WP Physik Realschule Nordrhein-Westfalen

WP Physik – Umgang mit Fachwissen

UF1 Fakten wiedergeben und erläutern

Konzepte der Physik unter Bezug auf übergeordnete Modelle, Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten erläutern, auch unter Verwendung von Beispielen.

UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen

gegebene physikalisch-technische Probleme analysieren, Konzepte und Analogien für Lösungen begründet auswählen und dabei zwischen wesentlichen und unwesentlichen Aspekten unterscheiden.

UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren

physikalische Sachverhalte nach fachlichen Strukturen und Kategorien einordnen und dabei von konkreten Kontexten abstrahieren.

UF4 Wissen vernetzen

physikalisch-technische Vorgänge, Muster, Gesetzmäßigkeiten und Prinzipien in unterschiedlichen Situationen erkennen und bestehende Wissensstrukturen durch neue Erkenntnisse ausdifferenzieren bzw. erweitern.

WP Physik – Erkenntnisgewinnung

E1 Fragestellungen erkennen

komplexere physikalisch-technische Probleme in Teilprobleme zerlegen und dazu zielführende Fragestellungen formulieren.

E2 Bewusst wahrnehmen

kriteriengeleitet Beobachtungen, auch unter Verwendung besonderer Apparaturen und Messverfahren, vornehmen und die Beschreibung einer Beobachtung von ihrer Deutung abgrenzen.

E3 Hypothesen entwickeln

zu physikalischen Fragestellungen begründete Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben.

E4 Untersuchungen und Experimente planen

auf der Grundlage vorhandener Hypothesen zu untersuchende Variablen (unabhängige und abhängige Variablen, Kontrollvariablen) identifizieren und diese in Untersuchungen und Experimenten systematisch verändern bzw. konstant halten.

E5 Untersuchungen und Experimente durchführen

Untersuchungen und Experimente hypothesengeleitet, zielorientiert, sachgerecht und sicher durchführen und dabei den Einfluss möglicher Fehlerquellen abschätzen sowie vorgenommene Idealisierungen begründen.

E6 Untersuchungen und Experimente auswerten

Aufzeichnungen von Beobachtungen und Messdaten mit Bezug auf zugrundeliegende Fragestellungen und Hypothesen interpretieren und daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge sowie funktionale Beziehungen ableiten.

E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben

Elemente wesentlicher physikalischer Modellierungen situationsgerecht und begründet auswählen und dabei ihre Grenzen und Gültigkeitsbereiche beachten.

E8 Modelle anwenden

Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage physikalisch-technischer Vorgänge verwenden.

E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren

anhand historischer Beispiele Einflüsse auf die Entstehung und Veränderung physikalischer Erkenntnisse, insbesondere von Regeln, Gesetzen und theoretischen Modellen, erläutern.

WP Physik – Kommunikation

K1 Texte erstellen

bei der Erstellung physikalischer Sachtexte (Beschreibung, Erklärung, Bericht, Stellungnahme) im notwendigen Umfang Elemente der Fachsprache und fachtypischer Sprachstrukturen sowie bekannte Arten von Übersichten, Zeichnungen und Diagrammen gebrauchen.

K2 Informationen identifizieren

Daten und andere Informationen aus fachlichen Texten, Abbildungen, Grafiken, Schemata, Tabellen und Diagrammen entnehmen und diese, ggf. im Zusammenhang mit erklärenden Textstellen, sachgerecht interpretieren.

K3 Untersuchungen dokumentieren

ein gegliedertes Protokoll anlegen, Versuchsabläufe und Beobachtungen nachvollziehbar beschreiben und die gewonnenen Daten vollständig und in angemessener Genauigkeit darstellen.

K4 Daten aufzeichnen und darstellen

Daten aufzeichnen und für Daten und deren Auswertung zweckdienliche Tabellen und Diagramme anlegen, diese skalieren und unter Angabe darstellen von Messeinheiten eindeutig beschriften sowie Datenpunkte eintragen und mit geeigneten Kurven verbinden.

K5 Recherchieren

für eine Recherche klare und zielführende Fragestellungen und Suchbegriffe formulieren, Ergebnisse nach Relevanz filtern, ordnen und beurteilen sowie Informationsquellen dokumentieren und nach vorgegebenen Mustern korrekt zitieren.

K6 Informationen umsetzen

Geräte nach Bedienungsanleitungen und unter Beachtung von Sicherheitshinweisen sachgerecht verwenden sowie verbindliche Vorgaben bei Verfahrensschritten und Rezepturen beachten und präzise umsetzen.

K7 Beschreiben, präsentieren, begründen

eine Präsentation von Arbeitsergebnissen unter Verwendung von Medien sowie strukturierender und motivierender Gestaltungselemente adressaten- und situationsgerecht gestalten und dabei unter Beachtung von Urheberrechten eigene und fremde Anteile kenntlich machen.

