Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg - IBBW
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Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg Schulversuch 44-6512.-240/175/5 vom 22. Juni 2018 Bildungsplan für das Berufliche Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Alle Richtungen Allgemeine Fächer Physik Klasse 8, 9 und 10 Der Bildungsplan tritt für die Klasse 8 am 1. August 2018, für die Klasse 9 am 1. August 2019 und für die Klasse 10 am 1. August 2020 in Kraft.
Physik (6BG) 2 Vorbemerkungen Allgemeine Vorbemerkungen Der Bildungsplan zeichnet sich durch Inhalts- und Kompetenzorientierung aus. In jeder Bildungsplaneinheit (BPE) werden in kursiver Schrift die übergeordneten Ziele beschrieben, die durch Zielformulierungen sowie Inhalts- und Hinweisspalte konkretisiert werden. In den Zielformulierungen werden die jeweiligen fachspezifischen Operatoren als Verben verwendet. Operatoren sind handlungsinitiierende Verben, die signalisieren, welche Tätigkeiten beim Bearbeiten von Aufgaben erwartet werden. Die für das jeweilige Fach relevanten Operatoren sowie deren fachspezifische Bedeutung sind jedem Bildungsplan im Anhang beigefügt. Durch die kompetenzorientierte Zielformulierung mittels dieser Operatoren wird das Anforderungsniveau bezüglich der Inhalte und der zu erwerbenden Kompetenzen definiert. Die formulierten Ziele und Inhalte sind verbindlich und damit prüfungsrelevant. Sie stellen die Regelanforderungen im jeweiligen Fach dar. Die Inhalte der Hinweisspalte sind unverbindliche Ergänzungen zur Inhaltsspalte und umfassen Beispiele, didaktische Hinweise und Querverweise auf andere Fächer bzw. BPE. Der VIP-Bereich im Bildungsplan umfasst Vertiefung, individualisiertes Lernen sowie Projektunterricht. Im Rahmen der hier zur Verfügung stehenden Stunden sollen die Schülerinnen und Schüler bestmöglich unterstützt und bei der Weiterentwicklung ihrer personalen und fachlichen Kompetenzen gefördert werden. Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer nutzen diese Unterrichtszeit nach eigenen Schwerpunktsetzungen auf Basis der fächerspezifischen Besonderheiten und nach den Lernvoraussetzungen der einzelnen Schülerinnen und Schüler. Der Teil „Zeit für Leistungsfeststellung“ des Bildungsplans berücksichtigt die Zeit, die zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Leistungsfeststellungen zur Verfügung steht. Dies kann auch die notwendige Zeit für die gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen (GFS), Nachbesprechung zu Leistungsfeststellungen sowie Feedback-Gespräche umfassen. Fachbezogene Vorbemerkungen Physik ist eine lebendige Wissenschaft. In ihrer modernen Form ist sie in 400 Jahren seit Kepler und Galilei aus dem Bestreben erwachsen, Gesetzmäßigkeiten in den Abläufen der Naturphänomene und im Aufbau der materiellen Welt zu erkennen, sie zu beschreiben und immer wieder zu überprüfen. Dieser Grundgedanke spiegelt sich in den Denk- und Arbeitsweisen der Physik wider, die gemeinsam mit den physikalischen Inhalten unverzichtbarer Bestandteil eines modernen naturwissenschaftlichen Unterrichts sind. Im Fach Physik wird die naturwissenschaftliche Vorgehensweise, nämlich die empirische Erforschung der Welt im Wechselspiel mit der Theoriebildung, in ihrer Bedeutung für Technik und Zivilisation erkannt. Dabei wird auch deutlich, wie sich das naturwissenschaftliche Entdecken von dem reinen technischen Erfinden unterscheidet. Der Bildungsplan legt das Anforderungsniveau gemäß der Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss der Kultusministerkonferenz in diesem Fach zu Grunde. Am Beruflichen Gymnasium werden die Zusammenhänge von Physik mit Technik in Forschung, Wirtschaft und Umwelt vermittelt. Die Physik bildet nicht nur die Grundlage für technische und medizinische Entwicklungen, sondern sie prägt in vielerlei Hinsicht unser Leben in einer hochtechnisierten Gesellschaft. Technische Entwicklungen bergen neben Chancen auch Risiken mit teilweise weitreichenden Folgen für Umwelt und Gesellschaft. Es gilt, diese im Fach Physik zu erkennen und zu bewerten. Der Physikunterricht leistet wesentliche Beiträge zum Kompetenzaufbau der Schülerinnen und Schüler. In der natürlichen Umwelt finden sich vielfältige Phänomene, welche durch naturgesetzliche Zusammenhänge erklärbar sind. Ebenso gibt es physikalische Eigenschaften, Systeme und Objekte, die mit den menschlichen Sinnen nicht unmittelbar wahrnehmbar sind, wie beispielsweise elektrische Ladungen, Felder, Atome und Quanten, die erst durch die Physik zugänglich werden. Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 3 Von besonderer Bedeutung sind die Erkenntnisse der Modernen Physik. Umwälzende Entdeckungen seit Beginn des 20. Jahrhunderts haben das Weltbild der Physik – und in der Folge die Sicht des Menschen auf die Welt – grundlegend verändert. Die Grundzüge dieser weitreichenden Veränderungen mit ihren Folgen für das Selbstverständnis des Menschen und für unseren von den technischen Errungenschaften geprägten Alltag zu kennen, gehört im 21. Jahrhundert zur Allgemeinbildung. Physik setzt den Mut voraus, „sich seines eigenen Verstandes zu bedienen“ und sie verheißt Erfolg, wenn dies mit Anstrengung und mit Disziplin geschieht. Zur Anstrengung gehört das Beobachten, das Vermessen und Erklären, das Entwickeln treffender Begriffe, das Einüben der hierfür benötigten Sprache, der experimentellen und theoretischen Methoden. Ziel des Physikunterrichts ist es, dass die Schülerinnen und Schüler lernen, den Blick für Vorgänge in ihrer Umwelt zu schärfen und dass ihnen dabei das Aspekthafte des Bildes der Physik von der Welt bewusst wird. Derartige Betrachtungen geben Schülerinnen und Schülern Gelegenheit, ihre Umwelt bewusst und mit Neugier wahrzunehmen, Fragen zu stellen und ihr Vorwissen zu prüfen. Sie können durch eine physikalische Deutung ausgewählter Naturerscheinungen ihr Verständnis der Natur vertiefen. Getreu dem Leitgedanken, die Menschen zu stärken und die Sachen zu klären, findet im zeitgemäßen Physikunterricht neben der Entwicklung eines Physikverständnisses auch Persönlichkeitsbildung und eine Vorbereitung auf das Berufsleben statt. Zusätzlich zu den übergeordneten Erziehungszielen werden fachspezifische Erziehungsziele angestrebt, z. B. genaues Beobachten und präzises Beschreiben von Naturphänomenen