Bernd Sykora

Studienleiter i.Atz.

Physik - was wird im Abitur verlangt ?
Bildungsgang Gymnasium Unterrichtsfach Physik Der Unterricht in der Sekundarstufe II
Die verbindlichen und fakultativen Unterrichtsinhalte der Jahrgangsstufen 11 bis 13
(Quelle: Lehrpläne-Cd 2003)  Zurück

Die Jahrgangsstufe 11

Mechanik und Grundlagen der Wärmelehre - Std.: 46
Begründung:
Ziel der Jahrgangsstufe 11 ist die vertiefte Einführung in die Arbeitsweise der Physik. Dafür eignet sich das Gebiet Mechanik in besonderer Weise. Die hier erarbeiteten Grundbegriffe dienen auch der Abrundung der bisher im Physikunterricht erarbeiteten Prinzipien und Inhalte für Schülerinnen und Schüler, die Physik nach dieser Klassenstufe nicht weiter betreiben.
Besondere Bedeutung erhält der Inhaltsbereich „Mechanik und Grundlagen der Wärmelehre“ als Bindeglied zwischen Mittelstufe und gymnasialer Oberstufe, da hier fundamentale und phänomenologisch gewonnene Erfahrungen aus dem Elementarunterricht mit den wesentlichen Grundlagen eines Begriffsystems der Physik sowie mit typischen Arbeitsweisen verbunden werden. Die mathematische Beschreibung in vektorieller Form erlangt besondere Bedeutung. Gleichzeitig wird die Basis für zahlreiche Modelle weiterer Inhaltsbereiche der Physik geschaffen.

Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich)
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Mögliche Leitthemen: Technik und Mechanik; Sport und Biomechanik; Verkehr; das mechanistische Weltbild; Himmelsmechanik



Qualifikationsphase
Grundkurse 12.1
Elektrisches und magnetisches Feld - Std.: 36
Begründung:
Die Erarbeitung und Vertiefung der zentralen Begriffe des Feldes und der Energie stellt einen Schwerpunkt physikalischen Denkens dar. Die Elektrizitätslehre bietet in besonderem Maße die Möglichkeit Anwendungsbezüge herzustellen.
Es werden die Einzelkenntnisse der Mittelstufe, wie z.B. Ladung, Spannung, Stromstärke, Induktion, vertieft und in einen Zusammenhang gebracht. Für Grundkurse eröffnet sich die Möglichkeit, die Inhalte in schülernahe Zusammenhänge (z.B. historische Bezüge bzw. technische Entwicklungen) zu stellen und so die Fachsystematik in Grenzen zu halten.
Bei der Konzeption des Kurses sollen neuere technische Entwicklungen berücksichtigt werden.

Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich):
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Schülerreferate, Präsentationen mit Filmmaterial und Unterrichtssoftware
Mögliche Leitthemen: Historische Entwicklung des physikalischen Begriffssystems am Beispiel Feld und Energie; Elektrizität im 19. und 20. Jahrhundert; Bedeutung der Elektrizität und der Elektrotechnik in unserer Gesellschaft;


Grundkurse 12.2
Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen - Std.: 36
Begründung:
Schwingungs- und Wellenphänomene sind in Natur und Technik vielfältig zu beobachten und von besonderer Bedeutung. Diese sich oft ganz verschiedenartig darstellenden und z.T. Sehr komplexen Erscheinungen aus unterschiedlichen Bereichen der Physik lassen sich jedoch gleichartig beschreiben. Dieses Sachgebiet gestattet in besonderem Maße die Auseinandersetzung mit Phänomenen in Natur, Alltag und technischen Entwicklungen mit ihren verschiedenen Wellenlängenbereichen. Hierdurch bietet es sich an, bei der Wahl des konkreten Kursthemas schulinterne Schwerpunktsetzungen und Interessen der Lerngruppe zu berücksichtigen. Hierbei bieten sich Möglichkeiten für projektorientiertes Arbeiten und Schülerreferate z.B.: Physikalische Grundlagen von Musikinstrumenten, Ultraschall in Natur und Medizin.
Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich)
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Schülerreferate, Präsentationen mit Filmmaterial und Unterrichtssoftware
Insbesondere bei der Behandlung der Wellenoptik erweist sich das Zeigermodell nach Feynman als wertvolle Beschreibungshilfe. Mit ihm lässt sich eine anschauliche Brücke von der Geometrischen Optik bis hin zur Quantenphysik schlagen und ein aufwendiger mathematischer Formalismus vermeiden.
Mögliche Leitthemen: Informationsübertragung, Historische Entwicklung des Wellenkonzeptes


