Geschwister Scholl Gymnasium
Waldkirch

Naturwissenschaftliches und sprachliches Profil mit bilingualem Zug

Physik

Vor etwa 2500 Jahren versuchte der griechische Philosoph Heraklit eine vernünftige Ordnung der Welt zu erkennen und zu erklären. Die Abbildung zeigt, dass ihm dafür offenbar Stift und Papier ausreichten.

Viele Jahre später gelang es dem wohl bekanntesten Physiker der Geschichte, Albert Einstein, durch reines Nachdenken unser Weltbild radikal zu verändern. 

Er fand dabei seine berühmte Formel zur Berechnung von Kernenergien, die auf der Briefmarke abgebildet ist.

Dazwischen liegen viele Anstrengungen und die Erkenntnis, dass neue Fortschritte in der Physik nur durch die genaue Beobachtung der Natur in Experimenten gewonnen werden können.

Die Physik macht heute durch spektakuläre Forschungserfolge auf sich aufmerksam, die Milliarden verschlingt, um den technologischen Fortschritt voranzutreiben oder immer noch der Frage nachzugehen, was die Welt im Innersten zusammenhält?

Ein moderner Physikunterricht am GSG muss also die Jahrtausende alte Geschichte menschlicher Naturerforschung nachzeichnen und gleichzeitig mit der rasanten technischen Entwicklung Schritt halten. 

Dafür reicht der klassische Physikunterricht mit reinen Lehrerexperimenten und der Lösung weltfremder Rechenaufgaben schon lange nicht mehr aus.

Vielmehr werden jetzt schon zu Beginn der 7. Klasse die experimentellen Erfahrungen aus dem neuen Unterrichtsfach BNT (= Biologie, Natur und Technik) der ersten zwei Schuljahre aufgegriffen und in eigenständig durchgeführten Schülerexperimenten vertieft. 

Dabei soll durch einfache Versuchsanordnungen die Beobachtungsfähigkeit der SchülerInnen für Naturerscheinungen (Phänomene) geschärft, das Verständnis für Erklärungsmodelle erhöht und die Eigenständigkeit im Umgang mit technischen Instrumenten gefördert werden.

Unverändert werden Beobachtungen mit physikalischen Fachbegriffen beschrieben, wobei Messgrößen das Fundament der Physik bilden.

Außerdem wird im Unterricht die Alltagssprache der Schülerinnen und Schüler aufgegriffen und solange weiterentwickelt, bis jeder einen physikalischen Sachverhalt unter Verwendung passender physikalischer Grundbegriffe wiedergeben kann.  

Den Höhepunkt einer Untersuchung stellt das Auffinden physikalischer Gesetze dar, die eine wechselseitige Beziehung verschiedenster physikalischer Größen zur Folge haben und in neuen Experimenten bestätigt und angewendet werden können.

Mit Hilfe der Mathematik lassen sich dann die erarbeiteten Gesetzmäßigkeiten formalisieren und Problemstellungen durch entsprechende Berechnungen lösen.

Inhaltlich wird der Unterricht weiterhin durch die klassischen Fachgebieteder Physik, die Mechanik, Akustik, Optik undElektrizitätslehregegliedert:

In der  der 7. Klasse ermöglichen die Akustik und Optik einen besonders anschaulichen Einstieg in die Physik, in dem von Beginn an Gemeinsamkeiten (Analogien) zwischen verschiedenen Phänomenen, etwa der Ausbreitung von Schall und Licht aufgezeigt werden. Ebenso wird schon sehr früh die Energieals zentrale Größe der Physik thematisiert, die in fast allen physikalischen Vorgängen von Bedeutung ist.  

In der 8. Klasse schließen sich dann die Mechanikmit der Beschreibung einfacher Bewegungsvorgänge und die Elektrizitätslehrean.

Letztere macht von der Analogie bei Wasser- und Stromkreisläufen Gebrauch und ermöglicht dadurch ein anschauliches Verständnis der elektrischen Grundgrößen Spannungund Stromstärke.

In der 9. Klasse wird die Elektrizitätslehreeinschließlich Magnetismusvertieft und der Feldbegriffeingeführt. Wichtig sind hierbei die technischen Anwendungen, die z. Bsp. zur Stromerzeugung und den Bau von Elektromotoren führen. 

Zusätzlich werden grundlegende Versuche der Wärmelehredurchgeführt und einfache Atommodellebehandelt.

In der 10. Klasse wird dann die berühmte Newtonsche Mechanik entwickelt, die eine mathematische Beschreibung von (beschleunigten) Bewegungen ermöglicht und in der Mathematik zur Einführung der Differentialrechnung führt

Den Abschluss bildet danach die Atomphysik mit Grundlagen zur Kernphysik

In der Kursstufe werden in den 2- und 4-stündigen Kursen alle bekannten Inhalte der Mittelstufe aufgegriffen und weiter vertieft. Dabei werden verstärkt mathematische Methoden eingesetzt und aufwändigere Experimente durchgeführt. 

Inhaltlich besteht zudem die Möglichkeit, im 2-std. Physikkurs auch den Schwerpunkt Astronomiezu wählen. 

Den Abschluss des Physikunterrichts der Kursstufe bildet die Quantenphysikals Grundlage der modernen Physik des 20. und 21. Jahrhunderts. Sie ermöglicht einen Ausblick auf moderne Entwicklungen in der Nanotechnologieund z.B. den Bau neuer Quantencomputer.

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