Physik

Unterrichtsräume

Der Fachunterricht findet in der Regel in den Räumen 224 und 226 statt, die im Jahre 2001 im Rahmen der Renovierung des naturwissenschaftlichen Traktes der Schule eingerichtet wurden.

Raum 224
ist ein Schülerexperimentierraum für 32 Schüler mit 16 flexibel aufstellbaren Tischen, die meist u-förmig um 4 Versorgungssäulen (für Elektrizität, Gas und Wasser) angeordnet sind. Die  Steuerung der Versorgungssäulen und der Verdunklung kann zentral vom Lehrertisch aus erfolgen.  Ab Oktober 2014 wurde die frühere zweiteilige Wandtafel durch ein interaktives Whiteboard ersetzt.
Jedes Jahr werden die Schüler mit der Handhabung der Geräte und dem Verhalten im Gefahrenfall vertraut gemacht (Betriebsanweisung für Schüler).
Im Raum befinden sich insgesamt drei Notausschalter an den Türen und dem Lehrertisch und ein CO₂-Feuerlöscher.

Raum 226
bietet mit seiner Hörsaal-Sitzanordnung Platz für maximal 40 Schüler und kann vor allem für Demonstrationsexiperimente und Präsentationen genutzt werden.
Im Lehrertisch befinden sich zentrale Steuerungseinheiten für Licht, Strom und Verdunklung, Videorecorder und Beamer, Kameraanschlussmöglichkeit sowie Internetzugang.
Es existieren hier insgesamt vier Notausschalter (am Lehrertisch, an den Türen und an der schülerseitigen Rückwand) und ein CO₂-Feuerlöscher.

 Unterricht

Unterrichtet wird Physik in den Jahrgangsstufen 6, 7 und 9 der Sekundarstufe I  und  der Sekundarstufe II ( EF, Q1 und Q2) gemäß den Richtlinien des Landes NW und des schulinternen Curriculums für G8.

Sekundarstufe I

Der Physikunterricht findet i. d. R. ganzjährig in der Sekundarstufe I als Doppelstunde statt. Dabei wird bei der Raumbelegung auf eine möglichst ausgeglichene und den Lerninhalten angemessene Nutzung der Räume 224 und 226 geachtet.
Physik ist kein Kernfach, deswegen werden keine Klassenarbeiten geschrieben. Es können jedoch schriftliche Überprüfungen in Form von Tests erfolgen, außerdem besteht die Möglichkeit,  Referate zu halten oder Projekte durch- und vorzuführen.
Schwerpunkt in der Sekundarstufe I sind Schülerversuche. Die Physiksammlung kann für alle Teilgebiete umfangreiches Material für Gruppen von 2 bis 3 Schülern bereitstellen. 

Kreativprojekt “Wetter und Luftfahrt” in Klassen 5:

In den Klassen 5 können die Schülerinnen und Schüler frei zwischen verschiedenen Kreativprojekten wählen, die Teil des normalen Unterrichtspensums sind. Darunter ist auch das vom Fachbereich Physik betreute “Wetter und Luftfahrt”-Projekt.

Im ersten Halbjahr lernen die Schüler Grundlagen der Meteorologie kennen. Mithilfe selbst gebauter Messinstrumente werden Wetterdaten aufgenommen und ausgewertet, die Entstehung extremer Wettererscheinungen, wie Gewitter und Stürme untersucht und schließlich eigene Wettervorhersagen erstellt. Dabei ermöglicht die interaktive Tafel im Fach raum R224 eine hochaktuelle Analyse von Wetterkarten des Deutschen Wetterdienstes.

Im zweiten Halbjahr steht das Thema “Luftfahrt” im Vordergrund. Von den geschichtlichen Anfängen der Luftfahrt mit Heißluftballonen und Gleitern, deren Funktionsweise die Schülerinnen und Schüler durch selbstgebaute Modelle entdecken, über Fallschirme, die im Wettbewerb gegeneinander antreten, zu Turbinen und Raketenantrieben der modernen Luft- und Raumfahrt wird den Kindern ein Einblick in die faszinierende Welt der Naturwissenschaft und Technik geboten.

