Allgemeine Bildungsziele

Dieses Fach verfolgt das Ziel, die Schüler mit dem Experimentieren vertraut zu machen. Es umfaßt im Unterreicht Lerninhalte aus Physik und aus Chemie.

Die Fächer Physik und Chemie sind im derzeitigen Unterrichtskonzept vorwiegend, wenn nicht ausschließlich, darauf ausgerichtet, den Schülern jene Arbeitstechniken zu vermitteln, die heuzutage als "notwendig" erachtet werden, um die Entwicklung des technischen und wissenschaftlichen Fortschritts zu begreifen.

Der Physik- und Chemielehrstoff, von dem sich verschiedene Arbeitstechniken ableiten lassen, ist heuzutage so komplex und vielschichtig, daß er in einer Oberschule nicht umfassend behandelt werden kann. Wenn er allerdings zu stark vereinfacht dargeboten wird, entsteht ein zu simpler und verzerrter Eindruck von der Wirklichkeit.

In dem Augenblick, in dem es Ziel der beiden Fächer ist, nur die "unerläßlichen" Kenntnisse zu vermitteln, muß man sich die Frage stellen, welches denn die tatsächlich wichtigen und unerläßlichen Kentnisse sind (es werden nicht jene sein, die aus zufälliger Aktualität wichtig scheinen). Außerdem gibt es heutzutage eine Vielzahl von wichtigen Kenntnissen in beiden Wissenschaften, und sie sind inhaltlich meist Schülern im Alter von 13 - 14 Jahren nicht zugänglich.

Die reine Wissensvermittlung kann daher für diese Altersstufe nicht Hauptbildungsziel sein.
Das Ziel der wissenschaftlichen Unterrichtsfächer soll hingegen darin bestehen, den Schüler mit dem Experimentieren vertraut zu machen. In den "Experimentalwissenschaften" ist man heutzutage davon abgekommen, die einzelnen Lehrfächer nach Lehrgegenständen aufzuteilen; die einzig mögliche Einteilung erfolgt von der Methode her.
Die "Lehre von der Materie" setzt nicht so sehr die Wissensvermittlung zum Ziel als vielmehr das Experimentieren, welches den Schlüssel für den Zugang zu den Wissenschaften darstellt und eine Geisteshaltung fördert, die fruchtbringend auf andere Bereiche transferierbar ist.

Aus dieser Sicht ist die Zusammenfassung von Physik und Chemie in einem einzigen Unterrichtsfach gerechtfertigt.

Es ergibt sich, daß die Lerninhalte nicht nach dem Prinzip ihrer unbedingten Wichtigkeit oder nach dem Prinzip einer ausgewogenen Aufteilung zwischen den beiden Fächern ausgewählt werden, sondern nach dem didaktischen Prinzip: nach ihrer Eignung für Versuche und ihrer Exemplarität. Das bedeutet, daß die Auswahl auf jene Lerninhalte fallen soll, die altersgemäß und von den Begriffen her einfach sind, die einfach zu beschreiben und für Versuche geeignet sind und die einen Bezug zur Lebenswirklichkeit der Schüer haben.

Mit dem integrierten Physik- und Chemieunterricht dieser Art hat man in den letzten Jahren in den besten Schulen Europas, z.B. in Frankreich, Erfahrungen gesammelt, die in dieses Konzept eingeflossen sind.

Es ist müßig zu betonen, daß der Unterricht von Physik und Chemie, der nicht reines Fachwissen vermittelt, sondern auf eine experimentalwissenschaftliche Arbeitsweise ausgerichtet ist, sein Ziel nur erreicht, wenn die Schüler zahlreiche Versuche durchführen, was der modernen Didaktik dieser Unterrichtsfächer entspricht.

Lernziele

Durch den Unterricht dieses Faches sollen folgende Ziele erreicht werden:
    Entwicklung der Aufnahme und der kritischen Verarbeitungsfähigkeit der dargebotenen schriftlichen, mündlichen und visuellen Informationen;
    Entwicklung der Fähigkeit, die aus Beobachtungen und Versuchen gewonnenen Erkenntnisse zu analysieren, zusammenzufassen und zu verarbeiten;
    Entwicklung der Fähigkeit, die aus Versuchen gewonnen Erkenntnisse logisch zu strukturieren;
    Hypothesen aufstellen und deren Gültigkeit verifizieren lernen;
    den Entwicklungsprozeß der Wissenschaft verstehen und die Grenzen von wissenschaftlichen Erkenntnissen erkennen lernen;
    Erwerb einer korrekten und synthetischen Fachsprache;
    Erwerb einer organsichen Wirklichkeitsicht;
    Bewußtmachung des Einflusses des wissenschaftlichen Fortschritts auf gesellschaft, Wirtschaft, Technik und Umwelt.

