senkrecht vom Ma-gnetfeld durchsetzten Fläche wird qualitativ erschlos-sen.

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Nutzbarmachung elektrischer Ener-gie durch „Trans-formation“

Transformator

(5 Ustd.)

erläutern adressatenbezogen Zielsetzungen, Aufbau-ten und Ergebnisse von Experimenten im Bereich derElektrodynamik jeweils sprachlich angemessen undverständlich (K3),

ermitteln die Übersetzungsverhältnisse von Span-nung und Stromstärke beim Transformator (UF1,UF2).

geben Parameter von Transformatoren zur gezieltenVeränderung einer elektrischen Wechselspannungan (E4),

werten Messdaten, die mit einem Oszilloskop bzw.mit einem Messwerterfassungssystem gewonnenwurden, im Hinblick auf Zeiten, Frequenzen undSpannungen aus (E2, E5).

führen Induktionserscheinungen an einer Leiter-schleife auf die beiden grundlegenden Ursachen „zeitlich veränderliches Magnetfeld“ bzw. „zeitlich veränderliche (effektive) Fläche“ zurück (UF3, UF4),

diverse „Netzteile“ von Elek-tro-Kleingeräten (mit klassischem Transformator)

Internetquellen, Lehrbücher, Fir-meninformationen

Demo-Aufbautransformator mit geeigneten Messgeräten

ruhende Induktionsspule in wech-selstromdurchflossener Feldspule - mit Messwerterfassungssys-tem zur zeitaufgelösten Registrie-rung der Induktionsspannung und des zeitlichen Verlaufs der Stärke des magnetischen Feldes

Der Transformator wird eingeführt und die Überset-zungsverhältnisse der Spannungen experimentell er-mittelt. Dies kann auch durch einen Schülervortrag er-folgen (experimentell und medial gestützt).

Der Zusammenhang zwischen induzierter Spannung und zeitlicher Veränderung der Stärke des magneti-schen Feldes wird experimentell im Lehrerversuch er-schlossen.

Die registrierten Messdiagramme werden von den SuS eigenständig ausgewertet.

Energieerhaltung

Ohm´sche „Verlus-te“

(4 Ustd.)

verwenden ein physikalisches Modellexperiment zuFreileitungen, um technologische Prinzipien der Be-reitstellung und Weiterleitung von elektrischer Ener-gie zu demonstrieren und zu erklären (K3),

bewerten die Notwendigkeit eines geeigneten Trans-formierens der Wechselspannung für die effektiveÜbertragung elektrischer Energie über große Entfer-nungen (B1),

zeigen den Einfluss und die Anwendung physikali-scher Grundlagen in Lebenswelt und Technik amBeispiel der Bereitstellung und Weiterleitung elektri-scher Energie auf (UF4),

beurteilen Vor- und Nachteile verschiedener Möglich-keiten zur Übertragung elektrischer Energie übergroße Entfernungen (B2, B1, B4).

Modellexperiment (z.B. mit Hilfe von Aufbautransformatoren) zur Energieübertragung und zur Be-stimmung der „Ohm’schen Verlus-te“ bei der Übertragung elektri-scher Energie bei unterschiedlich hohen Spannungen

Hier bietet sich ein arbeitsteiliges Gruppenpuzzle an, in dem Modellexperimente einbezogen werden.

15 Ustd. Summe

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Kontext: Wirbelströme im AlltagLeitfrage: Wie kann man Wirbelströme technisch nutzen?Inhaltliche Schwerpunkte: InduktionKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF4) Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten physikalischen Wissens erschließen und aufzeigen. (E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse ver-allgemeinern, (B1) fachliche, wirtschaftlich-politische und ethische Kriterien bei Bewertungen von physikalischen oder technischen Sachverhalten unterscheiden und begründet ge -wichten,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar/didaktische Hinweise

Lenz´sche Regel

(3 Ustd.)

erläutern anhand des Thomson´schen Ringversuchs dieLenz´sche Regel (E5, UF4),

bewerten bei technischen Prozessen das Auftreten er-wünschter bzw. nicht erwünschter Wirbelströme (B1),

Freihandexperiment: Untersuchung der Relativbewegung eines aufge-hängten Metallrings und eines star-ken Stabmagneten

Thomson’scher Ringversuch

diverse technische und spielerischeAnwendungen, z.B. Dämpfungsele-ment an einer Präzisionswaage, Wirbelstrombremse, „fallender Ma-gnet“ im Alu-Rohr.

