Klaus-Groth-Schule - Neumünster
Klaus-Groth-Schule - Neumünster
Klaus-Groth-Schule - Neumünster
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Jahrgang 6<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
Energie und physikalisches Arbeiten<br />
- Energieformen und –träger<br />
- Energieumwandlung und Energieerhaltung<br />
- Energie im Alltag<br />
F<br />
Energieumwandlung an Hand einfacher Grundexperimente<br />
(Solarzelle, Glühlampe, Elektromotor, usw.)<br />
- Durchführung von Versuchen<br />
- Anfertigen von Versuchsprotokollen<br />
- Unfallsicherheit (Verantwortungsbewusster<br />
Umgang mit Materialien)<br />
E<br />
Experimente so kurz und übersichtlich, dass die Schüler sie<br />
innerhalb einer Schulstunde bearbeiten können. Dazu gehört das<br />
Auf- und Abbauen des Versuches sowie das Anfertigen des<br />
Versuchsprotokolls<br />
Geradlinige Lichtausbreitung<br />
Licht und Schatten<br />
- Sehen und gesehen werden<br />
- Geradlinige Ausbreitung des Lichtes<br />
- Schatten; Lichtbündel und Lichtstrahl<br />
- Finsternis am Himmel<br />
- Lochkamera<br />
- Evtl. bereits Reflexion<br />
Projektthema<br />
- Bau einer Lochkamera<br />
E, F Modellbildung: Lichtbündel, Lichtstrahl, Formen der Bündel, wie<br />
konvex, konkav, parallel.<br />
Sicherheit im Straßenverkehr, Speichenreflektoren,<br />
Sichtbereich „toter Winkel“,<br />
Abgrenzung von Fehlvorstellungen des Sehens: „Sehstrahl“,<br />
„Blick werfen“<br />
Finsternisse, Kern- und Halbschatten,<br />
Sonnenofen, Parabolspiegel-Prinzip,<br />
Abbildungsprinzip: Strahlengang an Lochkamera<br />
Magnetismus<br />
Magnetfeld, Feldlinienbilder<br />
- Magnetfeld, Feldlinienbilder, Wirkung des<br />
Magnetfelds auf Magnete<br />
Magnetfeld der Erde, Kompass, Magnetisieren,<br />
Entmagnetisieren, Modellvorstellung der<br />
Elementarmagnete<br />
E, B<br />
K<br />
Feldlinienbilder zeichnen, Versuch mit mehreren<br />
unterschiedlichen Magneten, Untersuchung der Einflussgrößen:<br />
Magnetstärke, Abstand, Richtung / Polung in Kleingruppen<br />
Orientierung von Vögeln, Seekarten, Pfadfinder, Kompass<br />
als Projektarbeit<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 7<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
E-Lehre<br />
Elektrische Beleuchtung<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
● Der elektrische Stromkreis<br />
● Leiter und Isolatoren, Schalter<br />
● Serien- und Parallelschaltung<br />
(halbquantitativ)<br />
● Teilströme<br />
K<br />
E (F =<br />
Bezeichnungen)<br />
E, B<br />
Anfertigen eines Versuchsprotokolls/Plakates Vorgabe LK<br />
Aufbau einer Puppenhausbeleuchtung in Kleingruppen<br />
Untersuchung einer Lichterkette, Fahrradbeleuchtung usw. in<br />
Kleingruppen<br />
Temperatur und Wärme<br />
Hitze, Kälte und Wärmeisolierung<br />
● Wärme und Temperatur<br />
● Volumenänderung<br />
● Temperaturmessung<br />
Eichung eines Thermometers<br />
● Temperaturdifferenz als Antrieb für den<br />
Wärmestrom<br />
● Wärmeleitung, Wärmestrahlung, Wärmetransport<br />
und Wärmewiderstand (rein quantitativ)<br />
Projektthema<br />
Das Peltierelement als Wärmepumpe<br />
F, E, K<br />
B<br />
Bahnschienen, Brücken, Stationenarbeit zum Thema<br />
Volumenänderung<br />
verschiedene Thermometertypen: Gasdruck-, Flüssigkeits-,<br />
Bimetallthermometer<br />
