Gymnasium CHRISTIANEUM

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Physik

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Fachbereich PHYSIK


Fachleiter: Friedrich Ruhl

Kaum ein Bereich der uns umgebenden „physischen“ Welt wird von der Physik nicht berührt – fast könnte man sagen: „Physik erklärt die Welt“.

Sicher ist es gerade diese Vielschichtigkeit, die dieses (Schul-)Fach besonders reizvoll macht. Andererseits stellt die Physik als Vertreterin der „exakten Naturwissenschaften“ an Lernende aber auch sehr unterschiedliche, nicht immer leicht zu erfüllende Aufgaben. Der Physikunterricht am Christaneum begegnet den hiermit verbundenen Herausforderungen durch ein allmähliches Heranführen an die steigende Komplexität der Zusammenhänge – ausgehend vom fast ausschließlich experimentell bestimmten Unterricht in Klasse 7 bis hin zu abstrakten mathematischen Formulierungen (z.B. der Maxwell-Gleichungen) im vertiefenden Unterricht der Oberstufe. Der große Stellenwert des Experiments hilft in allen Klassenstufen, die Motivation zu fördern und Beziehungen zur Lebenswelt der Schüler sicherzustellen.

Neben der Notwendigkeit, mehr oder weniger leicht zu durchschauende Zusammenhänge in ihrer Gesamtheit zu erfassen und ihre Bestandteile in sinnvolle Relation zueinander zu setzen, ist die sachgemäße Formulierung der Erkenntnisse eine weitere Hürde. Hier geht es einerseits um die adäquate und treffsichere sprachliche Beschreibung von Phänomenen (unter Vermeidung von allzu vielen Worthülsen wie z.B. „...das Dings ...“ o.ä), andererseits aber auch um die Formulierung von Zusammenhängen in der exakten Sprache der Mathematik – in Zusammenarbeit mit den jeweiligen Mathematiklehrern. Auch die Kooperation mit anderen Fächern wird immer wieder gesucht: z.B. mit dem Fach Deutsch beim Thema „Sachbeschreibung“, mit der Bildenden Kunst bei Collagen aus den Restteilen von im Anfangsunterricht „zerstörend“ untersuchten Haushaltsgeräten usw...

Die folgende Übersicht zeigt die aktuelle Planungsgrundlage für die Klassen 7 bis 10:


Klasse 7
Magnetismus → viele kleine Versuche, Elementarmagnetenmodell, Feldlinienbilder, ...
Akustik → Begriffe wie Tonhöhe/Frequenz, Schwingungen, Schreibstimmgabel, Musikinstrumente bauen, ...
Optik → Schatten, Finsternisse, Spiegel, Hohlspiegel, Strahlengang, Reflektionsgesetz, Farben, ...
Stromkreise → Schaltungen mit Lampen und Schaltern, Wahrheitstafeln, Batterieschaltungen, Stromquellen,
     propädeutischer Gebrauch der Begriffe „Spannung“ und „Stromstärke“, ..
Elektromagnetismus → Elektromagnet, Klingel, Elektromotor, „Dosenhupe“, Verbindung zum Thema Magnetismus
     (Feldlinien), ...
Wärmelehre → Grundbegriffe, Ausdehnung, Formen der Wärmeübertragung, ...

Klasse 8
Bewegungen → Lineare Bewegungen, einfache Bewegungsgleichungen, Treffpunktsaufgaben
    (Bezug zur Mathematik!), andere Bewegungsformen (hier aber keine Formeln), ...
Mechanik → Kräfte, Kräftezerlegung und -zusammensetzung, Dichte, Hebelgesetze, Anwendungen, ...
Elektrizitätslehre → Mechanismen und Modelle der Stromleitung, Widerstandsdefinition  U = R · I,
    Ohmsches Gesetz, Umgang mit Messgeräten, Spannungsbegriff
Optik → Brechung, Linsen, Linsengesetz, Anwendungen, ....

Klasse 9
Mech.Energie → Arbeit und Leistung, Energieerhaltungssatz, Lage-, Bewegungs- und Spannenergie (Formeln!),
    einfache Berechnungen zur Energieerhaltung ...
Elektr. Energie → Verzweigte Stromkreise, endgültige Spannungsdefinition über die Energie, Maßeinheiten
    (z.B. kWh), Anwendungen im Haushalt, phys. Rechnen ...
Wärmeenergie → Wärmemenge, Erstarrungs- und Verdampfungsprozesse, Rechnungen hierzu
    (Mischtemperaturen ...) Wärmekraftmaschinen, ...

Klasse 10
Atomphysik → Arten von Strahlung und Nachweismethoden, Abstandsgesetz, Isotope, Zerfallsreihen,
    Zerfallsgesetz, Kernkraftwerke, C14-Methode, ...
Induktion → Veränderliche Magnetfelder, Generatorprinzip, Transformator, Hochspannungsleitung, ...
Druck und Auftrieb → Hydrostatischer Druck, Archimedisches Prinzip, Schwimmfähigkeitsbedingung,
    Druck in kompressiblen Medien, ...

Neben dem klassischen Fachunterricht gibt es für Schülerinnen und Schüler den so genannten „Werkstattunterricht“ in Klasse 7 mit unterschiedlichen Angeboten. Einige Beispiele:

• Programmierung mit dem LEGO-MINDSTORMS-System
• Lötarbeiten an einfachen elektrischen Schaltungen
• Bau von möglichst hoch belastbaren Brücken aus einfachsten Materialien

Die aus einer langen Tradition handwerklich-technischer Schülerprojekte entstandenen Objekte und Apparaturen, die z.B. den Innenhof zwischen den Physikräumen zu einer Art „Mini-Phänomenta“ gemacht haben, zeigen den Schülerinnen und Schüler immer wieder, dass Physik viel mehr ist als das Einsetzen von gegebenen Werten in fertige Formeln. Immer wieder zeigen dies Schüler des Christianeums auch außerhalb der Schule, z.B. durch die erfolgreiche Teilnahme am „Bundeswettbewerb Physik“.