Gliederung der Inhalte

Thema 1: Aufbau der Materie

a)Naturwissenschaftliche Betrachtungsweisen und Messen in der Physik. Physikalische Größen: Länge, Volumen, Masse, Dichtem Elastizität
b)Aggregatzustände von Körpern: fest, flüssig und gasförmig (Zustände). Phasenübergänge: Parameter, die sich dabei ändern, bzw, erhalten bleiben.
c) Kraft als Ursache für die Verforumg eines Körpers. Elastische Kräfte (bei Federn), Gewichtskräfte, Druck.
d) Abkühlung Erwärmung: Wärmeausdehnung und Übergang in verschiedene Zustände. Einführung in die Wärmelehre

Thema 2: Energie und Energieumwandlung

a)Bezugssysteme, Bewegung eines Körpers, Geschwindigkeit, Beschleunigung
b)Kraft als Ursache für die Änderung der Geschwindigkeit: erstes und zweites Newton'sches Axiom. Zusammenwirken von Kräften. Die gleichförmige Bewegung. Gravitations- und elektrostatische Kräfte.
c)Arbeit, Lageenergie, kinetische Energie. Wärmeenergie und Maßsysteme. Mechansiches Wärmeequivalent, Energieerhaltung. Energieumwandlung, irreversible Prozesse.
d)Gasgesetze und Teilchenmodell der Materie

Thema 3: Stoffe und ihre Zusammensetzung

a)Von Stoffgemengen zu reinen Stoffen. Begriffsbestimmung und Trennmethoden. Charakterisierung der Stoffklassen
b)Chemische Umwandlungen und qualitative Beschreibungen. Gesetz der Massenerhaltung und konstanten Proportionen
Chemische Reaktionen als Analysenmethoden und zur Herstellung von Verbindungen bzw. Elementen. Chemisches Verhalten und daraus resultierende Einteilung der Stoffe
c)Qualitative Beschreibung der Säure-, Basen- und Redoxreaktionen
d)Chemisches Gleichgewicht qualitativ betrachtet, Gleichgewichtsverschiebungen
e)Einheitlicher molekularer Aufbau von Stoffen. Relative Atom- und Molekülmassen. Formelschreibweise. Die chemische Reaktionsgleichung. Chemische Wertigkeit. Chemische Bidung und chemische Affinität
f)Protolyse und Redoxreaktionen
g)Der Kohlenstoff. Kohlenstoffketten. Isomerie. Funktionelle Gruppen

Thema 4: Elektrizitätslehre

a)Der elektrische Strom und die Spannung. Leitung des Stromes in festen Körpern: Leiter und Nichtleiter. Stromleitung in Flüssigkeiten: die Elektrolyse
b)Wirkungen des Stromes: die Wärmewirkung und die magnetische Wirkung des Stromes.
c)Der natürliche Magnetismus und seine Ursachen.
c)Die elektromagnetische Induktion und der Wechselstrom.

Thema 5: Optik

a)Die geradlinige Ausbreitung des Lichtes, Reflektion und Brechung.
b)Interferenz und Beugung. Fortpflanzung der Wellen in einer Flüssigkeit als Modell für die Ausbreitung von Lichtwellen.
c)Farbe und Wellenlänge des Lichtes. Spektroskopie

Thema 6: Energie und Rohstoffvorräte

a)Energie und Rohstoffvorräte.
b)Technische Produkte (anorganische Verbindungen, Kunststoffe, elektronische Bauteile usw.).
c)

Methodische Hinweise

Die Methode, die ihr Hauptaugenmerk auf das Experimentieren richtet, kann nur erfolgreich sein, wenn die Laborversuche mit theoretischer Verarbeitung einhergehen. Die Experimente im Labor - oder am Computer simuliert - werden individuell oder in kleinen Gruppen durchgeführt. Sie sind qualitativer als auch quantitativer Natur.

Die Lehrperson verlangt von den einzelnen Schülern einen zufassenden schriftlichen Bericht nach jedem Versuch.

Der Labortätigkeit werden ungefähr 30% der verfügbaren Unterrichtszeit gewidmet. Das Durchführen von Übungen und das Lösen von Problemen dient der Reflexion über die Versuche

Die Lehrperson sollte bei der Programmerstellung, bei der Auswahl der Übungen und der Unterrichtsmethode Hinweise aus der Fachpädagogik und die bereits vorhandenen Vorkenntnisse der Schüler berücksichtigen.

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