Curriculum Physik für die Jahrgangsstufen 5–6

Curriculum Physik für die Jahrgangsstufen 5–6

Elektrizität im Alltag Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Elektrische

Schaltungen und ihre Funktionen

• an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von

Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt

• einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen

• geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben

• ein Modell zur Beschreibung des elektrischen Stromes entwickeln und nutzen

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Einfacher Stromkreis, Reihen- und Parallelschaltung, Fahrradbeleuchtung

UND- und ODER-Schaltung als Übung Beispiele für „knifflige“ Schaltungen,

Fahrradbeleuchtung als schülernahe Anwendung

Methodisches Vorgehen beim Experimentieren, Protokollieren, Beschreiben, Erklären

Leiter, Nichtleiter, Sicherheit beim Umgang mit

elektrischem Strom

Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit elektrischem Strom

Nennspannungen von elektrischen Quellen und Geräten Modelle für den elektrischen Strom entwickeln

Was der Strom alles bewirken kann

• an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden

• an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen

• in Transportketten Energie halbquantitativ bilanzieren und dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde legen

• an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann

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Wirkungen des elektrischen Stroms

Wärme-, Licht-, magnetische und chemische Wirkung, Kurzschluss

Sicherungen Energie und ihre

Nutzung,

Energieumwandlung, Energietransport- ketten

Erhaltung und Entwertung von

Qualitative Betrachtung an Beispielen

Nutzbarkeit unterschiedlicher Energieformen vergleichen

Postanschrift email Internet

Breddestr. 8 58452 Witten

schillergy.s@witten.de www.schiller-witten.de

Magische Anziehung / Abstoßung bei Magneten

• beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können

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Magnete und Wirkungen, Elektromagnet Vergleich: Dauer- und Elektromagnet

Fernwirkung der magnetischen Kraft, magnetisches Feld Bekannte Anwendungen der magnetischen Kraft

Lasten heben mit Elektromagneten

Basiskonzepte in der Physik

Reflexion der erworbenen Kompetenzen

Sonne - Temperatur – Jahreszeiten Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Was sich mit der

Temperatur alles ändert

• an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen

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Temperatur und ihre Messung,

Thermometer, Celsius-Skala, Kalibrierung eines Thermometers

Temperatur und Wärmeempfinden Temperaturmessungen,

Regeln zur Messung der Temperatur

Volumen- und Längenänderungen bei Erwärmung und Abkühlung

Teilchenbewegung

Anwendungen für Volumenänderungen (evtl. Schülervorträge)

Leben bei verschiedenen Temperaturen

• an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann

• geeignete Wärmeschutzmaßnahmen nennen

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Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Die Sonne – unsere

Lebensquelle

• an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern.

• Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben.

4

Aggregatzustände, Teilchenmodell

Aggregatzustandsänderungen und ihre Umwandlungstemperaturen

Aggregatzustandsänderungen mit dem Teilchenmodell Orientierung am

Stand der Sonne

• den Sonnenstand als eine wesentliche Größe für die Temperaturen auf der Erdoberfläche erkennen

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Entstehung von Tag und Nacht

Verhältnisse bei Tag und Nacht sowie der Jahreszeiten durch Modellglobus erfahrbar machen

Entstehung der Jahreszeiten

Hören Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Physik und Musik • Grundgrößen der Akustik nennen

• Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag erläutern

• Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr identifizieren

• geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung nennen

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Schall und

Schallausbreitung, Schallquellen, menschliche

Stimme, Hörbereich, Ohr

Lärm und Lärmschutz

Basiskonzepte

Sicher im

Straßenverkehr

• Bildentstehung, Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären

10 Lichtquellen,

Ausbreitung von Licht, Absorption, Streuung und Reflexion, das Sehen

Einfache Experimente zu Licht und Schatten Projekt: „Sehen und gesehen werden“

(Personenschutz im Straßenverkehr) Vergleich zwischen Licht- und Schallausbreitung

Bilder durch Öffnungen und an Spiegeln

Lochkamera

Projekt „Mit den Augen sehen“

Licht und Schatten, Mondphasen, Sonnen- und Mondfinsternis

Mondphasen, Sonnen- und Mondfinsternis durch Modelle erfahrbar machen

Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Unsichtbares

sichtbar machen (Jgst. 6 oder Jgst. 8)

• technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft beurteilen

• die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben

• Absorption, Reflexion und Brechung von Licht beschreiben

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Brechung von Licht, Brechungsgesetz, Totalreflexion und Anwendungen

Beobachtung und Beschreibung optischer Phänomene Durchführung und Protokollieren von Schülerexperimenten

Untersuchungen mit Linsen,

Strahlenverlauf, Bilder auf der

Experimente zum Strahlenverlauf Schulung der Sorgfalt

Kommunikation in Alltags- und Fachsprache

Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Die Welt der Farben

(Jgst. 6 oder Jgst. 8)

• technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern

• Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung beschreiben

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Zerlegung von weißem Licht,

Spektrum, infrarotes und ultraviolettes Licht

Vorkenntnisse systematisieren und auf UV- und IR-Licht erweitern

Additive und subtraktive Farbmischung große Sehhilfen – Teleskop und Spektroskop

(Jgst. 6 oder Jgst. 8)

• den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären

4

Teleskope Anknüpfung an Vorkenntnisse der Klasse 5/6 (Tag und Nacht, Himmelsbeobachtung und Sternbildern)

