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Inhaltsverzeichnis
Lehrplan - Grundlagenfach Physik
1.Allgemeine Bildungsziele
Die Physik setzt sich mit grundlegenden Naturerscheinungen auseinander, insbesondere mit dem, was die materielle Welt aufbaut, antreibt und zusammenhält (Energie, Bewegung und Struktur). Aus diesem Wissen gewinnt die Physik Grundlagen, d.h. Modelle, Methoden und Geräte, auf denen die Natur- und Ingenieurwissenschaften wie auch die Medizin aufbauen können. So stellt der gymnasiale Physikunterricht die Physik als wesentlichen Teil unserer Kultur dar.
Dabei werden das genaue Beobachten, das sprachliche Erfassen von Phänomenen und Gesetzmässigkeiten, das Entwickeln von Modellvorstellungen und das Denken in kausalen Zusammenhängen ebenso gefördert wie die rechnerisch-mathematischen Aspekte.
Der Physikunterricht befähigt die Schülerinnen und Schüler, physikalische Zusammenhänge auch im Alltag zu erkennen und einzuordnen. Er vermittelt die Grundzüge der qualitativen und quantitativen Methoden und reflektiert deren Anwendung und deren Grenzen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten so Grundbausteine zum Aufbau eines umfassenden Weltbildes. Dies hilft ihnen, informiert, bewusst und verantwortungsvoll Entscheidungen zu Technik und Umwelt zu treffen und ihre Konsequenzen auch quantitativ abzuschätzen, sowohl in Alltag und Beruf als auch in demokratischen Entscheidungsprozessen.
2. Richtziele
2.1 Kenntnisse und Fertigkeiten
- Naturabläufe und wichtige technische Anwendungen des Alltags kennen, ihre Zusammenhänge verstehen sowie über die zu ihrer Beschreibung notwendigen Begriffe verfügen.
- Physikalische Modelle und die wichtigsten mathematischen Methoden zu ihrer quantitativen Beschreibung kennen.
- Angemessene Einsichten sowohl zu den Anfängen der Physik als auch zur modernen Physik gewinnen und die Entwicklungen der Weltbilder aus der Perspektive der Physik einschätzen.
- Physikalische Arbeitsweisen und Methoden kennenlernen, d.h.:
- Selbstständig und im Team Experimente aufbauen, durchführen, auswerten und interpretieren.
- Die verschiedenen Arten der Abhängigkeiten zwischen physikalischen Grössen erfassen und die Folgen dieser Zusammenhänge erkennen.
- Sicher mit Symbolen, Masseinheiten und mathematischen Gleichungen beim Lösen von einfachen Problemstellungen umgehen.
- Qualitative und quantitative Abschätzungen vornehmen und in Grössenordnungen denken.
- Verschiedene mediale Informationsmittel als Quellen des physikalischen und allgemein naturwissenschaftlichen Wissens nutzen.
2.2 Haltungen
Neugierde, Interesse und Verständnis für Natur und Technik aufbringen.
Die Wissenschaft Physik als einen historisch-dynamischen Prozess verstehen und die hohe gesellschaftliche Relevanz anerkennen.
Verbindungen zu anderen Fächern erkennen und entsprechende Kenntnisse einbringen.
Die wechselseitigen Beziehungen und die Folgen von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und Entwicklungen auf die Gesellschaft und die Umwelt für das eigene Handeln verantwortungsvoll berücksichtigen.
