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Kompetenzen und Inhalte Klasse 9 und 10

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Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.

Hinweis: Die Inhaltsspalte erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit! Es können sowohl andere Inhalte gefunden als auch Inhalte anderen Kompetenzen zugeordnet werden.

Kompetenzen		Klasse	Inhalte
1. Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten
a) Die SuS können zwischen Beobachtung und physikalischer Erklärung unterscheiden.		9/10	❏ Bei jedem Experiment im Lehrer - Schüler - Gespräch, im Praktikum ❏ In Hausaufgaben, Klassenarbeiten
b) Die SuS können an Beispielen die physikalische Beschreibung anwenden.		9	❏ L-S-Gespräch, Hausaufgaben, Klassenarbeiten, GLF ❏ Auf Modellebene: Wärmeleitung, Zustandsänderungen, Felder ❏ Naturvorgänge: Zustandsänderungen, Radioaktivität, biologische Wirkungen ❏ Funktionsbeschreibung: Motor, Generator, Trafo, GM-Zählrohr, Kernspaltung ❏ Versuchsbeschreibungen: S-Versuche zur E-Lehre, Elektronik
		10	❏ Beschleunigungs- und Bremsvorgänge ❏ Trägheit ❏ Impulserhaltung ❏ Energieerhaltung ❏ Entropie als richtungweisende Größe ❏ Kraftkonzept
c) Die SuS können zwischen ihrer Erfahrungswelt und deren physikalischer Beschreibung unterscheiden.		9	❏ Innere Energie, Wärme, Temperatur
		10	❏ Trägheitssatz ❏ Fallgesetze ❏ Wurfbewegungen
d) Die SuS wissen, dass naturwissenschaftliche Gesetze und Modellvorstellungen Grenzen haben.		9	❏ Elektronenmodell, Atommodell, Kernmodell
		10	❏ Bewegungsgesetze ❏ Energieerhaltung ohne Reibung ❏ Reibungskräfte Siehe 13. Modellvorstellungen und Weltbilder
2. Physik als theoriegeleitete Wissenschaft
a) Die SuS können die naturwissenschaftliche Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Experiment, Bewertung, ... anwenden.		9	❏ Invariantenmethode: W = cmΔϑ, U = W/Q ❏ E-Lehre: S-Versuche, TA: Motor, Generator, Transformator, Problem-Aufgaben
		10	❏ Experimente zum freien Fall ❏ Bewegung mit konstanter Beschleunigung ❏ Impulserhaltungssatz (Stoßvorgänge)
b) Bei einfachen Zusammenhängen ein Modell erstellen, mit einer geeigneten Software bearbeiten und die berechneten Ergebnisse reflektieren.		9	❏ Elektronische Bauteile und Schaltungen untersuchen, entwerfen, erproben ❏ Radioaktiver Zerfall, Zerfallsreihen
		10	❏ Fallbewegung ohne und mit Luftwiderstand ❏ Wurfbewegungen ❏ Planetenbewegungen
3. Formalisierung und Mathematisierung in der Physik
a) Die SuS können den funktionalen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen erkennen, graphisch darstellen und Diagramme interpretieren.		9	❏ W=UIt, P=UI ❏ S-Versuche: Kennlinien elektronischer Bauteile ❏ Halbwertszeit, radioaktiver Zerfall bei mehreren Generationen
		10	❏ Behandlung der Bewegungsgesetze ❏ Impuls - Kraftstoß
b) Die SuS können funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen, die z. B. durch eine Formel vorgegeben werden, verbal beschreiben und interpretieren.		9	❏ W =cmΔϑ ❏ U = W/Q, W = UIt, P = UI
		10	❏ Bewegungsgleichungen ❏ F = m·a ❏ Gravitationskraft ❏ Zentripetalkraft ❏ Impuls ❏ Drehimpuls ❏ Entropie