K8 Zuhören, hinterfragen

Elemente einer Argumentation (Behauptung, Begründung, Stützung, Schlussfolgerung) benennen und in physikalischen Diskussionen Argumente mit Fakten, Beispielen, Analogien und logischen Schlussfolgerungen unterstützen oder widerlegen.

K9 Kooperieren und im Team arbeiten

beim Arbeiten im Team unterschiedliche Interessen abwägen, fair und rücksichtsvoll miteinander umgehen, Ziele und Teilaufgaben aushandeln und Teilergebnisse zusammenführen.

WP Physik – Bewertung

B1 Bewertungen an Kriterien orientieren

für Entscheidungen in physikalisch-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien und Handlungsoptionen ermitteln und diese einander zuordnen.

B2 Argumentieren und Position beziehen

in Situationen mit mehreren Entscheidungsmöglichkeiten Kriterien gewichten, Argumente abwägen, Entscheidungen treffen und diese gegenüber anderen Positionen begründet vertreten.

B3 Werte und Normen berücksichtigen

Entscheidungen im Hinblick auf zugrundeliegende Kriterien, Wertungen und Folgen analysieren. Die Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler sollen im Rahmen der Behandlung der nachfolgenden obligatorischen Inhaltsfelder entwickelt werden: 1.) Große und kleine Bilder 2.) Elektrizität und ihre Wirkungen 3.) Kräfte und Maschinen 4.) Elektrische Energieversorgung 5.) Bewegungen und ihre Ursachen 6.) Informationsübertragung 7.) Wetter und Klima 8.) Kernenergie und Radioaktivität 9.) Weltraum Bezieht man die übergeordneten Kompetenzerwartungen sowie die inhaltlichen Schwerpunkte aufeinander, so ergeben sich die nachfolgenden konkretisierten Kompetenzerwartungen:.

WP Physik · Große und kleine Bilder (1)

Umgang mit Fachwissen

den Aufbau und die Funktion von Kameras, Fernrohren, Sehhilfen in ihren wesentlichen Aspekten erläutern (UF1),
typische optische Geräte nach Gerätegruppen ordnen und Kriterien dafür angeben (UF3),
Phänomene der Lichtausbreitung (Reflexion, Totalreflexion, Streuung, Brechung, Absorption, Spektralzerlegung) an Beispielen erläutern (UF3),
Bilder unterschiedlicher Größe als Zusammensetzung von Bildpunkten beschreiben, die u.a. durch den Einfluss einer Linse erzeugt werden können (UF1, UF3),
die Entstehung von scharfen und unscharfen Bildern erklären (UF3),
qualitative Zusammenhänge zwischen Brennweite, Gegenstandsweite, Bildweite und Bildgröße anhand von Darstellungen von Strahlengängen bei verschiedenen Linsen erklären (UF1),
Strahlengänge bei Abbildungen mit Linsen und Spiegeln und bei einfachen Linsenkombinationen (Auge, Brille, Fernrohr) beschreiben und zwischen reellen und virtuellen Bildern unterscheiden (UF2),
den Weg der Wahrnehmung eines Gegenstands von der Entstehung eines Bildes auf der Netzhaut bis zur Interpretation durch das Gehirn erläutern (UF1).

Erkenntnisgewinnung

Untersuchungen zum Verhalten von Licht an Grenzflächen interpretieren und qualitative Zusammenhänge ableiten (E6),
Experimente zum Strahlenverlauf an Linsen durchführen und auswerten sowie gewonnene Erkenntnisse in Form von Regeln verallgemeinern (E5, E6),
Vermutungen zu Abbildungseigenschaften von Linsen oder Spiegeln in Form einer einfachen Je–desto–Beziehung formulieren und anhand von bekannten Strahlenverläufen begründen (E3),
bei Versuchen mit Linsen oder Spiegeln die zu messenden Größen selbstständig benennen und systematisch den Einfluss dieser Größen untersuchen (E4).

Kommunikation

schematische Darstellungen mit Strahlengängen an einzelnen Linsen zeichnen und komplexere Darstellungen (u.a. zum Aufbau und zur Funktion des Auges und optischer Instrumente) eigenständig interpretieren (K2, UF4),
in einem strukturierten Protokoll (u.a. zu optischen Experimenten) Fragestellungen, Überlegungen, Vorgehensweisen und Ergebnisse nachvollziehbar dokumentieren (K3),
die Bildentstehung bei optischen Geräten mithilfe von Computeranimationen veranschaulichen (K7),
Ergebnisse optischer Experimente mit angemessenen Medien fachlich korrekt und anschaulich präsentieren (K7),
in einem Sachtext nach vorgegebenen Kriterien die Funktion von Geräten (u.a. optischen Instrumenten) beschreiben (K1).