Ausgehend von kognitiven Konflikten bei den Ringversuchen wird die Lenz´sche Regel erar-beitet

Erarbeitung von Anwendungsbeispielen zur Lenz’schen Regel (z.B. Wirbelstrombremse bei Fahrzeugen oder an der Kreissäge)

3 Ustd. Summe

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Inhaltsfeld: Strahlung und Materie (GK)

Kontext: Erforschung des Mikro- und MakrokosmosLeitfrage: Wie gewinnt man Informationen zum Aufbau der Materie?Inhaltliche Schwerpunkte: Energiequantelung der Atomhülle, Spektrum der elektromagnetischen StrahlungKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten Prinzipien / Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben und erläutern,(E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse ver-allgemeinern,(E2) kriteriengeleitet beobachten und messen sowie auch komplexe Apparaturen für Beobachtungen und Messungen erläutern und sachgerecht verwenden,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Kern-Hülle-Modell

(2 Ustd.)

erläutern, vergleichen und beurteilen Modelle zurStruktur von Atomen und Materiebausteinen (E6,UF3, B4),

Literaturrecherche, Schulbuch Ausgewählte Beispiele für Atommodelle

Energieniveaus der Atomhülle

(2 Ustd.)

erklären die Energie absorbierter und emittierterPhotonen mit den unterschiedlichen Energieniveausin der Atomhülle (UF1, E6),

Erzeugung von Linienspektren mithilfe von Gasentladungslam-pen

Deutung der Linienspektren

Quantenhafte Emissi-on und Absorption von Photonen

(2 Ustd.)

erläutern die Bedeutung von Flammenfärbung undLinienspektren bzw. Spektralanalyse, die Ergebnis-se des Franck-Hertz-Versuches sowie die charakte-ristischen Röntgenspektren für die Entwicklung vonModellen der diskreten Energiezustände von Elek-tronen in der Atomhülle (E2, E5, E6, E7),

Franck-Hertz-Versuch Es kann das Bohr’sche Atommodell angesprochen werden (ohne Rechnungen)

Röntgenstrahlung

(2 Ustd.)

erläutern die Bedeutung von Flammenfärbung und Linienspektren bzw. Spektralanalyse, die Ergebnis-se des Franck-Hertz-Versuches sowie die charakte-ristischen Röntgenspektren für die Entwicklung von Modellen der diskreten Energiezustände von Elek-tronen in der Atomhülle (E2, E5, E6, E7),

Aufnahme von Röntgenspek-tren (kann mit interaktiven Bild-schirmexperimenten (IBE) oder Lehrbuch geschehen, falls keine Schulröntgeneinrichtung vorhan-den ist)

Im Zuge der „Elemente der Quantenphysik“ kann die Röntgenstrahlung bereits als Umkehrung des Photo-effekts bearbeitet werden

Mögliche Ergänzungen: Bremsspektrum mit h-Be-stimmung / Bragg-Reflexion

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Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Sternspektren und Fraunhoferlinien

(2 Ustd.)

interpretieren Spektraltafeln des Sonnenspektrumsim Hinblick auf die in der Sonnen- und Erdatmo-sphäre vorhandenen Stoffe (K3, K1),erklären Sternspektren und Fraunhoferlinien (UF1,E5, K2),stellen dar, wie mit spektroskopischen Methoden In-formationen über die Entstehung und den Aufbaudes Weltalls gewonnen werden können (E2, K1),

Flammenfärbung

Darstellung des Sonnenspek-trums mit seinen Fraunhoferli-nien

Spektralanalyse

u. a. Durchstrahlung einer Na-Flamme mit Na- und Hg-Licht (Schattenbildung)

10 Ustd. Summe

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Kontext: Mensch und StrahlungLeitfrage: Wie wirkt Strahlung auf den Menschen?Inhaltliche Schwerpunkte: Kernumwandlungen, Ionisierende Strahlung, Spektrum der elektromagnetischen StrahlungKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten Prinzipien / Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben und erläutern,(B3) an Beispielen von Konfliktsituationen mit physikalisch-technischen Hintergründen kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und bewerten,(B4) begründet die Möglichkeiten und Grenzen physikalischer Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichenFragestellungen bewerten.

