Physik

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Die Biologie - eine Herzensangelegenheit


Unsere Gesellschaft und unsere kulturelle Identität werden zu großen Teilen durch Naturwissenschaft und Technik geprägt. Hierbei fungieren naturwissenschaftliche Erkenntnisse als Grundlage für ein fortschrittliches Weltbild und gesellschaftliche und technische Entwicklung.

Im Fokus der Biologie steht die Beschäftigung mit den verschiedenen Systemebenen des Lebens – von der Zelle über Organismen bis zur Biosphäre. Im Rahmen der Auseinandersetzung mit der Biologie bedarf es einer Betrachtung dieser vielfältigen Systeme aus diversen Blickwinkeln.


Erkenntnisse aus der Biologie kann den Menschen in ihrer Funktion sowohl als Teil der Natur als auch als Einwirkender auf diese von Nutzen sein. In der Biologie kann den Schülerinnen und Schülern beispielhaft das Abhängigkeitsverhältnis von Mensch und Umwelt vermittelt werden. Zugleich erhalten die Schülerinnen und Schüler im Rahmen der Gesundheitserziehung anhand biologischer Fragestellungen eine Einsicht in den Aufbau und die Funktion des menschlichen Körpers. Schließlich wird durch die Behandlung fortschreitender Entwicklungen etwa im Bereich der Medizin und Nahrungsversorgung die Relevanz der Biologie auch im technologischen Bereich verdeutlicht.

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Unsere Gesellschaft und unsere kulturelle Identität werden zu großen Teilen durch Naturwissenschaft und Technik geprägt. Hierbei fungieren naturwissenschaftliche Erkenntnisse als Grundlage für ein fortschrittliches Weltbild und gesellschaftliche und technische Entwicklung.

Was ist Physik?

Die Antwort auf die Frage ist nicht einfach. Eins ist Physik auf jeden Fall: Spannend und vielseitig. Von unserer menschlichen Neugier angetrieben versucht die Physik durch experimentelle Methoden und theoretische Modelle die Natur zu verstehen. Dabei reichen die Untersuchungen von den kleinsten Bestandteilen eines Atoms bis hin zu den gigantischen Strukturen unseres Weltalls.

Ihre Erkenntnisse sind Grundlage für technische Neuerungen (Smartphone, Elektromobilität) und werden in vielen Berufsgruppen genutzt (Medizin, Bauwesen, IT, ...). Physik steht in Verbindung zu den verwandten Naturwissenschaften wie Biologie, Chemie und Geowissenschaften, in denen häufig auf Erkenntnisse der Physik aufgebaut wird.

 Praktisches und digitales Arbeiten im Physik-Unterricht

Digitale Ausstattung

In beiden Fachräumen stehen flächendeckendes Internet, Desktop-PC’s, Dokumentenkameras und Beamer zur Verfügung. Daten von mobilen Endgeräten können über AppleTV drahtlos projiziert werden.

 

Experimentelles Arbeiten

Im Physikunterricht finden die Schüler:innen vielfältige Anlässe, natürliche und technische Phänomene unter eigenen Fragestellungen – insbesondere auch experimentell – zu erkunden und sich auf der Basis physikalischer Modelle Erklärungen zu erarbeiten. Dazu steht zu alle Themengebieten in der Sekundarstufe I und der Einführungsphase der Oberstufe umfangreiches Experimentiermaterial zur Verfügung. In der Qualifikationsphase sind die abiturrelevanten Experimente zentraler Gegenstand des Unterrichts. Dabei kann auf eine umfangreiche Ausstattung von Realexperimenten zurückgegriffen werden, welche an didaktisch und pädagogisch sinnvollen Stellen durch digitale Angebote erweitert wird.

Schülerversuch aus der Optik (Mittelstufe)

Digitales Arbeiten

Schritt für Schritt werden die Schüler:innen an digitales Arbeiten herangeführt. Dazu stehen umfangreiche Werkzeuge zur Verfügung:


Eingesetzt werden grafikfähige Taschenrechner, Smartphones, iPads oder die Computerräume.

Schülerversuch aus der Mechanik mit digitalem Arbeitsblatt (Mittelstufe)

 Inhaltsübersicht aus dem schulinternen Lehrplan SEK I (G9)

Inhaltsübersicht

Jahrgangstufe 6:


Temperatur und Wärme

  • Wie funktionieren unterschiedliche Thermometer?
  •  Wie beeinflusst die Temperatur Vorgänge in der Natur?

Elektrischer Strom und Magnetismus

  • Was geschieht in elektrischen Geräten?
  • Warum zeigt uns der Kompass die Himmelsrichtung?

Schall

  • Wie lässt sich Musik physikalisch beschreiben?
  • Wie schützt man sich vor Lärm?
  • Schall ist nicht nur zum Hören gut!

Licht

  • Sicher mit dem Fahrrad im Straßenverkehr!
  • Wie entsteht ein Bild in einer (Loch-)Kamera?
  • Unterschiedliche Strahlungsarten – nützlich, aber auch gefährlich!

Jahrgangsstufen 9&10

Jahrgangstufen 9&10:


Optische Instrumente

  •  Wie entsteht ein Spiegelbild?
  • Farben! Wie kommt es dazu?
  • Wie entsteht auf der Netzhaut ein scharfes Bild?
  • Wie können wir Zellen und Planeten sichtbar machen?

Sterne und Weltall

  • Wie entstehen Mondphasen, Finsternisse und Jahreszeiten?
  •  Was kennzeichnet die verschiedenen Himmelsobjekte?

Bewegung, Kraft und Energie

  • Wie schnell bin ich?
  • Wie kann ich mit kleinen Kräften eine große Wirkung erzielen?
  • Was ist Energie? Wie kann ich schwere Dinge heben?

Druck und Auftrieb

  • Was ist Druck?

Elektrizität

  • Warum schlägt der Blitz ein?
  • Wann ist Strom gefährlich?

Ionisierende Strahlung und Kernenergie

  • Ist ionisierende Strahlung gefährlich oder nützlich?
  • Ist die Kernenergie beherrschbar?

Energieversorgung

  • Wie erfolgt die Übertragung der elektrischen Energie vom Kraftwerk bis zum Haushalt?
  • Wie können regenerative Energien zur Sicherung der Energieversorgung beitragen?



 Inhaltsübersicht aus dem schulinternen Lehrplan SEK II (G9)

Inhaltsübersicht

Jahrgangstufe 11 (Einführungsphase):


Mechanik

  • Kräfte und Bewegungen
  • Energie und Impuls
  • Gravitation
  • Schwingungen und Wellen

Inhaltsübersicht

Grundkurs Jahrgangstufen 12&13:


Quantenobjekte

  • Elektron und Photon (Teilchenaspekt, Wellenaspekt)
  • Quantenobjekte und ihre Eigenschaften

Elektrodynamik

  • Spannung und elektrische Energie
  • Induktion
  • Spannungswandlung

Strahlung und Materie

  • Spektrum der elektromagnetischen Strahlung
  • Energiequantelung in der Atomhülle
  • Ionisierende Strahlung
  • Kernumwandlung
  • Standardmodell der Elementarteilchen

Relativität von Raum und Zeit

  • Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
  • Zeitdilatation
  • Veränderlichkeit der Masse
  • Energie-Masse-Äquivalenz

Inhaltsübersicht

Lestungskurs Jahrgangsstufen 12&13 


Relativitätstheorie

  • Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
  • Problem der Gleichzeitigkeit
  • Zeitdilatation und Längenkontraktion
  • Relativistische Massenzunahme
  • Energie-Masse-Beziehung
  • Der Einfluss der Gravitation auf die Zeitmessung

Elektrik

  • Eigenschaften elektrischer Ladungen und ihrer Felder
  • Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
  • Elektromagnetische Induktion
  • Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Quantenphysik

  • Licht und Elektronen als Quantenobjekte
  • Welle-Teilchen-Dualismus und Wahrscheinlichkeitsinterpretation
  • Quantenphysik und klassische Physik

Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik

  • Atomaufbau
  • Ionisierende Strahlung
  •  Radioaktiver Zerfall
  • Kernspaltung und Kernfusion
  • Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen

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