Klassen
-stufe
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Kompetenzen aus dem Bildungsplan 2004 Baden-Württemberg
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Verbindliche Inhalte des Bildungsplanes 2004 Baden-Württemberg und
inhaltliche Forderungen der KMK-Standards
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Konkretisierungen in den Muster-Kerncurricula
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Mögliche Ergänzungen für das Schulcurriculum
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8. Grundlegende physikalische Größen
Die SuS können mit grundlegenden physikalischen Größen umgehen.
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Energie
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Potenzialunterschied und die verursachten Strömungen
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elektrische Spannung
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elektrisches Potenzial
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elektrische Stromstärke
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qualitativ: elektrische Ladung
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Energie
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Energiestromstärke bzw. Leistung (als Energie pro Zeit)
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elektrische Ladung (qualitativ)
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elektrische Stromstärke
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elektrisches Potenzial
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elektrische Spannung (als elektrische Potenzialdifferenz)
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9. Strukturen und Analogien
Die SuS können Strukturen und Analogien erkennen.
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Für den Transport und bei der Nutzung von Energie kann ein Wechsel der Energieformen bzw. des Energieträgers stattfinden.
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qualitativ: Energiespeicher
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Beschreibung von elektrischen Energietransporten
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Ströme benötigen einen Antrieb (Ursache) und können durch Widerstände in ihrer Stärke beeinflusst werden.
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qualitativ: Strom, Antrieb (Ursache), Widerstand
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elektrischer Stromkreis
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elektrische Energiespeicher (qualitativ)
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Beschreibung von elektrischen Energietransporten (qualitativ)
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Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand (qualitativ)
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Umgang mit Messgeräten zur Messung von elektrischer Spannung, elektrischer Stromstärke
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Parallel- und Reihenschaltung von elektrischen Quellen
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Analogie des elektrischen Stromkreises zu Wasserströmen und Luftströmen
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10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen
Die SuS können
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elementare Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben;
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physikalische Modelle auch in ihrem Alltag gewinnbringend einsetzen.
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Mensch: Sicherheitsaspekte
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Alltagsgeräte (zum Beispiel Elektromotor)
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Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (zum Beispiel Generator) - auch regenerative Energieversorgung (zum Beispiel Solarzelle, Brennstoffzelle)
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Generator, Motor
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Mensch: Sicherheitsaspekte
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Alltagsgeräte
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Elektromotor, Generator (funktionale Beschreibung bzgl. der Energieumsetzung genügt)
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Umgang mit Messgeräten zur Messung elektrischer Energie bzw. elektrischer Energiestromstärke (Leistung)
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Solarzelle, Brennstoffzelle (funktionale Beschreibung bzgl. der Energieumsetzung genügt)
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Energieversorgung: Kraftwerke, regenerative Energieversorgung
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Weitere quantitative Energiemessungen an Alltagsgeräten
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8. Grundlegende physikalische Größen
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Neben dynamischen Betrachtungsweisen kennen die SuS die Erhaltungssätze und können sie vorteilhaft zur Lösung physikalischer Fragestellungen einsetzen.
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Die SuS können mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen.
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Die Gesamtheit der Energien bleibt konstant.
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Energie (Energieerhaltung)
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elektrische Spannung
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elektrisches Potenzial
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elektrische Stromstärke
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elektrische Ladung (Ladungserhaltung)
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Wirkungsgrad
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Akkumulator
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elektrische Ladung
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elektrische Stromstärke
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Ladungserhaltung (auch Knotenregel)
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elektrisches Potenzial
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elektrische Spannung
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Umgang mit Messgeräten zur Messung der elektrischen Spannung, der elektrischen Stromstärke
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Maschenregel bzw. Bilanzierung mit elektrischem Potenzial
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einfache Reihen- und Parallelschaltungen
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hierbei auch Schaltung von Messgeräten zur Messung von Spannung und
Stromstärke
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hierbei auch Einsatz eines computerunterstützten Messwerterfassungssystems
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Weitere Strom- und Spannungsmessungen im Schülerpraktikum
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Elektronen
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In Vorbereitung auf die Kursstufe empfehlenswert: Vorwiderstand, Potenziometer
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9. Strukturen und Analogien
Die SuS erkennen weitere Strukturen und Analogien und können mit den bisher schon bekannten komplexere Fragestellungen bearbeiten.
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Für den Transport und bei der Nutzung von Energie kann ein Wechsel der Energieformen bzw. des Energieträgers stattfinden.
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qualitativ: Energiespeicher
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Beschreibung von elektrischen Energietransporten
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Ströme benötigen einen Antrieb (Ursache) und können durch Widerstände in ihrer Stärke beeinflusst werden.
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qualitativ: Strom, Antrieb (Ursache), Widerstand
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elektrischer Stromkreis
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Körper können durch Felder aufeinander einwirken
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qualitative Beschreibung von Feldern (Gravitationsfeld, magnetisches Feld,
elektrisches Feld)
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Kräfte zwischen Ladungen
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Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand
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Kennlinien von Energiequellen und -senken
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R = U/I
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Widerstand bei einfachen Parallel- und Reihenschaltungen
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Leistung bzw. Energiestromstärke
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auch quantitativer Umgang mit folgenden Formeln:
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Feld als physikalisches System
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qualitative Analogie von Gravitationsfeld, magnetischem Feld und elektrischem
Feld
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Energieflussdiagramme für weitere Alltagsgeräte
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Vor dem Widerstand: Einführung des Leitwertes
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Weitere Aufnahme von Kennlinien, z.B. von LED, Peltier-element, Glühlampe, Batterie
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Aufnahme von Kennlinien mit Computer-Messwerterfassungs-System
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Erweiterung des Spannungsbegriffes über ΔE = U · ΔQ
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In Vorbereitung auf die Kursstufe empfehlenswert: Grundkenntnisse über elektromagnetische Induktion
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10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen
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Die SuS können weitere Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben;
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Sie sind immer mehr in der Lage, physikalische Modelle auch in ihrem Alltag gewinnbringend einsetzen.
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Mensch: Sicherheitsaspekte, medizinische Geräte
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Alltagsgeräte (zum Beispiel Elektromotor)
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Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (zum Beispiel Generator) - auch regenerative Energieversorgung (zum Beispiel Solarzelle, Brennstoffzelle)
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Generator, Motor, Transformator, Akkumulator
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Informationstechnologie und Elektronik - auch einfache Schaltungen mit elektronischen Bauelementen
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Sicherheitsaspekte insbesondere beim Experimentieren und beim Umgang mit Alltagsgeräten
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funktionale Beschreibung von Elektromotor und Dynamo sowie weiteren Alltagsgeräten
(Geräte erkennen, graphische Darstellung von Energietransporten mit
den zugehörigen Größen, evtl. auch mit Entropieerzeugung)
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Generator
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Solarzelle
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Brennstoffzelle
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Diode als richtungsabhängiger Widerstand
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Transistor als steuerbarer Widerstand (funktionale Beschreibung)
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Vertiefung: Medizinische Auswirkungen der Elektrizität auf den Menschen
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Elektrizität in der Medizin (EKG, Elektrotherapie, Nervenleitung, ...)
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Lorentzkraft (Kraft auf stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld) und Induktion als Anwendung der Lorentzkraft
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Projekte:
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Besuch in einem Kraftwerk
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Regenerative Energiequellen
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Verstärkerschaltung (Schalter, Potenziometer, MOSFET-Schaltung)
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Schaltung mit Transistor und Fotowiderstand und anderen Sensoren
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