Entwurf zum Fachcurriculum Mathematik Ricarda-Huch

Werbung
Schulinternes Fachcurriculum
Physik
Beschluss der Fachkonferenz vom 10.12.2013
1. Leistungen und ihre Bewertung im Fach Physik 1
"Leistungsbewertung wird verstanden als Beurteilung und Dokumentation der individuellen
Lernentwicklung und des jeweils erreichten Leistungsstandes. Sie berücksichtigt sowohl die Ergebnisse als auch die Prozesse schulischen Lernens und Arbeitens."
Unterrichtsbeiträge
"Unterrichtsbeiträge umfassen alle Leistungen, die sich auf die Mitarbeit und Mitgestaltung im
Unterricht und im unterrichtlichen Kontext beziehen"
Im Laufe der Jahrgänge verändert sich die Gewichtung der verschiedenen Aspekte der Unterrichtsbeiträge. Zu Veranschaulichung soll die folgende Tabelle dienen:
Klassen 6/7
Klassen 8/9
Oberstufe
Beiträge im Unterrichtsgespräch
XX
XX
XX
Beiträge im Gruppengespräch
X
XX
XXX
Erledigung von Einzel- und
Gruppenaufgaben
XXX
XXX
XXX
Ergebnispräsentationen
XX
XX
XX
Eigenständige Auswertung von
Experimenten
X
XX
XXX
Eigenständiges Experimentieren
XX
XX
XX
Referate
X
XX
XX
Ggf. Tests (max. 20 min)
XX
X
XX
Heftführung
XX
X
0
Hausaufgaben
XX
XX
XX
Dabei bedeuten:
0
X
XX
XXX
nicht relevant
weniger wichtig
wichtig
besonders wichtig
Bei allen Punkten werden berücksichtigt:
•
•
•
•
•
•
•
Antworten in vollständigen Sätzen
Benutzung von Fachsprache
Bezug zur Aufgabenstellung
Verständlichkeit der Aussagen
Korrektheit der Ergebnisse
Komplexität des Beitrages
Plausibilität der Lösung
•
•
•
•
•
•
Argumentationsfähigkeit
Abstraktions- und Analysefähigkeit
Transferfähigkeit
Selbstständigkeit
Selbstkritik
Kreativität
1 Einige der folgenden Ausführungen sind dem Lehrplan für die Sekundarstufen I und II für das Fach
Physik des Landes Schleswig-Holstein entnommen und als Zitate gekennzeichnet.
Ergänzendes zu Tests
Tests sind ein Teil der Unterrichtsbeiträge und damit keine schriftlichen Leistungen (wie Klassenarbeiten), sie gehen dementsprechend in die Bewertung der Unterrichtsbeiträge mit ein. Innerhalb eines Schuljahres werden in der Regel zwischen zwei und vier Tests geschrieben, sie
dienen zur Wiederholung eines Themengebiets, das zuvor einige Wochen unterrichtet wurde.
Die Benotung von Tests orientiert sich grundsätzlich an dem unten aufgeführten Bewertungsschlüssel. In begründeten Fällen liegt eine Abweichung von diesem Raster im Ermessen der jeweiligen Lehrkraft.
Note
1
Anteil erreichter
Punkte
2
90%
3
80%
4
65%
5
50%
6
25%
< 25%
Klausuren
Der Bewertungsschlüssel von Klausuren in der Oberstufe entspricht dem für das Abitur festgelegten Benotungsraster. Auch hier besteht die Möglichkeit, im Einzelfall von diesem Raster abzuweichen. Bei Physik als Profilfach ist das Anforderungsniveau der Aufgaben im Verlaufe der
Oberstufe sukzessive an das Abiturniveau anzuheben.
Punkte
15
13
12
11
10
9
Anteil erreichter
> 95% > 90%
Punkte
> 85%
> 80%
> 75%
> 70%
> 65% > 60%
Punkte
5
4
3
2
1
> 45%
> 40%
> 33%
> 26%
> 19%
7
14
6
Anteil erreichter
> 55% > 50%
Punkte
8
0
19%
Alternative Leistungsnachweise in der Sek II
Neben Klassenarbeiten können auch alle weiteren nach dem Lehrplan möglichen Unterrichtsbeiträge als alternative Leistungsnachweise herangezogen werden.
Beispiele für alternative Leistungsnachweise sind unter anderem: Arbeitsmappen, Präsentationen, Vorträge, Referate, Portfolios, Protokolle, Projektarbeit oder Medienproduktionen. Je nach
Unterrichtsgestaltung und Einbindung des Unterrichtsbeitrages in den Lernkontext legt die
Lehrkraft individuell formale und inhaltliche Anforderungen für den alternativen Leistungsnachweis fest.
