Physik

Lernziele:

• Die Schüler lernen die Physik als Naturwissenschaft kennen und wenden ihr Wissen über elementare Erscheinungen des Lichts, der mechanischen Körper, der Temperatur, der Aggregatzustände und der elektrischen Stromkreise an. Dabei beziehen sie astronomische Objekte ein.
• Die Schüler vernetzen ihr Wissen über optische, mechanische und thermodynamische Eigenschaften von Körpern.
• Die Schüler nutzen das Experiment als Frage an die Natur und lernen, wie durch das Experiment Vermutungen bzw. Voraussagen geprüft werden.
• Die Schüler kennen Planung und Vorbereitung, Durchführung und Auswertung als Arbeitsschritte des Experimentierens und können unter Anleitung protokollieren.
• Die Schüler erkennen Grundprinzipien des Messens physikalischer Größen und gewinnen dabei Einblicke in den Einsatz digitaler Messtechnik.
• Die Schüler kennen Messunsicherheiten und wissen, dass ihr Einfluss durch das Arbeiten mit Mittelwerten in der Messwerttabelle und durch das Arbeiten mit Ausgleichsgeraden im Diagramm berücksichtigt wird.
• Die Schüler verstehen die physikalische Bedeutung von Proportionalitäten und erwerben erste Fähigkeiten im Zusammenfassen von Zusammenhängen in Form von Tabellen und Diagrammen.
• Die Schüler wissen, dass eine physikalische Größe durch Maßzahl und Einheit gekennzeichnet wird.
• Die Schüler erweitern ihre Erfahrungen aus dem Alltag durch anschauliche Vorstellungen von den physikalischen Größen Länge, Volumen, Masse, Dichte, Zeit, Geschwindigkeit, und Temperatur.
• Die Schüler erkennen am Beispiel der Vorstellung vom Aufbau der Stoffe aus Teilchen, dass durch das Vereinfachen der Wirklichkeit und die damit verbundenen Annahmen physikalische Sachverhalte anschaulich und zweckmäßig beschrieben werden können.
• Bei qualitativen Aufgaben zum Beschreiben, Erklären und Vergleichen konzentrieren sich die Schüler auf die gestellten Anforderungen.
• Beim Lernen physikalischer Inhalte finden die Schüler für sich geeignete Strategien.
• Die Schüler analysieren ihre Erfahrungen beim Durchführen und Auswerten von Schülerexperimenten.
• Die Schüler erweitern ihre Alltagssprache und lernen die Fachsprache der Physik in angemessener Form zu nutzen.
• Die Schüler erkennen, dass physikalische Erscheinungen mit der Fachsprache oft genauer beschrieben werden.
• Die Schüler lernen im Unterricht ordentlich und systematisch Mitschriften anzufertigen.
• Die Schüler arbeiten sorgfältig beim Zeichnen und Auswerten von Diagrammen, verwenden Skizzen und Symbole zur Darstellung einfacher physikalischer Sachverhalte und erwerben erste Fähigkeiten im Lesen und Zeichnen von Schaltplänen.
• Die Schüler erschließen zunehmend selbstständig Inhalte aus Texten, Bildern und grafischen Darstellungen des Lehrbuchs und stellen ihren Mitschülern Lern- und Arbeitsergebnisse vor.
• Den Schülern wird bewusst, dass durch die Nutzung physikalischer Erkenntnisse die Lebensqualität der Menschen erhöht wurde.
• Bei der Behandlung temperaturabhängiger Volumenänderung bzw. Längenänderung von Körpern erfahren die Schüler, wie bei technischen Anwendungen durch das Beachten physikalischer Erkenntnisse Gefahren abgewendet werden können.
• Die Schüler verstehen am Beispiel der Geschwindigkeit und der Temperatur, dass menschliche Empfindungen bzw. Schätzwerte zum Erfassen physikalischer Größen manchmal in der Praxis zu ungenau sind und quantitativ durch Messen erfasst werden müssen.
• Bei der Auseinandersetzung mit astronomischen Inhalten und mit den Vorstellungen vom Aufbau der Stoffe erweitern die Schüler ihr Vorstellungsvermögen und erfahren dabei auch Grenzen menschlicher Vorstellungskraft.