Konstruktion und Kalibrierung eines Thermometers<br />
Thermoskanne, Wärmeflasche, Hausisolation, Kleidung im<br />
Winter und Sommer<br />
Temperaturerhöhung durch Sonnenstrahlung, Rotlichtlampe,<br />
Heizungskreislauf, Golfstrom, Wetter, fächerübergreifendes<br />
Arbeiten mit Geographie<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 7<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
Bewegungen<br />
Bewegungen und Kraft<br />
● Weg, Zeit, Geschwindigkeit<br />
● Geschwindigkeit im Vergleich<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
● Geschwindigkeitsänderungen und Kräfte<br />
● Kraft als Ursache der Änderung des Bewegungszustandes<br />
und einer Verformung<br />
● Funktionsweise eines Kraftmessers<br />
Projektthema Ein Rennwagen mit Feder- oder Gummiantrieb<br />
F<br />
E<br />
Fachmethoden: Dreischritt "Experiment, Tabelle, Graph"<br />
Beschreibung/Interpretation von Bewegungsdiagrammen,<br />
Proportionalität von Weg und Zeit als ausgezeichneter<br />
Zusammenhang<br />
Proportionalität von Kraft und Beschleunigung als<br />
ausgezeichneter Zusammenhang<br />
Fachmethode: Messungen mit Logger-Pro und Viana<br />
Proportionalität von Kraft und Beschleunigung als<br />
ausgezeichneter Zusammenhang<br />
Proportionalität von Kraft und Längenänderung als<br />
ausgezeichneter Zusammenhang einer Feder<br />
Begriff Gegenkraft an Beispielen wie Ruderboot, Skateboard-<br />
FahrerIn<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 8<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
Dichte und Druck<br />
Dichte, Druckdifferenz als<br />
Antrieb<br />
● Masse und Dichte Normierungen, Einheiten, Gewichtskraft<br />
Messungen von Masse und Volumen<br />
Definition der Dichte<br />
Berechnungen<br />
● Schwimmen, Sinken, Schweben<br />
Projektthemen<br />
● Bau eines Heißluftballons<br />
● Cartesischer Taucher<br />
F<br />
E<br />
K<br />
Vergleiche zwischen z.B.: Styropor, Ziegelstein, Milch-<br />
Tetrapack, etc.<br />
Vergleich Erde, Mond, Raumschiff in Schwerelosigkeit,<br />
Filmanalyse mit VIANA<br />
Schwimmblase bei Fischen, U-Boot, Archimedessches Prinzip,<br />
Tiefgang von Schiffen,<br />
Bildentstehung und optische Geräte<br />
Bildentstehung und Abbildungen<br />
● Brechung des Lichtes Abhängigkeit des Brechungswinkels<br />
vom Einfallswinkel und vom Material Totalreflexion<br />
● Optische Abbildungen durch Linsen B/G=b/g<br />
Bildentstehung durch Linsen<br />
● Linsengleichung 1/f = 1/g + 1/b<br />
F<br />
E<br />
Blick durch Glas, Wasser, etc.<br />
Dispersion und Totalreflexion am Regentropfen,<br />
Abbildungsprinzip an Linsen,<br />
b-g-Diagramme als Hauptmethode des Schließens<br />
Mikroskop, Teleskop / Fernrohr.<br />
Von der Lochkamera zum modernen Fotoapparat,<br />
Konstruktion von Linsenabbildungen<br />
● Das menschliche Auge<br />
Augenfehler und Brillen oder Optische Geräte und das Auge<br />
● Farben Infrarot und Ultraviolett<br />
Projektthemen<br />
● Farbphotographie<br />
● Verschiedene Verfahren der Stereoskopie<br />
● Stereophotographie<br />
B<br />
Augenfehler, -krankheiten: Kurz- und Weitsichtigkeit und ihre<br />
Ursachen, Augenfehlerkorrektur durch: Brillen (vereinfacht als<br />
Linse einer Brechebene), konkav, konvex,<br />
Kontaktlinsen, Korrektur der Hornhaut durch Laser-OP,<br />