Grundkurse 13.1
Quanten- und Atomphysik - Std.: 36
Begründung:
Dieser Kurs soll die Schülerinnen und Schüler zu der Erkenntnis führen, dass Mikroobjekte (z.B. Photon, Elektron) durch die Konzepte der klassischen Physik nicht vollständig und widerspruchsfrei beschrieben werden können. Vorkenntnisse aus der Chemie sollten einbezogen werden. Kausalität, Determinismus und der klassische Bahnbegriff werden bei der Einführung der Quantenphysik in Frage gestellt. Das Ringen um Erkenntnis sollte dabei ein ganz wichtiger Grundgedanke sein. Die Einbeziehung der Unschärferelation kann zweckmäßig sein. Hier bieten sich zudem Möglichkeiten zur Diskussion philosophischer Fragestellungen.
Es ist zweckmäßig, die Anwendung von Feynman-Graphen aus 12.2 hier fortzusetzen. Ein Überblick über Leistungsfähigkeit und Grenzen klassischer Atommodelle kann sich anschließen.
Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich):
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Schülerreferate, Präsentationen mit Filmmaterial und Unterrichtssoftware Mögliche Leitthemen: Modell und Wirklichkeit


Grundkurse 13.2
Wahlthema - Std.: 24
Begründung:
In 13.2 kann das Thema des Kurses frei gewählt werden, jedoch so, dass die bisher behandelten Gebiete vertieft bzw. ergänzt werden. Die nachfolgend genannten Themen sind Vorschläge.
Mit der Auswahl des Themas und dessen inhaltlicher Gestaltung sollte auf die Interessen der Lerngruppe eingegangen werden. Dies macht es möglich, in verstärktem Maße Methoden der selbständigen Erarbeitung von Themen (Literaturrecherchen, Informationsbeschaffung aus dem Internet) einzubeziehen.
Präsentationen sollten geübt werden.
Mögliche Unterrichtsinhalte und Kursthemen:
Die nachfolgend angeführten Beispiele möglicher Wahlthemen sollten im Zusammenhang mit zuvor behandelten Inhaltsbereichen stehen, um hier den inneren Zusammenhang physikalischer Erkenntnisse sowohl zurückliegender wie neuerer Erkenntnisse zu verdeutlichen.
Aus den Schwerpunkten der bisher behandelten Kursthemen ergeben sich so die Gebiete
als Ergänzung.
Anwendungsbezüge können verfolgt werden durch Themen wie
Die geistesgeschichtliche Entwicklung in Verbindung mit physikalischen Erkenntnissen kann in Kursthemen wie
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Referate, Internetrecherche, Präsentationen, Verwendung elektronischer Medien, Besuch außerschulischer Lernorte ( z.B. Universitäts- und Forschungsinstitute, Industrie)



Bildungsgang Gymnasium Unterrichtsfach Physik - Leistungskurse

Leistungskurs 12.1
Elektrisches und magnetisches Feld - Std.: 63
Begründung:
Die Erarbeitung und Vertiefung der zentralen Begriffe des Feldes und der Energie stellt einen Schwerpunkt physikalischen Denkens dar. Gleichzeitig eröffnet der Inhaltsbereich elektrisches und magnetisches Feld die Chance, grundlegende Arbeitsweisen und Erkenntnisse mit den Inhalten anderer Fächer zu verknüpfen. Er ermöglicht die Komplexität der angesprochenen Problemfelder zu beleuchten und die Vernetzung der Disziplinen in der unterrichtlichen Arbeit der Oberstufe widerzuspiegeln. Es werden die Einzelkenntnisse der Mittelstufe, wie z.B. Ladung, Spannung, Stromstärke, Induktion, zusammengefasst und eine Mathematisierung (z.B. Vektorfelder im Leistungskurs) ermöglicht. Für Leistungskurse eröffnet sich eine Fülle von vertiefenden und erweiternden Ansätzen. Der Potentialbegriff sei als Beispiel genannt.
Bei der Konzeption des Kurses sollen neuere technische Entwicklungen berücksichtigt werden.
Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich):
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Schülerreferate, Präsentationen mit Filmmaterial und Unterrichtssoftware
Mögliche Leitthemen: Historische Entwicklung des physikalischen Begriffssystems am Beispiel Feld und Energie; Elektrizität im 19. und 20. Jahrhundert; Bedeutung der Elektrizität und der Elektrotechnik in unserer Gesellschaft

Leistungskurs 12.2
Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen - Std.: 63
Begründung:
Schwingungs- und Wellenphänomene sind in Natur und Technik vielfältig zu beobachten und von besonderer Bedeutung. Diese sich oft ganz verschiedenartig darstellenden und z. T. Sehr komplexen Erscheinungen aus unterschiedlichen Bereichen der Physik lassen sich jedoch gleichartig beschreiben. Hierzu müssen geeignete Größen gebildet und eine Abstrahierung der beobachteten Erscheinung von Nebeneffekten vorgenommen werden. Dieses Sachgebiet gestattet in besonderem Maße die Auseinandersetzung mit Phänomenen in Natur, Alltag und technischen Entwicklungen mit ihren verschiedenen Wellenlängenbereichen. Gleichzeitig wird erfahren, dass mathematische Methoden für das Verständnis und die Beschreibung von Naturgesetzen wesentlich sind. Die analoge mathematische Struktur bei der Beschreibung mechanischer und elektromagnetischer Schwingungen zeigt die Bedeutung übergreifender Modellvorstellungen in der Physik.
Die stoffliche Fülle dieses Inhaltsbereiches legt es nahe, bei der Formulierung des konkreten Kursthemas schulinterne Schwerpunktsetzungen und Interessen der Lerngruppe zu berücksichtigen. Hierbei bieten sich Möglichkeiten für projektorientiertes Arbeiten, Praktikum und Schülerreferate z.B.: Physikalische Grundlagen von Musikinstrumenten oder Lautsprechern, Ultraschall in Natur und Technik, Kommunikationssysteme / Satellitenfunk, Ausbreitung von Signalen auf Computerkabeln (Demonstration an einer Lecherleitung)
Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich):
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Schülerreferate, Präsentationen mit Filmmaterial und Unterrichtssoftware
Insbesondere bei der Behandlung der Wellenoptik erweist sich das Zeigermodell nach Feynman als wertvolle Beschreibungshilfe. Mit ihm lässt sich eine anschauliche Brücke von der Geometrischen Optik bis hin zur Quantenphysik schlagen und ein aufwendiger mathematischer Formalismus vermeiden.

Leistungskurs 13.1
Quanten- und Atomphysik - Std.: 63
Begründung:
In der klassischen Physik hat das Experiment und die damit verbundene Anschauung einen hohen Stellenwert. Deshalb sollten in diesem Kurs auch die grundlegenden Erfahrungen und Experimente (wie z.B. Linienspektrum, Fotoeffekt, Plancks Quantisierungsgesetz) vorgestellt werden. Die Durchführung und Diskussion dieser Experimente führen jetzt die Schülerinnen und Schüler aber zu der Erkenntnis, dass Mikroobjekte (z.B. Photon, Elektron) durch die Konzepte der klassischen Physik nicht vollständig und widerspruchsfrei beschrieben werden können. Kausalität, Determinismus und der klassische Bahnbegriff werden bei der Einführung der Quantenphysik in Frage gestellt. Das Ringen um Erkenntnis soll dabei ein ganz wichtiger Grundgedanke sein. Hier bieten sich auch Möglichkeiten zur Diskussion philosophischer Fragestellungen (z.B.. Heisenberg: Der Teil und das Ganze). Es ist zweckmäßig, die Anwendung von Feynman-Graphen aus 12.2 hier fortzusetzen. Ein Überblick über Leistungsfähigkeit und Grenzen klassischer Atommodelle kann sich anschließen.
Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:
Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben
(mindestens eines der vorgeschlagenen Themen ist verbindlich):
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Schülerreferate, Präsentation mit Filmmaterial und Unterrichtssoftware
Mögliche Leitthemen: Modell und Wirklichkeit


Leistungskurs 13.2
Wahlthema - Std.: 43
Begründung:
In 13.2 kann das Thema des Kurses frei gewählt werden, jedoch so, dass die bisher behandelten Gebiete vertieft bzw. ergänzt werden. Die nachfolgend genannten Themen sind Vorschläge.
Mit der Auswahl des Themas und dessen inhaltlicher Gestaltung sollte auf die Interessen der Lerngruppe eingegangen werden. Dies macht es möglich, in verstärktem Maße Methoden der selbständigen Erarbeitung von Themen (Literaturrecherchen, Informationsbeschaffung aus dem Internet) einzubeziehen. Präsentationen sollten geübt werden.
Mögliche Unterrichtsinhalte und Kursthemen:
Die nachfolgend angeführten Beispiele möglicher Wahlthemen sollten im Zusammenhang mit zuvor behandelten Inhaltsbereichen stehen, um hier den inneren Zusammenhang physikalischer Erkenntnisse sowohl zurückliegender wie neuerer Erkenntnisse zu verdeutlichen.
Aus den Schwerpunkten der bisher behandelten Kursthemen ergeben sich so die Gebiete
als Ergänzungen.
Anwendungsbezüge können verfolgt werden durch Themen wie
Die geistesgeschichtliche Entwicklung in Verbindung mit physikalischen Erkenntnissen kann in Kursthemen wie
verdeutlicht werden.
Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen:
Referate, Internetrecherche, Präsentationen, Verwendung elektronischer Medien, Besuch außerschulischer Lernorte ( z.B. Universitäts- und Forschungsinstitute, Industrie.


Bildungsgang Gymnasium Unterrichtsfach Physik
Abschlussprofil am Ende der Qualifikationsphase
Allgemeines Ziel des Physikunterrichts ist die Herausarbeitung der Bedeutung der physikalischen Erkenntnisse und der auf ihnen beruhenden technischen Möglichkeiten für die Gestaltung der Lebensverhältnisse der Menschen, aber auch der Probleme, die sich aus der Entwicklung der Physik und ihrer Anwendungsbereiche ergeben.
Die oben dargestellte Differenzierung der Grund- und Leistungskurse gilt auch für die unten aufgeführten Ziele.
Allgemeine Ziele
Fachspezifische Ziele
Kenntnisse
Methoden
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