Bewertung

die Qualität von Abbildungen auf der Grundlage vorgegebener physikalischer Kriterien beurteilen (B1),
grundlegende Kriterien für die Qualität optischer Geräte angeben (B1).

WP Physik · Elektrizität und ihre Wirkungen (2)

Umgang mit Fachwissen

einfache elektrostatische Phänomene mithilfe von Ladungstrennung und von Kräften zwischen positiven und negativen Ladungen erklären (UF2),
die Kraftwirkung in Feldern auf Probekörper am Beispiel des magnetischen und elektrischen Feldes erläutern (UF1),
zwischen elektrischen und magnetischen Kräften bzw. Feldern unterscheiden (UF3),
mithilfe des Feldlinienmodells magnetische Felder um stromdurchflossene Leiter und Spulen beschreiben (UF1, UF4),
den Zusammenhang zwischen elektrischer Energie und elektrischer Leistung beschreiben und das physikalische Verständnis von Leistung vom Alltagsverständnis abgrenzen (UF2, UF4),
einen Stromkreis als System beschreiben und darin die Beziehungen zwischen Bewegungen freier Ladungsträger, Spannung, Widerstand und Stromstärke darstellen (UF1),
bei verzweigten elektrischen Stromkreisen begründet Reihenschaltungen und Parallelschaltungen identifizieren und die Aufteilung von Strömen und Spannungen an den Verzweigungen erläutern (UF3),
Möglichkeiten der elektrostatischen Spannungserzeugung in Natur und Technik mithilfe von Ladungstrennung beschreiben (UF1).

Erkenntnisgewinnung

physikalische Vorgänge, die zu Aufladungen und zu Entladungen führen, beschreiben und mit einfachen Modellen erklären (E1, E7),
Spannungs- und Stromstärkemessungen planen (Schaltung entwickeln, Schaltzeichnungen erstellen, konstante, abhängige und unabhängige Größen bestimmen) und unter sachgerechter Verwendung der Messgeräte durchführen (E5, E4),
Messdaten zu Stromstärke und Spannung in unterschiedlichen Stromkreisen auswerten, daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten und diese formal beschreiben (E6),
die Leistung sowie den Widerstand in elektrischen Stromkreisen über Messungen von Spannung und Stromstärke bestimmen (E6),
die Temperaturabhängigkeit von Widerständen mithilfe des Metallgitter-modells qualitativ erklären und experimentell bestimmen (E8, E5),
die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands eines Leiters von dessen Eigenschaften (Länge, Querschnitt, Material) mit einem einfachen Lei-tungsmodell erklären (E8, UF1),
zu Gesetzmäßigkeiten in elektrischen Stromkreisen Hypothesen entwickeln, diese mithilfe von Analogiemodellen begründen und Möglichkeiten zur Überprüfung angeben (E3, E8),
Vorzüge und Grenzen verschiedener Analogiemodelle zu elektrischen Stromkreisen erläutern (E7),
für Messungen und Berechnungen (u.a. bei Stromkreisen) Größenglei-chungen verwenden und die korrekten Maßeinheiten verwenden (E5),
mathematische Berechnungen nutzen, um den Energiebedarf und die Betriebskosten von Elektrogeräten vorherzusagen (E8).

Kommunikation

bei der Auswertung technischer Daten von Elektrogeräten die für die Ermittlung des Energiebedarfs wesentlichen Angaben identifizieren (K2),
für eine Messreihe mit mehreren Variablen (u.a. zu elektrischen Schaltungen) selbstständig eine geeignete Tabelle anlegen (K4),
die Energieumwandlungen bei verschiedenen elektrischen Geräten mit Energieflussdiagrammen darstellen (K7),
den Energiebedarf eines Haushalts mit verschiedenen Diagrammformen darstellen und Vor- und Nachteile verschiedener Diagrammformen benennen (K4),
Informationen zu Schutzmaßnahmen gegen Stromschläge und bei Gewittern in sinnvolle Verhaltensregeln umsetzen (K6).

Bewertung

Kriterien zum Gebrauch von Elektrizität im Haushalt abwägen (Sicherheit, Kosten, Komfort, Umweltverträglichkeit) (B2),
verschiedene Energiesparmöglichkeiten bezüglich ihrer Effizienz mit Bezug auf physikalische Konzepte (Wirkungsgrad, Nutzungsdauer, finanzieller Aufwand, Leistung) beurteilen (B1),
Sicherheitsregeln und Schutzmaßnahmen bei der Nutzung elektrischer Anlagen und bei Gewittern verantwortungsvoll anwenden (B3).