2. Themen und Inhalte des Unterrichts
Auf den nachfolgenden Seiten sind die verbindlichen Themen und Inhalte des Physikunterrichts
für die Jahrgangsstufen 6 bis 12 entsprechend den Fachanforderungen Physik für Gymnasien
aufgelistet.
Inhalte
Stufe
6
Elektrischer Strom
•
•
•
•
•
Der elektrische Stromkreis mit einer Glühlampe
Und-Schaltung, Oder-Schaltung und Wechselschaltung
Leiter und Isolatoren
Unterschiedliche Helligkeiten bei zwei Glühlampen in einem Stromkreis
Methoden: Aufbau eines Versuchsprotokolls, Modell beweglicher Ladungen im Leiter
Temperatur und Wärme
•
•
•
•
Die Temperatur-Skala, Kalibrierung eines Thermometers, Celsius, Fahrenheit und
Kelvin
Erzeugung von Wärme, Wärmeenergie aus anderen Energieformen
Transport von Wärme: Wärmeleitung, Wärmeströmung, Wärmestrahlung
Wärmetransport und Isolation im Haushalt
Licht und Schatten
•
•
•
•
•
•
Kann man Licht sehen? Modell des Lichtstrahls mit geradliniger Ausbreitung
Lichtquellen und beleuchtete Körper
Licht trifft auf Körper: gerichtete Reflexion, diffuse Reflexion, Transmission und Absorption
Sehen und gesehen werden
Beleuchtung und Schatten, Finsternisse am Himmel
Prinzip einer Lochkamera
Permanentmagnete
•
•
•
•
Feldlinienbilder von Hufeisen- und Stabmagnet, Nord- und Südpol
Kompassnadeln, Modell des Elementarmagneten
Magnetische und unmagnetische Stoffe
Magnetfeld der Erde
Inhalte
Stufe
7
Bewegungen und Kraft
•
•
•
•
•
Messung der Schallgeschwindigkeit, v = s/t, Einheiten der Geschwindigkeit
Geschwindigkeiten im Vergleich
Geschwindigkeitsänderungen durch Kräfte
Kraft F über die Dehnung eines Kraftmessers
Reibung und Endgeschwindigkeit qualitativ
Dichte und Druck
•
•
•
•
•
•
Masse, Volumen und Dichte, Dichtebestimmungen unterschiedlicher Stoffe
Schwimmen, Sinken, Schweben: Archimedisches Prinzip von schwimmenden und
tauchenden Körpern
Druck als „Gepresstsein“, Druckdifferenzen als Antrieb für Luft- bzw. Flüssigkeitsströmungen
Komprimierbare und unkomprimierbare Stoffe
Hydraulische und pneumatische Antriebe
Luftdruck und Blutdruck
Elektromagnetismus
•
•
•
•
Magnetische Feldlinien um stromdurchflossene Leiter, Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule, Vergleich Permanentmagnet
Einführung der elektrischen Stromstärke, je größer die Stromstärke, desto stärker
der Elektromagnet
Prinzip und Bau eines Elektromotors
UVW-Regel und Anwendungen
Linsen und Bildentstehung
•
•
•
•
•
•
Lichtbrechung, Abhängigkeit des Brechungswinkels von Einfallswinkel und Material
Totalreflexion, Lichtleiter
Optische Abbildungen durch Linsen, B/G = b/g
Brennpunkt, Linsengleichung 1/f = 1/b + 1/g
Das menschliche Auge und optische Geräte
Zerlegung weißen Lichts durch ein Prisma
Inhalte
Stufe
8
Kraft, mechanische Energie und Leistung
•
•
•
•
Kraft und Geschwindigkeitsänderung pro Zeit, Fahrbahnversuche, t-s-Diagramm, tv-Diagramm
Bremsweg und Bremskraft, Sicherheit und Trägheit, 1. und 2. Newtonsches Axiom
Gewichtskraft, mechanische Energieformen, Umwandlungen
Leistung P = E/t
Ladung, Strom und Spannung
•
•
•
•
•
•
•
Eigenschaften elektrischer Ladungen: positiv und negativ, Anziehung und Abstoßung
Glühelektrischer Effekt, Funktionsweise Elektroskop
Modellvorstellung Strom als Fluss elektrischer Ladungen bzw. als Fluss von Elektronen
Einführung der Spannung über Energietransport durch elektrische Ladungen, Spannung als Antrieb für elektrischen Strom
Elektrischer Widerstand R=U/I: konstant oder variabel? Ohmscher Widerstand,
Ohmsches Gesetz
Aufteilung von Stromstärke und Spannung in verzweigten Stromkreisen, Knotenund Maschenregel
Reihen- und Parallelschaltungen mit R = R 1 + R2 bzw. 1/R = 1/R1 + 1/R2 , Ersatzwiderstände, Leistungsberechnungen verzweigter Stromkreise
