Struktur des Kernlehrplans Physik SI

1. Struktur des Kernlehrplans Physik SI Lehren und lernen in Konzepten und Kontexten im Gymnasium Franz-Meyers-Gymnasium Mönchengladbach Giesenkirchen 07. Mai 2008

2. Inhalt • Ziele • Basiskonzepte • Kompetenzen • Inhaltsfelder und fachliche Kontexte • Zusammenfassung

3. Lernen erfolgt besonders effektiv und nachhaltig, wenn es • kumulativ • vernetzt und • in Kontexten erfolgt.

4. Vier übergeordnete Leitideen Basiskonzepte • Energie • Struktur der Materie • System • Wechselwirkung

5. Energie • bleibt erhalten • Energietransport • Änderung der Energieform

6. Beispielstichworte zum BasiskonzeptEnergie • Speicherung, Transport, Umwandlung • Energiefluss, Energieerhaltung • Quantitative Untersuchung von Energieformen • Energiegewinnung, Aufbereitung, Nutzung

7. Materie • hat eine Struktur / die Struktur der Materie kann sich ändern • Körper können verschiedene Aggregatzustände annehmen • Körper bestehen aus Teilchen

8. Beispielstichworte zum BasiskonzeptStruktur der Materie • Eigenschaften von Materie • Kern-Hülle-Modell • Eigenschaften und Wirkungen von radioaktiver Strahlung • Zerfallsreihen • Kernspaltung, Kernfusion

9. System • stabile Zustände / Gleichgewichte • gestörte Gleichgewichte können Ströme und Schwingungen hervorrufen • Ströme benötigen einen Antrieb und können durch Widerstände in ihrer Stärke beeinflusst werden

10. Beispielstichworte zum BasiskonzeptSystem • Komponenten im Makrokosmos • Stromkreis • Technische Geräte • Energieflüsse in Systemen

11. Wechselwirkung • wenn Körper aufeinander einwirken, kann eine Verformung oder eine Änderung der Bewegungszustände auftreten • Felder / Strahlung

12. Beispielstichworte zum BasiskonzeptWechselwirkung • Kraft, Geschwindigkeit, Druck, Bewegungsänderungen • Akustische Schwingungen, Licht, Radioaktivität • Magnetismus, elektr. Strom, Motor, Generator

13. Basiskonzept „Energie“ • Energieformen • Energieumwandlungen • positive und negative Teilchen als Ladungsträger • stofflicher Aufbau Leiter/Nichtleiter Basiskonzept „Materie“ • Elektrische Schaltung • Spannungsquelle • zwei „Verbraucher“ Basiskonzept „Wechselwirkung“ Basiskonzept „System“ • anziehende/abstoßende Kräfte • Stöße  Widerstand • Zusammenwirken von Komponenten • Strom als Folge von Ladungsgefälle

14. Kompetenzen „die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können“ Bildungsstandards Physik, 2004

15. Kompetenzbereiche im Fach Physik • Fachwissen • Erkenntnisgewinnung • Kommunikation • Bewertung

16. Fachwissen Physikalische Phänomene, Begriffe, Prinzipien, Fakten, Gesetzmäßigkeiten kennen und Leitideen zuordnen • Erkenntnisgewinnung Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen • Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen • Bewertung Physikalische Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten

17. Kompetenzen Handlungsdimension Erkenntnisgewinnung Kommunikation Bewertung Inhaltsdimension Fachwissen konzeptbezogene Kompetenzen prozessbezogene Kompetenzen

18. Kompetenzorientierung, Basiskonzepte undKontextorientierung Struktur des Kernlehrplans:

19. Erkenntnis-gewinnung Umgang mit Fachwissen Wissenserwerb Kommunikation Bewertung umgangssprachliche Darstellung zufällige Beobachtung emotionale Eindrücke Science – Fiction - Roman