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Strahlungsarten

(2 Ustd.)

unterscheiden -, -, -Strahlung und Röntgenstrah-lung sowie Neutronen- und Schwerionenstrahlung (UF3),

erläutern den Nachweis unterschiedlicher Arten ioni-sierender Strahlung mithilfe von Absorptionsexperi-menten (E4, E5),

bewerten an ausgewählten Beispielen Rollen undBeiträge von Physikerinnen und Physikern zu Er-kenntnissen in der Kern- und Elementarteilchenphysik(B1, B3),

Recherche

Absorptionsexperimente zu-, -, -Strahlung

Wiederholung und Vertiefung aus der Sek. I

Elementumwandlung

(1 Ustd.)

erläutern den Begriff Radioaktivität und beschreibenzugehörige Kernumwandlungsprozesse (UF1, K1), Nuklidkarte

Detektoren

(2 Ustd.)

erläutern den Aufbau und die Funktionsweise vonNachweisgeräten für ionisierende Strahlung (Geiger-Müller-Zählrohr) und bestimmen Halbwertszeiten undZählraten (UF1, E2),

Geiger-Müller-Zählrohr An dieser Stelle können Hinweise auf Halbleiter-detektoren gegeben werden.

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Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Biologische Wirkung ionisierender Strah-lung und Energieauf-nahme im menschli-chen Gewebe

Dosimetrie

(2 Ustd.)

beschreiben Wirkungen von ionisierender und elek-tromagnetischer Strahlung auf Materie und lebende Organismen (UF1),

bereiten Informationen über wesentliche biologisch-medizinische Anwendungen und Wirkungen von ioni-sierender Strahlung für unterschiedliche Adressaten auf (K2, K3, B3, B4),

begründen in einfachen Modellen wesentliche biolo-gisch-medizinische Wirkungen von ionisierenderStrahlung mit deren typischen physikalischen Eigen-schaften (E6, UF4),

erläutern das Vorkommen künstlicher und natürlicherStrahlung, ordnen deren Wirkung auf den Menschenmithilfe einfacher dosimetrischer Begriffe ein und be-werten Schutzmaßnahmen im Hinblick auf die Strah-lenbelastungen des Menschen im Alltag (B1, K2).

bewerten Gefahren und Nutzen der Anwendung physikalischer Prozesse, u. a. von ionisierender Strahlung, auf der Basis medizinischer, gesellschaft-licher und wirtschaftlicher Gegebenheiten (B3, B4)

bewerten Gefahren und Nutzen der Anwendung ioni-sierender Strahlung unter Abwägung unterschiedli-cher Kriterien (B3, B4),

ggf. Einsatz eines Films / eines Vi-deos

Sinnvolle Beispiele sind die Nutzung von ionisie-render Strahlung zur Diagnose und zur Therapiebei Krankheiten des Menschen (von Lebewesen)sowie zur Kontrolle technische Anlagen.

Erläuterung von einfachen dosimetrischen Be-griffe: Aktivität, Energiedosis, Äquivalentdosis

7 Ustd. Summe

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Kontext: Forschung am CERN und DESYLeitfrage: Was sind die kleinsten Bausteine der Materie?Inhaltliche Schwerpunkte: Standardmodell der ElementarteilchenKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF3) physikalische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und strukturieren,(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Kernbausteine und Elementarteilchen

(3 Ustd.)

erläutern mithilfe des aktuellen Standardmodells den Aufbau der Kernbausteine und erklären mit ihm Phä-nomene der Kernphysik (UF3, E6),

erklären an einfachen Beispielen Teilchenumwandlun-gen im Standardmodell (UF1).

recherchieren in Fachzeitschriften, Zeitungsartikelnbzw. Veröffentlichungen von Forschungseinrichtungenzu ausgewählten aktuellen Entwicklungen in der Ele-mentarteilchenphysik (K2).

