Sachkompetenzen und Methodenkompetenzen im Fach ... - DSJ
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Inhaltsverzeichnis:<br />
<strong>Sachkompetenzen</strong> <strong>und</strong> <strong>Methodenkompetenzen</strong> <strong>im</strong> <strong>Fach</strong> Physik<br />
Klassenstufen 7 bis 10 der <strong>DSJ</strong><br />
gültig ab 2012<br />
Sachkompetenz:.................................................................................................................................................................................................... 1<br />
Methodenkompetenz ............................................................................................................................................................................................. 2<br />
Klasse 7 Basic Science ......................................................................................................................................................................................... 3<br />
Klasse 8 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e) .............................................................................................................................................................. 4<br />
Klasse 9 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e) .............................................................................................................................................................. 7<br />
Klasse 10 (3 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e bzw. 2 Doppelst<strong>und</strong>en) ........................................................................................................................ 9<br />
Sachkompetenz<br />
Das für die Entwicklung von Sachkompetenz erforderliche <strong>Fach</strong>wissen bezieht sich schwerpunktmäßig auf die folgenden Themenbereiche:<br />
Themenbereich Die Schülerinnen <strong>und</strong> Schüler können<br />
Mechanik:<br />
• mit der physikalischen Größe „Kraft“ <strong>und</strong> dem Hookschen Gesetz sicher umgehen<br />
• mit Gr<strong>und</strong>begriffen <strong>und</strong> Kenngrößen der Kinematik sicher umgehen<br />
• mit dem Energiebegriff <strong>und</strong> dem Energieerhaltungssatz sicher umgehen<br />
• mit der physikalischen Größe „Impuls“ <strong>und</strong> dem Impulserhaltungssatz sicher umgehen<br />
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Optik:<br />
Elektrizitätslehre<br />
<strong>und</strong> Magnetismus:<br />
Atom- <strong>und</strong><br />
Kernphysik:<br />
Methodenkompetenz<br />
• das Strahlenmodell des Lichtes auf die Brechung <strong>und</strong> die Reflexion anwenden <strong>und</strong> mit diesem Modell optische<br />
Erscheinungen beschreiben <strong>und</strong> erklären<br />
• Strahlenverläufe an ausgewählten durchsichtigen Körpern konstruieren <strong>und</strong> die Bildentstehung an dünnen Sammellinsen<br />
konstruieren <strong>und</strong> berechnen<br />
• mit den physikalischen Größen „Strom“, „Spannung“ <strong>und</strong> „ohmschen Widerstand“ sicher umgehen<br />
• das ohmsche Gesetz erläutern<br />
• den Feldbegriff anhand des Magnetfeldes von Dauer- <strong>und</strong> Elektromagnet erläutern<br />
• Feldlinienbilder von Magneten, stromdurchflossenen Leitern <strong>und</strong> Spulen sicher interpretieren<br />
• bewegte Ladungen als Ursache für Magnetfelder identifizieren<br />
• die Eigenschaften radioaktiver Strahlen nennen <strong>und</strong> effektive Nachweisverfahren beschreiben<br />
• den Aufbau von Atomkernen angeben <strong>und</strong> die Existenz von Isotopen erklären<br />
Naturwissenschaftliche <strong>und</strong> fachspezifische Methoden<br />
Schülerinnen <strong>und</strong> Schüler können<br />
• physikalische Beobachtungen, Untersuchungen <strong>und</strong> Exper<strong>im</strong>ente planen, durchführen, protokollieren <strong>und</strong> auswerten sowie<br />
