Physik

Leitlinie

Guter  Physikunterricht verbindet das Erlernen von grundlegendem Fachwissen mit dem Erwerb von methodischen Fertigkeiten. Kurz gesagt: Bei uns am KAV-Gymnasium ist Physik ein praktisches Fach!

Bei uns baut der Physikunterricht auf den Fragen auf, die dabei oft durch die Schülerinnen und Schüler selbst formuliert werden und sich oftmals aus alltäglichen Situationen ergeben.  Auf dem Weg zur Klärung dieser und vieler weiterer spannender sowie lehrreicher Fragestellungen steht am KAVG das Experiment im Vordergrund, wobei sowohl Lehrerexperimente, mit und ohne Unterstützung durch Schülerinnen und Schüler, als auch diejenigen Experimente, die von Schülerinnen und Schülern selbst durchgeführt werden, eine wichtige Rolle spielen. Ziel ist es stets, dass die Schülerinnen und Schüler sich die physikalischen Zusammenhänge anhand eigener Beobachtungen erarbeiten und sie somit besser verstehen können. Altersgemäße Gestaltung des Unterrichts, das Verknüpfen von Alltagsphänomen und Theorie sowie in den oberen Jahrgängen eine gute Abitur- bzw. Hochschulvorbereitung sind für uns dabei selbstverständlich.

Ausstattung

  • separate Physik-Fachräume an beiden Standorten
  • viele verschiedene Schülerexperimente für Kleingruppen- und Partnerarbeit
  • umfangreicher Bestand an Lehrer-Demonstrations-Experimenten
  • moderne Medienausstattung: alle Räume verfügen über PC , Beamer und Internet sowie interaktive Software für eine zeitgemäße Unterrichtsgestaltung

 

Es folgt eine Übersicht der Themen und Methoden in den einzelnen Klassen- bzw. Kursstufen.

Jahrgänge 5 und 6

Der Physikunterricht beginnt am KAV-Gymnasium in Klasse 6. In diesem Jahrgang geht es zunächst darum, dass Experimentieren als Methode kennenzulernen und einen ersten Einblick in das Fach Physik zu erhalten. Anhand vieler kleiner, interessanter Experimente werden alltagsnahe Phänomene beobachtet, beschrieben und schließlich erklärt. Die allesamt lebensnahen Themen dabei sind:

  • Einfache Stromkreise
  • Magnetismus
  • Phänomenorientierte Optik

 

Jahrgänge 7 und 8

In diesen Jahrgängen wird grundlegendes physikalisches Wissen erlernt. Zentrale Fragen sind: Was ist  elektrische Ladung? Was versteht man unter elektrischem Strom und nach welchen Gesetzen funktioniert eigentlich ein Stromkreis? Welche Energieformen gibt es und wo spielen sie eine Rolle? Wie beschreibt man einen Bewegungsablauf? Was sind Masse, Trägheit und Erdanziehungskraft?

Zu den Versuchen werden Protokolle erstellt und allmählich auch erste richtige Messreihen aufgenommen. Diese werden durch Graphen veranschaulicht und bei deren Auswertung einfache mathematische Zusammenhänge  („Formeln“) erarbeitet, mit deren Hilfe dann Berechnungen, z.B. von Stromstärken, Geschwindigkeiten oder Kräften, durchgeführt werden können.  Die Themen lauten:

  • Elektrostatik
  • Energie (qualitativ)
  • Kraft, Masse und Bewegung
  • Elektrizität

Jahrgang 9

 
 

Im 9. Jahrgang lernen die Schülerinnen und Schüler gesellschaftlich relevante Themen kennen, wobei sich an vielen Stellen Verknüpfungen zum Fach Chemie ergeben. So werden z.B. die Stoffeigenschaften von Halbleitern und deren technische Anwendungen in Computern, Handys, Hitzemeldern, LEDs, … erarbeitet. Die Beschäftigung mit der Wärmelehre stellt einen weiteren wichtigen Baustein naturwissenschaftlicher Grundbildung dar.  Das Thema Atom- und Kernphysik vermittelt einerseits die Zusammensetzung unserer Welt aus Atomen und erarbeitet deren inneren Aufbau und andererseits im Themenbereich Radioaktivität die – gerade in der heutigen Zeit unabdingbaren – Kenntnisse zur Bewertung energiepolitischer Themen.  Zudem werden hiermit wichtige Grundlagen für die Arbeit in Physik in der Oberstufe gelegt. Auf der methodischen Seite werden die experimentellen Fertigkeiten weiter ausgebaut und die Beschreibung der Zusammenhänge wird zunehmend quantifiziert. Konkret lauten die Themen:

  • Halbleiter
  • Energie (quantitativ) / Wärmelehre
  • Atom- und Kernphysik (Radioaktivität)

Jahrgang 10 (Einführungs-Phase)

Aufbauend auf den in den Jahrgängen 6 -9 erworbenen inhaltlichen und methodischen Kenntnissen werden diese gezielt erweitert und vertieft. Dadurch  soll vor allem auf die Arbeitsweisen in der gymnasialen Oberstufe (Q-Phase) vorbereitet werden. Zentrale Fragen hierbei sind: Durch welche Methoden können geradlinige und kreisförmige Bewegungsabläufe möglichst genau gemessen und sinnvoll dargestellt werden? Wie kann mit Hilfe mathematischer Methoden aus Versuchsergebnissen auf eine in der Praxis anwendbare Formel geschlossen werden. Welches sind die von Newton formulierten, grundlegenden Gesetzmäßigkeiten, auf denen die gesamte Mechanik beruht. Die Themen im Einzelnen sind:

  • Kinematik / Bewegungsgesetze
  • Dynamik  / Newtonsche Gesetze
  • Kreisbewegungen

Oberstufe (Qualifikations-Phase)

Eine Übersicht gibt unser schulinternes Kerncurriculum.

In der Qualifikationsphase werden die in der Mittelstufe erarbeiteten Themen auf höherem Niveau aufgegriffen und physikalische Begriffe präzisiert. Dabei stehen uns für alle Themen umfangreiche Demonstrationsexperimente sowie neuerdings auch sehr geeignetes Schüler-Experimentiermaterial zur Verfügung.

Der Unterricht in der Q-Phase findet sowohl in jeweils 4-stündigen Kursen auf erhöhtem Anforderungsniveau (Leistungskurse) als auch auf grundlegendem Niveau (Grundkurse) statt.

Im Semester Q 1 steht der Begriff des „Feldes“ im Vordergrund. Hier werden die Begriffe elektrisches und magnetisches Feld genauer untersucht. Es werden Methoden der Erkenntnisgewinnung erlernt und geübt. Insbesondere stehen hier die Fragen nach der Definition der Stärke eines elektrischen bzw. magnetischen Feldes im Vordergrund.

Ein weiteres wichtiges Arbeitsfeld ist die „Induktion“. Ohne die Erkenntnisse auf diesem Gebiet wäre die heutige Technik nicht denkbar. Unter anderem wird die Frage untersucht, ob es ein Perpetuum mobile gibt (Kann man eine Maschine konstruieren, die ohne Energiezufuhr ständig läuft?).

Wellen stehen im Semester Q 2 im Mittelpunkt. Insbesondere Licht oder Schall als Welle werden hier genau untersucht (Licht plus Licht gleich Schatten?).

Beim Thema „Quanten“ untersuchen wir die Frage, ob Licht tatsächlich Wellencharakter hat oder doch auch anders interpretiert werden kann. Oder, ob Elektronen in Wirklichkeit kleine (grüne :-)) Kügelchen sind oder sich doch anders verhalten.

Die Fragen „Was sind Atome, wie kann man sie nachweisen oder sogar sichtbar machen?“ werden im Semester Q 3 untersucht. Auch radioaktive Strahlung (spätestens seit 2011 ein wichtiges Thema) wird hier noch einmal ausführlich behandelt.

Das Semester Q 4 bereitet auf das Abitur vor. Hier werden alle Themen der Vorsemester wieder aufgegriffen und gefestigt. Das Thema „Probleme der Energieversorgung“ eignet sich hervorragend dazu.

 

 

Bis bald am KAVG!

Die Fachgruppe Physik des KAV-Gymnasiums