Lernziele:

• Die Schüler erweitern ihr Wissen über physikalische Begriffe und Gesetze für das Beschreiben und Erklären physikalischer Erscheinungen.
• Die Schüler erwerben ausgehend von Kräften zwischen Magneten sowie zwischen geladenen Körpern und durch das Arbeiten mit Feldlinienbildern erste Vorstellungen von Feldern.
• Die Schüler messen Stromstärke und Spannung.
• Die Schüler erkennen die Bedeutung von Energieumwandlungen als physikalische Grundlage für das Funktionieren von Geräten bzw. Maschinen.
• Die Lageenergie und die Leistung können die Schüler quantitativ erfassen.
• Die Schüler vertiefen ihr Verständnis für das Experiment als Frage an die Natur.
• Am Beispiel der physikalischen Größe Kraft erweitern die Schüler ihr Wissen über das Messen physikalischer Größen einschließlich der Messgrößenwandlung.
• Die Schüler nutzen digitale Technik zum Erfassen und Auswerten von Messwerten.
• Die Schüler entwickeln Fähigkeiten zum selbstständigen Experimentieren und Protokollieren weiter, bewerten Messunsicherheiten und berücksichtigen diese beim Auswerten.
• Die Schüler wissen, dass mit Experimentiergeräten wie auch mit Geräten des Alltags sachgerecht umgegangen werden muss.
• Die Schüler erfassen erstmals die Gerichtetheit einer physikalischen Größe.
• Die Schüler lernen auch solche physikalischen Größen kennen, die sich nicht unmittelbar aus dem Alltagsgebrauch erschließen.
• Durch das Hooke'sche Gesetz, das Hebelgesetz und die Gesetze im Stromkreis vertiefen die Schüler ihr Verständnis für das Formulieren physikalischer Zusammenhänge in Diagrammen bzw. Gleichungen.
• Die Schüler erweitern ihre Erfahrungen zur Nutzung des Teilchenmodells und wenden das Modell der Elektronenleitung an.
• Die Schüler beschreiben Beobachtungen aus dem Experiment, aus dem Alltag bzw. aus Mediendarstellungen zunehmend selbstständig und erklären diese vor allem in einfachen Schlussketten.
• Auf der Grundlage von Modellvorstellungen und bekannten Gesetzen üben die Schüler sich im Formulieren von Vermutungen bzw. Voraussagen.
• Die Schüler setzen sich mit physikalischen Aufgaben auseinander, indem sie Skizzen anfertigen und zur Lösung Wertetabelle und Diagramm verwenden.
• Beim Arbeiten mit Diagrammen und beim Vergleichen von Größen beachten die Schüler Maßzahl und Einheit.
• Die Schüler sehen die Notwendigkeit der Prüfung von Ergebnissen, erstellen Überschlagsbetrachtungen und lernen Werte auf der Grundlage ihrer bisherigen Erfahrungen zu vergleichen.
• Bei der Lösung von physikalischen Problemen gewinnen die Schüler erste Erfahrungen beim Bewerten von Lösungsvarianten.
• Die Schüler entwickeln ihre Strategien beim Lernen physikalischer Inhalte weiter und beziehen Techniken zur Kontrolle ihres Gedächtnisses ein.
• Die Schüler lernen Verständnislücken selbstständig zu schließen.
• Die Schüler nutzen zunehmend die Fachsprache und erkennen Vorteile gegenüber der Alltagssprache.
• Die Schüler entwickeln argumentative Fähigkeiten, indem sie ihre Entscheidungen, Handlungen und Lösungsvorschläge begründen.
• Die Schüler arbeiten sorgfältig mit ihren Aufzeichnungen.
• Die Schüler üben sich im Zusammenfassen von Lehrbuchtexten, lernen Fragen und Antworten mit Hilfe des Lehrbuches, anderer traditioneller und auch digitaler Medien selbstständig zu formulieren und ihr Wissen zusammenhängend darzustellen.
• Die Schüler erweitern ihr Wissen darüber, wie Erkenntnisse der Physik das Leben der Menschen verändert haben.
• Den Schülern wird bewusst, dass auch für die unmittelbare Sinneswahrnehmung unzugängliche Bereiche erkannt werden können.

