Physik

Der Gelehrte studiert die Natur nicht, weil das etwas Nützliches ist. Er studiert sie, weil er daran Freude hat, und er hat Freude daran, weil sie so schön ist. Wenn die Natur nicht so schön wäre, so wäre es nicht der Mühe wert, sie kennen zu lernen, und das Leben wäre nicht wert, gelebt zu werden.“
Henri Poincaré (1854-1912)

Überblick:

  1. Mitglieder der Fachschaft
  2. Arbeit in der Fachschaft
  3. Stundentafel G8/G9
  4. Kompetenzbereich, Basiskonzepte und Inhaltsfelder des Fachs
  5. Link zum Hauscurriculum
  6. Link zum Lehrplan
  7. Methodik im Anfangsunterricht
  8. Arbeitsgemeinschaften
  9. Aktuelles

Mitglieder der Fachschaft in alphabetischer Reihenfolge

  • Erika Bach (Physik, Mathematik)
  • Elmar Berghaus (Physik, Englisch)
  • Rosemarie Daum (Physik, Mathematik)
  • Reinhard Fahrenholz (Physik, Mathematik)
  • Sören Funk (Physik, Mathematik)
  • Eva Gerecke (Physik, Mathematik)
  • Christiane Köhler (Physik, Mathematik) – Fachsprecherin, Sammlungsleitung
  • Ulrich Krell (Physik, Mathematik)
  • Rainer Werner (Physik, Mathematik)

Arbeit in der Fachschaft

„I have never really found it difficult to explain basic laws of nature to children. When you reach them at their level, you can read in their eyes their genuine interest an appreciation.“
Albert Einstein (1870-1955)

Die Fachschaft Physik trifft sich in regelmäßigen Abständen zum Austausch und zur gegenseitigen Anregung. Dabei ist allen Beteiligten neben Methodik, Didaktik und transparenter Bewertung, auch der interdisziplinäre Austausch wichtig. Der letzte pädagogische Tag des ÜWGs galt dieser Fachschaftsarbeit, in der wir neben fachlichen Absprachen und Festlegungen, Zeit zum gemeinsamen Ausprobieren anspruchsvollerer Versuche fanden.

Impressionen:

  • Aufbau des neu erworbenen Gerätes zum Millikan-Versuch und erste Durchführungen.

Stundentafel – G8/G9

Sekundarstufe I:

Klassenstufe

G 8

 G 9

6 2 stündig im 2. Schulhalbjahr
7 2 stündig 2 stündig
8 2 stündig 2 stündig
9 2 stündig
10 entfällt 2 stündig

In der Oberstufe bieten wir neben den regulären Grund- und Leistungskursen die Möglichkeit sogenannter Kombi-Kurse an. Diese Kurse bieten die Chance auch Unterricht in einem Leistungskurs zu eröffnen, wenn dieser aufgrund einer kleinen Schüleranzahl, die dieses Fach gerne wählen würden, nicht zustande käme.

Kompetenzbereiche, Basiskonzepte und Inhaltsfelder des Fachs

Auszug aus dem Kerncurriculum:
Das Curriculum basiert auf dem Kerncurriculum Physik für die Sekundarstufe I des Gymnasiums. Neben den überfachlichen Kompetenzen zeigt es die Bezüge zu den Kompetenzbereichen des Faches auf und verknüpft diese mit den zugehörigen Inhaltsfeldern. Das Curriculum bietet einen Organisationsrahmen und wird regelmäßig in der Fachschaft bearbeitet, verbessert und neuen didaktischen und methodischen Erkenntnissen angepasst.