c) Die SuS können vorgegebene, (auch bisher nicht im Unterricht behandelte) Formeln zur Lösung von physikalischen Problemen anwenden.		9	❏ Umwandlungswärmen ❏ Parallel- und Reihenschaltung von Widerständen ❏ Transformator ❏ Zerfallsgesetze
		10	❏ Reibungsgesetze ❏ Zentripetalkraft ❏ Drehmoment, Drehimpuls ❏ Rotationsenergie ❏ Ausgewählte Gleichungen der speziellen Relativitätstheorie
4. Spezifisches Methodenrepertoire der Physik
a) Die SuS können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen.		9	❏-Versuche zu: W =cmΔϑ, ❏ S-Versuche zu U = P/I, belastete Spannungsquelle, Solarzellen ❏ S-Versuche zu Kennlinien elektronischer Bauteile
		10	❏ Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit s ~ t ❏ Bewegung mit konstanter Beschleunigung s ~ t², v ~ t ❏ Proportionalitäten im Newton'sches Kraftgesetz ❏ Proportionalitäten im Gesetz für die Zentripetalkraft
b) Die SuS können Experimente unter Anleitung planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen.		9	❏ S-Versuche zu: W = cmΔϑ ❏ S-Versuche zu U = P/I, belastete Spannungsquelle, Solarzellen ❏ S-Versuche zu Kennlinien elektronischer Bauteile
		10	❏ Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ❏ Bewegung mit konstanter Beschleunigung ❏ Experimente zum Newton'schen Kraftgesetz ❏ Experimente zur Zentripetalkraft ❏ Experimente zu den Erhaltungssätzen
c) Die SuS können Strukturen erkennen und Analogien hilfreich einsetzen.		9	❏ Magnetisches Feld, elektrisches Feld ❏ Kernumwandlungen, radioaktiver Zerfall Siehe 9. Strukturen und Analogien
		10	❏ Entropiestrom in Analogie zum Wasserstrom oder Elektrischen Strom ❏ Energieträgerkonzept ❏ Struktur des Gravitationsfelds in Analogie zum Magnetfeld
d) Die SuS können computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum unter Anleitung einsetzen.		9	❏ S-Versuche zu Kennlinien elektronischer Bauteile ❏ S-Versuche zur natürlichen Radioaktivität
		10	❏ Bewegungsgesetze ❏ Versuche zur Impulserhaltung
e) Die SuS können die Methoden der Deduktion und Induktion an einfachen im Unterricht behandelten Beispielen erläutern.		9	❏ Induktion bei W = cmΔϑ, U = W/Q ❏ Deduktion bei W = UIt, P = UI
		10	❏ Induktive Verallgemeinerung: Newton'sches Kraftgesetz ❏ Deduktive Ableitung: Zeit-Weg-Gesetz für Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ❏ Deduktive Ableitung: Zeit-Weg-Gesetz für Bewegung mit konstanter Beschleunigung ❏ Deduktive Ableitung: Gleichung für die Bewegungsenergie ❏ Deduktive Ableitung: Gleichung für die Spannenergie ❏ Deduktive Ableitung: Zentripetalkraft ❏ Deduktion: Idealer Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine ❏ ❏
f) Die SuS können geeignete Größen bilanzieren.		9	❏
f) Die SuS können geeignete Größen bilanzieren.		10	❏ Energieerhaltungssatz ❏ Impulserhaltungssatz ❏ Drehimpulserhaltungssatz ❏ Entropie
5. Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik
a) Die SuS können Fragen erkennen, die sie mit Methoden der Physik bearbeiten und lösen.		9	❏ E-Lehre, Elektronik: Problemorientierte Aufgaben: Wie funktioniert ... ❏ Radioaktive Strahlung: Biol. Wirkungen, Schutzmaßnahmen, Anwendungen
		10	❏ Fahrradphysik ❏ Verkehrsphysik: Bremsvorgänge ❏ Volksfestphysik ❏ Fehlerhafte Artikel in Zeitschriften