und Vorgängen üben, eigene Vorstellungen (Präkonzepte) reflektieren sowie – gegebenenfalls – die Bereitschaft zum Konzeptwechsel stärken. Diese Kernelemente (siehe Abbildung) werden im Folgenden beschrieben und ihre gegenseitigen Wechselbeziehungen erläutert. Fachliche Aussagen zum Kompetenzerwerb in der Mittelstufe Naturwissenschaftliche Kompetenz zeigt sich darin, die charakteristischen Eigenschaften sowie die Bedeutung der Naturwissenschaften in unserer heutigen Welt zu verstehen. Sie befähigt die Lernenden, naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, um Fragestellungen zu erkennen, naturwissenschaftliche Phänomene zu beschreiben und aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen. Diese Kompetenz schließt auch die Bereitschaft mit ein, sich reflektierend mit naturwissenschaftlichen Ideen und Themen auseinanderzusetzen und ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern darüber hinaus Problemstellungen zu bewältigen, die wir heute noch nicht kennen. Der Bildungsplan für den Physikunterricht zielt deshalb auf das Verständnis und die Anwendung grundlegender physikalischer Begriffe, Gesetze, Konzepte und Modelle ab. Gelungene naturwissenschaftliche Bildung zeigt sich in der Fähigkeit, physikalische Fragestellungen zu erkennen, physikalisches Wissen anzuwenden, aus physikalischen Fakten Schlussfolgerungen zu ziehen und Bewertungen aufgrund einer naturwissenschaftlich-rationalen Abwägung vorzunehmen. Dazu sind sowohl inhaltsbezogene als auch prozessbezogene Kompetenzen nötig. Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 4 Die Bildungsstandards der KMK definieren bezüglich der physikalischen Fachkompetenz vier Fachkompetenzbereiche, die – wie auch in den anderen Naturwissenschaften – eine Inhaltsdimension und eine Handlungsdimension umfassen. Die Inhaltsdimension wird überwiegend im Kompetenzbereich Fachwissen, die Handlungsdimension in den Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung dargestellt. Inhalts- und handlungsbezogene Kompetenzen greifen ineinander und werden in der Regel gemeinsam erworben. Die Durch das Zusammenwirken der vier Fachkompetenzbereiche entwickelt sich die physikalische Fachkompetenz. Die Kompetenzbereiche im Einzelnen umfassen im Wesentlichen: : Fachwissen: Die physikalischen Fachinhalte (wie z. B. physikalische Phänomene, grundlegende Begriffe und Modelle und deren Gültigkeitsbereiche ) können auf vier Basiskonzepte (Materie, Wechselwirkung, System und Energie) zurückgeführt und mit deren Hilfe strukturiert und sowohl horizontal wie vertikal vernetzt werden. Erkenntnisgewinnung: Die Denk- und Arbeitsweise in der Physik findet in diesem Fachkompetenzbereich ihren Niederschlag: durch das Experimentieren und das Entwickeln von Fragestellungen werden Kompetenzen neu erworben oder vorhandene weiterentwickelt. Die Verknüpfung gewonnener Erkenntnisse mit bereits geläufigen Konzepten, Fragestellungen und Theorien führt zur Fähigkeit, physikalische Phänomene zu erkennen und zu erklären. Kommunikation: Für einen fachbezogenen reflektierenden Informtionsaustausch gilt es eine Kommunikationskompetenz zu entwickeln, in der eine sachgemäße Verknüpfung von Alltags- und Fachsprache gelingt. Neben der verbalen Form des Kommunizierens lassen sich physikalische Zusammenhänge je nach Kontext und Inhalt auch in anderen Formen wie der symbolischen und mathematischen Form darstellen. Bewertung: Teil einer zeitgemäßen Allgemeinbildung ist das Heranziehen physikalischer Denkmethoden und Erkenntnisse, um physikalisch-technische und gesellschaftliche Entscheidungen zu bewerten. Zu beachten ist, dass die Vermittlung sowohl der inhaltsbezogenen wie auch der prozessbezogenen Kompetenzen gezielt in der Unterrichtsplanung und in den Lernzielkontrollen zu berücksichtigen ist. Damit wird es zu einem wichtigen Ziel des Physikunterrichts, die Schülerinnen und Schüler zum selbstständigen Anwenden physikalischer Denk- und Arbeitsweisen zu führen und explizit eine möglichst weitgehende Durchdringung von naturwissenschaftlichen Zusammenhängen zu ermöglichen. Denk- und Arbeitsweisen Die Schülerinnen und Schüler lernen im Physikunterricht Denk- und Arbeitsweisen kennen und wenden diese integrativ über alle Schuljahre an. Die Schülerinnen und Schüler ab der Klasse 8 … beschreiben ihre Beobachtungen bei Naturerscheinungen und Experimenten und stellen getrennt davon mögliche Erklärungen dar. Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 5 ermitteln wichtige Bestandteile und Eigenschaften unter einer gegebenen Fragestellung. ordnen die zur Beschreibung von beobachteten Phänomenen möglichen physikalischen Größen hinsichtlich ihrer Relevanz. erörtern Vermutungen zum möglichen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen. bauen Experimente auf, um Vermutungen zu überprüfen, führen die Experimente durch, werten die Ergebnisse der Experimente aus und führen dabei Fehlerbetrachtungen durch. ermitteln aus einer Proportionalität eine Gleichung, vergleichen Definitionsgleichungen mit physikalischen Gesetzen und erläutern die Begriffsbildung an einfachen Beispielen. stellen einfache Zusammenhänge zwischen jeweils zwei physikalischen Größen in einem Diagramm dar und erläutern bei einem gegebenen Diagramm den Zusammenhang zwischen den beiden gegeneinander aufgetragenen Größen. schätzen bei Aufgaben Größenordnungen ab und führen bei Lösungen von Aufgaben Plausibilitätsbetrachtungen durch. führen einfache Berechnungen unter Berücksichtigung der Maßeinheiten durch, beschreiben einfachste Formeln verbal und erläutern den Wirkungszusammenhang der in einfachsten Formeln enthaltenen physikalischen Größen. stellen in einfacher Form Aspekte der Modernen Physik dar. Die Schülerinnen und Schüler ab der Klasse 9 … ermitteln und interpretieren Informationen aus einem Diagramm. beschreiben einfach Formeln verbal und erläutern den Wirkungszusammenhang der in einfachen Formeln enthaltenen physikalischen Größen. überprüfen die Aussage und die Gültigkeit eines physikalischen Gesetzes. entwickeln einfache Modelle und zeigen den Unterschied zwischen den Phänomenen und den (zugehörenden) Modellen auf. Die Schülerinnen und Schüler ab der Klasse 10 … beschreiben Zusammenhänge zwischen mehr als zwei physikalischen Größen und stellen Vermutungen über die Zusammenhänge dieser Größen dar. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Versuchsstrategien zur Überprüfung der Vermutungen. erläutern die Brauchbarkeit von Modellen. Sie strukturieren gegebene Modelle unter dem Aspekt der „Anwendbarkeit“. Fachliche Inhalte Die fachlichen Inhalte sind exemplarisch aus dem Fächerkanon Physik ausgewählt und vermitteln den Schülerinnen und Schülern das unabdingbare Basiswissen, das zum Aufbau der Fachkompetenz notwendig ist. Bei der Stoffauswahl kann keine vollständige Übersicht über die typischen kanonischen Themen erreicht werden. Vielmehr wird eine möglichst effiziente Darstellung der grundlegenden Konzepte, also der physikalischen Kernideen, angestrebt. Im Zweifelsfall geht Tiefe vor Breite. Basiskonzepte zur Strukturierung der fachlichen Inhalte Die Fachinhalte des vorliegenden Bildungsplanes sind in thematische Bildungsplaneinheiten strukturiert und nehmen Bezug auf die Basiskonzepte Materie, System, Wechselwirkungen und Energie. Diese grundlegenden fachlichen Konzepte besitzen über einzelne Sachgebiete hinweg in der Physik, den Natur- und Ingenieurwissenschaften eine große Bedeutung für den Aufbau, die Strukturierung und die Vernetzung von Fachwissen. Sie beinhalten: zentrale, aufeinander bezogene Begriffe, Prozesse und Modellvorstellungen, themenverbindende, übergeordnete Regeln und Prinzipien, konvergierende und verknüpfbare Handlungsmöglichkeiten. Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 6 Die Basiskonzepte werden über die Klassenstufen hinweg in unterschiedlichen fachlichen Zusammenhängen wiederholt aufgegriffen, thematisiert und ausdifferenziert. Das kumulative Lernen führt zu einer kontinuierlichen Entwicklung von Fachkompetenzen. Die Basiskonzepte unterstützen einen systematischen Wissensaufbau und somit den Erwerb eines strukturierten und mit anderen Natur- und Ingenieurwissenschaften vielseitig vernetzten Wissens. Mit ihrer Hilfe sind die Lernenden in der Lage, detailliertes Fachwissen in größere fachliche und lebensweltliche Zusammenhänge einzuordnen. Sie bieten den Lernenden eine Orientierung gegenüber ständig neuen Erkenntnissen und Herausforderungen und ermöglichen es ihnen, Sachverhalte situationsübergreifend aus bestimmten Perspektiven anzugehen. Physikalisches Fachwissen, wie es durch die vier Basiskonzepte charakterisiert und strukturiert wird und das Verständnis von Zusammenhängen, Konzepten und Modellen dienen der weiteren Erkenntnisgewinnung und der Problembearbeitung offener, kontextbezogener Aufgabenstellungen. Die Basiskonzepte für den mittleren Schulabschluss wurden im Jahr 2004 von der Kultusministerkonferenz beschlossen. Sie lassen sich durch Zuordnung von fachlichen Inhalten konkretisieren. Die wechselseitigen Beziehungen zwischen Kompetenzen, Inhalten und Basiskonzepten Die Wechselbeziehungen zwischen Kompetenzen, Inhalten und Basiskonzepten gehen aus der folgenden Abbildung hervor: Die Bedeutung der physikalischen Inhalte wird durch die Kompetenzorientierung nicht herabgestuft, sondern verändert: Die physikalischen Kompetenzen werden an Inhalten erworben, welche durch die Basiskonzepte strukturiert sind. Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 7 Didaktische Hinweise Die Gestaltung eines Physikunterrichts, der die Entwicklung der geforderten Kompetenzen unterstützt, sollte sich an den im Folgenden beschriebenen (fach-) didaktischen Hinweisen orientieren. Staunen über Phänomene Voraussetzung für die Entwicklung des naturwissenschaftlichen Verständnisses ist die Fähigkeit, über Naturvorgänge und Gesetzmäßigkeiten beim Ablauf dieser Naturvorgänge staunen zu können. Aus dieser Fähigkeit ergibt sich einerseits der Drang, naturwissenschaftliche Fragen zu stellen und andererseits entsteht hieraus die notwendige Motivation, sich mit möglichen Lösungsansätzen auseinander zu setzen. Kontextorientierung Die größtmögliche Einbeziehung der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler in den Physikunterricht schafft eine gute motivationale Grundlage für das Lehren und Lernen. Handlungsorientierung – Experimente Prozessbezogene Kompetenzen werden durch das eigene Tun erworben. Binnendifferenzierung und individuelle Förderung Auf eine heterogene Klassenzusammensetzung soll durch angemessene Binnendifferenzierung und durch individuelle Förderung reagiert werden. Nachhaltigkeit Ein zentrales Ziel des Physikunterrichts ist ein nachhaltiges Physikverständnis. Entscheidend hierfür sind das Üben, das Wiederholen und das Vertiefen. Der angemessene Einsatz moderner digitaler Medien, offene Aufgaben und Problemstellungen, die verschiedene Lösungswege zulassen, sichern die Anwendbarkeit des erlernten Wissens und der erworbenen Kompetenzen auch auf neue, unbekannte Zusammenhänge in der Zukunft. Systematik Bei der Übertragung erarbeiteter Konzepte auf unbekannte Gebiete werden gemeinsame Strukturen zunächst unterschiedlich scheinender Sachgebiete erkannt. Dabei stehen nicht die willkürliche Anhäufung von Detailwissen, sondern das exemplarische Erarbeiten wesentlicher Zusammenhänge in einem Bereich und das anschließende Übertragen auf einen anderen Bereich im Vordergrund. Modellbildung Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 8 Bei der Entwicklung einer physikalischen Betrachtungsweise der Naturvorgänge spielt die Modellbildung eine zentrale Rolle: Die Schülerinnen und Schüler erleben an ausgewählten Beispielen den Modellbildungsprozess, begreifen, worin sich brauchbare von weniger gut brauchbaren Modellen unterscheiden und erkennen, dass und wo naturwissenschaftliches Denken seine Grenzen hat. Präkonzepte Ausgehend von den Naturphänomenen werden physikalische Begriffe und Konzepte entwickelt und dann fach- und situationsgerecht angewendet. Sofern vorhanden, werden dabei Präkonzepte kritisch überprüft und – falls sich die Präkonzepte als Misskonzepte herausstellen sollten – überwunden. Fachsprache Ausgehend von der Alltagssprache werden die Schülerinnen und Schüler im Verlaufe des Unterrichts zunehmend sicherer im Gebrauch der Fachsprache und stärken ihre Fähigkeit zur Abstraktion. Physikalische Sachverhalte sind grundsätzlich zunächst verbal zu formulieren und erst im zweiten Schritt zu mathematisieren. Größen und Einheiten Die Schülerinnen und Schüler gehen mit physikalischen Größen und den Einheiten fachgerecht um. Sie entwickeln die Fähigkeit, in Größenordnungen