WP Physik · Kräfte und Maschinen (3)

Umgang mit Fachwissen

Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen (UF3),
das physikalische Verständnis von Kräften und Energie von einem umgangssprachlichen Verständnis unterscheiden (UF4, UF2),
Gravitation als Ursache für anziehende Kräfte zwischen Massen beschreiben und für eine Masse die auf der Erdoberfläche wirkende Gewichtskraft angeben (UF2, UF1),
an Beispielen Beziehungen zwischen Kräften, Energie und Leistung darstellen (UF2),
die Funktionsweise einfacher mechanischer Maschinen über die Wandlung, Umlenkung, Aufteilung und Gleichgewichte von Kräften erklären und mithilfe von Kraftvektoren darstellen (UF1, UF3, UF4),
mechanische Energieumwandlungsprozesse an Beispielen erläutern und Ergebnisse dieser Prozesse mit dem Energieerhaltungssatz erklären (UF1),
die Goldene Regel der Mechanik zur Funktion einfacher Maschinen als Spezialfall des Energieerhaltungssatzes deuten (UF1),
mechanische Gleichgewichtsphänomene mithilfe des Schwerpunktes erklären (UF1).

Erkenntnisgewinnung

bei der Beobachtung von Vorgängen (u.a. an einfachen Maschinen) zwischen der Beschreibung der Beobachtungen und der Deutung dieser Beobachtungen unterscheiden (E2),
Kraftwandlungen bei einfachen Werkzeugen erläutern und damit deren Funktion und Wirkung erklären (E1, E8),
bei Versuchen (u.a. mit Kraftwandlern und einfachen Maschinen wie Hebel und Flaschenzug) selbstständig die zu messenden Größen benennen und systematisch den Einfluss dieser Größen untersuchen (E4),
die Resultierende wirkender Kräfte über Kräfteparallelogramme bestimmen (E7, E8),
bei Versuchen (u.a. mit Kraftwandlern und einfachen Maschinen wie Hebel und Flaschenzug) qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten, formal beschreiben und für Vorhersagen nutzen (E6),
mathematische Beschreibungen zur Berechnung von Energieumwand-lungen (heben, hochsteigen, fallen) nutzen und die Energieumsätze vergleichen (E8).

Kommunikation

in Abbildungen physikalischer Sachverhalte Kräfteverhältnisse darstellen bzw. interpretieren (K4, K2),
in Zeichnungen die Richtung, die Stärke und das Zusammenwirken von Kräften durch Vektorpfeile darstellen (K2),
Energieumwandlungen an Maschinen mit Hilfe von Energieflussdiagram-men darstellen (K1),
Informationen zur historischen Bedeutung des Einsatzes von Maschinen selbstständig aus geeigneten Quellen beschaffen, einschätzen und zusammenfassen (K5).

Bewertung

in einfachen Zusammenhängen Überlegungen und Entscheidungen zur Arbeitsökonomie und zur Wahl von Werkzeugen und Maschinen treffen und ihre Entscheidungen mit physikalischen Argumenten stützen (B1),
in Anwendungssituationen den Einsatz von Maschinen abwägen und begründen (B2).

WP Physik · Elektrische Energieversorgung (4)

Umgang mit Fachwissen

Beispiele für nicht erneuerbare und regenerative Energiequellen beschreiben und die wesentlichen Unterschiede erläutern (UF2, UF3),
Kräfte auf stromdurchflossene Leiter und bewegte Ladungen in einem Magnetfeld beschreiben (UF1),
qualitativ die Entstehung einer Induktionsspannung in einem Leiter durch magnetische Kräfte auf bewegte Ladungen erläutern (UF1, E8),
den Aufbau von Generatoren und Transformatoren beschreiben und deren Funktion mit Hilfe der elektromagnetischen Induktion erklären (UF1),
die Funktion wesentlicher Komponenten und Strukturen von Netzen zur Versorgung mit elektrischer Energie sowie deren Zusammenwirken erläutern (UF1),
zwischen zugeführter und genutzter Energie unterscheiden, um den Wirkungsgrad zu bestimmen (UF1),
Energieumwandlungsketten von einem Kraftwerk bis zu den Haushalten unter Berücksichtigung der Energieentwertung und des Wirkungsgrades darstellen und erläutern (UF1, K7),
Gemeinsamkeiten und Unterschiede von elektrischen Feldern, magnetischen Feldern und Gravitationsfeldern beschreiben (UF4, UF3),
Kraftwerkstypen nach physikalischen Kriterien ordnen (UF3).

Erkenntnisgewinnung

Versuche und Experimente im Bereich Elektrizität auf der Grundlage selbst entwickelter Beobachtungskriterien systematisch durchführen sowie Beobachtungs- und Messergebnisse strukturiert beschreiben und verallgemeinernd deuten (E2),
zu vorgegebenen Fragestellungen und Hypothesen im Bereich regenerativer Energieversorgung Modellexperimente selbstständig planen und durchführen (E6),
das Problem zukünftiger Energieversorgung in physikalisch relevante Teilprobleme zerlegen (E1).

