1. PHYSIK ALS NATURBETRACHTUNG UNTER BESTIMMTEN ASPEKTEN

Die Schülerinnen und Schüler können zwischen Beobachtung und physikalischer Erklärung unterscheiden; zwischen ihrer Erfahrungswelt und deren physikalischer Beschreibung unterscheiden; an Beispielen die physikalische Beschreibungsweise anwenden. Außerdem wissen die Schülerinnen und Schüler, dass naturwissenschaftliche Gesetze und Modellvorstellungen Grenzen haben.

2. PHYSIK ALS THEORIEGELEITETE ERFAHRUNGSWISSENSCHAFT

Die Schülerinnen und Schüler können die naturwissenschaftliche Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Experiment, Bewertung, ... anwenden; bei einfachen Zusammenhängen ein Modell erstellen, mit einer geeigneten Software bearbeiten und die berechneten Ergebnisse reflektieren.

3. FORMALISIERUNG UND MATHEMATISIERUNG IN DER PHYSIK

Die Schülerinnen und Schüler können den funktionalen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren; funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen, die zum Beispiel durch eine Formel vorgegeben werden, verbal beschreiben und interpretieren; vorgegebene (auch bisher nicht im Unterricht behandelte) Formeln zur Lösung von physikalischen Problemen anwenden.

4. SPEZIFISCHES METHODENREPERTOIRE DER PHYSIK

Die Schülerinnen und Schüler können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen; Experimente unter Anleitung planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen; Strukturen erkennen und Analogien hilfreich einsetzen; computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum unter Anleitung einsetzen; die Methoden der Deduktion und Induktion an einfachen im Unterricht behandelten Beispielen erläutern; geeignete Größen bilanzieren.

5. ANWENDUNGSBEZUG UND GESELLSCHAFTLICHE RELEVANZ DER PHYSIK

Die Schülerinnen und Schüler können Fragen erkennen, die sie mit Methoden der Physik bearbeiten und lösen; physikalische Grundkenntnisse und Methoden für Fragen des Alltags sinnvoll einsetzen; Zusammenhänge zwischen lokalem Handeln und globalen Auswirkungen erkennen und dieses Wissen für ihr eigenes verantwortungsbewusstes Handeln einsetzen. Die Schülerinnen und Schüler kennen charakteristische Werte der behandelten physikalischen Größen und können sie für sinnvolle physikalische Abschätzungen anwenden.

6. PHYSIK ALS EIN HISTORISCH-DYNAMISCHER PROZESS

Die Schülerinnen und Schüler können an Beispielen darstellen, dass physikalische Begriffe und Vorstellungen nicht statisch sind, sondern sich in einer fortwährenden Entwicklung befinden; welche Faktoren zu Entdeckungen und Erkenntnissen führen (Intuition, Beharrlichkeit, Zufall, …).

7. WAHRNEHMUNG UND MESSUNG

Die Schülerinnen und Schüler können den Zusammenhang und den Unterschied zwischen der Wahrnehmung beziehungsweise Sinnesempfindung und ihrer physikalischen Beschreibung bei folgenden Themenstellungen darstellen:

Inhalte

• Wahrnehmung: Lautstärke, Tonhöhe, Hören – Messung: Amplitude, Frequenz
• Wahrnehmung: Schwere – Messung: Schwerkraft
• Wahrnehmung: Helligkeit und Schatten, Farben, Sehen – physikalische Beschreibung: Streuung,Reflexion, Brechung
• Wahrnehmung : warm, kalt, Wärmeempfindung – Messung: Temperatur

8. GRUNDLEGENDE PHYSIKALISCHE GRÖSSEN

Neben dynamischen Betrachtungsweisen kennen die Schülerinnen und Schüler die Erhaltungssätze und können sie vorteilhaft zur Lösung physikalischer Fragestellungen einsetzen. Die Schülerinnen und Schüler kennen technische Möglichkeiten zum „Energiesparen“ und zur Reduzierung von „Entropieerzeugung“. Die Schülerinnen und Schüler können mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen:

Inhalte

• Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck
• Energie (Energieerhaltung)

• elektrische Stromstärke, elektrisches Potenzial, elektrische Spannung, elektrische Ladung (Ladungserhaltung)
• Kraft, Geschwindigkeit, Impuls (Impulserhaltung), Beschleunigung

• Entropie (Entropieerzeugung)
• qualitativ: Zentripetalkraft, Drehimpuls (Drehimpulserhaltung)

9. STRUKTUREN UND ANALOGIEN

Die Schülerinnen und Schüler erkennen weitere Strukturen und Analogien und können mit den bisher schon bekannten komplexere Fragestellungen bearbeiten:

Inhalte

• Schall und Licht
• Energiespeicher, Beschreibung von mechanischen, elektrischen und thermischen Energietransporten

• Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand
• qualitative Beschreibung von Feldern (Gravitationsfeld, magnetisches Feld, elektrisches Feld)

10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN

Die Schülerinnen und Schüler können weitere Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben. Sie sind immer mehr in der Lage, physikalische Modelle auch in ihrem Alltag gewinnbringend einzusetzen.

Inhalte

• Erde: atmosphärische Erscheinungen, Treibhauseffekt, Erdmagnetfeld
• Mensch: physikalische Abläufe im menschlichen Körper, medizinische Geräte, Sicherheitsaspekte
• Alltagsgeräte (zum Beispiel Elektromotor)
• Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (zum Beispiel Generator) – auch regenerative Energieversorgung (zum Beispiel Solarzelle, Brennstoffzelle)

• Informationstechnologie und Elektronik – auch einfache Schaltungen mit elektronischen Bauteilen

11. STRUKTUR DER MATERIE

Die Schülerinnen und Schüler können Teilchenmodelle an geeigneten Stellen anwenden und kennen eine zeitgemäße Atomvorstellung.

Inhalte

• Atomhülle, Atomkern

12. TECHNISCHE ENTWICKLUNGEN UND IHRE FOLGEN

Die Schülerinnen und Schüler 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, Radioaktivität

• Chancen und Risiken weiterer technischer Anwendungen

13. MODELLVORSTELLUNGEN UND WELTBILDER

Die Schülerinnen und Schüler können anhand der behandelten Beispiele die Grenzen der klassischen Physik erläutern.

Inhalte

• Geschichtliche Entwicklung von Modellen und Weltbildern (zum Beispiel Sonnensystem, Universum, Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie, Kausalität, deterministisches Chaos)