zu denken, bzw. Größenordnungen bei offenen Fragestellungen abzuschätzen (Stichwort: „Fermis Lösung“). Digitale Medien Medien, wie Modellbildungssysteme, Simulationen, Computeralgebra-Systeme, Videos usw., sind dann für den Lernerfolg gewinnbringend, wenn sie zielgerichtet eingesetzt werden. Simulationen und ähnliche Programme sollten jedoch in keinem Fall im Physikunterricht ein ausführbares Experiment ersetzen. Hinweise zum Aufbau und zur Umsetzung des Bildungsplans Der Aufbau des Bildungsplans gibt den Fachlehrerinnen und Fachlehrern die Möglichkeit, auf die jeweilige Situation an der Schule einzugehen. Die den Fachgebieten zugeordneten Zeitrichtwerte sollen den vorgesehenen Tiefgang verdeutlichen. Die im Bildungsplan vorgenommene Zuordnung der einzelnen Themen zu den Schuljahren ist einzuhalten. Veränderungen der vorgeschlagenen Abfolge der Bildungsplaneinheiten innerhalb eines Schuljahres sind möglich. Die in den einzelnen Schuljahren ausgewiesene Einheit „Aspekte der Modernen Physik“ (Physik des 20. und des 21. Jahrhunderts) kann als eigenständige Einheit oder integriert in den anderen Bildungsplaneinheiten unterrichtet werden. Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 9 Bildungsplanübersicht Schuljahr Bildungsplaneinheiten Zeitricht- Gesamt- wert stunden Klasse 8 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 20 1 Mechanik 1: Bewegungen und Kräfte 18 2 Optik 12 3 Akustik 8 4 Aspekte der Modernen Physik 1 6 5* Vertiefung der Optik 6 6* Astronomie 6 7* Vertiefung der Akustik 6 70 Zeit für die Leistungsfeststellung 10 Klasse 9 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 20 8 Mechanik 2: Arbeit, Energie und Leistung 16 9 Mechanik 3: Flüssigkeiten und Gase 10 10 Wärmelehre 1: Grundlagen, Thermisches Verhalten von Festkörpern und Flüssigkeiten 12 11 Aspekte der Modernen Physik 2 6 12* Umweltphysik, alternative Energiequellen 6 13* Physikalische Weltbilder 6 14* Grundgedanken der Relativitätstheorie 6 70 Zeit für die Leistungsfeststellung 10 Klasse 10 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 20 15 Wärmelehre 2: Thermisches Verhalten von Gasen 10 16 Grundgrößen der Elektrizitätslehre 16 17 Elektromagnetismus 10 18 Aspekte der Modernen Physik 3 8 19* Wetterkunde 6 20* Grundgedanken der Quantenphysik 6 21* Elemente der Kernphysik 6 70 Zeit für die Leistungsfeststellung 10 240 * pro Schuljahr ist einer der drei Wahlbereiche zu wählen Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 10 Klasse 8 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 20 Vertiefung Individualisiertes Lernen Projektunterricht z. B. z. B. z. B. Übungen Selbstorganisiertes Lernen Planetenweg Anwendungen Lernvereinbarungen Physik des Fahrrads Wiederholungen Binnendifferenzierung Lochkamera/Fernrohr Analyse von physikalischen Angaben in Zeitungsartikeln Bewegungen im Alltag und Sport Sehfehlerkorrektur und Seh- hilfen Entstehung des Regenbogens Bau von Musikinstrumenten Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen. BPE 1 Mechanik 1: Bewegungen und Kräfte 18 Die Schülerinnen und Schüler nutzen grundlegende Größen der Kinematik zur Beschreibung von Bewegungen. Sie erläutern die Änderungen von Bewegungszuständen sowie die Verformung von Körpern mithilfe des Kraftbegriffs. Sie planen Experimente zu Fragestellungen der Mechanik, führen diese aus und werten sie mithilfe geeigneter Medien aus. Sie unterscheiden physikalische Begriffe von Alltagsbegriffen (z. B. Gewicht). BPE 1.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Bewegungen verbal und deuten diese anhand von Diagrammen. Sie erläutern Bewegungsabläufe mit physikalischen Größen. Ort vgl. Moderne Physik 1 Strecke Diagramme Zeit Geschwindigkeit Beschleunigung Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 11 BPE 1.2 Die Schülerinnen und Schüler analysieren Änderungen von Bewegungszuständen und Verformungen mithilfe von Kräften. Sie beschreiben die Zusammenhänge in Form von Ursache-Wirkungs-Aussagen und vergleichen den physikalischen Kraftbegriff mit dem Alltagsgebrauch des Begriffes „Kraft“. Masse Dichte Gewichtskraft Trägheitsgesetz Wechselwirkung Grundgleichung der Mechanik Gewichtskraft Reibung Gleit-, Haft und Rollreibung beachten Hookesches Gesetz Addition von Kräften Zerlegung in Teilkräfte z. B. schiefe Ebene BPE 1.3 Die Schülerinnen und Schüler überprüfen einfache Gesetze der Statik anhand von Experimenten und wenden diese Gesetze an. Schwerpunkt Drehmoment Hebelgesetz (ein- und zweiseitiger Hebel) BPE 2 Optik 12 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben optische Phänomene zunächst in ihrer Alltagssprache und dann zunehmend in der Fachsprache. Die optischen Phänomene werden mittels der Strahlenoptik dargestellt und erklärt. Die Lernenden übertragen die Kenntnisse auf einfache optische Geräte. Sie beschreiben einfache Experimente zur Zerlegung von weißem Licht in seine Spektralfarben. BPE 2.1 Die Schülerinnen und Schüler untersuchen experimentell optische Phänomene, beschreiben diese – ausgehend von ihrer Alltagssprache – zunehmend in der Fachsprache. Die Schülerinnen und Schüler wenden das Strahlenmodell zur Erklärung der beobachteten Phänomene an. Lichtquellen natürliche und künstliche Lichtquellen, Gefahren durch optische Reize Ausbreitungseigenschaften des Lichts, Lichtstrahlenmodell Schatten, Konstruktion von Schattenräumen, Mondphasen, Finsternisse Reflexion, Reflexionsgesetz, Spiegelbilder Sehvorgang, Glänzen und Glitzern, Rückspiegel, Kaleidoskop Brechung, Totalreflexion Farben, Spektrum Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 12 BPE 2.2 Mithilfe des Strahlenmodells des Lichts erklären die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise einfacher optischer Geräte. Spiegel Strahlengang an Sammellinsen keine Linsengleichung Sammellinse als Lupe Strahlengang am Prisma Funktionsweise des Fernrohrs BPE 3 Akustik 8 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben akustische Phänomene zunächst in ihrer Alltagssprache und dann zunehmend in der Fachsprache. Dabei nutzen sie den Zusammenhang zwischen Frequenz, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit. BPE 3.