Fehlerbetrachtungen vornehmen<br />
• exper<strong>im</strong>entelle Methoden anwenden<br />
o physikalische Fragestellungen entwickeln<br />
o Hypothesen bilden<br />
o Hypothesen exper<strong>im</strong>entell überprüfen<br />
o Ergebnisse <strong>im</strong> Hinblick auf die Fragestellung prüfen<br />
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Klasse 7 Basic Science<br />
Thema: Wasser<br />
Physikalische Themen sind in der Klasse 7 <strong>im</strong> <strong>Fach</strong> Basic Science integriert <strong>und</strong> wichtiger Bestandteil für die nachfolgenden Schuljahre. Sie<br />
müssen somit in diesem <strong>Fach</strong> behandelt werden <strong>und</strong> sind <strong>im</strong> Lehrplan von Basic Science voll zu berücksichtigen.<br />
Klasse 7 Basic Science<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Optik I Lichtquellen<br />
Mechanik I<br />
Wirkung der Kraft<br />
E-Lehre I<br />
Schatten<br />
Tag <strong>und</strong> Nacht<br />
Reibung<br />
Einfache Schaltungen einfacher Stromkreis<br />
Leiter <strong>und</strong> Isolatoren<br />
Bunsenbrenner<br />
Schatten, Kernschatten,<br />
Halbschatten<br />
Messen der Kraft<br />
Verschiedene Reibungskräfte auf<br />
verschiedenen Unterlagen (fest,<br />
Wasser)<br />
Aufbau der Schaltungen,<br />
Nachweis Leiter <strong>und</strong> Isolatoren,<br />
Leitung in Wasser<br />
Die Schüler können:<br />
* Mit dem Bunsenbrenner sicher<br />
umgehen.<br />
* Lichtquellen identifizieren<br />
* Die Entstehung von Tag <strong>und</strong> Nacht<br />
sicher erklären<br />
* Schatten exakt konstruieren<br />
* Beobachtungen skizzieren <strong>und</strong><br />
auswerten<br />
Die Schüler können:<br />
* Mit der physikalischen Größe Kraft<br />
sicher umgehen<br />
* Die verschiedenen Reibungsarten<br />
erkennen<br />
* Exper<strong>im</strong>ente durchführen<br />
Die Schüler können:<br />
* Leiter <strong>und</strong> Isolatoren unterscheiden<br />
* Einen einfachen Stromkreis aufbauen<br />
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Optik II<br />
Reflexionsgesetz<br />
Lichtwegkonstruktion<br />
Spiegel, Hohlspiegel<br />
Klasse 8 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Klasse 8 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Lichtausbreitung<br />
Strahlenmodell<br />
Lichtgeschwindigkeit<br />
(300 000km/s)<br />
Mondphasen, Sonnen- <strong>und</strong><br />
Mondfinsternisse<br />
Lichtbündel, Lichtstrahl<br />
Lochkamera<br />
Reflexion<br />
Finsternisse mit Tischtennisball<br />
Die Schüler können:<br />
* Sicher mit dem Strahlenmodell<br />
des Lichtes umgehen <strong>und</strong> auf<br />
die Reflexion anwenden.<br />
* Lichtwege an Spiegeln <strong>und</strong><br />
Hohlspiegeln konstruieren<br />
* Exper<strong>im</strong>ente zur Reflexion<br />
planen, durchführen <strong>und</strong><br />
protokollieren<br />
* Die Mondphasen sowie die<br />
beiden Finsternisse<br />
konstruieren <strong>und</strong> an Hand eines<br />
Modells erklären.<br />
* Den Strahlenverlauf an der<br />
selbstgebauten Lochkamera<br />
erklären<br />
Die Schüler haben eine<br />
Vorstellung über die<br />
Lichtgeschwindigkeit <strong>im</strong><br />
Zusammenhang mit den<br />
Entfernungen von Erde-Sonne<br />
<strong>und</strong> Erde-Mond<br />
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Klasse 8 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Mechanik II<br />
Weg, Zeit, Geschwindigkeit<br />
Kräfte<br />
Masse<br />
Gewichtskraft<br />
(Unterschied Masse – Gewichtskraft)<br />
Hooksches Gesetz<br />
Dichte<br />
Hebelgesetz<br />
Feste <strong>und</strong> lose Rolle<br />
1. Test<br />
Weg-Zeit-Messungen<br />
v-t- <strong>und</strong> s-t – Diagramme<br />
Masse, Volumen,<br />
Dichteberechnung Gewichtskraft<br />
Längenänderung einer Feder<br />
