Physik

1. Lektionendotation

2. Bedeutung des Fachs

Physik erforscht mit experimentellen und theoretischen Methoden die messend erfassbaren und mathematisch beschreibbaren Erscheinungen und Vorgänge in der Natur. Der gymnasiale Physikunterricht macht diese Art der Auseinandersetzung des menschlichen Denkens mit der Natur sichtbar und fördert zusammen mit den anderen Naturwissenschaften das Verständnis für die Natur, den Respekt vor ihr und die Freude an ihr.

Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende physikalische Gebiete und Phänomene in angemessener Breite kennen und werden befähigt, Zustände und Prozesse in Natur und Technik zu erfassen und sprachlich klar und folgerichtig in eigenen Worten zu beschreiben. Sie erkennen physikalische Zusammenhänge auch im Alltag und sind sich der wechselseitigen Beziehungen von naturwissenschaftlich-technischer Entwicklung, Gesellschaft und Umwelt bewusst.

Der Physikunterricht vermittelt exemplarisch Einblicke in frühere und moderne Denkmethoden und deren Grenzen. Er zeigt, dass Physik nur einen Teil der Wirklichkeit beschreibt und einer Einbettung in die anderen dem Menschen zugänglichen Betrachtungsweisen bedarf, weist aber gleichzeitig physikalisches Denken als wesentlichen Bestandteil unserer Kultur aus.

Der Physikunterricht zeigt, dass sich physikalisches Verstehen dauernd entwickelt und wandelt und hilft mit beim Aufbau eines vielseitigen Weltbildes. Durch Einsicht in die Möglichkeiten und Grenzen, aber auch den Sinn des Machbaren, können Wissenschaftsgläubigkeit oder Wissenschaftsfeindlichkeit verringert werden.

Die Fachsprache der Physik im Zusammenhang mit der Fachsprache der Mathematik mit ihren exakten Begriffsbildungen bringt erst in Verbindung mit der Alltagssprache einen Gewinn an Kommunizierbarkeit. Der auf Einsicht beruhende Mathematisierungsprozess setzt auch das Verständnis der qualitativen Zusammenhänge voraus.

Die Physik ist integrierender Bestandteil unseres Kulturlebens wie auch Bindeglied zwischen Mensch und Technik. Das ihr zugrundeliegende Denken gilt als Modell für naturwissenschaftliches Erfassen von Wirklichkeit, das auch in anderen Fachbereichen von Bedeutung ist. Die Art, wie innerhalb der Physik Teilgebiete ineinandergreifen, und die Wechselwirkung der Physik mit anderen Wissensgebieten (Medizin, Technik, Philosophie etc.) veranschaulichen vernetztes Denken.

Der Physikunterricht stellt technische Prinzipien aus verschiedenen Jahrhunderten vor, welche in wichtigen Geräten des täglichen Lebens enthalten sind. Das Vermitteln der diesen Prinzipien zu Grunde liegenden physikalischen Phänomene, Prozesse und Gesetze vermag das Verständnis der gegenwärtigen und vergangenen Welt zu fördern.

Die Beobachtung und das Experiment sind im Unterricht von entscheidender Bedeutung, weil an ihnen die Art des physikalischen Denkens in anschaulicher Weise aufgezeigt werden kann. Schülerinnen und Schüler können durch eigene Erfahrungen an die Physik herangeführt werden. Das Experiment fördert die Phantasie der Lernenden, wenn sie selber raten, spüren, suchen, irren und sich berichtigen dürfen, statt sich vorschnell auf eine logische Treppe treiben zu lassen.

Unsere Verantwortung gegenüber der Um- und Nachwelt soll im Physikunterricht bewusstwerden. Sie lässt sich zwar nicht allein aus der Physik ableiten, in Verbindung mit den übrigen Fächern am Gymnasium kann physikalisches Denken jedoch für den Menschen des technischen Zeitalters wichtige Orientierungshilfe sein.

3. Ziele des Fachs

3.1 Grundlegende Kompetenzen – Kenntnisse, Fertigkeiten und Haltungen

3.1.1   Grundkenntnisse

Die Schülerinnen und Schüler 

• kennen physikalische Grunderscheinungen und wichtige technische Anwendungen, verstehen ihre Zusammenhänge und verfügen über die zu ihrer Beschreibung notwendigen Begriffe.
• beschreiben physikalische Arbeitsweisen (Beobachtung, Beschreibung, Experiment, Simulation, Hypothese, Modell, Gesetz, Theorie).
• wissen, dass Physik sich wandelt und wie sie vergangene und gegenwärtige Weltbilder mitprägt.

3.1.2   Grundfertigkeiten

Die Schülerinnen und Schüler

• beobachten und beschreiben Naturabläufe und technische Vorgänge und formulieren physikalische Zusammenhänge mathematisch, aber auch umgangssprachlich.
• unterscheiden zwischen Faktum und Hypothese, Beobachtung und Interpretation, Voraussetzung und Folgerung; identifizieren Widersprüche und Lücken, Zusammenhänge und Entsprechungen sowie entdecken Bekanntes im Neuen.
• reduzieren einen Sachverhalt auf die wesentlichen Grössen. 
• schätzen Grössenordnungen und Genauigkeiten ab.
• gewinnen Modelle und wenden sie auf konkrete Situationen an.
• erfassen, formulieren, analysieren und lösen Probleme und verwenden dabei die Fachsprache.
• planen, bauen auf, führen durch, werten aus und interpretieren einfache Experimente.
• gehen mit Informationsmaterial zweckmässig um.
• können konzentriert selbständig und konstruktiv im Team arbeiten.

3.1.3   Grundhaltungen

Die Schülerinnen und Schüler 

• bringen Neugierde, Interesse und Verständnis für Natur und Technik auf.
• erkennen Verbindungen zu anderen Fächern und bringen entsprechende Kenntnisse ein.
• handeln verantwortlich und sind bereit, sich das nötige Wissen anzueignen.
• ziehen die Folgen der Anwendungen naturwissenschaftlicher Erkenntnisse auf Natur, Wirtschaft und Gesellschaft in Betracht.
• arbeiten an physikalischen Problemstellungen genau und systematisch.

3.2 Kompetenzen und Inhalte

4. Hinweise

Es ist die Verantwortung der Lehrperson, die Erarbeitung der Inhalte zu den aufgeführten Kompetenzen unter Berücksichtigung der allgemeinen Ziele zu gestalten. Sie braucht dazu Spielraum und muss zudem die Möglichkeit haben, eigene Stärken auszuspielen und Besonderheiten der Schülergruppe (z.B. ihre Profile) zu berücksichtigen. Die Reihenfolge der behandelten Themen innerhalb einer Klassenstufe ist frei wählbar.

Das Experiment ist im Unterricht von entscheidender Bedeutung, weil an ihm die Besonderheiten des physikalischen Denkens in anschaulicher Weise gezeigt werden können. Die Schülerinnen und Schüler sollen auch durch eigene experimentelle Erfahrungen an die Physik herangeführt werden.

Die bewusste Nutzung mathematischer Methoden im Physikunterricht vertieft und erweitert die mathematischen Denkmuster. Dabei wird aufgezeigt, wie der Einsatz von mathematischen Formeln mithilft, Naturgesetze zu beschreiben und zu verstehen.

5. Vernetzung mit anderen Fächern

Mögliche fachübergreifende Themen könnten sein: