Vor­be­mer­kun­gen

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  Fach­be­zo­ge­ne Vor­be­mer­kun­gen
  

  
  1. Fach­spe­zi­fi­scher Bil­dungs­auf­trag (Bil­dungs­wert des Fa­ches)
  Phy­sik be­fä­higt die Schü­le­rin­nen und Schü­ler, ein ei­ge­nes, be­grün­de­tes Bild der Welt zu ent­wi­ckeln, um sich in ei­ner kom­ple­xen, hoch­tech­ni­sier­ten mo­der­nen Ge­sell­schaft zu ori­en­tie­ren. Sie zeich­net sich un­ter den Na­tur­wis­sen­schaf­ten durch spe­zi­fi­sche In­hal­te, Ar­beits- und Denk­wei­sen aus.
  Im Phy­sik­un­ter­richt der gym­na­sia­len Ober­stu­fe des Be­ruf­li­chen Gym­na­si­ums er­wer­ben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler grund­le­gen­de phy­si­ka­li­sche Kennt­nis­se und Fä­hig­kei­ten. Auf die­ser Grund­la­ge kön­nen sie die ge­sell­schaft­li­che Be­deu­tung der Tech­no­lo­gi­en ein­ord­nen und be­wer­ten. Me­di­en­bil­dung im Phy­sik­un­ter­richt be­fä­higt die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu ei­ner ziel­ge­rich­te­ten und re­flek­tier­ten Nut­zung von di­gi­ta­len Me­di­en und In­for­ma­tio­nen. Hier­mit wer­den Vor­aus­set­zun­gen für ein ver­ant­wor­tungs­be­wuss­tes, zu­kunfts­ori­en­tier­tes Han­deln ge­schaf­fen.
  Phy­sik ist all­ge­mein als zu­kunfts­wei­sen­de Grund­la­gen­wis­sen­schaft an­er­kannt, die sich fort­wäh­rend durch Wis­sens­zu­wachs und ver­tie­fen­de Er­kennt­nis ver­än­dert und er­wei­tert.
  Das Fach Phy­si­ka­li­sche La­bor­übun­gen be­inhal­tet in der Ein­gangs­klas­se und den Jahr­gangs­stu­fen voll­kom­men neue Bil­dungs­plan­ein­hei­ten. Die Aus­wahl und Zu­sam­men­stel­lung die­ser Bil­dungs­plan­ein­hei­ten ha­ben fol­gen­de Ziel­set­zun­gen:
  Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler
  

  • be­sit­zen ei­ne All­ge­mein­bil­dung für ei­ne ver­ant­wor­tungs­vol­le Teil­ha­be an ge­sell­schaft­li­chen Ent­schei­dungs­pro­zes­sen,
  • er­ken­nen die Be­deu­tung der Phy­sik für be­stimm­te in­ter­dis­zi­pli­nä­re und mo­der­ne An­wen­dungs- und For­schungs­be­rei­che in un­se­rer hoch­tech­ni­sier­ten Welt und
  • er­ken­nen und be­wer­ten Chan­cen und Ri­si­ken tech­ni­scher Ent­wick­lun­gen für Um­welt und Ge­sell­schaft.