Lernziele:

• Die Schüler erweitern ihr Wissen über Flüssigkeiten und Gase mit Hilfe der physikalischen Größe Druck.
• Durch Betrachtungen zur thermischen Energie und durch quantitative Vergleiche zur Energieübertragung vertiefen die Schüler ihr Wissen über Körper und deren Zustandsänderungen.
• Die Schüler beschreiben Eigenschaften von Leitern und erklären diese mit dem Widerstandsgesetz sowie dem Modell der Elektronenleitung.
• Beim Einbeziehen der physikalischen Größen elektrische Energie und Leistung und beim selbstständigen Experimentieren vernetzen die Schüler ihr Wissen über elektrische Bauteile bzw. Geräte.
• Die Schüler lernen beim Untersuchen der Abhängigkeit einer Größe von mehreren Größen Teilexperimente zu planen und auszuwerten.
• Beim Erfassen und Dokumentieren der Messwerte beziehen die Schüler den Rechner ein und nutzen Regressionsfunktionen.
• Die Schüler können Messunsicherheiten im Experiment und deren qualitative Auswirkung auf das Messergebnis erläutern.
• Die Schüler entwickeln ihre Fähigkeiten beim Einsatz digitaler Messtechnik.
• Die Schüler beziehen mikrophysikalische Betrachtungen zum Beschreiben und Erklären physikalischer Phänomene ein und präzisieren ihre Vorstellungen über Teilchen in Flüssigkeiten und Gasen sowie in Metallen.
• Beim Lösen qualitativer Aufgaben orientieren sich die Schüler selbstständig an den Grundanforderungen geistig-praktischer Tätigkeiten.
• Im Experiment beobachten die Schüler Erscheinungen zielgerichtet und beschreiben ihr Wesen durch angemessene Nutzung der Fachsprache.
• Die Schüler verstehen das induktive Schließen beim Erarbeiten physikalischer Gesetze.
• Am Beispiel der Widerstände in Stromkreisen lernen die Schüler, wie durch deduktives Schließen aus bekannten Gesetzen neue abgeleitet werden können.
• Die Schüler entwickeln Strategien beim Bearbeiten von Problemen und stellen bei physikalischen Aufgaben die Problemfrage zunehmend selbstständig.
• Bei komplexeren Schülerexperimenten reflektieren die Schüler ihr Lern- und Arbeitsverhalten.
• Die Schüler lernen am Beispiel von Lehrbuch sowie Tabellen- und Formelsammlung das Arbeiten mit Fachbüchern.
• Die Schüler wissen, dass mit Begriffen und Gesetzen der Physik allgemeingültige Aussagen über konkrete Sachverhalte in Natur und Technik getroffen werden.
• Die Schüler unterscheiden bewusst zwischen der Fachsprache und der Alltagssprache.
• Arbeitsergebnisse stellen die Schüler in verbalisierter oder formalisierter Form zunehmend selbstständig dar.
• Die Schüler werten Texte, Bilder und Diagramme nach vorgegebenen Schwerpunkten aus und nutzen zum Bearbeiten von Aufgabenstellungen neben dem Lehrbuch weitere Quellen.
• Die Schüler verstehen, dass mit dem Anwenden der Physik bei der Gestaltung von Natur und Technik Chancen und Risiken für die Entwicklung der Gesellschaft verbunden sind.

Lernziele:

• Die Schüler vertiefen ihr Wissen über Eigenschaften von Halbleiterbauelementen und deren Nutzung in der Praxis.
• Die Schüler vernetzen ihr Wissen im Kontext von Fragen zur Energieversorgung.
• Durch das Verknüpfen quantitativer kinematischer und dynamischer Betrachtungen beschreiben und erklären die Schüler Bewegungen und ziehen Schlussfolgerungen für ihr Verhalten im Straßenverkehr.
• Die Schüler reflektieren die experimentelle Methode und prüfen ihre begründeten Vermutungen und Voraussagen im Experiment.
• Die Schüler beherrschen das Arbeiten mit Gleichungen und Diagrammen einschließlich Formelzeichen und Einheiten.
• In der Kinematik stellen die Schüler selbstständig Zusammenhänge zwischen den physikalischen Größen grafisch dar und leiten daraus Aussagen ab.
• Die Schüler kennen das Modell Massepunkt zum Beschreiben und Erklären von Bewegungen.
• Beim experimentellen Untersuchen der Halbleiterbauelemente und der Bewegung von Körpern lernen die Schüler Messwerte rechnergestützt zu erfassen und auszuwerten.
• Die Schüler verwenden zur Erklärung physikalischer Sachverhalte mehrgliedrige Schlussketten.
• Beim Analysieren quantitativer Aufgaben setzen sich die Schüler selbstständig mit dem physikalischen Sachverhalt auseinander.
• Die Schüler erkennen physikalische Größen sowie geeignete Grundeinheiten und beachten die Gültigkeitsbedingungen beim Anwenden von Gleichungen.
• Den Schülern wird bewusst, dass physikalische Größenangaben Näherungswerte sind.
• Die Schüler geben Ergebnisse mit sinnvoller Genauigkeit an und prüfen ihre Sinnhaftigkeit.
• Die Schüler fertigen im Unterricht ihre Mitschriften zunehmend selbstständig an und systematisieren ihr Wissen nach vorgegebenen Merkmalen.
• Die Schüler lernen Software zur Bearbeitung von Aufgaben oder zum Simulieren physikalischer Vorgänge zu nutzen und vertiefen ihre Fähigkeiten sich mit Informationen im Internet und in anderen Medien kritisch auseinander zu setzen.
• Beim Schülervortrag beziehen die Schüler klassische und moderne Medien ein.
• Den Schülern wird bewusst, wie einzelne physikalisch-technische Erkenntnisse die Entwicklung von Wissenschaft und Technik befördern und das persönliche Lebensumfeld der Menschen verändern.
• Die Schüler bewerten den Umgang mit natürlichen Energieressourcen und ziehen Schlussfolgerungen für das eigene und gesellschaftliche Handeln.