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben akustische Phänomene in ihrer Alltagssprache. Hör-Erfahrung Schwingungsbilder mit dem Oszillographen Ton Klang Geräusch Knall Schallquellen Erzeugung des Schalls durch Schwingungen BPE 3.2 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben akustische Phänomene mit der Fachsprache. Sie erklären die Lautstärke mit der Amplitude und die Tonhöhe mit der Frequenz der Schallwelle. Schallausbreitung Begriff „Schallwelle“ Frequenz, Wellenlänge, Amplitude, Schallgeschwindigkeit Zusammenhang = ⋅ BPE 3.3 Die Schülerinnen und Schüler erklären, wie der Schall wahrgenommen wird. Wahrnehmung des Schalls Gefahren durch akustischen Reize für den Menschen Funktionsweise des menschlichen Ohrs Technische Schallempfänger Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 13 BPE 4 Aspekte der Modernen Physik 1 6 Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Aspekte der Modernen Physik. Dabei reflektieren sie über die Bedeutung der Anfangsbedingungen zur Beschreibung einer Bewegung und über die Rolle des Bezugssystems. Die Lichtgeschwindigkeit wird als Naturkonstante und die Rotverschiebung als Indiz für die Stimmigkeit der Urknalltheorie erkannt. BPE 4.1 Die Schülerinnen und Schüler erläutern die grundlegende Bedeutung des Bezugssystems zur Beschreibung von Bewegungen. Rolle des Bezugssystems bei der Beschreibung Fokussieren auf die Bedeutung des gewählten von Bewegungen Bezugssystems bei einer Bewegungsbeschreibung Relativitätsprinzip Nichtexistenz eines ausgezeichneten (absolut ruhenden) Bezugssystems BPE 4.2 Die Schülerinnen und Schüler erläutern die Bedeutung der Anfangsbedingungen für die Beschreibung von Bewegungen. Anfangsbedingungen bei Bewusstmachen der Bedeutung der exakten Bewegungsbeschreibungen Kenntnis der Anfangsbedingungen für die Beschreibung von Bewegungen Hinweise auf die Unbestimmtheitsrelation BPE 4.3 Die Schülerinnen und Schüler erklären die Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante Lichtgeschwindigkeit als absolute Größe Besonderheit dieser Größe Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante Grundsätzliche Rolle der Naturkonstanten bei den aktuellen physikalischen Theorien BPE 4.4 Die Schülerinnen und Schüler erklären die Urknalltheorie in groben Zügen und nutzen dabei die Rotverschiebung als Indiz für die Stimmigkeit dieser Theorie. Urknalltheorie nur in groben Umrissen Dopplereffekt (Rotverschiebung) als Indiz für nur qualitativ die „Stimmigkeit“ der Urknalltheorie Dopplereffekt in der Akustik als Vorbereitung auf den Dopplereffekt beim Licht BPE 5* Vertiefung der Optik 6 Die Schülerinnen und Schüler lernen durch weitere Anwendungen die technischen Möglichkeiten einer Linse kennen. Mit der Spektralanalyse erkennen die Schülerinnen und Schüler eine physikalische Untersuchungsmethode kennen. BPE 5.1 Die Schülerinnen und Schüler erklären, wie man mit einer Brille Fehlsichtigkeiten ausgleichen kann (vgl. Bildungsplan Biologie) und beschreiben die Methode der Spektralanalyse. Augenfehler und Korrektur Kurz- und Weitsichtigkeit vgl. Biologie Fotoapparat z. B. Tiefenschärfe, Zoom, Autofokus Spektralanalyse Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 14 BPE 6* Astronomie 6 Die Schülerinnen und Schüler lernen Sonne, Mond und Planeten als Bestandteile unserer weiteren Umwelt kennen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Bewegungen der Himmelskörper als Ursache der Lichterscheinungen auf der Erde und am Himmel. Sie erlangen Kenntnis der Entfernungen im Weltall und des Lebenszyklus der Sterne. BPE 6.1 Die Schülerinnen und Schüler nennen die wichtigsten Objektarten und ordnen diese im Weltall, auch nach Größe und Entfernungen. Sie wenden dabei passende Längeneinheiten an. Objektarten im Weltall Fixsterne, Planeten, Monde, Galaxien Tag und Nacht, Jahreszeiten, Finsternisse als Nachweismöglichkeiten der Bewegungen von Folgen der Erd- und Mondbewegungen der Erdoberfläche aus können besprochen werden, z. B. Foucaultsches Pendel, Abweichungen vom freien Fall, Änderungen der Sternpositionen durch die Bahnbewegung der Erde (Aberration nach Bradley) Entfernungen im Weltall und dazu passende Skizzieren von Entfernungen und Größen Größen: Lichtsekunde bis Lichtjahr Planetenwege BPE 6.2 Die Schülerinnen und Schüler erklären astronomisch bedingte Lichterscheinungen. Sie diskutieren Anzeichen für die Gültigkeit des kopernikanischen Weltbildes. Tag und Nacht, Jahreszeiten, Finsternisse als Nachweismöglichkeiten der Bewegungen von Folgen der Erd- und Mondbewegungen der Erdoberfläche aus können besprochen werden, z. B. Foucaultsches Pendel, Abweichungen vom freien Fall, Änderungen der Sternpositionen durch die Bahnbewegung der Erde (Aberration nach Bradley) BPE 6.3 Die Schülerinnen und Schüler nennen Energiequellen, Entwicklungsphasen und Zustände von Sternen. Entwicklung von Sternen, Kontraktion, Gleichgewichtszustand, Kernfusion Erwähnung von Endzuständen wie Weiße Zwerge und Schwarze Löcher Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 15 BPE 7* Vertiefung der Akustik 6 Die Schülerinnen und Schüler lernen die Akustik als interdisziplinäres Fachgebiet kennen. Der Einsatz von Schall zur medizinischen Diagnose und zu technischen Zwecken ist eine wichtige Anwendung der Akustik. Musikinstrumente dienen zur Erzeugung von Tönen. Durch einen gezielten Schallschutz wird die Schallübertragung vermindert. BPE 7.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Hörbereich und Stimmumfang. Sie bewerten Schallschutzmaßnahmen. Musikinstrumente werden von den Schülerinnen und Schülern beschrieben und klassifiziert. Schallwellen in Natur und Technik Ultraschall, Infraschall, Stimmbänder Werkstoffprüfung mit Ultraschall, Ultraschall in der Medizin Schallpegel, Lärm und Lärmschutz Dezibel Musikinstrumente Saiten- und Blasinstrumente Zeit für die Leistungsfeststellung 10 Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 16 Klasse 9 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 20 Vertiefung Individualisiertes Lernen Projektunterricht z. B. z. B. z. B. Übungen Selbstorganisiertes Lernen Kraftumformende Anwendungen Lernvereinbarungen Einrichtungen im Alltag Wiederholungen Binnendifferenzierung Sinken-Schweben-Steigen- Schwimmen Strömungen und Fliegen Bau eines Celsiusthermometers Wärmedämmung beim Hausbau Wettererscheinungen Kosmologische Weltbilder Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen. BPE 8 Mechanik 2: Arbeit, Energie und Leistung 16 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben physikalische Vorgänge in Alltag und Technik mit den mechanischen Größen Arbeit, Energie und Leistung. Dabei unterscheiden sie zwischen dem physikalischen Energiebegriff und dem Alltagsgebrauch des Begriffes Energie und ordnen Alltagsformulierungen wie „Energieerzeugung“ und „Energieverbrauch“ physikalisch ein. BPE 8.