20. Physik 5-6 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Elektrizität Elektrizität im Alltag Sicherer Umgang mit Elektrizität, Stromkreise, Leiter und Isolatoren, UND-, ODER- und Wechselschaltung, Dauermagnete und Elektromagnete, Magnetfelder, Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern, Wärmewirkung des elektrischen Stroms, Sicherung, Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten ·Schülerinnen und Schüler experimentieren mit einfachen Stromkreisen ·Was der Strom alles kann (Geräte im Alltag) ·Schülerinnen und Schüler untersuchen ihre eigene Fahrradbeleuchtung ·Ohne Energie läuft gar nichts! ·Messgeräte erweitern die Wahrnehmung Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 5-6

21. Sonne – Himmel – Jahreszeiten Temperatur Physik 5-6 Temperatur und Energie, elementare Himmelsbeobachtungen Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. ·Was sich mit der Temperatur alles ändert ·Leben bei verschiedenen Temperaturen ·Die Sonne – unsere wichtigste Energiequelle ·Orientierung am Himmel Thermometer, Temperaturmessung, Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung, Aggregatzustände (Teilchenmodell) Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur, Sonnenstand, Mondphasen Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 5-6

22. Physik 5-6 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Das Licht und der Schall Sehen und Hören Licht und Sehen, Lichtquellen und Lichtempfänger, geradlinige Ausbreitung des Lichts, Schatten, Mondphasen,Schallquellen und Schallempfänger, Reflexion, Spiegel, Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke ·Sicher im Straßenverkehr – Augen und Ohren auf! ·Sonnen- und Mondfinsternis ·Physiker machen MusikPhysik und Musik ·„Um die Ecke hören, sehen“ Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 5-6

23. Physik 7-9 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Die Optik hilft dem Auge auf die Sprünge ·Mit optischen Instrumenten „Unsichtbares“ sichtbar gemacht ·Optik ändert physikalische Weltbilder ·Lichtleiter in Medizin und Technik ·Die Welt der Farben ·Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Spektrometer Aufbau und Bildentstehung beim Auge – Funktion der Augenlinse, Lupe als Sehhilfe, Fernrohr, Brechung, Reflexion, Totalreflexion und Lichtleiter, Zusammensetzung des weißen Lichts Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9

24. Elektrizität – messen, verstehen, anwenden Physik 7-9 Elektrizität Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. ·Elektroinstallation im Haus ·Sicherer Umgang mit Elektrizität Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus ·Autoelektrik ·Hybridantrieb ·Leuchtdiodenketten Einführung von Stromstärke und Ladung, Eigenschaften von Ladung, elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher, Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken, Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen, elektrischer Widerstand , Ohm’sches Gesetz Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9

25. Physik 7-9 Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Kraft, Druck, mechanische und innere Energie ·Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege ·Von der Pyramide zur Schraube 100m in 10s – Physik und Sport ·Anwendungen der Hydraulik ·Wie U-Boote und Fische tauchen Tauchen in Natur und Technik Geschwindigkeit, Kraft als vektorielle Größe, Zusammenwirken von Kräften, Gewichtskraft und Masse, Hebel und Flaschenzug, mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltung, Auftrieb in Flüssigkeiten Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9

26. Physik 7-9 Radioaktivität und Kernenergie Radioaktivität und Kernenergie Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) – Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung ·Radioaktivität und Kernenergie – Nutzen und Gefahren ·Strahlendiagnostik und Strahlentherapie ·Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren Aufbau der Atome, ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertszeit), Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz, Kernspaltung, Nutzen und Risiken der Kernenergie Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9

27. Physik 7-9 Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Effiziente Energienutzung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik Energie, Leistung, Wirkungsgrad ·Strom für zu Hause ·Das Blockheizkraftwerk ·Energiesparhaus ·Verkehrssysteme und Energieeinsatz Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre, Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes, regenerative Energieanlagen, Energieumwandlungsprozesse, Elektromotor und Generator, Wirkungsgrad, Erhaltung und Umwandlung von Energie, Windenergieanlagen Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9

28. Zusammenfassung Physikunterricht • ist verbindlich kontextorientiert (Kontexte können verändert werden) • setzt verbindlich die konzeptbezogenen und prozessbezogenen Kompetenzen bis zum Ende der Klasse 9 um • orientiert sich an den Inhaltsfeldern und deren Reihenfolge • wird für Schülerinnen und Schüler interessanter und nachhaltiger