Hebel, Rollen, geneigte Ebene<br />
Die Schüler können:<br />
* Mit den physikalischen Größen<br />
Weg, Zeit, Geschwindigkeit,<br />
Masse, Kraft <strong>und</strong> Dichte sicher<br />
umgehen <strong>und</strong> den Unterschied<br />
zwischen Gewichtskraft <strong>und</strong><br />
Masse erklären.<br />
* Mit dem Hookschen Gesetz<br />
sicher umgehen <strong>und</strong><br />
Exper<strong>im</strong>ente dazu erklären<br />
* Exper<strong>im</strong>ente planen,<br />
durchführen, protokollieren <strong>und</strong><br />
auswerten sowie<br />
Fehlerbetrachtungen<br />
vornehmen<br />
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Klasse 8 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
E – Lehre II<br />
Magnetismus<br />
Feldbegriff<br />
Feldlinien<br />
Wirkungen des elektrischen Stromes<br />
Messgeräte<br />
Spannung, Stromstärke<br />
ohmscher Widerstand<br />
Kennlinien<br />
Ohmsches Gesetz<br />
2. Test<br />
Dauermagnet, Elektromagnet,<br />
Feldlinienbilder, Wirkungen des<br />
elektrischen Stromes (Wärme,<br />
Licht, magn.)<br />
Messen von Spannung,<br />
Stromstärke, Kennlinien,<br />
Widerstand berechnen, grafische<br />
Darstellung<br />
Die Schüler können:<br />
* mit den physikalischen Größen<br />
„Strom“, „Spannung“ <strong>und</strong><br />
„Widerstand“ sicher umgehen.<br />
* das ohmsche Gesetz<br />
erläutern.<br />
den Feldbegriff anhand des<br />
Magnetfeldes von Dauer- <strong>und</strong><br />
Elektromagneten erläutern.<br />
* Feldlinienbilder von Magneten,<br />
stromdurchflossenen Leitern<br />
<strong>und</strong> Spulen sicher interpretieren<br />
* physikalische Beobachtungen,<br />
Untersuchungen <strong>und</strong><br />
Exper<strong>im</strong>ente planen<br />
durchführen, protokollieren <strong>und</strong><br />
auswerten<br />
* sicher mit Messgeräten<br />
umgehen<br />
* Diagramme interpretieren<br />
* Hypothesen exper<strong>im</strong>entell<br />
überprüfen<br />
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Optik III<br />
Klasse 9 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Klasse 9 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Brechung<br />
Linsen<br />
Lichtwegkonstruktion an Hand<br />
bekannter Strahlen<br />
Bildentstehung an dünnen<br />
Sammellinsen konstruieren <strong>und</strong><br />
berechnen<br />
Mechanik III<br />
Arbeit, Energie, Leistung<br />
Energieerhaltungssatz<br />
Goldene Regel der Mechanik<br />
Auge<br />
Kurzsichtigkeit,<br />
Weitsichtigkeit<br />
Dioptrien<br />
Kamera<br />
Arten von Teleskopen<br />
Besuch einer Sternwarte<br />
Flaschenzug, schiefe<br />
Ebene, Hebel<br />
Brechung, Linsen,<br />
Bildentstehung<br />
Bau eines<br />
Teleskops<br />
Wdh. feste <strong>und</strong> lose<br />
Rollen,<br />
Flaschenzug,<br />
Berechnung von<br />
Arbeit, Energie <strong>und</strong><br />
Leistung<br />
1. Test<br />
Die Schüler können:<br />
* das Strahlenmodell des Lichtes auf die Brechung anwenden <strong>und</strong><br />
mit diesem Modell optische Erscheinungen beschreiben <strong>und</strong><br />
erklären.<br />
* Strahlenverläufe an ausgewählten durchsichtigen Körpern<br />
konstruieren <strong>und</strong> die Bildentstehung an dünnen Sammellinsen<br />
konstruieren <strong>und</strong> berechnen.<br />
* ein einfaches Teleskop bauen<br />
* die Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit <strong>und</strong> Dioptrie <strong>im</strong> Zusammenhang<br />
mit dem Auge erklären <strong>und</strong> den Nutzen von Brillen erklären<br />
* den Aufbau von Kameras <strong>und</strong> Teleskopen erklären<br />
* physikalische Beobachtungen, Untersuchungen <strong>und</strong> Exper<strong>im</strong>ente<br />
planen durchführen, protokollieren <strong>und</strong> auswerten<br />
Die Schüler können:<br />
* mit den Begriffen „Arbeit“ <strong>und</strong> „Leistung“ sicher umgehen.<br />
* mit dem Energiebegriff <strong>und</strong> dem Energieerhaltungssatz sicher<br />
umgehen.<br />
* mit der „Goldenen Regel der Mechanik“ sicher anwenden<br />
* Berechnungen bei Rollen, Hebeln <strong>und</strong> schiefen Ebenen<br />
durchführen<br />
* physikalische Beobachtungen, Untersuchungen <strong>und</strong> Exper<strong>im</strong>ente<br />
planen durchführen, protokollieren <strong>und</strong> auswerten<br />
* exper<strong>im</strong>entelle Methoden anwenden<br />
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Klasse 9 (2 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
E – Lehre III Gesetze in Reihen- <strong>und</strong><br />
Parallelschaltung,<br />
Leerlauf- <strong>und</strong> Klemmenspannung<br />
Gleichspannung, Wechselspannung<br />
Diode<br />
Feldbegriff, Feldlinienmodell an Hand<br />
des elektrischen Feldes,<br />
Kondensator<br />
Braunsche Röhre<br />
LED<br />
LCD<br />
Plasma<br />
Reihen- <strong>und</strong> Parallelschaltung,<br />
Unterschied zwischen<br />
Gleichspannung <strong>und</strong><br />
Wechselspannung<br />
Dioden<br />
Elektrostatik,<br />
Kondensator<br />
Braunsche Röhre<br />
2. Test<br />
Die Schüler können:<br />
* die Gesetze in Reihen- <strong>und</strong> Parallelschaltungen<br />
anwenden <strong>und</strong> Berechnungen durchführen<br />
* den Unterschied zwischen Leerlauf- <strong>und</strong><br />
Klemmenspannung angeben<br />
* den Unterschied zwischen Gleich- <strong>und</strong><br />
Wechselspannung angeben<br />
* den Aufbau <strong>und</strong> die Funktionsweise von Dioden erklären<br />
* physikalische Beobachtungen, Untersuchungen <strong>und</strong><br />
Exper<strong>im</strong>ente planen durchführen, protokollieren <strong>und</strong><br />
auswerten<br />
* den Feldbegriff anhand von geladenen Kondensatoren<br />
<strong>und</strong> Kugeln erläutern<br />
* Feldlinienbilder von geladenen Körpern sicher<br />
interpretieren<br />
* den Aufbau <strong>und</strong> die Funktionsweise der Braunsche<br />
Röhre erläutern <strong>und</strong> Berechnungen durchführen<br />
* den Aufbau <strong>und</strong> die Funktionsweise verschiedener<br />
Fernsehtypen erläutern <strong>und</strong> Vor- <strong>und</strong> Nachteile nennen<br />
* physikalische Beobachtungen, Untersuchungen <strong>und</strong><br />
Exper<strong>im</strong>ente planen durchführen, protokollieren <strong>und</strong><br />
auswerten<br />
* exper<strong>im</strong>entelle Methoden anwenden<br />
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Klasse 10 (3 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e bzw. 2 Doppelst<strong>und</strong>en)<br />
E – Lehre IV<br />
Klasse 10 (3 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e bzw. 2 Doppelst<strong>und</strong>en)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Elektromagnetismus<br />
Bewegte Ladungen <strong>im</strong> Leiter<br />
Lorentzkraft,<br />
E-Motor,<br />
Induktion<br />
Induktionsgesetz<br />
Lenzsche Regel<br />
Transformator<br />
Generator<br />
Alternative Energiequellen<br />
Leiterschleife <strong>im</strong> Magnetfeld,<br />
Motor<br />
Induktion<br />
(Abhängigkeit von B, v <strong>und</strong> N)<br />
Transformator,<br />
Generator<br />
Solarzellen<br />
1. Test<br />
Die Schüler können:<br />
* bewegte Ladungen als Ursache für<br />
Magnetfelder identifizieren.<br />
* das Induktionsgesetz <strong>und</strong> die<br />
Lenzsche Regel anwenden<br />
* den Aufbau <strong>und</strong> die Funktionsweise<br />
von E-Motoren <strong>und</strong> Generatoren<br />
beschreiben.<br />
* die Induktion auf den<br />
Transformatoranwenden <strong>und</strong><br />
Berechnungen durchführen<br />
* die Lorentzkraft angeben<br />
* mit Hilfe der Drei-Finger-Regel der<br />
linken Hand B, v <strong>und</strong> F angeben.<br />