Lernziele:

• Die Schüler übertragen ihr Wissen über mechanische Schwingungen und Wellen auf optische und elektromagnetische Sachverhalte.
• Die Schüler gewinnen Einblick in die klassische Astronomie und die Astrophysik und lernen Methoden der Erkenntnisgewinnung kennen.
• Die Schüler vertiefen ihr Wissen über physikalische Denk- und Arbeitsweisen. Sie nutzen bewusst Analogiebetrachtungen.
• Die Schüler wissen um den Wert physikalischer Vereinfachungen. Sie erkennen die Notwendigkeit der Erweiterung von Modellen.
• Die Schüler gewinnen Einblick in räumliche und zeitliche Dimensionen sowie in Entwicklungsvorgänge des Kosmos.
• Die Schüler nutzen digitale Medien und digitale Messtechnik zum verstärkten Erkenntnisgewinn.
• Die Schüler kennen die Beobachtung in der Astronomie als wichtigstes Mittel zur Datensammlung und als Kriterium zur Prüfung von Theorien.
• Die Schüler führen selbst einfache Himmelsbeobachtungen mit und ohne Hilfsmittel durch und können einen Teil ihrer Beobachtungen erklären.
• Die Schüler greifen auf Sach- und Methodenwissen aus anderen Fächern zurück, um astronomische Sachverhalte zu erklären.
• Die Schüler erkennen die Gültigkeit der Naturgesetze im Universum.
• Die Schüler vervollkommnen ihre Strategien beim Bearbeiten von physikalischen Aufgaben und Problemen.
• Die Schüler präzisieren und erweitern den Suchraum zur Problemlösung und werten gefundene Lösungsvarianten.
• Die Schüler beherrschen persönliche Lernstrategien zum Kontrollieren ihres Gedächtnisses und zur Kontrolle des verstehenden Lernens.
• Durch die Beschäftigung mit der Astronomie erweitern die Schüler ihre Begriffs- und Vorstellungswelt.
• Die Schüler nutzen Systematisierungen zunehmend selbstständig und wenden trigonometrische Kenntnisse zum Beschreiben physikalischer Inhalte an.
• Mit dem Hertzsprung-Russell-Diagramm ergänzen die Schüler ihr Wissen über Aussagemöglichkeiten von Diagrammen.
• Die Schüler leiten aus Diagrammen Eigenschaften von Sternen ab und beschreiben deren Entwicklung.
• Die Schüler gewinnen einen Einblick in historische Vorstellungen über den Kosmos und vertiefen ihre Einsichten zur Bedeutung physikalischer Erkenntnisse für die Entwicklung in der Gesellschaft.
• Am Beispiel der Astronomie erfahren die Schüler, wie sich wissenschaftliche Entdeckungen verschiedener Fachgebiete gegenseitig befördern.
• Die Schüler erkennen, dass nicht nur die Mikrowelt, sondern auch der Makrokosmos strukturiert ist.
• Die Schüler können den Planeten Erde in die Hierarchie kosmischer Systeme einordnen.
• Die Schüler erwerben Vorstellungen über Dimensionen von Raum und Zeit im Kosmos.
• Die Schüler erkennen den vorläufigen Charakter wissenschaftlicher Erkenntnisse und vertiefen die Einsicht, dass kritischer Umgang mit Theorien und deren Überprüfung durch Experiment und Beobachtung wissenschaftlichen Fortschritt ermöglichen.