Bildungsstandards für Physik

Präsentation zum Thema: "Bildungsstandards für Physik"—  Präsentation transkript:

1 Bildungsstandards für Physik
I. Leitgedanken zum Kompetenzerwerb II. Kompetenzen und Inhalte III. Streichliste

2 Leitgedanken zum Kompetenzerweb
Ein Vergleich mit „altem“ Erziehungs- und Bildungs-auftrag zeigt, dass vieles übernommen wurde: Hinweis auf Schülerübungen, jetzt zwingend Demo-Experimente sollen von Schülern wenigstens ein Stück weit mitgeplant werden. Physikverständnis vor Rechenakrobatik Alltagsbezug

3 1. Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten
Schüler/innen können: zwischen Beobachtung und phys. Erklärung unterscheiden. an einfachen Beisp. die phys. Beschreibungsweise anwenden.

4 1. Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten
Schüler/innen können: zwischen Beobachtung und phys. Erklärung unterscheiden. an [einfachen] Beisp. die phys. Beschreibungsweise anwenden. zwischen ihrer Erfahrungswelt und deren phys. Beschreibung unterscheiden. wissen, dass naturw. Gesetze und Modellvorstellungen Grenzen haben.

5 1. Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten
Schüler/innen können: zwischen Beobachtung und phys. Erklärung unterscheiden. [an [einfachen] Beisp.] die phys. Beschreibungs-weise anwenden. zwischen ihrer Erfahrungswelt und deren phys. Beschreibung unterscheiden. an Beisp. erläutern, dass naturw. Gesetze und Modellvorstellungen Grenzen haben.

6 2. Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft
Schüler/innen können die naturw. Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Exp., Bewertung... in ersten einfachen Beispielen anwenden.

7 2. Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft
Schüler/innen können die naturw. Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Exp., Bewertung...[in ersten einfachen Beispielen] anwenden. bei einfachen Zusammenhängen ein Modell erstellen, mit einer geeigneten Software bearbeiten und die berechneten Ergebnisse reflektieren.

8 2. Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft
Schüler/innen können die naturw. Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Exp., Bewertung...[in ersten einfachen Beispielen] anwenden. [bei einfachen Zusammenhängen] ein Modell erstellen, mit einer geeigneten Software bearbeiten und die berechneten Ergebnisse reflektieren.

9 3.Formalisierung und Mathe-matisierung in der Physik
Schüler/innen können bei einfachen Beispielen den funktionalen Zusammenhang zwischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren einfache funktionale Zusammenhänge zwischen phys. Größen, die z.B. durch eine Formel vorgegeben werden, verbal beschreiben und interpretieren. einfache, auch bisher nicht im Unterricht behandelte Formeln zur Lösung von phys. Problemen anwenden

10 3.Formalisierung und Mathe-matisierung in der Physik
Schüler/innen können [bei einfachen Beispielen] den funktionalen Zusammenhang zwischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren [einfache] funktionale Zusammenhänge zwischen phys. Größen, die z.B. durch eine Formel vorgegeben werden, verbal beschreiben und interpretieren. [einfache], vorgegebene, auch bisher nicht im Unterricht behandelte Formeln zur Lösung von phys. Problemen anwenden

11 3.Formalisierung und Mathe-matisierung in der Physik
Schüler/innen können [bei einfachen Beispielen] den funktionalen Zusammenhang zwischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren [einfache] funktionale Zusammenhänge zwischen phys. Größen, die z.B. durch eine Formel vorgegeben werden, verbal beschreiben und interpretieren. [einfache], vorgegebene, auch bisher nicht im Unterricht behandelte Formeln zur Lösung von phys. Problemen anwenden funktionale Zusammenhänge selbstständig finden

12 4. Spezifisches Methoden-repertoire der Physik
einfache Zusammenhänge zw. phys. Größen untersuchen erste Exp. unter Anleitung selbstständig planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und angeben, welche Faktoren die Genauigkeit von Messergebnissen beeinflussen an ersten einfachen Beispielen Strukturen erkennen und Analogien hilfreich einsetzen

13 4. Spezifisches Methoden-repertoire der Physik
[einfache] Zusammenhänge zw. phys. Größen untersuchen [erste] Exp. unter Anleitung selbstständig planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und [angeben, welche Faktoren die Genauigkeit von Messergebnissen beeinflussen] einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen [an ersten einfachen Beispielen] Strukturen erkennen und Analogien hilfreich einsetzen computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum unter Anleitung einsetzen die Methoden der Deduktion und Induktion an einfachen im Unterricht behandelten Beispielen erläutern geeignete Größen bilanzieren

