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

3.2.3 Ener­gie

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben phy­si­ka­li­sche Vor­gän­ge in All­tag und Tech­nik mit den Grö­ßen En­er­gie, Leis­tung und Wir­kungs­grad. Da­bei un­ter­schei­den sie zwi­schen dem phy­si­ka­li­schen En­er­gie­be­griff und dem All­tags­ge­brauch des Be­grif­fes Ener­gie und kön­nen All­tags­for­mu­lie­run­gen wie „En­er­gie­er­zeu­gung“ und „En­er­gie­ver­brauch“ phy­si­ka­lisch deu­ten. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den ih­re Kennt­nis­se ins­be­son­de­re auf die The­ma­tik der Ener­gie­ver­sorgung an.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen
(1)

grund­le­gen­de Ei­gen­schaf­ten der Ener­gie be­schrei­ben (un­ter an­de­rem En­er­gie­er­hal­tung)

(2)

Bei­spie­le für Ener­gie­übertragungsketten in All­tag und Tech­nik nen­nen und qua­li­ta­tiv be­schrei­ben (un­ter an­de­rem an­hand von me­cha­ni­scher, elek­tri­scher oder ther­mi­scher En­er­gie­über­tra­gung)

(3)

Bei­spie­le für die Spei­che­rung von Ener­gie in ver­schie­de­nen En­er­gie­for­men in All­tag und Tech­nik nen­nen und be­schrei­ben (un­ter an­de­rem La­ge­ener­gie, Be­we­gungs­en­er­gie, ther­mi­sche Ener­gie)

(4)

Mög­lich­kei­ten der Ener­gie­ver­sorgung mit­hil­fe von Ener­gie­übertragungsketten be­schrei­ben (zum Bei­spiel Was­ser­kraft­werk, Koh­le­kraft­werk)

(5)

ih­re Um­ge­bung hin­sicht­lich des sorg­sa­men Um­gan­ges mit Ener­gie un­ter­su­chen, be­wer­ten und kon­kre­te tech­ni­sche Maß­nah­men (zum Bei­spiel Wahl des Leucht­mit­tels) so­wie Ver­hal­tens­re­geln ab­lei­ten (zum Bei­spiel Stan­d-by-Funk­ti­on)

(6)

die La­ge­ener­gie berechnen ( \(E_{\mathrm{\scriptscriptstyle{ Lage }}} = m \cdot g \cdot h \), Nullniveau)

(7)

den Zu­sam­men­hang von Ener­gie und Leis­tung beschreiben ( \( P = \frac{ \Delta E }{ \Delta t } \) )

(8)

Grö­ßen­ord­nun­gen ty­pi­scher Leis­tun­gen im All­tag er­mit­teln und ver­glei­chen (zum Bei­spiel kör­per­li­che Tä­tig­kei­ten, Hand­ge­ne­ra­tor, Fahr­ra­der­go­me­ter, Ty­pen­schil­der, Leis­tungs­mess­ge­rät, PKW, So­lar­zel­le)

(9)

den Zu­sam­men­hang von zu­ge­führ­ter Ener­gie, nutz­ba­rer Ener­gie und Wir­kungs­grad bei En­er­gie­über­tra­gun­gen be­schrei­ben

(10)

das schein­ba­re Ver­schwin­den von Ener­gie mit der Um­wand­lung in ther­mi­sche Ener­gie er­klä­ren


Umsetzungshilfen
Hinweis
Die Beispielcurricula, Synopsen und Kompetenzraster sind bei den inhaltsbezogenen Kompetenzen des jeweiligen Faches zu finden.