Farbspektrum, Farbmischung: Schwerpunkt additive<br />
Mischung<br />
Sonnenbrand, Härtung von Klebstoffen (z.B. Zahnarzt),<br />
Sonnenbrille, Sonnencreme,<br />
Fächerübergreifendes Arbeiten mit Biologie<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 8<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
E-Lehre<br />
Steuerung elektrischer Energietransporte<br />
● Einführung der Spannung Einheit Beispiele für gebräuchliche<br />
Werte<br />
● Spannung als Antrieb für den elektrischer Strom<br />
● Knoten- und Maschenregel<br />
Elektrischer Widerstand<br />
●<br />
R = U/I; R = r*l/A<br />
● Parallel- und Serienschaltung<br />
1/Rg = 1/R1 + 1/R2; Rg = R1 + R2<br />
● Nichtelektrische Stromkreise<br />
● Modellvorstellung des elektrischen Stroms Elektronen<br />
Glühelektrischer Effekt<br />
Elektronenstrahlröhre<br />
Projektthema<br />
Zerlegen eines Elektrogeräts<br />
EKBF<br />
E<br />
Entwicklung eines Modells anhand des Energiebegriffes<br />
Muss von der Fachschaft noch entwickelt bzw. vereinheitlicht<br />
werden<br />
Prop. Zuordnungen, Graphen, Steigung als Anwendung<br />
mathematischer Verfahren<br />
Siehe Modell oben<br />
Siehe Modell oben<br />
Siehe Modell oben<br />
Kraft und Energie<br />
● Kraft und Geschwindigkeitsänderung pro Zeit<br />
● Bremsweg, Bremskraft<br />
● Impuls<br />
● Sicherheit und Trägheit<br />
● Die Energie<br />
● mechanische Leistung<br />
● Richtung von Kraft und Weg<br />
● Vektoreigenschaft der Kraft<br />
Projektthema<br />
Anfahren und Bremsen<br />
Verkehrssicherheit: Unfallbeschreibung, Bremsweg,<br />
Knautschzone, Airbag, Integralhelm Gurtsystem,<br />
Sprungkissen<br />
Videoanalyse: Dummies, etc.<br />
Transport beim Umzug, Kaloriebedarf von Sportlern<br />
Fachmethode: Kräfteparallelogramm, schiefer Ebene,<br />
Drei-Personen-Tauziehen<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 9<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
Wärme und Klima<br />
Temperatur, Wärme, Klimaänderung<br />
● Temperatur T, Temperaturdifferenz und Wärme, Temperatur<br />
in K<br />
einfache, quantitative Beispiele zum Fließgleichgewicht<br />
● Wärmewiderstand<br />
(quantitativ)<br />
Werte für ausgewählten Stoffe und konkrete Bauelemente<br />
● Wärmewiderstand für Strahlung in Abhängigkeit von der<br />
Wellenlänge<br />
● Die Oberflächentemperatur der Erde im Fließgleichgewicht<br />
Projektthemen<br />
Ein verbessertes Klimamodell:<br />
● Konvektion in der Atmosphäre.<br />
● Der Transport von Wärme durch Wasserdampf in der Atmosphäre.<br />
● Ergebnisse von Modellrechnungen zum Klimaschutz<br />
F<br />
E<br />
K<br />
B<br />
Aufgriff und Trennung der Begriffe Temperatur und<br />
Wärme/Entropie<br />
Abhängigkeiten des Wärmewiderstands:<br />
Material, Dicke, Querschnittsfläche,<br />
Methode: Stationenlernen<br />
Verantwortungsbewusster Umgang mit Energie:<br />
Gebäudeisolation, Passivhaus, Wärmepumpe,<br />
Methode: Projektarbeit, Lernen an außerschulischen Orten<br />
Erde als thermisches System: Energiebilanzierung<br />
fächerübergreifendes Arbeiten mit Technik: Regelprozess<br />
Backofenbau / Isolation,<br />
Geographie: Treibhauseffekt<br />
E-Lehre<br />
Elektronische Schaltungen, Funktion, Anwendung<br />
● Die Diode, der Feldeffekt-Transistor als Schalter<br />
