Lehrplanbezug / Physik

Kompetenzerwerb

Das Kompetenzmodell umfasst die Inhaltsdimension (zentrale fachliche Konzepte) und die Handlungsdimension. Auf beide wird im Folgenden genauer eingegangen.

Zentrale fachliche Konzepte

In der 4. Klasse bilden die Themenkomplexe Wetter und Klima sowie Strahlung und Radioaktivität den Schwerpunkt. Hierbei greifen mehrere fachliche Konzepte ineinander:

Energie
In der Wärmelehre und Klimaforschung ist Energie die zentrale Größe. Das Verstehen des Energiehaushalts der Erde sowie der thermischen Energieübertragung bilden das Fundament für die Auseinandersetzung mit der Klimaproblematik.
Teilchen
Das Teilchenmodell hilft beim Verständnis der Wärmelehre und in der Kernphysik (radioaktiver Zerfall im Atomkern).
Schwingungen und Wellen / Feld
Diese zentralen Begriffe sind für das Verständnis nicht sichtbarer elektromagnetischer Strahlung und für die Übertragung von Energie und Informationen wichtig.

Handlungsdimensionen

Besonders im Themenbereich Klima und Strahlung gewinnen die Handlungsdimensionen Erkenntnisgewinnung (E) und Standpunkte bewerten (S) an Bedeutung:

„Jugendliche müssen erkennen, wie das naturwissenschaftliche Wissen zum Klimawandel zustande gekommen ist, dass es verlässlich ist und dass hoher Konsens über den menschenverursachten Klimawandel besteht. Sie müssen naturwissenschaftlich begründet argumentieren können und sich mit Handlungsoptionen für ihren Lebensalltag auseinandersetzen.“

Quelle

Im Lehrplan Physik der Sekundarstufe I werden explizit drei Handlungsdimensionen ausgewiesen:

(W) – Fachwissen anwenden
(E) – Erkenntnisgewinnung und Experimentieren
(S) – Standpunkte begründen und aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten

Diese Kompetenzbereiche werden durch Kompetenzbeschreibungen konkretisiert. Operatoren, die für Aufgabenstellungen verwendet und geübt werden sollten, sind im Text markiert.

Kompetenzbereich	Kompetenzbeschreibungen Die Schüler*innen können…
W	Temperatur- und Luftdruckunterschiede als den wesentlichen Antrieb von Wettererscheinungen erkennen und das Wissen in Alltagssituationen anwenden. Informationen zum Energiehaushalt der Erde und zu den menschlichen Einflüssen darauf aus unterschiedlichen Quellen entnehmen. grundlegende Vorgänge verschiedener Kraftwerkstypen erläutern. Informationen zur Energie- und Informationsübertragung durch Strahlung recherchieren. den radioaktiven Zerfall als Zufallsprozess im Atomkern verstehen und mit Hilfe von Modellen darstellen. mit altersgemäßen Informationen zu aktueller physikalischer Forschung umgehen.
E	die Temperatur mit verschiedenen Messgeräten bestimmen. Experimente zu den verschiedenen Formen der thermischen Energieübertragung planen, durchführen und die Ergebnisse interpretieren. die Interaktion unterschiedlicher Strahlungsarten (u. a. sichtbare Strahlung, UV-Strahlung, IR-Strahlung, ionisierende Strahlung) mit Materie anhand geeigneter (auch virtueller) Untersuchungen analysieren.
S	Ergebnisse zur thermischen Energieübertragung interpretieren sowie deren Bedeutung für die Klimaproblematik diskutieren. Informationen zum Energiehaushalt der Erde nach physikalischen Aspekten bewerten. Maßnahmen zur Einhaltung aktueller Klimaschutzziele auf persönlicher, regionaler und globaler Ebene einordnen und ihre Umsetzungsmöglichkeiten diskutieren. grundlegende Vorgänge verschiedener Kraftwerkstypen aus ökonomischer, ökologischer und ethischer Sicht bewerten. die Verlässlichkeit der Quellen zur Strahlung bewerten und aus der Interaktion von Strahlung mit Materie Konsequenzen für die Risikobewertung ziehen.

Quelle

Umsetzung im Unterricht

Die Kompetenzbereiche und die Kompetenzbeschreibungen sind mit geeigneten Anwendungsbereichen zu verknüpfen. Dadurch sollen Kompetenzen angewendet, fachliche Konzepte verstanden und in Theorie und Praxis umgesetzt werden.

Mit SchuBu Physik 4 den Unterricht gestalten

Der folgende Überblick soll Ihnen Ideen für die Verknüpfung der Anwendungsbereiche mit den Inhalten auf SchuBu und den Kompetenzbeschreibungen liefern. Dieser kann als Grundlage dienen, einen Zeitplan für das kommende Schuljahr zu erstellen.

Anwendungsbereiche	Seiten auf SchuBu	Beispiele für Bezug zu Kompetenzbeschreibungen
Temperatur und innere Energie	1. Wärme ist eine Form von Energie	die Temperatur mit verschiedenen Messgeräten bestimmen (E).
Thermische Übertragung von Energie	2. Wärmekapazität 3. Wärmetransport 6. Menschen brauchen Wärmeenergie 7. So schützen sich Tiere vor Kälte und Hitze 13. Klimawandel und die Auswirkungen	Experimente zu den verschiedenen Formen der thermischen Energieübertragung planen, durchführen und die Ergebnisse interpretieren (E) sowie deren Bedeutung für die Klimaproblematik diskutieren (S).
Phasenübergänge	4. Energiebilanz bei Phasenübergängen 22. Zustandsformen	Experimente zu den verschiedenen Formen der thermischen Energieübertragung planen, durchführen und die Ergebnisse interpretieren (E) sowie deren Bedeutung für die Klimaproblematik diskutieren (S).
Wetterentstehung, Wettermessinstrumente, Wetterextreme	9. Wettererscheinungen 10. Wetterbeobachtung und Wettervorhersage	Temperatur- und Luftdruckunterschiede als den wesentlichen Antrieb von Wettererscheinungen erkennen und das Wissen in Alltagssituationen anwenden (W).
Treibhauseffekt, Klima und Klimawandel, Einflüsse des Menschen auf das Klima Modellvorstellungen (ua. Teilchenmodelle in der Wärmelehre und der Kernphysik, Klimamodelle)	20. Teilchen – Bausteine des Universums 21. Teilchen in Bewegung 11. Jahreszeiten und Meeresströmungen 12. Klima und Klimazonen 13. Klimawandel und die Auswirkung	Informationen zum Energiehaushalt der Erde und zu den menschlichen Einflüssen darauf aus unterschiedlichen Quellen entnehmen (W) und nach physikalischen Aspekten bewerten (S). Maßnahmen zur Einhaltung aktueller Klimaschutzziele auf persönlicher, regionaler und globaler Ebene einordnen und ihre Umsetzungsmöglichkeiten diskutieren (S).
Grundlagen der Radioaktivität (natürliche und künstliche Quellen, ionisierende Strahlung, biologische Wirkung)	15. Strahlungsarten 16. Radioaktivität 17. Elektromagnetische Strahlung 18. Kernspaltung und Kernfusion	die Interaktion unterschiedlicher Strahlungsarten (u. a. sichtbare Strahlung, UV-Strahlung, IR-Strahlung, ionisierende Strahlung) mit Materie anhand geeigneter (auch virtueller) Untersuchungen analysieren (E) und daraus Konsequenzen für die Risikobewertung ziehen (S). den radioaktiven Zerfall als Zufallsprozess im Atomkern verstehen und mit Hilfe von Modellen darstellen (W).
Anwendungen von elektromagnetischer Strahlung in Medizin und Technik	15. Strahlungsarten 17. Elektromagnetische Strahlung	Informationen zur Energie- und Informationsübertragung durch Strahlung recherchieren (W) und die Verlässlichkeit der Quellen bewerten (S).
Kraftwerksarten	18. Kernspaltung und Kernfusion	grundlegende Vorgänge verschiedener Kraftwerkstypen erläutern (W) und aus ökonomischer, ökologischer und ethischer Sicht bewerten (S).

Lernziele

Auf jeder Seite werden Ihnen zu den entsprechenden Inhalten Lernziele zur Verfügung gestellt. Sie geben Ihnen einen Überblick über die Lerninhalte auf der Seite und mit welchen Operatoren diese mit den Schüler*innen geübt werden können.

Darüber hinaus können die Lernziele dazu dienen, dass sich die Schüler*innen selbst einschätzen und Sie ein Feedback der Klasse über den Lernerfolg bekommen. Eine schnelle und einfache Weise, sich dazu Feedback von den Schüler*innen zu holen, ist die Umfrage am Ende jeder Seite, die Sie in der Präsentationsansicht starten können.

Die Schüler*innen nehmen mithilfe des Antworten-Tools teil.

Screenshot der Lernziele Präsentationsfolie. — Die Umfrage zu den Lernzielen finden Sie auf der letzten Präsentationsfolie jeder Seite.