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben qualitativ und quantitativ den Zusammenhang zwischen Kraft längs der Wegrichtung, Weg und mechanischer Arbeit. Darüber hinaus vergleichen sie die verschiedenen mechanischen Arbeitsformen. Arbeit Hubarbeit Beschleunigungsarbeit Verformungsarbeit Reibungsarbeit Federspannarbeit BPE 8.2 Die Schülerinnen und Schüler erläutern den Energiebegriff und wenden den Energieerhaltungssatz qualitativ an. Energieformen Energieübertragung Energieerhaltung BPE 8.3 Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Experimente zur Fragestellung der mechanischen Leistung und werten diese qualitativ und quantitativ aus. Leistung Wirkungsgrad BPE 9 Mechanik 3: Flüssigkeiten und Gase 10 Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 17 Mithilfe der Größen „Druck“ und „Auftriebskraft“ erklären die Schülerinnen und Schüler Erfahrungen aus der Alltagswelt. BPE 9.1 Die Schülerinnen und Schüler geben die Definition des Drucks an und wenden diesen zur Erklärung einfacher Geräte an. Druck Funktionsweise eines Manometers Funktionsweise einer hydraulischen Presse BPE 9.2 Ausgehend von dem Hydrostatischen Druck und dem Luftdruck erklären die Schülerinnen und Schüler das Zustandekommen des Auftriebs in Flüssigkeiten und in der Atmosphäre. Mithilfe der Auftriebskraft erklären sie Erfahrungen aus der Alltagswelt. Hydrostatischer Druck bei Flüssigkeiten Kommunizierende Röhren Auftrieb in Flüssigkeiten, Auftriebskraft Schwimmen, Schweben, Sinken nur einfache Berechnungen Luftdruck Einfluss auf das Wetter Auftrieb in Luft Kaminwirkung, Kräfte beim Fliegen BPE 10 Wärmelehre 1: Grundlagen, Thermisches Verhalten von 12 Festkörpern und Flüssigkeiten Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und vergleichen Aggregatzustände von Stoffen. Sie unterscheiden die zentralen Größen „Temperatur“ und „Wärme“ und beschreiben mit ihrer Hilfe das thermische Verhalten von Festkörpern und Flüssigkeiten. Energieumwandlungen und Energieübertragungen stellen eine wichtige Rolle bei thermodynamischen Vorgängen dar. Energieaspekte werden von den Schülerinnen und Schülern in Umweltfragen einbezogen. BPE 10.1 Die Schülerinnen und Schüler erklären den Unterschied zwischen den physikalischen Größen Temperatur und Wärme und beschreiben mithilfe dieser beiden Größen die Wärmeübertragung. Sie wenden ihre Kennnisse für Energiesparmaßnahmen an. Temperatur und Wärme subjektives Temperaturempfinden, Thermometer, Temperatureinheiten, Temperatur als Zustands-größe, Wärme als Prozessgröße, Wärme als thermische Energie Wärmequellen Sonne, irdische Brennstoffe Wärmeübertragung Wärmeleitung thermisches Gleichgewicht, Richtung des Konvektion Energietransports Wärmestrahlung Wärmedämmung Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 18 BPE 10.2 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben das Verhalten von Festkörpern und Flüssigkeiten bei Temperaturänderungen. Die Längenänderungen von Festkörpern bei Temperaturänderungen werden berechnet. Aggregatzustände und ihre Änderungen Abhängigkeit des Aggregatzustands vom Stoff und von der Temperatur Längen- und Volumenänderung von Festkörpern bei Erwärmung Volumenänderung von Flüssigkeiten bei Erwärmung (qualitativ) BPE 10.3 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und berechnen an thermodynamischen Vorgängen Energieumwandlungen und -übertragungen. Sie erklären das Verhalten von Feststoffen und Flüssigkeiten mit Energiezufuhr und Temperaturänderungen. Grundgleichung der Wärmelehre: = ⋅ ⋅ Δϑ Schmelzen Anomalie des Wassers Erstarren , spezielle Schmelzwärme Sieden – Kondensieren, spezielle Verdampfungswärme Energie und Wärme Energie als Zustandsgröße, Energiezufuhr und Temperaturänderung, Energiebilanzen, qualitative Betrachtungen BPE 11 Aspekte der Modernen Physik 2 6 Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Aspekte der Modernen Physik. Dabei erkennen sie die grundlegende Bedeutung der Erhaltungssätze in der Modernen Physik und erfahren eine erste Begründung des fundamentalen Zusammenhangs zwischen Energie und Masse. BPE 11.1 Die Schülerinnen und Schüler erläutern die grundsätzliche Bedeutung von Erhaltungssätzen mithilfe einfacher Beispielen aus der Modernen Physik Grundsätzliche Bedeutung der Erhaltungssätze weitere Erhaltungssätze in der Modernen Physik z. B. Ladungserhaltungssatz Einblick in die Teilchenphysik BPE 11.2 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Zusammenhang zwischen Energie und Masse und wenden diesen Zusammenhang in einfachen Berechnungsbeispielen an. Energie-Masse-Äquivalenz ( = 2 ) Zusammenführen zweier zuvor getrennter physikalischer Größen einfache Berechnungsbeispiele Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 19 BPE 12* Umweltphysik, alternative Energiequellen 6 Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit der Problematik der Energiegewinnung und Energiebereitstellung auseinander und diskutieren dabei deren Auswirkungen auf die Umwelt. BPE 12.1 Die Schülerinnen und Schüler erörtern die Vor- und Nachteile von Alternativen zur aktuellen Technik der Bereitstellung von Energie für Industrie, Haushalt und Verkehr. Bereitstellung elektrischer Energie aus Besichtigung eines Kraftwerks thermischer Energie z. B. fossile Energieträger, Biogas, Sonnenkraftwerk, Geothermie, Blockheizkraftwerke („Kraft-Wärme-Kopplung“), Kernenergie kinetischer Energie z. B. Windkraftwerk, Laufwasserkraftwerk, Wellenkraftwerk potenzieller Energie z. B. Pumpspeicherkraftwerk, Gezeitenkraftwerk Sonnenlicht Solarpark Standortvoraussetzungen z. B. Großkraftwerke, (Offshore-)Windparks, dezentrale Kleinkraftwerke (Blockheizkraftwerk) Eingriffe in die Landschaft Autoverkehr alternative Antriebe z. B. (Erd-) Gas-, Wasserstoff-, Elektrofahrzeuge Hybridantrieb Tankstellen BPE 13* Physikalische Weltbilder 6 Die Schülerinnen und Schüler kennen das Weltbild der Klassischen Physik und die Grundzüge des Weltbilds der Modernen Physik. Sie erfahren, dass sich das Physikalische Weltbild im steten Wandel befindet. BPE 13.