In diesem Bereich sind i. d. R. kei-ne Realexperimente für Schulen möglich.

Es z.B. kann auf Internetseiten desCERN und DESY zurückgegriffen werden. Mögliche Schwerpunktsetzung:

Paarerzeugung, Paarvernichtung,

(Virtuelles) Photon als Austauschteil-chen der elektroma-gnetischen Wechsel-wirkung

Konzept der Aus-tauschteilchen vs. Feldkonzept

(1 Ustd.)

vergleichen in Grundprinzipien das Modell des Pho-tons als Austauschteilchen für die elektromagnetischeWechselwirkung exemplarisch für fundamentale Wech-selwirkungen mit dem Modell des Feldes (E6).

Lehrbuch, Animationen Veranschaulichung der Austauschwechselwir-kung mithilfe geeigneter mechanischer Modelle, auch Problematik dieser Modelle thematisieren

4 Ustd. Summe

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Inhaltsfeld: Relativität von Raum und Zeit (GK)

Kontext: NavigationssystemeLeitfrage: Welchen Einfluss hat Bewegung auf den Ablauf der Zeit?Inhaltliche Schwerpunkte: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, ZeitdilatationKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten Prinzipien / Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben underläutern,(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Si-mulationen erklären oder vorhersagen,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Relativität der Zeit

(4 Ustd.)

interpretieren das Michelson-Morley-Experiment alsein Indiz für die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit(UF4),

erklären anschaulich mit der Lichtuhr grundlegendePrinzipien der speziellen Relativitätstheorie und ermit-teln quantitativ die Formel für die Zeitdilatation (E6,E7),

erläutern qualitativ den Myonenzerfalls in der Erdat-mosphäre als experimentellen Beleg für die von derRelativitätstheorie vorhergesagte Zeitdilatation (E5,UF1).

erläutern die relativistische Längenkontraktion übereine Plausibilitätsbetrachtung (K3),

begründen mit der Lichtgeschwindigkeit als Obergren-ze für Geschwindigkeiten von Objekten, dass eine ad-ditive Überlagerung von Geschwindigkeiten nur für„kleine“ Geschwindigkeiten gilt (UF2),

erläutern die Bedeutung der Konstanz der Lichtge-schwindigkeit als Ausgangspunkt für die Entwicklungder speziellen Relativitätstheorie (UF1),

Experiment von Michelson und Morley (Computersimulation)

Lichtuhr (Gedankenexperiment / Computersimulation)

Myonenzerfall (Experimentepool der Universität Wuppertal)

Ausgangsproblem: Exaktheit der Positionsbe-stimmung mit Navigationssystemen

Begründung der Hypothese von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Ausgang des Michelson-Morley-Experiments

Herleitung der Formel für die Zeitdilatation am Beispiel einer „bewegten Lichtuhr“.

Der Myonenzerfall in der Erdatmosphäre dient als experimentelle Bestätigung der Zeitdilatation.Betrachtet man das Bezugssystem der Myonen als ruhend, kann die Längenkontraktion der At-mosphäre plausibel gemacht werden.

Die Formel für die Längenkontraktion wird ange-geben.

4 Ustd. Summe

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Kontext: TeilchenbeschleunigerLeitfrage: Ist die Masse bewegter Teilchen konstant?Inhaltliche Schwerpunkte: Veränderlichkeit der Masse, Energie-Masse ÄquivalenzKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(UF4) Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten physikalischen Wissens erschließen und aufzeigen.(B1) fachliche, wirtschaftlich-politische und ethische Kriterien bei Bewertungen von physikalischen oder technischen Sachverhalten unterscheiden und begründet ge -wichten,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

„Schnelle“ Ladungs-träger in E- und B-Feldern

(2 Ustd.)

erläutern die Funktionsweise eines Zyklotrons und ar-gumentieren zu den Grenzen einer Verwendung zurBeschleunigung von Ladungsträgern bei Berücksichti-gung relativistischer Effekte (K4, UF4),

Zyklotron (in einer Simulation mit und ohne Massenveränderlichkeit)

Der Einfluss der Massenzunahme wird in der Si-mulation durch das „Aus-dem-Takt-Geraten“ ei-nes beschleunigten Teilchens im Zyklotron ohne Rechnung veranschaulicht.

