Lehrplan

1. Stundentafel

Schuljahr	7	9	10	11	12
Grundlagenfach	2/-	2/3	3/-	-/3	2/-
Schwerpunktfach (PAM)			4/4	6/4	4/4
Ergänzungsfach					3/3

PAM: Physik und Anwendungen der Mathematik

2. Bildungsziele und Richtziele

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

Der Physikunterricht vermittelt exemplarisch Einblick in frühere und moderne Denkmethoden und deren Grenzen. Er zeigt, dass Physik nur einen Teil der Wirklichkeit beschreibt.

Durch den Physikunterricht soll der Zusammenhang zwischen naturwissenschaftlich-technischer Entwicklung, Gesellschaft und Umwelt sichtbar werden. Die Einsicht in die Möglichkeiten und Grenzen des Machbaren sollen Wissenschaftsgläubigkeit oder Wissenschaftsfeindlichkeit verringern.

Die Schülerinnen und Schüler sollen

physikalische Grunderscheinungen und ihre Zusammenhänge verstehen sowie über die zu ihrer Beschreibung notwendigen Begriffe verfügen

physikalische Arbeitsweisen kennen und wissen, welche Phänomene einer physikalischen Betrachtungsweise zugänglich sind

Probleme erfassen und analysieren, auf wesentliche Aspekte reduzieren, formalisieren und lösen können

einerseits Ergebnisse in Bezug auf Realitätsnähe prüfen und andererseits deren Gültigkeitsbereich abschätzen können

einfache technische Einrichtungen verstehen

Naturabläufe und technische Vorgänge beobachten und umgangsprachlich und mathematisch mit Hilfe von gängigen Modellen beschreiben können

zwischen Fakten und Hypothesen, Beobachtungen und Interpretationen, Voraussetzungen und Folgerungen zu unterscheiden lernen

einfache Experimente planen, aufbauen, durchführen, auswerten und interpretieren können auch unter Einbezug von Informationsmaterial

an physikalischen Problemstellungen genau und systematisch arbeiten lernen

sich der Verantwortung gegenüber Natur und Umwelt bewusst werden und diese bei den Anwendungen der naturwissenschaftlichen Erkenntnisse auf Natur, Wirtschaft und Gesellschaft in Betracht ziehen

Neugierde, Interesse und Verständnis für Natur und Technik aufbringen und so in grösseren Zusammenhängen denken lernen.

3. Grobziele

Grundlagenfach


Grobziele	Lerninhalte	Brücken
7. Schuljahr
Neugierde und Interesse für Natur und Technik wecken Physikalische Forschungsmethoden kennen lernen Selbstständig und im Team arbeiten lernen	Experimentell betonte Einführung, mit Schwergewicht geometrische Optik	Geographie Bildnerisches Gestalten Biologie
9. Schuljahr
Naturabläufe beobachten und beschreiben Grössenverhältnisse in Makro- und Mikrokosmos erfassen Modelle gewinnen und auf konkrete Situationen anwenden Der Mathematik als Sprache in der Physik begegnen Einfache technische Anwendungen verstehen Komplexe Sachverhalte auf einfache zurückführen und Altes in Neuem wieder entdecken Zusammenhänge bei physika-lischen Erscheinungen verstehen (erste Analogien) und mit den Fachausdrücken beschreiben Erkennen, dass die Arbeitsmethoden zur Erforschung der Natur sich mit der Zeit verändert haben Grenzen der klassischen Mechanik erkennen, erste Einblicke in moderne Physik	Experimentell betonte Einführung in folgende Bereiche: Astronomie Bewegungen in Raum und Zeit Bewegungen, geradlinig und in der Ebene Statik und Dynamik Trägheit und Wechsel wirkung Newton’sche Axiome Energie- und Arbeitsformen Erhaltungssätze der Mechanik Kreisbewegungen/Analogie zu Federschwingung Gravitationskraft Ausblicke Hinweise auf weitere Grundkräfte in der Natur Grundzüge spezielle Relativitätstheorie	Geschichte Geographie Mathematik Biologie Sport Raumfahrt Geschichte Geographie
10. Schuljahr
Ausweitung der physikalischen Sichtweise auf nicht-mechanische Phänomene Anwendungen von Simulationen und erste Modellbildungen kennenlernen Wärmetechnische Maschinen verstehen Erleben, wie physikalische Erkenntnisse unser Weltbild mitprägen Alltagselektrik verstehen Analogien im Bereich stationäre Transportvorgänge aufdecken Periodische Vorgänge kennenlernen und mit bekannten Modellen deuten (verknüpfen)	Zustand der Materie: Thermisches Verhalten von Stoffen Kinetische Gastheorie Gasgesetze, abs. Temperatur Phasenumwandlungen Erster und zweiter Hauptsatz Wärmekraft- und Kraftwärmemaschinen Ausblicke: Einfache elektrische Schaltkreise Wasser-, Ladungs-, Wärme-transport im Vergleich harmonische Schwingungen	Chemie Geschichte Energietechnik Mathematik Biologie Musik
11. Schuljahr
Von der Schwingung zur Welle Erweiterung des Kraftbegriffs zur Erklärung elektrischer und magnetischer Phänomene, Felder als übergeordnetes Konzept Vom Elektromagnetismus zu technischen Anwendungen Möglichkeiten zum Transport von Energie und Information ohne Materialtransport verstehen	Mechanische Schwingungen und Wellen: Seil- und Wasserwellen Akustische Wellen Elektrische Kräfte und Felder Ladung-Coulombkraft- Kondensator-Speicherung elektr. Energie magnetische Kräfte und Felder: Strom-. Lorentzkraft-, Spule- Induktion-Speicherung magn. Energie Experimentell betonte Einführung in Wechselstrom und elektrische Maschinen Elektrische Bauteile und deren Anwendung
12. Schuljahr
Einblick in die phys. Grundlagen zur modernen Kommunkationstechnik Von der elektromagnetischen Welle zum Licht: Zusammenhänge erkennen Wellen als Hilfsmittel zur Strukturanalyse Erkennen, dass die Physik sich wandelt Verantwortung des Grundlagenforschers und des Technikers diskutieren	Elektromagn. Schwingungen und Wellen (Vom Schwing- kreis zum Hertz’schen Dipol) Wärmestrahlung & Licht Licht an Grenzflächen Interferenz und Beugung Licht: Welle und/oder Teilchen Spektrum der elektromagn. Wellen Ausblicke in Physik 20. Jh: u.a. X-Ray und Elektronen Strahlen, Beugungsexperimente Atome & Kerne & Quanten Kosmologie	Geschichte Klima Geschichte Medizin Geschichte Biol./Med. Energietechnik