Wärme und Klima
•
•
•
•
Wärmekapazität und Schmelzwärme unterschiedlicher Stoffe
Faktoren der Oberflächentemperatur der Erde
Grundlagen zum Wettergeschehen auf der Erde
Erdklima gestern, heute und morgen
Inhalte
Stufe
9
Energieumwandlungen und Energieversorgung
•
•
•
•
•
Sammlung aller Energieformen
Energieumwandlungen (von den Sternen bis zum Bergsteiger/Toaster), dabei auftretende Energieverluste
Möglichkeiten der Erzeugung elektrischer Energie (Kraftwerkstypen aller Art)
Speicherung von Energie allgemein
Transport von Energie allgemein
Versorgung mit elektrischer Energie; Induktion, Transformator
•
•
•
•
Spannungsabhängiger Verlust elektrischer Energie bei langer Zuleitung, unterschiedliche Helligkeiten bei Lampen gleicher Nennleistung
Der Transformator: Anwendungen und Funktionsweise
Grundversuche zur Induktion; Dynamo, Generator und weitere Anwendungen
Von den Kraftwerken zu den Haushalten: Das Stromnetz in Deutschland
Kernphysik
•
•
•
•
Nachweis radioaktiver Strahlung mit dem Geiger-Müller-Zählrohr, Geschichte der
Kernphysik
Kernbausteine p, n, e, Abschirmung radioaktiver Strahlung, Strahlungsarten
Radioaktiver Zerfall: Isotope, Kernreaktionen, Zerfallsreihen und Nuklidkarte
Zerfall als Zufallsexperiment, Kernkräfte, Halbwertszeit t H, Anwendungen des Zerfallsgesetzes
•
•
•
•
•
N = N0
()
1
2
t
tH
Biologische Wirkung radioaktiver Strahlung, Größen und Einheiten incl. Beispiele
Anwendungen radioaktiver Strahlung in der Medizin und in der Wirtschaft
Kernspaltung und Kernfusion: Energieumwandlung, Massendefekt und Bindungsenergie
Kernwaffen: Ungeregelte Kettenreaktion, unterschiedliche Funktionsweisen von
Kernwaffen, bisherige Tests und Einsätze, derzeitige Verteilung weltweit
Kernkraftwerke: Geregelte Kettenreaktion, Reaktortypen, Sicherheitsmaßnahmen
und Risiken, Entsorgung von Spaltprodukten und anderem radioaktivem Abfall
(Optionaler Zusatz: Grundlagen der Akustik)
Stufe
10
Inhalte
Kinematik und Dynamik
•
•
•
•
•
•
t-s-, t-v- und t-a- Diagramme, Interpretation der Messwerte und Diagramme
Gesetze der gleichförmigen und gleichmäßig beschleunigten Bewegung
Impuls als Erhaltungsgröße, Masse, Stöße, Impulsänderungsrate als Kraft, Grundgleichung der Mechanik
Energie als Erhaltungsgröße, Energieterme, Leistung
Größen und Gesetze der gleichförmigen Kreisbewegung, Zentripetalkraft
Newtonsches Gravitationsgesetz, Gravitationskonstante, Erdbeschleunigung, Kraft
auf der Kreisbahn im Gravitationsfeld
Mechanische Schwingungen und Wellen
•
•
•
Schwingungsgrößen: Elongation, Amplitude, Schwingungsdauer, Frequenz, Phasendifferenz
Wellengrößen: Wellenlänge, Phase, Phasengeschwindigkeit, Gruppengeschwindigkeit, Gangdifferenz, c = λ · f
Überlagerung von Schwingungen, Phasendifferenz, Erklärung der Interferenz von
mechanischen Wellen, Bedingungen für maximale Verstärkung bzw. Abschwächung
Stufe
11.1
Inhalte für das grundlegende Anforderungsniveau
Ladungen und Felder
•
•
•
•
11.2
elektrische Ladung und elektrisches Feld, Energieaustausch im homogenen elektrischen Feld
Millikanversuch, Bestimmung der Elementarladung e
magnetisches Feld, magnetische Feldstärke B (magnetische Flussdichte), Kraft auf
bewegte Elektronen im Magnetfeld, gekreuzte E- und B-Felder
Massenbestimmung von Elementarteilchen
Physik des Lichts
•
•
•
•
•
Interferenz von Licht am Doppelspalt, Farbe und Wellenlänge, Wellenlängenbestimmung mit Zweistrahlinterferenz, Vielstrahlinterferenz, Interferenz am Gitter, Wellenlängenbestimmung mit dem Gitter, Spektren von sichtbarem Licht, Spektren von
IR- und UV- Licht
gequantelte Absorption von Lichtenergie, Abhängigkeit der Energie der Elektronen
von der Frequenz des Lichts, Einsteinsche Deutung, Plancksches Wirkungsquantum
gequantelte Emission von Licht, eU = hf
kurzwellige Grenze der kontinuierlichen Röntgenstrahlung, Braggreflexion, Spektrum der Röntgenstrahlung
quantisierte Energieverteilung im Interferenzbild, das Amplitudenquadrat als Maß
für die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung
Stufe
12.1
Inhalte für das grundlegende Anforderungsniveau
Quanten- und Atomphysik
•
•
•
12.2
Elektronenbeugung, Wellenphänomene bei bewegten Elektronen, De-Broglie-Wellenlänge, Elektronen am Doppelspalt, Ψ-Funktion und Antreffwahrscheinlichkeit
Energieaufnahme und Energieabgabe von Gasatomen, Franck-Hertz-Versuch, Emissionsspektren und Absorptionsspektren von Gasen
Elektronen im linearen Potentialtopf, stehende Elektronenwellen, Energiequantelung
Folgende Themen stehen zur Auswahl:
•
•
•
•
Spezielle Relativitätstheorie
Astrophysik
Thermodynamik
Atom- und Kernphysik
Stufe
11.1
Inhalte für das erhöhte Anforderungsniveau
Ladungen und Felder
•
•
•
11.2
elektrische Ladung und elektrisches Feld: elektrische Ladung, homogenes Feld, radialsymmetrisches Feld, elektrische Feldstärke, elektrische Feldkonstante, Coulombsches Gesetz, Potential und Spannung, Kapazität, Dielektrikum, Energiedichte des
elektrischen Feldes, Elementarladung, Oszilloskop
Ladung und magnetisches Feld: Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld,
magnetische Feldstärke B, Lorentzkraft, Hall-Effekt, Elektronenmasse, Erzeugung
von Magnetfeldern, magnetische Feldkonstante, Materie im Magnetfeld
elektromagnetische Induktion: Induktionsgesetz, Selbstinduktion, Induktivität, Energiedichte des magnetischen Feldes, Erzeugung von Wechselspannung
Schwingungen, Wellen, Wellenpakete
•
•
•
•
•
•
•
harmonische Schwingung, Zeigerdarstellung, Gesetze der harmonischen Schwingung, Energie des harmonischen Oszillators
Töne und Klänge: Überlagerung von Schwingungen, Schwebung, Fourieranalyse,
akustische Unschärfe, Dämpfung, Resonanz
Bewegung mechanischer und akustischer Wellen: Wellengrößen und Wellengleichung, Phasengeschwindigkeit, Gruppengeschwindigkeit, Schallgeschwindigkeit,
Dopplereffekt
Interferenz und Beugung von Schallwellen: Maxima und Minima der Amplitude, Stereohören, Transversal- und Longitudinalwellen
Reflexion und Überlagerung: Reflexion von Wellen am festen und freien Ende, stehende Wellen, Eigenschwingungen
Interferenz und Beugung von Lichtwellen: Huygens'sches Prinzip, Beugung am Spalt,
optisches Gitter, Kohärenz
Optische Spektren: Frequenz, Wellenlänge und Farbe, kontinuierliches Spektrum
und Linienspektrum
Stufe
12.1
Inhalte für das erhöhte Anforderungsniveau
Quanten- und Atomphysik
•
•
•
•
12.2
quantisierte Wechselwirkung mit Licht: lichtelektrischer Effekt, Plancksches Wirkungsquantum; Energie, Impuls und Masse von Photonen, kurzwellige Grenze der
kontinuierlichen Röntgenstrahlung, Compton-Effekt
Eigenschaften von Mikroteilchen: Doppelspaltversuch mit Licht, Wahrscheinlichkeitsamplitude der Wellenfunktion, Antreffwahrscheinlichkeit, Doppelspaltversuch mit
Elektronen, De-Broglie-Wellenlänge, Unschärferelation
quantenphysikalisches Atommodell: Franck-Hertz-Versuch, Linienspektren in Emission und Absorption, linearer Potentialtopf, Wasserstoffatom, Energieniveauschema
Anwendungen des quantenphysikalischen Atommodells: Quantenzahlen, Pauli-Prinzip, Periodensystem, Moseley'sches Gesetz, Laser, chemische Bindungen, Farbstoffmoleküle
Folgende Themen stehen zur Auswahl:
•
•
•
•
•
Spezielle Relativitätstheorie
Astrophysik
Thermodynamik
Atom- und Kernphysik
Festkörperphysik
Herunterladen