Ruhemasse und dy-namische Masse

(3 Ustd.)

erläutern die Energie-Masse Äquivalenz (UF1).

zeigen die Bedeutung der Beziehung E=mc2 für die Kernspaltung und -fusion auf (B1, B3)

Film / Video Die Formeln für die dynamische Masse und E=mc2 werden als deduktiv herleitbar angege-ben.

Erzeugung und Vernichtung von Teilchen,

Hier können Texte und Filme zu Hiroshima und Nagasaki eingesetzt werden.

5 Ustd. Summe

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Kontext: Das heutige WeltbildLeitfrage: Welchen Beitrag liefert die Relativitätstheorie zur Erklärung unserer Welt?Inhaltliche Schwerpunkte: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, Zeitdilatation, Veränderlichkeit der Masse, Energie-Masse ÄquivalenzKompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können(E7) naturwissenschaftliches Arbeiten reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen.(K3) physikalische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren,

Inhalt (Ustd. à 70 min)

KompetenzenDie Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium Kommentar

Gegenseitige Bedin-gung von Raum und Zeit

(1 Ustd.)

diskutieren die Bedeutung von Schlüsselexperimentenbei physikalischen Paradigmenwechseln an Beispielenaus der Relativitätstheorie (B4, E7),

beschreiben Konsequenzen der relativistischen Einflüs-se auf Raum und Zeit anhand anschaulicher und einfa-cher Abbildungen (K3)

Lehrbuch, Film / Video

1 Ustd. Summe

70 Gesamtsumme Qualifikationsphase

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2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischenArbeit im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe

In Absprache mit der Lehrerkonferenz sowie unter Berücksichtigung des Schul-programms hat die Fachkonferenz Physik die folgenden fachmethodischen undfachdidaktischen Grundsätze beschlossen. Die Grundsätze 1 bis 14 beziehensich auf fachübergreifende Aspekte, die Grundsätze 15 bis 26 sind fachspezifischangelegt.

Überfachliche Grundsätze:

1.) Geeignete Problemstellungen zeichnen die Ziele des Unterrichts vorund bestimmen die Struktur der Lernprozesse.

2.) Inhalt und Anforderungsniveau des Unterrichts entsprechen dem Leis-tungsvermögen der Schülerinnen und Schüler.

3.) Die Unterrichtsgestaltung ist auf die Ziele und Inhalte abgestimmt.4.) Medien und Arbeitsmittel sind lernernah gewählt.5.) Die Schülerinnen und Schüler erreichen einen Lernzuwachs.6.) Der Unterricht fördert und fordert eine aktive Teilnahme der Lernen-

den.7.) Der Unterricht fördert die Zusammenarbeit zwischen den Lernenden

und bietet ihnen Möglichkeiten zu eigenen Lösungen.8.) Der Unterricht berücksichtigt die individuellen Lernwege der einzelnen

Schülerinnen und Schüler.9.) Die Lernenden erhalten Gelegenheit zu selbstständiger Arbeit und

werden dabei unterstützt.10.) Der Unterricht fördert strukturierte und funktionale Einzel-, Partner-

bzw. Gruppenarbeit sowie Arbeit in kooperativen Lernformen.11.) Der Unterricht fördert strukturierte und funktionale Arbeit im Plenum.12.) Die Lernumgebung ist vorbereitet; der Ordnungsrahmen wird einge-

halten.13.) Die Lehr- und Lernzeit wird intensiv für Unterrichtszwecke genutzt.14.) Es herrscht ein positives pädagogisches Klima im Unterricht.