  
  Im Fach Phy­si­ka­li­sche La­bor­übun­gen wer­den die viel­fäl­ti­gen Le­bens- und Er­fah­rungs­wel­ten der Schü­le­rin­nen und Schü­ler mit­ein­be­zo­gen. Der Bil­dungs­plan ent­hält meh­re­re un­ter­schied­li­che The­men­ge­bie­te, da die Wech­sel­wir­kung zwi­schen na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Er­kennt­nis und tech­ni­scher An­wen­dung Fort­schrit­te auf zahl­rei­chen Ge­bie­ten be­wirkt, u. a. in der Me­di­zin, in der In­for­ma­ti­ons- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­nik, der As­tro­phy­sik und im Ver­kehrs­we­sen. Auf­grund der er­wor­be­nen Fach­kom­pe­tenz wird den Schü­le­rin­nen und Schü­lern ein fach­li­cher Zu­gang zu ge­sell­schaft­li­chen Her­aus­for­de­run­gen wie „nach­hal­ti­ge En­er­gie­ver­sor­gung“ und „Fol­gen des Kli­ma­wan­dels“ er­mög­licht.
  Das Schü­ler­ex­pe­ri­ment im Fach Phy­si­ka­li­sche La­bor­übun­gen be­sitzt ei­ne zen­tra­le und wich­ti­ge Funk­ti­on. Grund­le­gen­de wis­sen­schafts­me­tho­di­sche Ver­fah­ren im Rah­men der pro­blem­ori­en­tier­ten Me­tho­de wer­den ge­nutzt. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­ob­ach­ten und be­schrei­ben Phä­no­me­ne, for­mu­lie­ren Fra­ge­stel­lun­gen und stel­len Hy­po­the­sen auf. An­de­rer­seits lei­ten sie aus theo­re­ti­schen Grund­la­gen Schluss­fol­ge­run­gen ab und über­prü­fen die­se ex­pe­ri­men­tell. Das re­pro­du­zier­ba­re Ex­pe­ri­ment si­chert die Über­prüf­bar­keit der Aus­sa­gen der Phy­sik. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler pla­nen ihr ex­pe­ri­men­tel­les Vor­ge­hen, da­zu ge­win­nen sie not­wen­di­ge In­for­ma­tio­nen aus be­reit­ge­stell­ten und re­cher­chier­ten Ma­te­ria­li­en und er­schlie­ßen In­for­ma­tio­nen mit­hil­fe ent­spre­chen­der Re­cher­che­me­tho­den. Sie wen­den da­bei fach­spe­zi­fi­sche und all­ge­mei­ne na­tur­wis­sen­schaft­li­che Ar­beits­tech­ni­ken an. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­ten ge­won­ne­ne Da­ten bzw. Er­geb­nis­se aus, ver­all­ge­mei­nern die­se mit­hil­fe der Ma­the­ma­tik, über­prü­fen Hy­po­the­sen und be­ant­wor­ten ih­re Fra­ge­stel­lun­gen. Da­bei re­flek­tie­ren sie kri­tisch ihr Vor­ge­hen und dis­ku­tie­ren Ur­sa­chen mög­li­cher Mess­feh­ler. Mo­del­le und Mo­dell­bil­dung kom­men im phy­si­ka­li­schen Er­kennt­nis­pro­zess be­son­ders dann zur An­wen­dung, wenn kom­ple­xe Phä­no­me­ne be­ar­bei­tet oder ver­an­schau­licht wer­den müs­sen.
  Dem Schü­ler­ex­pe­ri­ment als Bin­de­glied zwi­schen Rea­li­tät und Theo­rie kommt da­mit ei­ne zen­tra­le Be­deu­tung zu.
  

  
  2. Er­gän­zen­de Hin­wei­se zur Um­set­zung des kom­pe­tenz­ori­en­tier­ten Bil­dungs­plans
  Kom­pe­tenz­ori­en­tier­ter Un­ter­richt bie­tet die Mög­lich­keit, Wis­sen, Fä­hig­kei­ten und Fer­tig­kei­ten selbst­stän­dig und nach­hal­tig auf­zu­bau­en, zu re­flek­tie­ren und in ver­schie­de­nen Si­tua­tio­nen ver­ant­wor­tungs­voll ein­zu­set­zen.
  Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln im ak­ti­ven Um­gang mit phy­si­ka­li­schen In­hal­ten die Kom­pe­ten­zen, die für die Na­tur­wis­sen­schaf­ten von zen­tra­ler Be­deu­tung sind. Er­kennt­nis­se ge­win­nen, Kom­mu­ni­zie­ren und Be­wer­ten ste­hen für Fä­hig­kei­ten und Fer­tig­kei­ten, die da­für cha­rak­te­ris­tisch sind. Na­tur­wis­sen­schaft­lich fach­kom­pe­ten­te Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­fü­gen über Sach‑, Er­kennt­nis­ge­win­nungs‑, Kom­mu­ni­ka­ti­ons- und Be­wer­tungs­kom­pe­tenz. Die­se vier Kom­pe­tenz­be­rei­che durch­drin­gen ein­an­der und bil­den ge­mein­sam die Fach­kom­pe­tenz.
  Die Sach­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Kon­zep­te, Theo­ri­en und Ver­fah­ren und der Fä­hig­keit, die­se zu be­schrei­ben und zu er­klä­ren so­wie ge­eig­net aus­zu­wäh­len und zu nut­zen, um Sach­ver­hal­te aus fach- und all­tags­be­zo­ge­nen An­wen­dungs­be­rei­chen zu ver­ar­bei­ten.
  Die Er­kennt­nis­ge­win­nungs­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis von na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Denk- und Ar­beits­wei­sen und in der Fä­hig­keit, die­se zu be­schrei­ben, zu er­klä­ren und zu ver­knüp­fen, um Er­kennt­nis­pro­zes­se nach­voll­zie­hen oder ge­stal­ten zu kön­nen und de­ren Mög­lich­kei­ten und Gren­zen zu re­flek­tie­ren.
  Die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis von Fach­spra­che, fach­ty­pi­schen Dar­stel­lun­gen und Ar­gu­men­ta­ti­ons­struk­tu­ren und in der Fä­hig­keit, die­se zu nut­zen, um fach­be­zo­ge­ne In­for­ma­tio­nen zu er­schlie­ßen, adres­sa­ten- und si­tua­ti­ons­ge­recht dar­zu­stel­len und aus­zu­tau­schen.
  Die Be­wer­tungs­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis von fach­li­chen und über­fach­li­chen Per­spek­ti­ven und Be­wer­tungs­ver­fah­ren und in der Fä­hig­keit, die­se zu nut­zen, um Aus­sa­gen bzw. Da­ten an­hand ver­schie­de­ner Kri­te­ri­en zu be­ur­tei­len, sich da­zu be­grün­det Mei­nun­gen zu bil­den, Ent­schei­dun­gen auch auf ethi­scher Grund­la­ge zu tref­fen und Ent­schei­dungs­pro­zes­se und de­ren Fol­gen zu re­flek­tie­ren.
  Für nach­hal­tig ge­winn­brin­gen­des Ler­nen ist es von gro­ßer Be­deu­tung, dass al­le Kom­pe­tenz­be­rei­che im Un­ter­richt be­wusst und aus­ge­wo­gen ge­för­dert wer­den. Die Kom­pe­ten­zen ent­wi­ckeln sich bei den Schü­le­rin­nen und Schü­lern über die Jahr­gangs­stu­fen hin­weg und wer­den im Bil­dungs­plan viel­fäl­tig in­halts­be­zo­gen kon­kre­ti­siert.
  Der Be­schrei­bung von phy­si­ka­li­schen Sach­ver­hal­ten lie­gen fach­spe­zi­fi­sche Ge­mein­sam­kei­ten zu­grun­de, die sich in Form von Ba­sis­kon­zep­ten struk­tu­rie­ren las­sen. Die Ba­sis­kon­zep­te für die All­ge­mei­ne Hoch­schul­rei­fe im Fach Phy­sik
  

  • Er­hal­tung und Gleich­ge­wich­te,
  • Su­per­po­si­ti­on und Kom­po­nen­ten,
  • Ma­the­ma­ti­sie­ren und Vor­her­sa­gen und
  • Zu­fall und De­ter­mi­niert­heit

  
  er­mög­li­chen die Ver­net­zung von In­hal­ten und de­ren Be­trach­tung aus ver­schie­de­nen Per­spek­ti­ven. Da­mit er­leich­tern sie ku­mu­la­ti­ves Ler­nen, den Auf­bau von struk­tu­rier­tem Wis­sen und die Er­schlie­ßung neu­er In­hal­te.
  Da die Kom­pe­ten­zen in al­len vier Be­rei­chen nur an Fach­in­hal­ten er­wor­ben wer­den kön­nen, stel­len die Ba­sis­kon­zep­te ei­ne Grund­la­ge für die Ent­wick­lung der Fach­kom­pe­tenz dar (vgl. Bil­dungs­stan­dards im Fach Phy­sik für die All­ge­mei­ne Hoch­schul­rei­fe der KMK i. d. F. vom 18.06.2020).
  

  
  3. Er­gän­zen­de fach­li­che Hin­wei­se
  Für den nach­hal­ti­gen Er­werb phy­si­ka­li­scher Fach­kom­pe­ten­zen ist die sach­lo­gi­sche Fach­sys­te­ma­tik der Wis­sens­ge­bie­te mit si­tua­ti­ven, all­tags­be­zo­ge­nen, sinn­stif­ten­den Kon­tex­ten zu ver­knüp­fen.
  Der the­ma­ti­sche Zu­sam­men­hang zwi­schen dem Theo­rie­un­ter­richt und den La­bor­stun­den im Fach Phy­si­ka­li­sche La­bor­übun­gen kann fle­xi­bel ge­hand­habt wer­den. Ein strin­gen­ter Wech­sel zwi­schen den Theo­rie- und La­bor­stun­den im Fach Phy­si­ka­li­sche La­bor­übun­gen ist nicht ver­pflich­tend. Der Theo­rie­un­ter­richt muss nicht zwangs­wei­se als Vor­lauf für je­des Schü­ler­ex­pe­ri­ment er­fol­gen.
  Bei der Be­hand­lung ver­schie­de­ner In­hal­te sind die über­grei­fen­den Ba­sis­kon­zep­te der Phy­sik zu be­rück­sich­ti­gen. Hier­durch kann den Schü­le­rin­nen und Schü­lern die sys­te­ma­ti­sche Wis­sen­san­eig­nung er­leich­tert wer­den, die sich nicht vor­der­grün­dig an phy­si­ka­li­schen Phä­no­me­nen, son­dern an den we­sent­li­chen Kon­zep­ten der Phy­sik ori­en­tiert.
  Bei der Ge­stal­tung von Lehr- und Lern­pro­zes­sen wer­den di­gi­ta­le Lern­um­ge­bun­gen di­dak­tisch sinn­voll ein­ge­bun­den und sys­te­ma­tisch ein­ge­setzt. Da­bei wer­den die In­di­vi­dua­li­sie­rungs­mög­lich­kei­ten und die Über­nah­me von Ei­gen­ver­ant­wor­tung bei den Lern­pro­zes­sen ge­stärkt.
  Das Ex­pe­ri­ment er­füllt auch im Phy­sik­un­ter­richt der Se­kun­dar­stu­fe II die bei­den Funk­tio­nen, Me­di­um und Me­tho­de zu sein. Da­bei ver­schiebt sich je­doch der Fo­kus von der Funk­ti­on als Me­di­um auf die Funk­ti­on als Me­tho­de.
  In der rech­ten Spal­te des Bil­dungs­pla­nes sind hier­zu bei je­der Bil­dungs­plan­ein­heit mög­li­che Schü­ler­ex­pe­ri­men­te oder De­mons­tra­ti­ons­ex­pe­ri­men­te auf­ge­lis­tet. Für Bil­dungs­plan­ein­hei­ten, bei de­nen Ex­pe­ri­men­te nur in ge­rin­gem Um­fang durch­ge­führt wer­den kön­nen, sind in der rech­ten Hin­weiss­pal­te zu­sätz­li­che Theo­ri­ein­hal­te an­ge­ge­ben.
  Bei den ver­bind­li­chen Schü­ler­ex­pe­ri­men­ten kön­nen un­ter­schied­li­che Schwer­punkt­set­zun­gen vor­ge­nom­men wer­den:
  

  • Um­gang mit Mess­ge­rä­ten und Ex­pe­ri­men­tier­an­ord­nun­gen,
  • Er­ken­nen ge­setz­mä­ßi­ger Zu­sam­men­hän­ge,
  • Aus­wer­ten und kri­ti­sches Re­flek­tie­ren der Er­geb­nis­se.

  
  Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nut­zen in den un­ter­schied­li­chen Kon­tex­ten der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten grund­le­gen­de wis­sen­schafts­pro­pä­deu­ti­sche Ver­fah­ren für die Durch­füh­rung der Schü­ler­ex­pe­ri­men­te. Im Rah­men der pro­blem­ori­en­tier­ten Me­tho­de be­ob­ach­ten und be­schrei­ben sie Phä­no­me­ne, for­mu­lie­ren Fra­ge­stel­lun­gen und stel­len Hy­po­the­sen auf. Die­se wer­den mit­hil­fe ent­spre­chen­der Un­ter­su­chungs­me­tho­den durch di­rek­te und in­di­rek­te Mes­sung von Grö­ßen ex­pe­ri­men­tell über­prüft. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den da­bei all­ge­mei­ne fach­spe­zi­fi­sche Aus­wer­te­ver­fah­ren an: Be­trach­tung von Mess­ab­wei­chun­gen und ‑feh­lern, Be­schrei­bung und In­ter­pre­ta­ti­on von Mess­dia­gram­men, gra­fi­sches In­te­grie­ren und Dif­fe­ren­zie­ren, Er­mitt­lung von ex­po­nen­ti­el­len bzw. pe­ri­odi­schen Zu­sam­men­hän­gen, Re­gres­si­on, Nach­weis der Gül­tig­keit und Gren­zen ei­nes ma­the­ma­ti­schen Mo­dells.
  Ei­ne wich­ti­ge Rol­le kommt dem Schü­ler­ex­pe­ri­ment mit di­gi­ta­len Me­di­en zu:
  

  • Mess­wer­te mit Sen­so­ren er­fas­sen und mit di­gi­ta­len Werk­zeu­gen aus­wer­ten,
  • Com­pu­ter­ani­ma­tio­nen und ‑si­mu­la­tio­nen zur Un­ter­su­chung phy­si­ka­li­scher Phä­no­me­ne ge­zielt durch Va­ria­ti­on von Pa­ra­me­tern nut­zen,
  • di­gi­ta­le Me­di­en und Werk­zeu­ge zur Do­ku­men­ta­ti­on und Prä­sen­ta­ti­on, zur Struk­tu­rie­rung von Fach­wis­sen so­wie zur Kom­mu­ni­ka­ti­on und Kol­la­bo­ra­ti­on nut­zen.

  
  Hin­wei­se zum Aus­wahl­mo­dus der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten: Bei der Aus­wahl der The­men in den Jahr­gangs­stu­fen ist die Aus­stat­tung der Schu­le zu be­rück­sich­ti­gen. Man­che In­hal­te und Ex­pe­ri­men­te kön­nen in meh­re­ren Bil­dungs­plan­ein­hei­ten vor­kom­men. Dies ist bei der Fül­le der an­ge­ge­be­nen Ex­pe­ri­men­te un­pro­ble­ma­tisch und soll die Aus­wahl der Bil­duns­plan­ein­hei­ten nicht be­ein­flus­sen. The­men­ge­bie­te, die zwei Bil­dungs­plan­ein­hei­ten um­fas­sen, er­mög­li­chen ei­ne grö­ße­re ex­em­pla­ri­sche Tie­fe der Me­tho­den und In­hal­te.
  

  
  Hin­wei­se zum Um­gang mit dem Bil­dungs­plan
  Der Bil­dungs­plan zeich­net sich durch ei­ne In­halts- und ei­ne Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung aus. In je­der Bil­dungs­plan­ein­heit (BPE) wer­den in kur­si­ver Schrift die über­ge­ord­ne­ten Zie­le be­schrie­ben, die durch Ziel­for­mu­lie­run­gen so­wie In­halts- und Hin­weiss­pal­te kon­kre­ti­siert wer­den. In den Ziel­for­mu­lie­run­gen wer­den die je­wei­li­gen fach­spe­zi­fi­schen Ope­ra­to­ren als Ver­ben ver­wen­det. Ope­ra­to­ren sind hand­lungs­in­iti­ie­ren­de Ver­ben, die si­gna­li­sie­ren, wel­che Tä­tig­kei­ten beim Be­ar­bei­ten von Auf­ga­ben er­war­tet wer­den. Die für das je­wei­li­ge Fach re­le­van­ten Ope­ra­to­ren so­wie de­ren fach­spe­zi­fi­sche Be­deu­tung sind je­dem Bil­dungs­plan im An­hang bei­ge­fügt. Durch die kom­pe­tenz­ori­en­tier­te Ziel­for­mu­lie­rung mit­tels die­ser Ope­ra­to­ren wird das An­for­de­rungs­ni­veau be­züg­lich der In­hal­te und der zu er­wer­ben­den Kom­pe­ten­zen de­fi­niert. Die for­mu­lier­ten Zie­le und In­hal­te sind ver­bind­lich und da­mit prü­fungs­re­le­vant. Sie stel­len die Re­gel­an­for­de­run­gen im je­wei­li­gen Fach dar. Die In­hal­te der Hin­weiss­pal­te sind un­ver­bind­li­che Er­gän­zun­gen zur In­halts­spal­te und um­fas­sen Bei­spie­le, di­dak­ti­sche Hin­wei­se und Quer­ver­wei­se auf an­de­re Fä­cher bzw. BPE.
  Der VIP-Be­reich des Bil­dungs­plans um­fasst die Ver­tie­fung, in­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen so­wie Pro­jekt­un­ter­richt. Im Rah­men der hier zur Ver­fü­gung ste­hen­den St­un­den sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler best­mög­lich un­ter­stützt und bei der Wei­ter­ent­wick­lung ih­rer per­so­na­len und fach­li­chen Kom­pe­ten­zen ge­för­dert wer­den. Die Fach­leh­re­rin­nen und Fach­leh­rer nut­zen die­se Un­ter­richts­zeit nach ei­ge­nen Schwer­punkt­set­zun­gen auf Ba­sis der fä­cher­spe­zi­fi­schen Be­son­der­hei­ten und nach den Lern­vor­aus­set­zun­gen der ein­zel­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler.
  Der Teil „Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung“ des Bil­dungs­plans be­rück­sich­tigt die Zeit, die zur Vor­be­rei­tung, Durch­füh­rung und Nach­be­rei­tung von Leis­tungs­fest­stel­lun­gen zur Ver­fü­gung steht. Dies kann auch die not­wen­di­ge Zeit für die gleich­wer­ti­ge Fest­stel­lung von Schü­ler­leis­tun­gen (GFS), Nach­be­spre­chung zu Leis­tungs­fest­stel­lun­gen so­wie Feed­back-Ge­sprä­che um­fas­sen.