14 4. Spezifisches Methoden-repertoire der Physik
[einfache] Zusammenhänge zw. phys. Größen untersuchen [erste] Exp. unter Anleitung selbstständig planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und [angeben, welche Faktoren die Genauigkeit von Messergebnissen beeinflussen] einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen selbstständig [an ersten einfachen Beispielen] Strukturen erkennen und Analogien hilfreich einsetzen computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum [unter Anleitung] selbstständig einsetzen die Methoden der Deduktion und Induktion [an einfachen im Unterricht behandelten Beispielen erläutern] anwenden geeignete Größen bilanzieren

15 5. Anwendungsbezug und gesellschaftl. Relevanz der Physik
Die Schüler/innen können bei einfachen Problemstellungen Fragen erkennen, die sie mit den Methoden der Physik bearbeiten und lösen erste physik. Grundkenntnisse und Methoden für Fragen des Alltags sinnvoll einsetzen erste Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und daraus Folgerungen für eigenes verantwortungsvolles Handeln ableiten Sie kennen charakt. Werte der behandelten phys. Größen und können sie für sinnvolle phys. Abschätzungen anwenden.

16 5. Anwendungsbezug und gesellschaftl. Relevanz der Physik
Die Schüler/innen können [bei einfachen Problemstellungen] Fragen erkennen, die sie mit den Methoden der Physik bearbeiten und lösen [erste] physik. Grundkenntnisse und Methoden für Fragen des Alltags sinnvoll einsetzen [erste] Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und daraus Folgerungen für eigenes verantwortungsvolles Handeln ableiten Sie kennen charakt. Werte der behandelten phys. Größen und können sie für sinnvolle phys. Abschätzungen anwenden.

17 5. Anwendungsbezug und gesellschaftl. Relevanz der Physik
Die Schüler/innen können [bei einfachen Problemstellungen] selbstständig Fragen erkennen, die sie mit den Methoden der Physik bearbeiten und lösen [erste] physik. Grundkenntnisse und Methoden für Fragen des Alltags sinnvoll einsetzen [erste] Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und daraus Folgerungen für eigenes verantwortungsvolles Handeln ableiten Sie kennen charakt. Werte der behandelten phys. Größen und können sie für sinnvolle phys. Abschätzungen anwenden.

18 6. Physik als historisch- dynamischer Prozess
Die Schüler/innen kennen erste einfache Beispiele dafür, dass phys. Begriffe nicht statisch sind, sondern sich historisch oft aus alltagsprachlichen heraus entwickelt haben

19 6. Physik als historisch- dynamischer Prozess
Die Schüler/innen können an Beispielen darstellen dass phys. Begriffe und Vorstellungen nicht statisch sind, sondern sich in einer fortwährenden Entwicklung befinden welche Faktoren zu Entdeckungen führen (Intuition, Beharrlichkeit, Zufall,...)

20 6. Physik als historisch- dynamischer Prozess
Die Schüler/innen können an Beispielen selbstständig darstellen dass phys. Begriffe und Vorstellungen nicht statisch sind, sondern sich in einer fortwährenden Entwicklung befinden welche Faktoren zu Entdeckungen führen (Intuition, Beharrlichkeit, Zufall,...)

21 7. Wahrnehmung und Messung 8
Wahrnehmung Messung Lautstärke, Tonhöhe, Hören Schwere Helligkeit und Schatten, Farben, Sehen warm, kalt, Wärmeempfindung Amplitude, Frequenz Schwerkraft, Beschr.:Streuung, Reflexion, Brechung Temperatur

22 7. Wahrnehmung und Messung 10
Wahrnehmung Messung Lautstärke, Tonhöhe, Hören Schwere Helligkeit und Schatten, Farben, Sehen warm, kalt, Wärmeempfindung Amplitude, Frequenz Schwerkraft, Gravitationsfeldstärke Beschr.:Streuung, Reflexion, Brechung Temperatur

23 7. Wahrnehmung und Messung 12
Wahrnehmung Messung Lautstärke, Tonhöhe, Hören Schwere Helligkeit und Schatten, Farben, Sehen warm, kalt, Wärmeempfindung Amplitude, Frequenz Schwerkraft, Gravitationsfeldstärke Intensität, Frequenz Temperatur

24 8. Grundlegende physikalische Größen 8
Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck Energie elektrische Stromstärke, el. Potenzial, el. Spannung, qualitativ: el. Ladung Kraft, Geschwindigkeit, qualitativ: Impuls

25 8. Grundlegende physikalische Größen 10
Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck Energie (Energieerhaltung) elektrische Stromstärke, el. Potenzial, el. Spannung, [qualitativ:] el. Ladung (Ladungserhaltung) Kraft, Geschwindigkeit, [qualitativ:] Impuls (Impulserhaltung), Beschleunigung Entropie (Entropieerzeugung) qualitativ: Zentripetalkraft, Drehimpuls (Drehimpulserhaltung)