Fachliche Grundsätze:

15.) Der Physikunterricht ist problemorientiert und Kontexten ausgerichtet.16.) Der Physikunterricht ist kognitiv aktivierend und verständnisfördernd.17.) Der Physikunterricht unterstützt durch seine experimentelle Ausrich-

tung Lernprozesse bei Schülerinnen und Schülern.18.) Der Physikunterricht knüpft an die Vorerfahrungen und das Vorwis-

sen der Lernenden an.

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19.) Der Physikunterricht stärkt über entsprechende Arbeitsformen kom-munikative Kompetenzen.

20.) Der Physikunterricht bietet nach experimentellen oder deduktiven Er-arbeitungsphasen immer auch Phasen der Reflexion, in denen derProzess der Erkenntnisgewinnung bewusst gemacht wird.

21.) Der Physikunterricht fördert das Einbringen individueller Lösungside-en und den Umgang mit unterschiedlichen Ansätzen. Dazu gehörtauch eine positive Fehlerkultur.

22.) Im Physikunterricht wird auf eine angemessene Fachsprache und dieKenntnis grundlegender Formeln geachtet. Schülerinnen und Schülerwerden zu regelmäßiger, sorgfältiger und selbstständiger Dokumen-tation der erarbeiteten Unterrichtsinhalte angehalten.

23.) Der Physikunterricht ist in seinen Anforderungen und im Hinblick aufdie zu erreichenden Kompetenzen und deren Teilziele für die Schüle-rinnen und Schüler transparent.

24.) Der Physikunterricht bietet immer wieder auch Phasen der Übungund des Transfers auf neue Aufgaben und Problemstellungen.

25.) Der Physikunterricht bietet die Gelegenheit zum regelmäßigen wie-derholenden Üben sowie zu selbstständigem Aufarbeiten von Unter-richtsinhalten.

26.) Im Physikunterricht wird ein GTR verwendet. Die Messwertauswer-tung kann auf diese Weise oder per PC erfolgen.

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2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrück-meldung

Dieser Bereich wird nach Verabschiedung eines schulweiten Leistungs-konzepts bearbeitet.

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2.4 Lehr- und Lernmittel

Für den Physikunterricht in der gesamten Oberstufe ist das Lehrbuch Im-pulse Physik eingeführt.

Für den Physikunterricht in der Qualifikationsphase sind ergänzend genü-gend Exemplare des Lehrbuchs Metzler Physik vorhanden.

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten die im Unterricht behandelten In-halte in häuslicher Arbeit nach.

Unterstützende Materialien sind auch im Lehrplannavigator des NRW-Bil-dungsportals angegeben. Verweise darauf finden sich über Links in denHTML-Fassungen des Kernlehrplans und des Musters für einen Schulin-ternen Lehrplan. Den Lehrplannavigator findet man für das Fach Physikunter:

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/lehrplaene/lehr-plannavigator-s-ii/gymnasiale-oberstufe/physik/

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3 Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifen-den Fragen

Die Fachkonferenz Physik hat sich im Rahmen des Schulprogramms fürfolgende zentrale Schwerpunkte entschieden:

Zusammenarbeit mit anderen Fächern

Durch die unterschiedliche Belegung von Fächern können Schülerinnenund Schüler Aspekte aus anderen Kursen mit in den Physikunterricht ein-fließen lassen. Es wird Wert darauf gelegt, dass in bestimmten Fragestel-lungen die Expertise einzelner Schülerinnen und Schüler gesucht wird, dieaus einem von ihnen belegten Fach genauere Kenntnisse mitbringen undden Unterricht dadurch bereichern.

Exkursionen

In der gymnasialen Oberstufe sollen in Absprache mit der Stufenleitungnach Möglichkeit unterrichtsbegleitende Exkursionen durchgeführt wer-den. Diese sollen im Unterricht vor- bzw. nachbereitet werden. Die Fach-konferenz hält folgende Exkursionen für sinnvoll:

Besuch der FH Jülich für ein Kernphysikalisches Praktikum

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4 Qualitätssicherung und Evaluation

Evaluation des schulinternen Curriculums

Das schulinterne Curriculum stellt keine starre Größe dar, sondern ist als„lebendes Dokument“ zu betrachten. Dementsprechend werden die Inhal-te stetig überprüft, um ggf. Modifikationen vornehmen zu können. DieFachkonferenz trägt durch diesen Prozess zur Qualitätsentwicklung unddamit zur Qualitätssicherung des Faches Physik bei.

Die Evaluation erfolgt jährlich. Zu Schuljahresbeginn werden die Erfahrun-gen des vergangenen Schuljahres in der Fachschaft gesammelt, bewertetund eventuell notwendige Konsequenzen und Handlungsschwerpunkteformuliert.

FachgruppenarbeitDie folgende Checkliste dient dazu, den Ist-Zustand bzw. auch Hand-lungsbedarf in der fachlichen Arbeit festzustellen und zu dokumentieren,Beschlüsse der Fachkonferenz zur Fachgruppenarbeit in übersichtlicherForm festzuhalten sowie die Durchführung der Beschlüsse zu kontrollierenund zu reflektieren. Die Liste wird regelmäßig überabeitet und angepasst.Sie dient auch dazu, Handlungsschwerpunkte für die Fachgruppe zu iden-tifizieren und abzusprechen.

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Bedingungen und Planungen derFachgruppenarbeit

Ist-ZustandAuffälligkeiten

Änderungen/Konsequenzen/Perspektivplanung

Wer(Verantwortlich)

Bis wann(Zeitrahmen)

FunktionenFachvorsitz Herr WeberStellvertretung Herr Kramer bis 2018Sammlungsleitung Herr Kramer bis 2018Strahlenschutzbeauftragungen Herr Kramer sollten alle sein!Elternvertreter in der FK Herr BadurSchülervertreter in der FK Maike Meyer

Hannah ZellerSonstige Funktionen (im Rahmen der schulprogrammatischen fächerübergreifen-den Schwerpunkte)

AnweisungenSchulinterner Lehrplan Sek1 vorhanden mittelfristig stärkere

KonkretisierungSchulinterner Lehrplan Sek2 GK vorhanden Leistungsbewertung

fehlt nochStrahlenschutzanweisung Vorhanden aber veral-

tetNeufassung Weber

Kramer

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Ressourcenperso-nell

Fachlehrkräfte EngelmannKramerMichalskiWeberVoigtKaptain Forneas S1Grundner S1

fachfremd Reimertz (JgSt 6)LerngruppenLerngruppengrößen

3x 6 je ca. 284x 7 je ca. 283x 8 je ca. 284x 9 je ca. 28Diff Ph/T 8Diff Ph/T 92x EF je ca. 202x Q1 je ca. 202x Q2 GK je ca. 201x Q2 LK ca. 14

…räumlich Fachräume G 106

G 112

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(G 122 Ph/T)Sammlungsraum G 108/110

materiell/sachlich

Lehrwerke Impulse 1 (6)Impulse 2 (7-9)Impulse EFImpulse Qualifikations-phaseMetzler

Computer DesktopG106 2014 DesktopG108/1102014Laptop G112 2013Desktop G122 2014Drucker G108/110Beamer G106Beamer G112Beamer G122

Laptop G106 Böinghoff

FachzeitschriftenAusstattung mit Demons-trationsexperimentenAusstattung mit Schüler-experimenten

zeitlich Abstände Fachteamar-beit

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Dauer FachteamarbeitUnterrichtsvorhaben

Mäusefallenrennen inder 8

KurswahlenGrundkurseLeistungskurseProjektkurse

LeistungsbewertungKlausurenFacharbeitensonstige Mitarbeit

Arbeitsschwerpunkt(e) SEfachintern- kurzfristig (Halbjahr)- mittelfristig (Schuljahr)- langfristig

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fachübergreifend- kurzfristig- mittelfristig- langfristig…FortbildungFachspezifischer Bedarf- kurzfristig- mittelfristig- langfristigFachübergreifender Bedarf- kurzfristig- mittelfristig- langfristig

Stand: Oktober 2015

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