* alternative Energiequellen angeben<br />
* physikalische Beobachtungen,<br />
Untersuchungen <strong>und</strong> Exper<strong>im</strong>ente zur<br />
Induktion planen, durchführen,<br />
protokollieren <strong>und</strong> auswerten sowie<br />
Fehlerbetrachtungen durchführen (z.B.<br />
be<strong>im</strong> Transformator)<br />
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Mechanik IV<br />
Klasse 10 (3 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e bzw. 2 Doppelst<strong>und</strong>en)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Gleichförmige Bewegung<br />
Gleichmäßig beschleunigte<br />
Bewegung<br />
Freier Fall<br />
Differenzialrechnung, mittlere<br />
Änderungsrate (mit Mathematik<br />
abst<strong>im</strong>men)<br />
Kreisbewegung<br />
Gravitationsgesetz<br />
Keplersche Gesetze<br />
Sonnensystem<br />
2. Test<br />
gleichförmige Bewegung<br />
beschleunigte Bewegung<br />
Freier Fall<br />
Beobachtung der Sonne <strong>und</strong><br />
Planeten (mit Deutsch<br />
abst<strong>im</strong>men – das Leben des<br />
Galilei)<br />
Die Schüler können:<br />
* Berechnungen zur<br />
gleichförmigen <strong>und</strong> gleichmäßig<br />
beschleunigten Bewegung<br />
durchführen.<br />
* die Differenzialrechnung auf<br />
ausgewählte Beispiele<br />
anwenden<br />
* die Kreisbewegung, das<br />
Gravitationsgesetz <strong>und</strong> die<br />
Keplerschen Gesetze auf das<br />
Sonnensystem anwenden<br />
* physikalische Beobachtungen,<br />
Untersuchungen <strong>und</strong><br />
Exper<strong>im</strong>ente planen,<br />
durchführen, protokollieren <strong>und</strong><br />
auswerten sowie<br />
Fehlerbetrachtungen<br />
durchführen (z.B. bei der<br />
Best<strong>im</strong>mung von g be<strong>im</strong> Freien<br />
Fall)<br />
Die Schüler wenden die<br />
exper<strong>im</strong>entellen Methoden an<br />
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Superpositionsprinzip<br />
Klasse 10 (3 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e bzw. 2 Doppelst<strong>und</strong>en)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Impuls <strong>und</strong> Impulserhaltungssatz<br />
Schräger Wurf<br />
Stoßprozesse<br />
3. Test<br />
schräger Wurf (Abhängigkeit<br />
der Wurfweite)<br />
elastischer <strong>und</strong> unelastischer<br />
Stoß<br />
Raketenstart<br />
Die Schüler können:<br />
* mit der physikalischen<br />
Größe „Impuls“ <strong>und</strong> dem<br />
Impulserhaltungssatz sicher<br />
umgehen<br />
* zum Stoß <strong>und</strong> Kraftstoß<br />
Berechnungen durchführen<br />
* das Rückstoßprinzip<br />
anwenden <strong>und</strong><br />
Berechnungen durchführen<br />
* kosmische<br />
Geschwindigkeiten<br />
berechnen<br />
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Quellen:<br />
DSP Lehrplan 2010<br />
Kerncurriculum der Deutschen Auslandschulen 2011<br />
Klasse 10 (3 x 40 min = 1 Doppelst<strong>und</strong>e bzw. 2 Doppelst<strong>und</strong>en)<br />
Kerncurriculum Schulcurriculum Exper<strong>im</strong>ente Kompetenzen<br />
Atome <strong>und</strong> Atomkerne I<br />
Atombau<br />
Isotope<br />
Kernzerfälle<br />
,– Strahlung<br />
Nachweisverfahren<br />
Biologische Wirkung<br />
Massendefekt<br />
Kernkraftwerk<br />
4. Test<br />
Anwendung:<br />
Uni Joburg, Abteilung Geologie<br />
Die Schüler können:<br />
* die Eigenschaften radioaktiver<br />
Strahlen nennen <strong>und</strong> effektive<br />
Nachweisverfahren beschreiben.<br />
* den Aufbau von Atomkernen<br />
angeben <strong>und</strong> die Existenz von<br />
Isotopen erklären<br />
* die biologische Wirkung<br />
beschreiben <strong>und</strong> Schutzmaßnahmen<br />
nennen<br />
* Berechnungen zum Massendefekt<br />
durchführen<br />
* die Funktionsweise eines<br />
Kernkraftwerkes beschreiben<br />
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