Schwerpunktfach


Grobziele	Lerninhalte	Brücken
10. Schuljahr
Einfache Experimente planen, ausführen und interpretieren Erste Modellierungen durch numerische Iteration Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen Vom Massenpunkt zum ausgedehnten, starren Körper	Hydro- und Aerodynamik Praktische Bearbeitung von Problemen aus den Bereichen: Bewegungen ohne/mit Luftwiderstand Raketen Dynamische Simulationen Bewegung starrer Körper Drehmomente, Trägheits- momente, Drehimpuls Analogie Translation – Rotation	Medizin Raumfahrt Luftfahrt
11. Schuljahr
Übergang von klassischer Mechanik zur relativistischen Mechanik Vertiefung Wärmelehre Vertiefung Elektrizitätslehre	Galilei- und Lorentztransformationen Modellierung von 2D- Transportphänomenen Phasendiagramme, -übergänge Entropie als neue Zustandgrösse Messgeräte und Bereichserweiterung Thermoelektr. Effekte	Mathematik Kosmologie Bautechnik
12. Schuljahr
Vereinheitlichung der Theorien – Analogien und Strukturen Vom Einzelteilchen (Atom) zu periodischen Strukturen (Festkörper) Physik, moderne Technologien und Herausforderungen an die heutige Gesellschaft	Analogien in den Bereichen Kräfte & Felder, Schwingungen & Wellen, Transportphänomene Quanten- und Kernphysik, Standardmodell Elektronen in periodischen Strukturen: Metalle, Halbleiter und Isolatoren Moderne Anwendungen, aus Radiowellen und Rundfunk Laser MRI, CTI, PET, US Sensoren, CCD LCD-, Plasma- und LED-Bildschirme GSM, GPS Aktuelle Probleme aus der Forschung, zB. Alternativenergien, Quantencomputer Astrophysik	Mathematik Komm.Technik, Medizin alle Naturwissenschaften

Ergänzungsfach


Grobziele	Lerninhalte	Brücken
12. Schuljahr
Selbstständiges Einarbeiten in neue Wissensbereiche Bei komplexen Problemen sich zu einem fundierten Urteil durcharbeiten Themenauswahl im Hinblick auf Berufsziele und Studium	Die Physik des 19. und 20.Jahrhunderts wird entwickelt an praktischen Beispielen zum Elektromagnetismus, zur Quantenphysik usw. anhand verschiedener, aktueller Forschungs-gebiete und Technologien	alle Natur- und Geisteswissenschaften