Kompetenzbereiche des Faches Physik, die sich jeweils in Teilbereiche untergliedern:

  • Erkenntnisgewinnung
    • Beobachten, beschreiben, vergleichen
    • Planen, untersuchen, auswerten, interpretieren
    • Arbeiten mit Modellen
  • Kommunikation
    • Arbeiten mit Quellen
    • Kommunizieren, argumentieren
    • Dokumentieren, präsentieren
    • Verwenden von Fach- und Symbolsprache
  • Bewertung
    • Beurteilung von Alltagskontexten mit naturwissenschaftlichen Kenntnissen
    • Abwägen und bewerten von Handlungsfolgen auf Natur und Gesellschaft
    • Reflektieren und bewerten von Handlungsoptionen als Grundlage für gesellschaftliche Partizipation
  • Nutzung fachlicher Konzepte
    • Konzeptbezogenes Strukturieren von Sachverhalten
    • Vernetzen von Sachverhalten und Konzepten
    • Problemorientiertes und konzeptbezogenes Erschließen von Sachverhalten

 Basiskonzepte im Fach Physik:

  • Materie
  • Wechselwirkung
  • System
  • Energie

 Inhaltsfelder im Fach Physik:

  • Haus der Naturwissenschaften
  • Erweiterung der Sinne
  • Energie in Umwelt und Technik
  • Elektrizität im Alltag
  • Wettererscheinungen und Klima
  • Fortbewegung und Mobilität
  • Technik im Dienst des Menschen
  • Zukunftssichere Energieversorgung
  • Physik in der Verantwortung

Kontextbezüge

Klasse 7

Klasse 8

Klasse 10

Einführungsphase in das Fach Physik Optik 2 Arbeit und Energie
Physik – Teil der Naturwissenschaften
Vom Phänomen zur Erkenntnisgewinnung – die Methodik
„Werkzeuge“ zur Erkenntnisgewinnung
Messen physikalischer Größen
Abbildung durch Linsen
Das Auge
Optische Instrumente
Kraftverstärkende Werkzeuge
Kraftersparnis durch Räder und Rollen
Mechanische Energie
Wärme als Energieform
Elektrizität als Energieform
Optik 1 Elektrizität 2 Radioaktivität
Erste Erfahrung mit Licht
Strahlenmodell des Lichtes
Reflexion des Lichtes
Brechung – Totalreflexion
Grunderscheinungen statischer Elektrizität
Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke
Umgang mit elektrischen Stromkreisen
Bausteine des Atoms
Radioaktive Strahlung
Wärmelehre Von Druck und Auftrieb (fakultativ) Energieversorgung
Temperatur, Wärme
Temperatur und ihre Messung
Teilchenbild der Materie
Temperaturänderungen
Wärmeausbreitung
Erfahrungen mit Druck
Druckänderung und Wärme
Auftrieb in Wasser und Luft
Warum fliegen Flugzeuge?
Erzeugung und Nutzung der verschiedenen Energieformen
Bereitstellung von Energie
Möglichkeiten sparsamer Energieverwendung
Erzeugung und Nutzung
Breitstellung von Energie
Magnetismus und Elektrizität 1 Akustik (fakultativ)
Magnete
Stromkreise Wirkungen des elektrischen Stromes und ihre Nutzung
Messung des elektrischen Stromes
Schallquellen und Empfänger
Schallausbreitung
Charakterisierung von Schall
Das Ohr
Schall in unserer Umwelt
Musik, Musikinstrumente
Mechanik Farben (fakultativ)
Eigenschaften von Körpern
Bewegungen
Kräfte und ihre Wirkung
Kräfte und ihre Eigenschaften
Reibung und Fortbewegung
Entstehung von Farben
Farbmischung
Wahrnehmung von Farben
Farben in der Technik

Kursthemen in der Oberstufe1:

  • E1/E2 : Mechanik
  • Q1: Elektrisches und magnetisches Feld
  • Q2: Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen
  • Q3: Quanten- und Atomphysik
  • Q4: Wahlthema (z.B.: Kernphysik, Elementarteilchen, Astrophysik, Festkörperphysik, Relativitätstheorie, Geophysik)

Zum Hauscurriculum

Zum Lehrplan

Methodik im Anfangsunterricht

Auf die Frage, welches wohl das geeignetste Alter sei zum Beginn des Studiums der Physik, antwortet er: ‚Ich glaube, dass diese Frage erst nach einer Erfahrung von mehreren Jahren beantwortet werden kann. Ich kann nur soviel sagen, dass ich bei meinen Vorlesungen für die Jugend während der Weihnachtszeit niemals ein Kind fand, welches zu jung gewesen wäre, um das zu begreifen, was ich ihm sagte. Viele darunter kamen oft nach der Vorlesung zu mir mit Fragen, welche ihr Verständnis bewiesen.‘ “, M. Faraday (J. Tyndall über Faraday in: Faraday und seine Entdeckungen. Braunschweig 1870, S.207)

In der Physik wird im Anfangsunterricht versucht konsequent mit Schülerexperimenten in Kleingruppen (möglichst in Partnerarbeit) zu arbeiten. Dadurch ist der Unterricht im Hinblick auf die Methoden durch eine hohe Schülerzentrierung geprägt. Der Stoff des Lehrplans eignet sich hervorragend für eine Physik, die aus alltäglichen Phänomenen der Schülerwelt erwächst. Wie Im Lehrplan gefordert, wird hierbei ein „Wechselspiel von Beobachtung, gedanklicher Verarbeitung, Theoriebildung und experimenteller Überprüfung“(Vgl. Hessisches Kultusministerium: Lehrplan Physik – gymnasialer Bildungsgang. S.3.) angestrebt. Dabei wird vom Lehrer Stück für Stück eine neue Sichtweise dieser umgebenden Welt aufgebaut. Dies geschieht aber fast ausschließlich durch entdeckende und sehr haptisch orientierte Unterrichtsmethoden. Das eigene sinnliche Erfahren steht im Mittelpunkt der Erkenntnisgewinnung. Dieser schülerzentrierte Ansatz hat sich zum einen im Hinblick auf die erzielten Leistungsergebnisse bewährt, zum anderen macht er den Schülern auch laut Rückmeldung der Eltern sehr viel Spaß. Auch die Eltern werden dazu angeregt gemeinsam mit ihren Kinder zuhause weiter zu experimentieren, was aus vielen mitgebrachten Beobachtungsergebnissen erfreulicherweise auch wirklich geschieht.
Als Ausschnitt anbei die tabellarische Auflistung einiger angewandter Methoden:

Methoden für die Klasse 6 – Physik

Arbeitstechniken

  • Hypothesen aufstellen – vermuten
  • Beobachten
  • Messen
  • Protokollieren
  • Vergleichen
  • Nachschlagen und hinterfragen
  • Visualisieren – zum Teil auch mit Computer, Video und Ähnlichem
  • Diskutieren
  • Auswendig lernen (Fachbegriffe, z.B. Sonnensystem)

Unterrichtsmethoden

  • Lehrerexperiment
  • Schülerexperiment
  • Versuchs-Protokoll
  • Projektarbeit (Black-Box, Lochkamera)
  • Kartenabfrage
  • Gruppen-Puzzle

Arbeitsformen

  • Fragend – entwickelndes UG
  • Diskussion
  • Partner- und Gruppenarbeit
  • Stillarbeit
  • Lehrervortrag
  • Präsentation
  • Kurz-Referate

Arbeitsgemeinschaften

  • Energie – AG – Sören Funk
  • Technik-AG – Ulrich Krell

Bei Interesse an einer Jugend forscht Arbeit, bzw. der Unterstützung bei bereits vorhandenen Ideen, sowie bei Fragen zu den aktuell anstehenden Wettbewerben steht die Fachschaft gerne zur Verfügung.

Aktuelles

Die naturwissenschaftlichen Räume werden von den Osterferien bis voraussichtlich zum Beginn des neuen Schuljahres umgebaut und komplett erneuert. Wir freuen uns auf das Arbeiten in neuen und gut ausgestatteten Fachräumen, die sowohl für Demonstrationsexperiment als auch für schülerorientiertes Arbeiten optimale Bedingungen bieten werden.

Gymnasium des Kreises Bergstraße