3.Grobziele und Inhalte
3.1 Zyklus 1 (GYM2)
Optik
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Grundeigenschaften der Lichtausbreitung kennen. | Lichtstrahlen als Modellvorstellung, geradlinige Ausbreitung, Schattenprojektion, Camera obscura |
| Auf Reflexion oder Lichtbrechung basierende Phänomene benennen und erklären können. | Reflexion und Streuung, Brechungsverhalten an der Grenzfläche zweier optischer Medien, Totalreflexion |
| Verschiedene Abbildungen und ihre Eigenschaften unterscheiden und beschreiben können.Die Eigenschaften und Anwendungen optischer Linsen kennen und mit diesen umgehen können. | Sammellinse, Streulinse, Brennweite, Konstruktion reeller und virtueller Bilder, Herleitung und Anwendung des Abbildungsmassstabs und der Linsengleichung |
| Funktionsweise ausgewählter optischer Apparate und Hilfsmittel verstehen. | Diskussion verschiedener Anwendungen und Apparate aus dem Alltag |
Bewegung, Kraft, Energie
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Geradlinige Bewegungen beschreiben, grafisch darstellen und berechnen können. | Strecke, Geschwindigkeit, Beschleunigung, gleichmässig beschleunigte Bewegung, Diagramme |
| Die Begriffe Kraft, Masse und Gewichtskraft unterscheiden und korrekt verwenden können. | Masse, Gewichtskraft, Federkraft, Federgesetz |
| Grundlagen der Dynamik verstehen und daraus das Wissen über verschiedene Kräfte erweitern. | Trägheit und Kraft sowie deren Beziehung zu Masse und Beschleunigung: Trägheitssatz, Grundgleichung der Mechanik, Wechselwirkungsgesetz, Kräfteaddition, Zentripetalkraft |
| Das Phänomen der Gravitation kennen und verstehen. | Gravitationskraft, einfache Bahnen von Himmelskörpern und Satelliten |
| Erscheinungsformen der Energie kennen und die Energie als Erhaltungsgrösse verstehen. | Arbeit, einfache Maschinen, Energieerhaltungssatz, verschiedene Energieformen, Leistung, Wirkungsgrad |
Messen, Abschätzen, Modelle
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Innerhalb der oben dargestellten Themen:Typische physikalische Denk- und Arbeitsweisen anwenden, mit physikalischen Grössen umgehen, die Bedeutung von Messung und Experiment für die Erkenntnisgewinnung erfahren. | Internationales Einheitensystem SI, Reproduzierbarkeit, Messunsicherheit, Messungen durchführen, Messdaten darstellen und auswerten, quantitative Abschätzung, Grössenordnungen, Idealisierung, qualitative Argumentation, mithilfe von Modellvorstellungen beschreiben und erklären |
3.2 Zyklus 2 (GYM3 / GYM4)
Materie und Wärme
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Dichte als Materialeigenschaft kennen und bestimmen. | Dichte von festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen, Einheitenumwandlung |
| Erscheinungsformen und Eigenschaften der Materie mit dem atomaren Aufbau verstehen und qualitativ erklären können. | Thermische Bewegung der Atome, Aggregatszustände, Phasenübergänge, Temperatur und Temperaturskala, thermische Längen- und Volumenänderung |
| Energieerhaltungssatz auf thermische Prozesse anwenden. | Spezifische Wärmekapazität, kalorimetrische Mischungsrechnung; Arten von Energietransport unterscheiden: Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung |
| Kenntnisse über den Energieaustausch im Rahmen eines einfachen Atommodells besitzen. | Absorption und Emission in der Elektronenhülle der Atome |
| Eigenschaften und Veränderungen der Materie durch Radioaktivität kennen. | Radioaktive Zerfallsarten, Zerfallsgesetz, Kernenergie |
| Exemplarisch die Relevanz der physikalischen Grundlagen zum Energiebegriff aufzeigen. | Z.B. Treibhauseffekt, Solarhaus, Endlagerung … |
Elektrizität und Magnetismus
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Elektrostatische sowie ferromagnetische Phänomene kennen. | Ladung, Elementarladung, Coulombkraft, Polarisation, Influenz, Eigenschaften ferromagnetischer Stoffe |
| Einfache Gleichstromkreise zeichnen, aufbauen, ausmessen und berechnen können. | Stromstärke, Spannung, Widerstand, Messungen am Stromkreis, elektrische Leistung |
| Beziehung zwischen bewegten Ladungen und Magnetfeldern. | Lorentzkraft, Anwendungen der Lorentzkraft |
| Über grundlegende Kenntnisse im Umgang mit der Elektrizität im Alltag verfügen. | Einige mögliche Themen: Sicherung, Erdung, Stromschalter, Stecker, Phasenprüfer, Stromkosten |
Schwingungen und Wellen
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Schwingungen als Bewegungsform verstehen und beschreiben können. | Periode, Frequenz, Elongation, Amplitude, Diagramme |
| Wellenphänomene erkennen und beschreiben können. | Gekoppelte Oszillatoren, Wellenlänge, Frequenz, Ausbreitungsgeschwindigkeit, Transversal- und Longitudinalwellen, einfache Interferenzphänomene |
Moderne Physik
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Kenntnisse aus mindestens einem Gebiet der Physik des 20. Jahrhunderts haben. | Einige mögliche Themen: Teilchenphysik, Quantenphysik, Relativitätstheorie, Astrophysik, Atomphysik |
Physik in der Geschichte
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Innerhalb der oben dargestellten Themen Elemente der Physikgeschichte und ihrer gesellschaftlichen Relevanz erfahren. | Entwicklung von Theorien: an Biografien zeigen, wie Wissen entsteht Einfluss der Physik auf die wirtschaftlichen, kulturellen und gesellschaftlichen Entwicklungen |
Methoden der Physik
| Grobziele | Inhalte |
|---|---|
| Innerhalb der oben dargestellten Themen die Bedeutung von Messung und Experiment für die Erkenntnisgewinnung erfahren. | Messungen organisieren, durchführen, protokollieren, darstellen, interpretieren, mit der Theorie verknüpfen |
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