Erweiterung der Untersuchungsmethoden des Weltalls

Curriculum Physik für die Jahrgangsstufen 8–9

Elektrizität – messen, verstehen, anwenden Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Elektro-

installationen und Sicherheit rund ums Haus

• die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells erklären

• Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben

• die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie beschreiben

• den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie kennen und zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen

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Sicherheit, Quellen elektrischer Energie, elektrische Ladung,

Thematisierung der Unterscheidung zwischen Alltags- und Fachsprache

Bewegte Ladung, elektrische

Stromstärke,

Hausinstallation und Sicherheit

„Arbeiten mit Modellen“ am Beispiel des Modells

Wasserstromkreis; Wiederholung und Vertiefung der Kenntnisse aus der Klasse 5/6

• einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen

• den Energiefluss in Stromkreisen beschreiben und an Beispielen aus dem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden Elektrische

Spannung

elektrische Spannung als Stärke des Antriebs des elektrischen Stroms

Reihen- und Parallelschaltung von Batterien Zusammenhang

zwischen Spannung und Stromstärke, elektrischer Widerstand,

Durchführung, Protokollieren und Auswerten von Schülerexperimenten

Lösen physikalisch-mathematischer Aufgaben

Vertiefendes Üben an Berechnungen zum Widerstand

Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Elektrische

Schaltungen

• die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden

• technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt

vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern

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Parallel- und Reihenschaltung, Stromstärke und Spannung in unverzweigten und verzweigten

Stromkreisen

Verallgemeinerung der Gesetze in unverzweigten und

verzweigten Stromkreisen mithilfe des Modells Wasserstromkreis

Widerstand in unverzweigten und verzweigten

Stromkreisen

Gesetze für die Widerstände in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen

Kraft – Arbeit – Energie Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Einfache

Maschinen

• die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen

• den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter

Energiemenge, Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen

• technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen

• Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen

• Kraft als vektorielle Größe beschreiben

• die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben

• die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft beschreiben

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Kräfte und ihre Wirkungen, Messen und Darstellen von Kräften,

Kräfteaddition

• Wirkungen und Wandlungen von Kräften untersuchen

• einfache Geräte und Maschinen untersuchen

Masse und Einüben des „Erklärens“ mit Hilfe eines Gedankenexperiments

Hebel, Rollen, Flaschenzüge, mechanische Arbeit

Erkennen qualitativer und quantitativer Zusammenhänge bei Kraftwandlern in Schülerexperimenten

Üben der Mathematisierung von Zusammenhängen und des Nutzens und Umstellens von Formeln sowie des Berechnens von Größen nach einem verabredeten sinnvollen Schema, z.B. am Hebelgesetz

Physik und Sport • die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik erkennen und

beschreiben

• Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben 12

Kräfte und Be-

wegungsänderungen

Trägheit der Masse als weitere Eigenschaft eines Körpers

Mechanische und kinetische Energie, Arbeit, Umwandlung und Erhaltung mechanischer Energie, Leistung

Anknüpfung an die Kompetenzen aus der Klasse 5/6 und Erweiterung

• an Vorgängen Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen

• Idee der Energieerhaltung verfolgen

• an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann

• an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern

(Temperaturänderung, Verformung, Bewegungsänderung, …) und die mit ihnen verbundenen

Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen.

Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Arbeit und Energie

Tauchen in Natur und Technik

• Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen

• Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden

• Schweredruck formal beschreiben und in Beispielen anwenden 14

Druck,

Schweredruck und hydrostatisches

Verdeutlichung der Zusammenhänge zur Dichte

Radioaktivität und Kernenergie Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Strahlendiagnostik

und

Strahlentherapie

• Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben

• die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben

• Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen

• Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung bewerten

• experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung beschreiben

• die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie beschreiben und damit mögliche medizinische Anwendungen und

Schutzmaßnahmen erklären

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Aufbau und Größe von Atomen, Nuklide und Isotope

Einstieg über den Kontext „Strahlendiagnostik und Strahlentherapie“

Röntgenstrahlung, Diagnostik und Therapie, Strahlenschutz, natürliche und künstliche Radioaktivität

Thematisierung des Strahlenschutzes ausgehend von den historischen Entdeckungen (Röntgenstrahlung, Entdeckung der natürlichen Radioaktivität) und dem sorglosen Umgang mit Strahlung

Gegenübergestellung von künstlicher und natürlicher Radioaktivität

Kernzerfall, ionisierende

Strahlung, natürliche und künstliche Strahlenbelastung, Anwendungen

Anwendungsbeispiele wie die Altersbestimmung mit Kohlenstoff und Blei

Nutzung radioaktiver Nuklide in Medizin und Technik

Radioaktivität und Kernenergie – Nutzen und Gefahren

• verschiedene Möglichkeiten der Energie-gewinnung, - aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und

Akzeptanz diskutieren

• beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus

erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann

• Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene beschreiben

• den Aufbau von Systemen beschreiben und die

Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung)

• technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern

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Kernspaltung und Kernkraftwerke

„Bewerten“ als Methode einführen

Finden geeigneter Bewertungskriterien und Ableiten eines Werturteils

Kernfusion, Kräfte und Energien im Atomkern

Aufgreifen und Ergänzen des Wissen zum Atomaufbau bei der Behandlung der Kernfusion und

Effiziente Energienutzung Kontexte /

Basiskonzepte

Kompetenzen / Hinweise

S Strom für zu Hause • den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter

Energiemenge, Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen

• den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie kennen und zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen

• umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke bestimmen

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Magnetfelder Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise eines