Kultusministerium Zentrum für Schulqualität und Lehrerbildung
Physik – Überarbeitete Fassung vom 25.03.2022 (V2)
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Erkenntnisgewinnung
    • 2.1 Erkenntnisgewinnung
    • Phänomene und Experimente zielgerichtet beobachten und ihre Beobachtungen beschreiben
    • Hypothesen zu physikalischen Fragestellungen aufstellen
    • Experimente zur Überprüfung von Hypothesen planen (unter anderem vermutete Einflussgrößen getrennt variieren)
    • Experimente durchführen und auswerten, dazu gegebenenfalls Messwerte erfassen
    • Messwerte auch digital erfassen und auswerten (unter anderem Messwerterfassungssystem, Tabellenkalkulation)
    • mathematische Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen herstellen, überprüfen und modellieren (auch mithilfe digitaler Werkzeuge)
    • aus proportionalen Zusammenhängen Gleichungen entwickeln
    • mathematische Umformungen zur Berechnung physikalischer Größen durchführen
    • zwischen realen Erfahrungen und konstruierten, idealisierten Modellvorstellungen unterscheiden (unter anderem Unterschied zwischen Beobachtung und Erklärung)
    • Analogien beschreiben und zur Lösung von Problemstellungen nutzen
    • mithilfe von Modellen Phänomene erklären und Hypothesen formulieren
    • Sachtexte mit physikalischem Bezug sinnentnehmend lesen
    • ihr physikalisches Wissen anwenden, um Problem- und Aufgabenstellungen zielgerichtet zu lösen
    • an außerschulischen Lernorten Erkenntnisse gewinnen beziehungsweise ihr Wissen anwenden
  • 2.2 Kommunikation
    • 2.2 Kommunikation
    • zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung unterscheiden
    • funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen verbal beschreiben („je-desto“-Aussagen) und physikalische Formeln erläutern (Ursache-Wirkungs-Aussagen, unbekannte Formeln)
    • sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen austauschen (unter anderem Unterscheidung von Größe und Einheit, Nutzung von Präfixen und Normdarstellung)
    • physikalische Vorgänge und technische Geräte beschreiben (zum Beispiel zeitliche Abläufe, kausale Zusammenhänge)
    • physikalische Experimente, Ergebnisse und Erkenntnisse – auch mithilfe digitaler Medien – dokumentieren (Skizzen, Beschreibungen, Tabellen, Diagramme und Formeln)
    • Sachinformationen und Messdaten aus einer Darstellungsform entnehmen und in andere Darstellungsformen überführen (Tabelle, Diagramm, Text, Formel)
    • in unterschiedlichen Quellen recherchieren, Erkenntnisse sinnvoll strukturieren, sachbezogen und adressatengerecht aufbereiten sowie unter Nutzung geeigneter Medien präsentieren
  • 2.3 Bewertung
    • 2.3 Bewertung
    • bei Experimenten relevante von nicht relevanten Einflussgrößen unterscheiden
    • Ergebnisse von Experimenten bewerten (Messfehler, Genauigkeit, Ausgleichsgerade, mehrfache Messung und Mittelwertbildung)
    • Hypothesen anhand der Ergebnisse von Experimenten beurteilen
    • Grenzen physikalischer Modelle an Beispielen erläutern
    • Informationen aus verschiedenen Quellen auf Relevanz prüfen
    • Darstellungen in den Medien anhand ihrer physikalischen Erkenntnisse kritisch betrachten (zum Beispiel Filme, Zeitungsartikel, pseudowissenschaftliche Aussagen)
    • Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    • Chancen und Risiken von Technologien mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    • Technologien auch unter sozialen, ökologischen und ökonomischen Aspekten diskutieren
    • im Bereich der nachhaltigen Entwicklung persönliche, lokale und globale Maßnahmen unterscheiden und mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    • historische Auswirkungen physikalischer Erkenntnisse beschreiben
    • Geschlechterstereotype bezüglich Interessen und Berufswahl im naturwissenschaftlich-technischen Bereich diskutieren

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

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3.4.3 Schwin­gun­gen

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln ih­re Mo­dell­vor­stel­lun­gen zu­nächst an me­cha­ni­schen Schwin­gun­gen und über­tra­gen die­se an­schlie­ßend auf elek­tro­ma­gne­ti­sche Schwin­gun­gen.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen
(1)

Schwin­gun­gen ex­pe­ri­men­tell auf­zeich­nen und mit­hil­fe cha­rak­te­ris­ti­scher Ei­gen­schaf­ten und Grö­ßen als zeit­lich pe­ri­odi­sche Be­we­gun­gen um ei­ne Gleich­ge­wichts­la­ge be­schrei­ben und klas­si­fi­zie­ren
(Aus­len­kung \(s(t)\), Am­pli­tu­de \(\hat{s}\), Pe­ri­oden­dau­er \(T\), Fre­quenz \(f\), Kreis­fre­quenz \(\omega\))
(2)

un­ge­dämpf­te har­mo­ni­sche Schwin­gun­gen ma­the­ma­tisch be­schrei­ben
( \( s(t) = \hat{s} \cdot \sin(\omega \cdot t) \), \( s(t) = \hat{s} \cdot \cos(\omega \cdot t) \), \( v(t) = \dot{s}(t) \), \( a(t) = \dot{v}(t) = \ddot{s}(t) \) )
BP2016B­W_ALL­G_GYM_M_IK_9-10_01_00_14
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_M_IK_9-10_04_00_09
(3)

den Zu­sam­men­hang zwi­schen har­mo­ni­schen me­cha­ni­schen Schwin­gun­gen und li­nea­rer Rück­stell­kraft an Bei­spie­len be­schrei­ben
BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_07
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_02_02
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_08
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_06
(4)

die Schwin­gung ei­nes Fe­der­pen­dels er­klä­ren ( \( T = 2 \pi \cdot \sqrt{ \frac{m}{D} } \) ) und die auf­tre­ten­den En­er­gie­um­wand­lun­gen be­schrei­ben
(5)

die Schwin­gung in ei­nem elek­tro­ma­gne­ti­schen Schwing­kreis er­klä­ren und die auf­tre­ten­den En­er­gie­um­wand­lun­gen be­schrei­ben
(6)

an­hand ei­nes Fe­der­pen­dels und ei­nes elek­tro­ma­gne­ti­schen Schwing­krei­ses Ge­mein­sam­kei­ten und Un­ter­schie­de von me­cha­ni­schen und elek­tro­ma­gne­ti­schen Schwin­gun­gen er­läu­tern
BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_10
, PG_02
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Umsetzungshilfen
Hinweis
Die Beispielcurricula, Synopsen und Kompetenzraster sind bei den inhaltsbezogenen Kompetenzen des jeweiligen Faches zu finden.