b) Die SuS können physikalische Grundkenntnisse und Methoden für Fragen des Alltags sinnvoll einsetzen.		9	❏ Wärmeleitung: Wärmedämmung, Konstruktionsprinzipien, regenerat. Energien ❏ E-Lehre, Elektronik: Funktionsweisen elektrischer und elektronischer Geräte ❏ Schutzmaßnahmen vor Wärme, elektrischer Energie, radioaktiver Strahlung
		10	❏ Verkehrsphysik: Bremsvorgänge ❏ Fahrradphysik
c) Die SuS können Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungsbewusstes Handeln einsetzen.		9	❏ Nutzung elektrischer Energie, elektronischer Geräte, Kernenergie
		10	❏ Treibhauseffekt ❏ Reduzierung der Entropieerzeugung
d) Die SuS kennen charakteristische Werte der behandelten physikalischen Größen und können sie für sinnvolle physikalische Abschätzungen anwenden.		9	❏
		10	❏ Sinnvolle Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte ❏ Reibungskoeffizienten ❏ Auftretende Kräfte bei Beschleunigungen (z.B. auf dem Volksfest)
6. Physik als ein historisch-dynamischer Prozess
a) Die SuS können an Beispielen darstellen, dass physikalische Begriffe und Vorstellungen nicht statisch sind, sondern sich in einer fortwährenden Entwicklung befinden.		9	❏ Atommodelle ❏ Kernspaltung, Nutzung der Kernenergie
		10	❏ Geschichte der Bewegungslehre ❏ Energiebegriff ❏ Wärmevorstellung ❏ Entropiebegriff ❏ Vorstellungen zum Universum
b) Die SuS können an Beispielen darstellen, welche Faktoren zu Entdeckungen und Erkenntnis führen (Intuition, Beharrlichkeit, Zufall).		9	❏ Entwicklung der Atomvorstellung ❏ Entdeckung der Radioaktivität (Zufall: Becquerel) ❏ Entdeckung des Radiums (Intuition, Beharrlichkeit: Marie und Pierre Curie)
		10	❏ Entdeckung der Fallgesetze (Intuition, Beharrlichkeit, Zufall: Galilei) ❏ Entwicklung der Newton'schen Mechanik ❏ Weg zur Relativitätstheorie
7. Wahrnehmung und Messung
Wahrnehmung Lautstärke, Tonhöhe, Hören	Messung bzw. physikalische Beschreibung Amplitude, Frequenz	9	❏
Wahrnehmung Lautstärke, Tonhöhe, Hören	Messung bzw. physikalische Beschreibung Amplitude, Frequenz	10	❏
Schwere	Schwerkraft	9	❏
Schwere	Schwerkraft	10	❏ Zusammenhang zur Gravitationskraft herstellen
Helligkeit, Schatten, Farben, Sehen	Streuung, Reflexion, Brechung	9	❏ Wärme als Transportform gegen Temperaturbegriff abgrenzen
Helligkeit, Schatten, Farben, Sehen	Streuung, Reflexion, Brechung	10	❏
warm, kalt, Wärmeempfindung	Temperatur	9	❏
warm, kalt, Wärmeempfindung	Temperatur	10	❏
8. Grundlegende physikalische Größen
a) Neben dynamischen Betrachtungsweisen kennen die SuS die Erhaltungssätze und können sie vorteilhaft zur Lösung physikalischer Fragestellungen einsetzen.		9	❏ 1. Hauptsatz der Wärmelehre
		10	❏ Energieerhaltungssatz ❏ Impulserhaltungssatz ❏ Drehimpulserhaltungssatz
c) Die SuS kennen technische Möglichkeiten zum Energiesparen und zur Reduzierung von Entropieerzeugung .		9/10	❏ Energiewandler mit hohem Wirkungsgrad, Energieentwertung ❏ Wärmedämmung an Gebäuden ❏ Sinnvoller Umgang mit elektrischer Energie im Haushalt ❏ Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel
Die SuS können mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen. Inhalte: Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck Energie (Energieerhaltung) Elektrische Stromstärke, Spannung; Ladung (Ladungserhaltung), elektrisches Potential Kraft, Geschwindigkeit; Impuls (Impulserhaltung), Beschleunigung Entropie (Entropieerzeugung) Qualitativ: Zentripetalkraft, Drehimpuls (Drehimpulserhaltung)		9/10	Dazu gehören: Benennung und Beschreibung der Größe Formelzeichen, Einheiten, Umrechnung in andere Einheiten Sinnvolle Größenabschätzungen Umgang mit Pfeilgrößen (Vektoraddition) Sinnvolle, anwendungsorientierte, auch offene Aufgaben lösen Skizzen anfertigen, wenn möglich, Größen eintragen
9. Strukturen und Analogien
Die SuS kennen weitere Strukturen und Analogien und können mit den bisher schon bekannten komplexere Fragestellungen bearbeiten. Schall und Licht Energiespeicher, Beschreibung von mechanischen und elektrischen und thermischen Energietransporten Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand Qualitative Beschreibung von Feldern (Gravitationsfeld, magnetisches Feld, elektrisches Feld)		9	❏ Quantitativ Energiespeicher, Energietransporte ❏ Quantitativ: I = U/R (falls nicht schon in Klasse 8 behandelt) ❏ Analogie magnetisches Feld, elektrisches Feld
		10	❏ Energieflussdiagramme bei Wärmekraftmaschinen: ❏ Kühlschrank ❏ Wärmepumpe ❏ Stirlingmotor ❏ Ottomotor ❏ Wärmekraftwerk ❏ Analogien beim Gravitationsfeld zum elektrischen und magnetischen Feld
10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen
a) Die SuS können weitere Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben.		9	❏ Elektromotor, Generator, Transformator ❏ Elektronische Bauteile ❏ Komponenten von Kraftwerken
		10	❏ Treibhauseffekt ❏ Kühlschrank ❏ Wärmepumpe ❏ Stirlingmotor ❏ Ottomotor ❏ Wärmekraftwerk
b) Die SuS sind immer mehr in der Lage, physikalische Modelle auch in ihrem Alltag gewinnbringend einsetzen. Inhalte: Erde: atmosphärische Erscheinungen, Treibhauseffekt, Erdmagnetfeld Mensch: Physikalische Abläufe im menschlichen 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		9	❏ Erklärung von Wärmeleitung und Zustandsänderungen mit Teilchenmodell ❏ Erklärung der Elektrizitätsleitung mit Elektronenmodell ❏ Atommodell
		10	❏ Statistische Deutung der Entropie
12. Technische Entwicklungen und ihre Folgen
Die SuS können bei technischen Entwicklungen Chancen und Risiken abwägen und lernen Methoden kennen, durch die negative Folgen für Mensch und Umwelt minimiert werden. Inhalte: Natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt Kernspaltung und Radioaktivität Chancen und Risiken weiterer technischer Anwendungen		9	❏ Technikfolgenabwägung bei Kernspaltung und Radioaktivität ❏ Internetnutzung
		10	❏ Treibhauseffekt ❏ Energienutzung, Wärmepumpen
13. Modellvorstellungen und Weltbilder
Die SuS können anhand der behandelten Beispiele die Grenzen der klassischen Physik erläutern. Inhalte: Geschichtliche Entwicklung von Modellen und Weltbildern (z. B. Sonnensystem, Universum, Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie, Kausalität, deterministisches Chaos)		9	❏
		10	❏ Entwicklung des Sonnensystems ❏ Entwicklung des Universums ❏ Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie ❏ Kausalität - Newton'sche Mechanik, Bewegungsgesetze ❏ Deterministisches Chaos

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