Kommunikation

Informationen aus verschiedenen Quellen (u.a. zur effektiven Bereitstellung und Übertragung von Energie) zusammenfassend darstellen (K5),
aus Darstellungen zur Energieversorgung die Anteile der Energieträger herauslesen und angemessen – auch computergestützt – visualisieren (K4, K2),
in einem sachlich formulierten und strukturierten naturwissenschaftlichen Text physikalisch-technische Zusammenhänge im Bereich Energieversorgung darstellen (K1).

Bewertung

Vor- und Nachteile nicht erneuerbarer und regenerativer Energiequellen an je einem Beispiel im Hinblick auf eine physikalisch-technische, wirtschaftliche und ökologische Nutzung auch mit Bezug zum Klimawandel begründet gegeneinander abwägen und bewerten (B1, B3).

WP Physik · Bewegungen und ihre Ursachen (5)

Umgang mit Fachwissen

Bewegungen über die Veränderung von Ort und Zeit beschreiben (UF1),
gleichförmige und beschleunigte Bewegungen auf Grundlage von Ge-schwindigkeitsbetrachtungen unterscheiden (UF3),
den Anhalteweg als gleichförmige (Reaktionsweg) und verzögerte Bewegung (Bremsweg) beschreiben (UF3),
aus Bewegungsänderungen und Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften schließen sowie die Bedeutung des Trägheitsgesetzes und des Wechselwirkungsgesetzes erläutern (UF1, UF3),
spezielle Kräfte wie Gewichtskräfte, Reibungskräfte, Auftriebskräfte in alltäglichen Situationen aufgrund ihrer Wirkungen identifizieren (UF4),
Energieumwandlungsprozesse bei Bewegungen beschreiben (UF3),
die Funktionsweise von Elektromotoren als System mit dem Wirken und der zeitlichen Steuerung magnetischer Kräfte erklären (UF1),
den Vortrieb durch Rückstoß (Düsen-, Propeller- Raketenantriebe) mit dem Wechselwirkungsgesetz erklären (UF1, UF4),
physikalische Gesetzmäßigkeiten beschreiben und vergleichen, die verschiedenen Antrieben (Verbrennungsmotor, Elektromotor, Düsentriebwerk) zugrunde liegen (UF3, UF1),
die formale Definition des Drucks erläutern und das Druckkonzept an unterschiedlichen Beispielen und mit variierenden Parametern erläutern (UF1),
die Höhenabhängigkeit des Schweredrucks in Flüssigkeiten und Gasen erklären (UF 2),
den statischen Auftrieb von Körpern in Flüssigkeiten und Gasen mithilfe des Archimedischen Prinzips und des Schweredrucks erklären (UF2).

Erkenntnisgewinnung

Bewegungen über die Messung von Ort und Zeit bestimmen (E5),
Strecken, Zeiten und Geschwindigkeiten bei gleichförmigen Bewegungen berechnen (E8),
begründete Hypothesen zum Auftriebsverhalten von Körpern formulieren und Versuche zur Überprüfung planen (E3),
Modellversuche zum Tauchen oder Schwimmen zielgerichtet durchführen und dabei Sicherheits- und Sorgfaltsvorschriften beachten (E5),
die Dichte von Körpern experimentell und, bei bekannter Masse und Volumen, rechnerisch bestimmen (E5).

Kommunikation

Gruppenarbeiten (u.a. zu Bewegungsuntersuchungen) planen, durchführen, auswerten und reflektieren (K9),
Messreihen zu Bewegungen protokollieren und Messergebnisse in Zeit-Weg-Diagrammen darstellen (K3, E6),
Messwerte (u.a. bei der Analyse von Bewegungen) mithilfe eines Tabel-lenkalkulationsprogramms verarbeiten und daraus Bewegungsdiagramme erstellen (K2),
auf Grundlage eines Bewegungsdiagrammes den Bewegungsablauf beschreiben (K2),
Kraftpfeile verwenden, um die Phänomene Schwimmen, Schweben und Sinken darzustellen und zu erklären (K2),
Erklärungen zu den Phänomenen Sinken, Schweben und Steigen adres-satengerecht und nach vorgegebenen Kriterien (physikalische Konzepte anwenden, adressatengerechte Sprache und freie Rede verwenden, Nutzung von Bildern und Grafiken) präsentieren (K7).

Bewertung

die Angemessenheit des eigenen Verhaltens im Straßenverkehr (u.a. Sicherheitsabstände, Einhalten von Geschwindigkeitsvorschriften und Anschnallpflicht) reflektieren und beurteilen (B2, B3),
verschiedene Verkehrsmittel anhand ihrer Wirkungsgrade sowie ökologischer und ökonomischer Kriterien vergleichen und bewerten (B1).

