In der Physik werden die Kompetenzen unserer Schülerinnen und Schüler in einem mit Experimenten angereicherten Unterricht gefördert. Phänomene aus dem Alltag motivieren und bilden eine Grundlage für die konzeptionelle Erfassung wissenschaftlicher Arbeitsweisen.

Physik in der Erprobungs- und Mittelstufe

Im Physikunterricht der Erprobungs- und Mittelstufe stehen die Weltbegegnung und Modellbildung natürlicher Phänomene im Vordergrund.
In zahlreichen Experimenten erleben unsere Schülerinnen und Schüler grundlegende naturwissenschaftliche Arbeitsweisen. Moderne Messgeräte unterstützen dabei das Lernen und bereiten auf einen reflektierten Umgang mit digitalen Medien vor. Physik wird in der Erprobungsstufe in der Klasse 6 und in der Mittelstufe in den Klassen 8 und 9 (sowie 10 ab dem Schuljahr 2022/23) durchgängig mit 2 Wochenstunden unterrichtet.

Individuelle Förderung

In verschiedenen Unterrichtsprojekten werden Möglichkeiten geboten leistungsdifferenziert und in eigenem Lerntempo zu arbeiten.

Klasse 6

Beim Projekt „elektrifiziertes Zimmer“ arbeiten Künstler und Physiker Hand in Hand. So werden in der Kunst Modelle entwickelt und dann im Physikunterricht elektrifiziert. Farbige LED-Stripes werden angelötet und meterweise Kabel verlegt, um Gruselkabinette oder Eishockeystadien eindrucksvoll zu inszenieren. Mit anspruchsvollen Schaltungen erhalten hier die Schülerinnen und Schüler das Handwerkzeug zum Junior-Elektriker.

Klasse 7

In Klasse 7 können physikalisch interessierte Schülerinnen und Schülern im MINT-KKG-Kurs über den Lehrplan hinaus eigene Projekte mit physikalischem Schwerpunkt durchführen.

Klasse 8

In Klasse 8 steht die Mechanik im Mittelpunkt des Unterrichts. Hier sollen unsere Schülerinnen und Schülern Alltagsphänomene erleben und durch praktisches Handeln die komplexen Konzepte Masse, Kraft, Geschwindigkeit und Energie selbst erfahren und für sich weiter entwickeln. Dazu wird mindestens ein Projekt im Unterricht durchgeführt. Ob ein Seilzug, eine griechische Schnellwaage, ein Springbrunnen, ein Mausefallenauto oder ein anderes Bauprojekt realisiert wird, entscheidet die unterrichtende Lehrkraft. Die im Unterricht behandelten Theorieeinheiten helfen dann die im Projekt behandelten Zusammenhänge besser zu verstehen. Alle weiteren Informationen sind dem schulinternen Lehrplan der Sekundarstufe I zu entnehmen (s.u.).

In Klasse 8 (bzw. Klasse 9 ab 2021/22) bietet der WP II-Kurs Physik-Informatik die Möglichkeit physikalische Zusammenhänge zu vertiefen und mithilfe eines Arduino Mikrocontrollers die Physik hinter realen Anwendungen selbst zu entdecken.

Klasse 9

In Klasse 9 steht die Elektrik im Mittelpunkt des Unterrichts und schließt mit den Phänomenen zur elektromagnetischen Induktion ab. In diesem Zusammenhang wird der Transformator und Elektromotor behandelt. Um diese thematische Auseinandersetzung auch praktisch zu erfahren, bauen wir mit den Schülerinnen und Schülern einen eigenen Motor oder einen Generator. Alle weiteren Informationen sind dem schulinternen Lehrplan der Sekundarstufe I zu entnehmen (s.u.).

Exkursionen und außerschulische Aktivitäten

Alle achten Klassen besuchen das Physik-Schülerlabor SCIphyLAB_nano der RWTH Aachen. Bei dieser einzigartigen Exkursion erleben sie Forschung im Nanobereich. Dort entdecken sie die Welt im Kleinsten und finden in eigenen Experimenten heraus, warum Lotusblätter Wasser so zauberhaft abperlen lassen, wie man Musik auf einer CD sehen kann oder wie dick die Haut von Seifenblasen ist.

Exkursion zum RWTH-Schülerlabor SCIphyLAB_nano

 

Die Funktionsweise eines Rasterkraftmikroskops

Physik bilingual

Ab dem Schuljahr 2020/2021 wird Physik bei der Wahl des bilingualen Profils in den Jahrgangsstufen 8, 9 und 10 auch auf Englisch unterrichtet. Dabei werden die Inhalte des Faches Physik in Modulen unterrichtet, so dass ca. ein Drittel des Schuljahres bilingual (in Kombination Englisch und Deutsch) und zwei Drittel auf Deutsch unterrichtet werden.

Physik in der Oberstufe

In der Oberstufe kann Physik als naturwissenschaftliches Fach wahlweise als Grund- oder Leistungskurs belegt werden. Die Leistungskurse werden gemeinsam mit unseren Kooperationsschulen (St. Leonhard und Couven) durchgeführt und kommen seit einigen Jahren immer zustande. Ist Physik das einzige naturwissenschaftliche Fach, muss es bis zum Ende der Oberstufe belegt werden und ist als Leistungskurs Abiturprüfungsfach.

Exkursionen und außerschulische Aktivitäten

In vielseitigen Exkursionen nutzt das Kaiser-Karls-Gymnasium die Nähe zur RWTH Aachen University. So haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit in diversen Praktikumsversuchen am I. Physikalischen Institut IA die hochkarätige Experimentierausstattung vor Ort zu nutzen und in kleinen Gruppen die im Unterricht behandelten Themen in der selbstständigen Auseinandersetzung mit Röntgengeräten, Spektroskopen oder dem Aufbau zum photoelektrische Effekt weiter zu vertiefen.

Die Teilchenphysik-Exkursion im Rahmen des Netzwerks Teilchenwelt bieten immer besondere Einblicke in die aktuelle Forschung. Neben motivierenden Vorträgen werden hier auch Teilchenspuren in selbst gebauten Nebelkammern sichtbar gemacht.

 

Grund- und Leistungskurs beim Einstiegsvortrag der International Masterclass

 

Uhrenzeiger in der Nebelkammer

Besonders begabte Schülerinnen und Schüler nehmen an der Schulphysikwoche der RWTH Aachen University oder an einem der vielfältigen Angebote aus dem MINT-EC-Netzwerk teil. Die Schülerinnen und Schüler werden dabei unterstützt an Physikwettbewerben, wie der Internationalen Physik-Olympiade (IPHO) oder Jugendforscht im Bereich Physik teilzunehmen.

Einen Einblick in weitere Inhalte des Physikunterrichts vermitteln die schulinternen Lehrpläne hier im Anhang.

Andreas Kral

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