26 8. Grundlegende physikalische Größen 12
Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck Energie (Energieerhaltung) elektrische Stromstärke, el. Potenzial, el. Spannung, [qualitativ:] el. Ladung (Ladungserhaltung) Kraft, Geschwindigkeit, [qualitativ:] Impuls (Impulserhaltung), Beschleunigung Entropie (Entropieerzeugung) qualitativ: Zentripetalkraft, Drehimpuls (Drehimpulserhaltung) elektr. Feldstärke, Kapazität magn. Flussdichte, Induktivität Frequenz, Periodendauer, Amplitude, Wellenlänge, Ausbreitungsgeschwindigkeit

27 9. Strukturen und Analogien 8
Schall und Licht qualitativ: Energiespeicher, Beschreibung von mechanischen und el. Energietransporten qualitativ: Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand

28 9. Strukturen und Analogien 10
Schall und Licht [qualitativ:] Energiespeicher, Beschreibung von mechanischen und el. und thermischen Energietransporten [qualitativ:] Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand qualitative Beschreibung von Feldern (Gravitationsf., magn. F., el. F.)

29 9. Strukturen und Analogien 12
Schall und Licht [qualitativ:] Energiespeicher, Beschreibung von mechanischen und el. und thermischen Energietransporten auch in Feldern [qualitativ:] Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand qualitative Beschreibung von Feldern (Gravitationsf., magn. F., el. F.) el. und magn. Feld, Lorentzkraft, Wechselwirkung mit Materie, Induktion, Naturkonstanten Schwingung harmonische mech. und elektromag. Schw., Differenzialgleichung mech. und elektromag. Welle (auch Licht) harm. Welle, einfache math. Beschreibung, Überlagerung von Wellen (stehende Welle, Interferenz), Reflexion, Streuung, Brechung, Beugung, Polarisation

30 10. Naturerscheinungen und techn. Anwendung 8
Erde: atmosphärische Erscheinungen, Erdmagnetfeld, Mensch: phys. Abläufe im menschl Körper, medizinische Geräte, Sicherheitsaspekte Alltagsgeräte (z.B. Elektromotor) Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (z.B. Generator) – auch regenerative Energieversorgung (z.B. Solarzelle, Brennstoffzelle)

31 10. Naturerscheinungen und techn. Anwendung 10
Erde: atmosphärische Erscheinungen, Erdmagnetfeld, Treibhauseffekt Mensch: phys. Abläufe im menschl Körper, medizinische Geräte, Sicherheitsaspekte Alltagsgeräte (z.B. Elektromotor) Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (z.B. Generator) – auch regenerative Energieversorgung (z.B. Solarzelle, Brennstoffzelle) Informationstechnologie und Elektronik- auch einfache Schaltungen mit elektronischen Bauteilen

32 10. Naturerscheinungen und techn. Anwendung 12
Erde: atmosphärische Erscheinungen, Erdmagnetfeld, Treibhauseffekt Mensch: phys. Abläufe im menschl Körper, medizinische Geräte, Sicherheitsaspekte Alltagsgeräte (z.B. Elektromotor) Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (z.B. Generator) – auch regenerative Energieversorgung (z.B. Solarzelle, Brennstoffzelle) Informationstechnologie und Elektronik- auch einfache Schaltungen mit elektronischen Bauteilen

33 11. Struktur der Materie 10 Atomhülle Atomkern

34 11. Struktur der Materie 12 Atomhülle Atomkern
Energie - Quantisierung, grundlegende Gedanken der Schrödingergl. und ihre Bedeutung für die Atomphysik Atomkern Aspekte der Elementarteilchenphysik Überblick: Leptonen, Hadronen, Quarks Untersuchungsmethoden (Spektren, hochenergetische Strahlen, Detektoren)

35 12. Technische Entwicklung und ihre Folgen 10+12
natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt Kernspaltung, Radioaktivität Chancen und Risiken weiterer technischer Anwendungen

36 13. Modellvorstellungen und Weltbilder 10
geschichtliche Entwicklung von Modellen Weltbildern (z.B. Sonnensystem, Universum, Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie, Kausalität, deterministisches Chaos)

37 13. Modellvorstellungen und Weltbilder 12
geschichtliche Entwicklung von Modellen Weltbildern (z.B. Sonnensystem, Universum, Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie, Kausalität, deterministisches Chaos) Quantenphysik Merkmale und Verhalten von Quantenobjekten: Interferenzfähigkeit (Superposition der Möglichkeiten), stochastisches Verhalten, Verhalten beim Messprozess, Komplementarität, Nichtlokalität