WP Physik · Informationsübertragung (6)

Umgang mit Fachwissen

den Aufbau und die Funktionsweise von ausgewählten Sensoren erklären (UF2),
die Signalwandlung an Sensoren als Umwandlung einer Wirkung in ein elektrisches Signal beschreiben (UF1),
die grundlegenden Prinzipien der digitalen Kodierung eines analogen Signales anhand einer Schemazeichnung erklären (UF1),
die Funktionsweise von einfachen Transistorschaltungen durch das Zusammenwirken elektronischer Bauteile erklären (UF2),
die Informationsübertragung mithilfe der Modulation (Amplitudenmodulation) von Wellen beschreiben (UF1),
die verschiedenen Bereiche des elektromagnetischen Spektrums vom Radiobereich bis zur Gammastrahlung natürlichen und technischen Phänomenen zuordnen (UF3),
Wirkungen von elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Spektralbereichen auf deren Energie zurückführen (UF4, UF3),
Anwendungen, Vorkommen und Wirkungen von Infrarotlicht und Ultravio-lettlicht beschreiben (UF1),
die Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung mit der Ausbreitung von Schall vergleichen (Geschwindigkeit, Medium) und an Beispielen verdeutlichen (UF4),
an ausgewählten Beispielen beschreiben, wie elektromagnetische Strahlung an Materie reflektiert, gebrochen oder absorbiert wird (UF4),
die Zerlegung von weißem Licht in Spektralfarben an Prismen auf die Farbabhängigkeit der Brechung zurückführen (UF1),
Farbphänomene in der Natur (u.a. Körperfarben, Regenbogen) mithilfe physikalischer Konzepte (Absorption, Brechung, Reflexion, Streuung) erklären (UF4),
Farbphänomene mithilfe der additiven und subtraktiven Farbmischung erklären (UF2),
die Funktion des menschlichen Auges bei der Farbwahrnehmung beschreiben (UF1),
die Zusammensetzung von Sonnenlicht aus farbigem Licht und die Anordnung der sichtbaren Farben zwischen dem Infraroten und dem Ultravioletten beschreiben (UF3, UF1).

Erkenntnisgewinnung

Sensoren (für Wärme und Licht) über geeignete Messreihen und Diagramme kalibrieren (E6),
elektronische Schaltungen für einfache Problemstellungen mit vorgegebenen Bauteilen selbstständig entwickeln, aufbauen und überprüfen (E4, E5),
Fehler in einfachen Schaltungen durch systematisches Vorgehen eingrenzen und identifizieren (E5),
einfache Versuche zu Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung planen und durchführen (E4, E5),
die Newton’schen Experimente zur Farbigkeit des Lichtes (Spektralzerle-gung, Nicht-Zerlegbarkeit einzelner Spektralfarben, Addition zu weißem Licht) nach Vorgabe durchführen und aus den Ergebnissen Schlussfolgerungen zu Eigenschaften des Lichts ziehen (E5, E6),

Kommunikation

Informationen aus Schaltplänen und Kennlinien entnehmen und interpretieren (K2),
beim Aufbau und der Überprüfung elektronischer Schaltungen im Team zusammenarbeiten (u.a. Aufgabenverteilung aushandeln, Verantwortung für Arbeitsprozess und -ziel übernehmen) (K9),
an Beispielen Nutzen und Gefahren sowie gesellschaftliche und persönliche Auswirkungen der elektronischen Informationsverarbeitung adressa-tengerecht beschreiben (K7),
Informationen zu Kommunikationsnetzen aus geeigneten Quellen entnehmen (K5),
fachliche Informationen zu natürlichen Farbphänomenen und technischen Anwendungen selbstständig recherchieren und diese bezüglich der Angemessenheit des Niveaus und ihrer Relevanz beurteilen (K5),
Farbphänomene unter Verwendung von einfachen Modellversuchen oder Animationen anschaulich und systematisch erläutern (K7).

Bewertung

Gefahren und Möglichkeiten der Nutzung von digitalen Netzwerken benennen und abwägen (B3),
physikalisch-technische Kriterien zur Beurteilung von Informations- und Kommunikationsgeräten formulieren und diese bei Kaufentscheidungen anführen (B1),
faktenbasiert und kriteriengeleitet Entscheidungen zur Nutzung von Kommunikationstechnik treffen (B2).

WP Physik · Wetter und Klima (7)