● Steuerungen mit Sensoren Spannungsteiler mit LDR, NTC u.<br />
a. Sensoren<br />
● Messung und Ausgabe von Analogwerten<br />
● Automatisiertes Messen physikalischer Größen Auswertung<br />
von Messdaten<br />
Projektthemen<br />
● Wetterstation mit elektronischer Messwerterfassung<br />
● Bau eines Modellcomputers<br />
● Bau einer Heizungssteuerung mit Temperaturfühler<br />
● Lebensqualität und Elektronik<br />
F<br />
E<br />
EKB<br />
Halbleiter (Atommodell), Dotierung Aufbau einer Diode und<br />
eines Transistors als Lehrervortrag<br />
Aufnahme einer Diodenkennlinie (mit Logger-Pro) als<br />
Schülerversuch in Partnerarbeit<br />
Untersuchung und Aufbau von Transistorschaltungen als<br />
Stationsarbeit in Kleingruppen<br />
Siehe Technikunterricht – Vorstellung der Projektarbeiten<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 9<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
E-Lehre<br />
Elektromotoren verändern unser Leben<br />
● Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule<br />
● Unterscheidung der Pole einer elektrischen Energiequelle<br />
● Magnetfeld eines stromdurchflossenen geraden Leiters<br />
● Elektrische Stromstärke,<br />
Messung, Einheit<br />
● Orientierung des Magnetfeldes und Windungssinn bei einer<br />
stromdurchflossenen Spule<br />
● Rechte-Faust-Regel<br />
● UVW-Regel mit Prinzip des Lautsprechers<br />
Prinzip des Drehspulinstruments Lorenzkraft<br />
Projektthema<br />
Bau eines Elektromotors<br />
K<br />
E<br />
B<br />
K<br />
F<br />
Hebemagnet auf einem Schrottplatz UG (Film)<br />
Modell aus Spulen nachbauen in Kleingruppen<br />
Vergleich mit Dauermagneten in Kleingruppen<br />
Untersuchung der Polung in Kleingruppen<br />
Lehrerversuch Anfertigen eines Versuchsprotokolls<br />
Leiterschaukel, Stromwaage, Drehspuleninstrument,<br />
Lautsprecher als Lehrerversuch<br />
E-Lehre<br />
Versorgung mit elektrischer Energie<br />
● Grundversuche zur Induktion Historische und aktuelle Aspekte<br />
Magnetfeldänderungen durch Bewegung oder Elektromagnete<br />
● U ~ Magnetfeldänderung pro Zeit bei stückweise linearen<br />
Änderungen Konstruktion des zeitlichen Verlaufs von B aus<br />
den Meßergebnissen von U<br />
● Regelung von B max für konstante Induktionsspannung<br />
● Elektrische Energieübertragung<br />
● P = U I, E = U I t,<br />
● Transformatoren bei der Energieübertragung P = R I 2<br />
Hochspannung<br />
Projektthemen<br />
● Erkundung der lokalen Energieversorgung<br />
● Energiespar-Schaltnetzgeräte<br />
E K<br />
K<br />
K<br />
B<br />
B<br />
K B<br />
Schülerversuche:<br />
- Magnet in Spule (Logger-Pro)<br />
- 2 Spulen (Variation der Kenngrößen)<br />
Fallrohr Lehrerversuch<br />
Wirbelstrombremse beim ICE als Internetrecherche bzw. als<br />
Film<br />
Hochstromtransformator (Schweißgerät) als Lehrerversuch<br />
Hochspannungstransformator als Lehrerversuch<br />
Überlandleitungen Film o.ä. als Unterrichtsgespräch<br />
5.2012 - Ra<br />
Erweiterung des Modells aus Klassenstufe 8.<br />
Besuch der lokalen Stadtwerke möglich
Jahrgang 9<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
Kernenergie<br />
Kernenergie - Verantwortung, Chancen, Risiken<br />
Nachweis radioaktiver Strahlung Geschichte der Kernphysik<br />
Entwicklung der Kernenergienutzung<br />
● Abschirmung von Strahlung,<br />