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben in groben Umrissen das Weltbild der Klassischen Physik und das Weltbild, wie es die Moderne Physik zeichnet. Sie stellen in stark vereinfachter Form dar, wie sich der Übergang vom Weltbild der Klassischen Physik zum Weltbild der Modernen Physik vollzog. Sie beschreiben in Grundzügen das Weltbild der Modernen Physik. Weltbild der Klassischen Physik z. B. Kausalität, klassischer Determinismus, Objektivierbarkeit von Beobachtung und Messung Übergang vom Weltbild der Klassischen Physik Begründung des Übergangs z.B. durch zum Weltbild der Modernen Physik Beschreibung geeigneter quantenphysikalischer Gesetze Grundzüge des Weltbilds der Modernen Physik z. B. veränderte Vorstellungen bezüglich des Determinismus, der Objektivierbarkeit, Rolle des Zufalls, Wahrscheinlichkeitsaussagen Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 20 BPE 14* Grundgedanken der Relativitätstheorie 6 Die Schülerinnen und Schüler vertiefen die in den Bildungsplaneinheiten „Moderne Physik 1 und 2“ gewonnenen Erkenntnisse und erhalten einen groben Überblick über die Grundgedanken der Speziellen Relativitätstheorie. Die Schülerinnen und Schüler erkennen auch ohne Rechnungen die Grenzen der gewohnten Geschwindigkeitsaddition bei Relativbewegungen und die besondere Rolle der Lichtgeschwindigkeit. BPE 14.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Geschwindigkeitsaddition bei Relativbewegungen und die Folgerungen aus der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Geschwindigkeitsaddition bei Keine Diskussion der Äthertheorie Relativbewegungen im Alltag im Vergleich zur Geschwindigkeitsaddition bei Beteiligung von Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit als Folgerung aus dem Michelson-Morley-Experiment Gleichberechtigung aller Inertialsysteme Gleichartigkeit von Bewegungsabläufen in ruhenden und gleichförmig bewegten Bezugssystemen, z. B. das Ballspielen in der Eisenbahn Folgerungen aus der Konstanz der Auflösung der Widersprüche Lichtgeschwindigkeit und der Gleichberechtigung aller Inertialsysteme: Zeitdilatation und Längenkontraktion Zeit für die Leistungsfeststellung 10 Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 21 Klasse 10 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 20 Vertiefung Individualisiertes Lernen Projektunterricht z. B. z. B. z. B. Übungen Selbstorganisiertes Lernen Elektroinstallation in Gebäuden Anwendungen Lernvereinbarungen Leitungsvorgänge in Wiederholungen Binnendifferenzierung Flüssigkeiten Halbleiterbauelemente Anwendung und Berechnung elektrischer Schaltungen Alternative Antriebskonzepte Photovoltaik Biologische Wirkung radioaktiver Strahlung Anwendungen physikalischer Erkenntnisse in der Medizin Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen. BPE 15 Wärmelehre 2: Thermisches Verhalten von Gasen 10 Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe der Gasgesetze das Verhalten der Gase bei Erwärmung erklären. Mit der Modellvorstellung eines idealen Gases deuten die Schülerinnen und Schüler die qualitativen Aussagen der kinetischen Gastheorie. Die Schülerinnen und Schüler erweitern den Energieerhaltungssatz auf thermodynamische Vorgänge in Natur und Technik. BPE 15.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und berechnen das Verhalten von Gasen mithilfe der Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur. Die Gesetzmäßigkeiten werden in Diagrammen dargestellt. Mit dem kinetischen Wärmemodell erklären die Schülerinnen und Schüler thermodynamische Phänomene und Vorgänge. Absolute Temperatur Besonderheiten des Verhaltens von Gasen Druck, Volumen und Temperatur als Gesetzte von Amontons, Boyle-Mariotte, Gay- Zustandsgrößen Lussac Allgemeines Gasgesetz in der Form nur einfache Berechnungen p·V = konstant T Kinetische Gastheorie, Ideales Gas Teilchenmodell Kinetisches Wärmemodell Zusammenhang zwischen Teilchenenergie und Temperatur (nur qualitativ) Brownsche Molekularbewegung Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 22 BPE 15.2 Die Schülerinnen und Schüler erklären die Funktionsweise einfacher technischer Anwendungen. Thermische Energiewandler Kühlschrank, Wärmepumpe, Wärmekraftwerk BPE 15.3 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Ursachen der globalen Erwärmung und schätzen die verschiedenen Lösungsansätze hinsichtlich ihrer Wirksamkeit ein. Globale Erwärmung, Treibhauseffekt Strahlungsbilanz der Erde Lösungsansätze z. B. Verwendung regenerativer Energieträger Energiesparen im Alltag BPE 16 Grundgrößen der Elektrizitätslehre 16 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben grundlegende Größen der Elektrizitätslehre und deren Zusammenhänge mithilfe geeigneter Modelle. Sie planen Experimente zu Fragestellungen der Elektrizitätslehre, führen diese durch und werten sie aus. Sie unterscheiden physikalische Begriffe, wie zum Beispiel Stromstärke, Spannung und Energie, von Alltagsbegriffen, wie zum Beispiel Strom und Stromverbrauch. BPE 16.1 Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente zur Elektrostatik durch und erklären das Influenzphänomen. Elektrische Ladung Elementarladung Ladungstrennung Elektroskop Influenz BPE 16.2 Die Schülerinnen und Schüler erklären die physikalischen Größen Spannung und Stromstärke und führen dazu Messungen durch. Sie nennen die Wirkungen und die damit verbundenen Gefahren des elektrischen Stroms und erläutern die Schutzmaßnahmen bezüglich des elektrischen Stroms im Haushalt. Elektrischer Stromkreis, Leiter, Isolatoren Stromstärke Spannung Wirkungen und Gefahren des elektrischen z. B. Nullleiter, Leitungsschutzschalter Stroms BPE 16.3 Die Schülerinnen und Schüler bewerten anhand der Größen elektrischer Energie und Leistung ihr persönliches Verhalten in Bezug auf das „Energiesparen“. Elektrische Energie und Leistung z. B. „Strom“-Rechnung, Stand-by BPE 16.4 Die Schülerinnen und Schüler ermitteln experimentell den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke. Sie berechnen aus der Definition des Widerstands fehlende Größen des Stromkreises. Ohmsches Gesetz Definition Widerstand nur einfacher Stromkreis spezifischer Widerstand Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 23 BPE 16.5 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Gesetze des verzweigten und unverzweigten Stromkreises. Reihen- und Parallelschaltung (Teil-) Spannungen und (Teil-) Stromstärken Ersatzwiderstände nur zwei Widerstände BPE 17 Elektromagnetismus 10 Die Schülerinnen und Schüler untersuchen und beschreiben magnetische und elektromagnetische Phänomene sowie deren Anwendung in Natur und Technik. Sie gewinnen Einblicke in das physikalische Feldkonzept. BPE 17.1 Die Schülerinnen und Schüler erklären magnetische Grunderscheinungen und stellen statische magnetische Felder dar. Ferromagnetische Materialien Magnetpole Magnetfeld Magnetfeld der Erde Feldlinien Stabmagnet Hufeisenmagnet BPE 17.2 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären grundlegende elektromagnetische Phänomene und deren technische Anwendungen. Elektrischer Strom und magnetisches Feld Elektromagnet Kraft auf stromdurchflossenen Leiter im Leiterschaukel, Dreifingerregel Magnetfeld Prinzip des Elektromotors Induktion Prinzip des Generators Prinzip des Transformators Wechselspannung, Hochspannungsleitungen BPE 18 Aspekte der Modernen Physik 3 8 Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Aspekte der Modernen Physik. Sie setzen sich mit der Struktur der Materie, Kernzerfällen und den Eigenschaften radioaktiver Strahlung auseinander. Hierbei erfahren sie von den Bemühungen der Menschheit zu ergründen, wie die uns umgebende Materie im Innersten aufgebaut ist. BPE 18.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Entwicklung der Atommodelle. Sie erläutern den Aufbau von Atomkernen und beschreiben den Unterschied von Elementen und Isotopen. Atommodelle historische Entwicklung des Atommodells von Demokrit bis Bohr Aufbau des Atoms Aufbau des Atomkerns Isotope Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 24 BPE 18.2 Den Schülerinnen und Schülern benennen und beschreiben -, - und - Strahlung mithilfe ihrer Eigenschaften. Sie nennen die Maßeinheiten für radioaktive Strahlung. Radioaktivität Stabilität der Nuklide natürliche Radioaktivität -, -, -Strahlen Nachweis und Messung radioaktiver Strahlung Strahlenschutz BPE 19* Wetterkunde 6 Die Schülerinnen und Schüler erkennen, wie sich die Wetterphänomene aus physikalischen Aspekten beschreiben lassen. BPE 19.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären Wetterphänomene Wolken Luftfeuchtigkeit Wind globale und regionale Luftströmungen, Corioliskraft Niederschlag Kondensation, Verdunstung Gewitter BPE 20* Grundgedanken der Quantenphysik 6 Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass in der Quantenphysik vertraute klassische Konzepte und Begriffe der Inhaltsspalte infrage zu stellen sind. BPE 20.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben mithilfe eines geeigneten Experiments, dass klassische Konzepte und Begriffe in der Quantenphysik infrage gestellt werden müssen. Problematisierung des Kausalitätsprinzips und z. B. Doppelspaltexperiment mit Elektronen des klassischen Determinismus Problematisierung der Objektivierbarkeit von Beobachtung und Messung BPE 21* Elemente der Kernphysik 6 Die Schülerinnen und Schüler bewerten Chancen und Risiken bei der Nutzung von Kernenergie. BPE 21.1 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Unterschied von natürlicher und künstlicher Radioaktivität und benennen die Vor- und Nachteile der Nutzung der Kernphysik in Technik und Medizin. Halbwertszeit radioaktiver Strahlung grafische Darstellung, C14-Methode Kernumwandlungen Kernspaltung und Kernfusion Nutzen und Gefahren radioaktiver Strahlung Kernkraftwerke, Anwendung in der Medizin, ionisierende Wirkung Zeit für die Leistungsfeststellung 10 Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
Physik (6BG) 25 Operatorenliste In den Zielformulierungen der Bildungsplaneinheiten werden Operatoren (= handlungsleitende Verben) verwendet. Diese Zielformulierungen (Standards) legen fest, welche Anforderungen die Schülerinnen und Schüler in der Regel erfüllen. Zusammen mit der Zuordnung zu einem der drei Anforderungsbereiche (AFB) dienen Operatoren einer Präzisierung. Dies sichert das Erreichen des vorgesehenen Niveaus und die angemessene Interpretation der Standards. Anforderungsbereiche Im Anforderungsbereich I beschränken sich die Aufgabenstellungen auf die Reproduktion und die Anwendung einfacher Sachverhalte und Fachmethoden, das Darstellen von Sachverhalten in vorgegebener Form sowie die Darstellung einfacher Bezüge. Im Anforderungsbereich II verlangen die Aufgabenstellungen die Reorganisation und das Übertragen komplexerer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Anwendung von Kommunikationsformen, die Wiedergabe von Bewertungsansätzen sowie das Herstellen einfacher Bezüge. Im Anforderungsbereich III verlangen die Aufgabenstellungen das problembezogene Anwenden und Übertragen komplexer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Auswahl von Kommunikationsformen, das Herstellen von Bezügen und das Bewerten von Sachverhalten. Zuordnung Operator Erläuterung AFB abschätzen durch begründete Überlegungen Größenordnungen II physikalischer Größen angeben analysieren/untersuchen unter einer gegebenen Fragestellung wichtige II, III Bestandteile oder Eigenschaften herausarbeiten, untersuchen (beinhaltet unter Umständen zusätzlich praktische Anteile) anwenden einen bekannten Sachverhalt oder eine bekannte II Methode auf etwas Neues beziehen aufbauen (Experimente) Objekte und Geräte zielgerichtet anordnen und II kombinieren auswerten Daten, Einzelergebnisse oder sonstige Elemente in II einen Zusammenhang stellen und gegebenenfalls zu einer Gesamtaussage zusammenführen begründen/zeigen Sachverhalte auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. II, III kausale Zusammenhänge zurückführen berechnen/bestimmen aus Größengleichungen physikalische Größen I, II gewinnen beschreiben Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge I, II strukturiert und fachsprachlich richtig mit eigenen Worten wiedergeben bestätigen die Gültigkeit einer Hypothese, Modellvorstellung, II Naturgesetzes durch ein Experiment verifizieren bestimmen einen Lösungsweg darstellen und das Ergebnis I, II formulieren beurteilen zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter II, III Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen Berufliches Gymnasium der sechsjährigen Aufbauform Bildungsplan vom 22. Juni 2018 (Az. 44-6512.-240/175/5)
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