Umgang mit Fachwissen

die Entstehung von statischen Luftdrucksystemen und die Entstehung von Wind mit physikalischen Konzepten (Wärmeausdehnung, Auftrieb, Druck) erklären (UF2),
die Drehrichtung von Hoch- und Tiefdruckgebieten durch die Wirkung der Corioliskraft qualitativ erklären (UF1),
die Änderung der Aggregatzustände bei der Entstehung von Luftfeuchtigkeit, Nebel, Wolken und Niederschlag mit physikalischen Konzepten erklären (UF1),
das Zustandekommen extremer Wetterphänomene (Wirbelstürme, Gewitter, Starkregen) als Abfolge physikalischer Vorgänge erklären (UF4, UF1),
mit physikalischen Konzepten den Kreislauf des Wassers erklären (UF4),
die Mechanismen des Wärmetransports durch Wärmestrahlung und Konvektion unterscheiden (UF3),
Temperaturen zu verschiedenen Tageszeiten mit dem Energietransport und der Strahlungsbilanz qualitativ erklären (UF4),
kontinentales und ozeanisches Klima unter Verwendung der physikalischen Konzepte Wärmekapazität und Wärmestrahlung erklären (UF3),
den Energietransport durch Meeresströmungen und die daraus resultierenden Einflüsse auf das Klima an Beispielen beschreiben (UF1),
den Treibhauseffekt mit den Wechselwirkungen verschiedener Strahlungsarten mit der Erdoberfläche und der Atmosphäre qualitativ erklären (UF4),
zwischen dem anthropogenen und dem atmosphärischen Treibhauseffekt unterscheiden und deren Ursachen und Folgen beschreiben (UF3),

Erkenntnisgewinnung

Wetterbeobachtungen (u.a. Bewölkung, Windstärke) qualitativ differenziert beschreiben (E2, E1),
Messgeräte für Wetterbeobachtungen sachgerecht nutzen und die Messbedingungen reflektieren (E5),
Hypothesen zur Wetterentwicklung auf Wetterbeobachtungen und Wetterdaten stützen (E3, E6),
Wetterbeobachtungen im Zusammenhang mit einer vorhandenen Großwetterlage erklären (E1, E2, E6),
an Beispielen (u.a. Modell des anthropogenen Treibhauseffekts) die Bedeutung und Funktion theoretischer Modelle erläutern (E9).

Kommunikation

Diagramme zu Wetterdaten beschreiben und den Verlauf sachgerecht interpretieren (K2, UF4),
Wettererscheinungen mit einfachen Analogversuchen veranschaulichen (K5),
Wetterdaten mit einem Tabellenkalkulationsprogramm grafisch darstellen (K4),
bei Wetterbeschreibungen in angemessenem Umfang Fachsprache verwenden (K7),
aus komplexen grafischen Darstellungen (Strahlungshaushalt der Erde, Aufbau der Atmosphäre, Wetterkarte, Satellitenbilder) relevante Informationen und Zusammenhänge identifizieren und auf dieser Basis zentrale Aussagen benennen (K2),
in einem sachlich formulierten und strukturierten naturwissenschaftlichen Text Vorgänge in der Atmosphäre darstellen (K1).

Bewertung

die Interpretation von Wetterinformationen zur Planung des eigenen Verhaltens (Kleidung, Urlaub, Freizeitplanung) nutzen (B1),
Kriterien für die unterschiedliche Beurteilung von Wetter nennen (B1),
die Qualität von an die breite Öffentlichkeit gerichteten Quellen zur Bedeutung des Treibhauseffekts nach vorgegebenen Kriterien beurteilen (B3, K5),
im persönlichen Bereich Entscheidungen zum Handeln angesichts der vorliegenden Modelle zur Treibhausproblematik treffen (B3).

WP Physik · Kernenergie und Radioaktivität (8)

Umgang mit Fachwissen

Eigenschaften, Wirkungen und Nachweismöglichkeiten verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und von Röntgenstrahlung beschreiben (UF1),
Halbwertszeiten auf statistische Zerfallsprozesse großer Anzahlen von Atomkernen zurückführen (UF1, UF4, E8),
die grundlegenden Messgrößen für radioaktive Strahlung Zerfallsrate und Äquivalentdosis erläutern und deren Einheiten angeben (UF3, UF1),
die Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Materie erläutern und damit Anwendungen sowie Gefährdungen und Schutzmaßnahmen erklären (UF1, UF2),
die Kernspaltung in einer kontrollierten Kettenreaktion in einem Kernreaktor und die damit verbundenen Stoff- und Energieumwandlungen erläutern (UF1, E7),
das Zustandekommen, die Bedeutung und die Aussagen von Grenzwerten für ionisierende Strahlen erläutern (UF4, B1, B2, B3).

Erkenntnisgewinnung

den Aufbau des Atomkerns, die Bildung von Isotopen und die Kernspaltung sowie die Kernfusion mit einem angemessenen Atommodell beschreiben (E7),
Zerfallskurven und Halbwertszeiten zur Vorhersage von Zerfallsprozes-sen nutzen (E8),
Probleme der Nutzung der Kernenergie und der Behandlung von radioaktiven Abfällen erläutern und die daraus resultierenden physikalischen, technischen und gesellschaftlichen Fragestellungen differenziert darstellen (E1, K7),
die Veränderungen in Physik, Technik und Gesellschaft durch die Entdeckung radioaktiver Strahlung und Kernspaltung beschreiben (E9),
die Funktion von Modellen zur Struktur der Materie reflektieren und deren Entwicklung historisch einordnen (E9).