Absorptionsgesetz, N = N o*(0,5)^(d/d h)<br />
Strahlungsarten<br />
● Kernbausteine p, n<br />
● Natürlicher Zerfall Kernkräfte Massenzahl, Kernladungszahl,<br />
Isotope<br />
Konstante Zerfallsrate bei N = const.<br />
Zerfallsgesetz, N = N 0*(0,5)^(t/t h)<br />
● Kernwaffen Ungeregelte Kettenreaktion<br />
Gefahren<br />
● Kernkraftwerk Geregelte Kettenreaktion<br />
U(235), U(238), Pu(239)<br />
U(235) + n -> Ba(144) + Kr(89) + 3n + g<br />
Energiebereitstellung in Abhängigkeit von den regionalen<br />
Ressourcen<br />
Entsorgung der Spaltprodukte<br />
Risiken und Chancen<br />
● Die Sonne als Fusionsreaktor Risiken und Chancen<br />
● Biologische Strahlenwirkung Medizinische Diagnose<br />
Bestrahlung eines Tumors<br />
Sterilisierung, z. B. von Lebensmitteln<br />
F<br />
B<br />
E<br />
K<br />
Curie, Hahn, Rutherford,<br />
Nachweis durch Ionisationswirkung: GMZ, Nebelkammer<br />
Lehrer-Experimente zur Abschirmung / Abstandsgesetz<br />
Analog-Experimente zum Abschirmungsgesetz für Licht,<br />
Würfelexperimente<br />
Atommodell: Aufnahme der Teilaspekte des chemischen<br />
Atommodells: Kernbestandteile p,n, Elektronen nicht auf<br />
Bahnen lokalisiert (Absprache mit Chemie)!<br />
Fachmethode: Darstellung auf logarithmischem Papier<br />
Projektarbeit: Kernenergie:<br />
Reaktortypen, Wiederaufbereitung, Castor-Transport,<br />
Endlagerproblematik, politische Positionen<br />
Kernwaffen, kalter Krieg<br />
medizinische Risiken und Anwendungen<br />
fachübergreifender Unterricht mit Chemie, Biologie, WiPo und<br />
Geschichte<br />
Fachmethode: Energie-Nukleonenzahl-Diagramm<br />
Fusionsreaktoren<br />
5.2012 - Ra
Jahrgang 9<br />
<strong>Klaus</strong>-<strong>Groth</strong>-<strong>Schule</strong> - Neumünster<br />
Fachcurriculum Physik<br />
F: Fachwissen; E: Erkenntnisgewinnung; K: Kommunikation; B: Bewertung<br />
Themen/ Inhalte Kompetenzen Beispiele/ Methoden<br />
Energieversorgung<br />
„Energieverbrauch“ und Energieerhaltung<br />
Dieses Thema wird in den übrigen Themen mitbehandelt und sollte<br />
sich als Leitthema durch den gesamten Physikunterricht ziehen.<br />
Mögliche Beispiele:<br />
● Quantitative Betrachtungen zu Energieumwandlungen<br />
ausgewählte Energieumwandlungen<br />
Quantitative Beispiele der lokalen Energieversorgung<br />
● Wärmeenergie<br />
Wärmekapazität von Wasser<br />
● Energiespeicherung und lokaler Energiemangel in physikalischen,<br />
chemischen und biologischen Systemen<br />
● Energietransport und Antrieb Fehlender Antrieb oder fehlende<br />
Umsetzer bei Energiemangel<br />
● Gegenwärtige Situation der Energieversorgung Quantitative<br />
Angaben zum lokalen und globalen Energieumsatz<br />
● Konsequenzen für das lokale<br />
und globale Klima<br />
Klimaprognosen<br />
Projektthema<br />
Elektroautos in Schleswig-Holstein und in Kalifornien<br />
B<br />
E<br />
K<br />
Darstellungsmethode: Energiestromdiagramme<br />
Begriff des Wirkungsgrades,<br />
Vergleich von Motortypen, Beleuchtungssystemen<br />
Solarzellen als Energiewandler für Straßenbeleuchtung,<br />
Bremsenergie-Rückgewinnungssysteme,<br />
Biogasanlagen, Müllverbrennung,<br />
alternative Energieformen<br />
Energiekostenrechnung und Energiebilanz des eigenen<br />
Haushalts<br />
CO2-Problematik<br />
5.2012 - Ra
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