Kommunikation

Informationen und Positionen zur Nutzung der Kernenergie und anderer Energiearten differenziert und sachlich darstellen sowie hinsichtlich ihrer Intentionen überprüfen und bewerten (K5, K8).

Bewertung

Nutzen und Risiken der Verwendung von radioaktiver Strahlung und von Röntgenstrahlung auf der Grundlage physikalischer und biologischer Fakten begründet abwägen (B1),
eine eigene Position zur Nutzung der Kernenergie einnehmen, dabei Kriterien angeben und ihre Position durch stringente und nachvollziehbare Argumente stützen (B2).

WP Physik · Weltraum (9)

Umgang mit Fachwissen

kosmische Objekte (Planeten, Kometen, Monde, Sterne, Galaxien und Schwarze Löcher) in ihren wesentlichen Eigenschaften und Unterschieden beschreiben (UF3, UF2),
den Aufbau und die Veränderung des Universums und die Anordnung der enthaltenen kosmischen Objekte in einem einfachen kosmologischen Modell beschreiben (UF1, UF3),
das Wirken von Gravitationskräften bei astronomischen Phänomenen (u.a. Planetenbahnen, Atmosphären, Entstehung von Sternen und Planeten) erläutern (UF4),
den prinzipiellen Aufbau, die Funktion und den Einsatzbereich wesentlicher Instrumente zur Erforschung des Universums erläutern (UF1, UF2, UF3),
am Beispiel der Fraunhofer‘schen Linien qualitativ erläutern, wie mithilfe von Absorptionsspektren Erkenntnisse zur stofflichen Zusammensetzung von Himmelsobjekten gewonnen werden können (UF1, UF4).

Erkenntnisgewinnung

Himmelsbeobachtungen zu vorgegebenen und eigenen Fragestellungen mit bloßem Auge oder mit Hilfe optischer Geräte durchführen und beschreiben (E1, E2),
ausgewählte, gut sichtbare Himmelsobjekte identifizieren und benennen, auch unter Verwendung von Hilfsmitteln (Abbildungen, Positionsangaben, drehbare Sternkarte) (E2),
Grundaussagen der Urknalltheorie zur Entwicklung des Universums beschreiben und erläutern, durch welche Erkenntnisse diese gestützt werden (E8, E9, UF4),
Methoden der Entfernungsmessungen im Weltall und deren Einsatzbereiche in ihren grundlegenden Prinzipien erklären (E6),
die Unabhängigkeit der Fallgeschwindigkeit von der Masse beim freien Fall mit dem Zusammenspiel von Gewichtskraft und Trägheit erklären (E8),
am Beispiel der historischen Entwicklung der Vorstellungen vom freien Fall (Aristoteles, Galilei, Newton) die Vorläufigkeit physikalischer Modelle beschreiben (E9),
das Phänomen der Schwerelosigkeit beschreiben und als subjektiven Eindruck bei einer Fallbewegung erklären (E2, E8).

Kommunikation

in einem Sachtext nach vorgegebenen Kriterien die Funktion und den Gebrauch von Geräten (u.a. optischen Instrumenten) beschreiben (K1),
altersgemäße, populärwissenschaftliche Texte zum Weltall Sinn entneh-mend lesen und die wesentlichen Aussagen wiedergeben (K2),
anhand bildlicher Darstellungen aktuelle Vorstellungen zur Entstehung des Universums erläutern (K2),
mit vorgegebenen Strategien (u.a. Fragestellungen festlegen, Suchbegriffe nennen, geeignete Quellen finden) Informationen zu Himmelsobjekten recherchieren (K5),
Informationen zu Himmelsobjekten adressatengerecht und nach vorgegebenen Kriterien (u.a. unbekannte Begriffe erklären, adressatengerechte Sprache und freie Rede verwenden, Nutzung von Bildern und Grafiken) präsentieren (K7).

Bewertung

Vor- und Nachteile astronomischer Beobachtungen von der Erde aus oder aus dem Weltall an Beispielen beschreiben und abwägen (B1),
in Grundzügen am Beispiel der historischen Auseinandersetzung um ein heliozentrisches Weltbild darstellen, warum gesellschaftliche Umbrüche auch in den Naturwissenschaften zu Umwälzungen führen können (B2, B3, E7, E9).

WP Physik, Realschule, Nordrhein-Westfalen

WP Physik – Umgang mit Fachwissen

WP Physik – Erkenntnisgewinnung

WP Physik – Kommunikation

WP Physik – Bewertung

WP Physik · Große und kleine Bilder (1)

WP Physik · Elektrizität und ihre Wirkungen (2)

WP Physik · Kräfte und Maschinen (3)

WP Physik · Elektrische Energieversorgung (4)

WP Physik · Bewegungen und ihre Ursachen (5)

WP Physik · Informationsübertragung (6)

WP Physik · Wetter und Klima (7)

WP Physik · Kernenergie und Radioaktivität (8)

WP Physik · Weltraum (9)

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