Elektronik:

Anhand von einfachen Grundschaltungen, die von den Lernenden geplant, nachgebaut und (weiter-)entwickelt werden, sollen  die Schülerinnen und Schülern grundlegende Einblicke in die uns täglich umgebende Welt der Elektronik erhalten. Dabei werden nicht nur fachliche Kenntnisse, die teilweise auf die Inhalte des Physikunterrichts aufbauen, vermittelt. Entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung und Fertigstellung elektronischer Schaltungen sind Planungs- sowie Problemlösefähigkeiten und nicht zuletzt handwerklich-feinmotorisches Geschick.

Beginnend mit Lötübungen an Silberdraht lernen die Schülerinnen und Schüler zunächst den richtigen Umgang mit dem Lötkolben, bevor sie die grundlegenden Gesetze von Stromstärke, Widerstand und Spannung (Ohmsches Gesetz, Kirchhoff´sche Regeln) an eigenen Schaltungen experimentell überprüfen und anwenden. Nachdem die Funktionsweise einfacher elektronischer Bauteile, wie Widerstand, Kondensator, Transistor und Diode behandelt worden ist, sollen nun Schaltungen verwirklicht werden. Dazu ist folgender Dreischritt vorgesehen: 1. Theoretisches Verständnis der vorgegebenen Schaltung.                 2.  Umsetzung des Schaltplans in eine reale Schaltung. 3. Prüfung und eigenständige Weiterentwicklung.

Die Elektronik bietet ein sehr breites Anwendungsspektrum, woraus sich eine Vielzahl möglicher Projekte ergibt, die in gewissem Maße auch von den Lernenden mitbestimmt, bzw. vorgeschlagen werden können. Geplant ist beispielsweise der Bau eines Dämmerungsschalters, Lügendetektors und Musikverstärkers. Projektbegleitend sollen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Formen der Platinenherstellung (Holzplatine, Loch- und Streifenrasterplatine, selbst geätzte Leiterplatine, evtl. SMD-Technik) kennen lernen und in ihren Projekten anwenden.

Im ersten Halbjahr der Klasse 9 stehen die Themen Optoelektronik und Hochfrequenztechnik im Vordergrund. Hier werden also beispielsweise Lichtschranken und Mittelwellenradios gebaut und der sachgerechte Umgang mit dem Oszilloskop erlernt. Im zweiten Halbjahr soll ein Einblick in die faszinierende Welt der Digitaltechnik gewährt werden: Nach einer eher theoriegeleiteten Einführung in die bool`sche Algebra sind eigenverantwortliche Projekte in Kleingruppen geplant. Die Protokollierung und Vorstellung dieser Projekte wird abschließend als schriftliche Leistung anstelle einer Klausur gewertet.

Differenzierungskurse in Klassen 8 und 9.

Junior-Ingenieur-Akademie

Die Junior-Ingenieur-Akademie ist ein Projekt der Deutsche Telekom Stiftung und wird als zweijähriges technikorientiertes Wahlpflichtfach in Klasse 8 und 9 angeboten. Unter der Frage: „Wie entsteht aus einem Klumpen Eisenerz ein fertiges Auto?“  Ist es unser Ziel, junge Menschen für das breite Berufsspektrum des Maschinenbauingenieurs zu begeistern, ihnen den Übergang von der Schule zur Hochschule zu erleichtern, aber auch individuelle Kompetenzen frühzeitig und konsequent zu fördern. Alleinstellungsmerkmale der Akademie sind die Kooperation von Schule, Wirtschaft und Wissenschaft, sowie deren feste Verankerung im Unterrichtslehrplan. Zu nennen sind hier vor allem unsere Partner SMS Siemag, die regelmäßig ihr „Lernwerk“ zur Verfügung stellt, die Karrierewerkstatt der Deutschen Edelstahlwerke, sie ermöglicht uns unter anderem Einblicke in ein Walzwerk und das Einschmelzen von Schrott, sowie die Universität Siegen, in deren Werkstatt unsere Schülerinnen und Schüler ganz praktisch lernen, die Bremsen eines Autos zu überholen. 

In Jahrgangstufe 8 widmen sich die Lernenden vor allem der Herstellung und Verarbeitung von Stahl – dem Grundwerkstoff des Maschinenbaus. Angefangen vom Erzabbau, über die Stahlgewinnung in Hochöfen bis zum Legieren und Härten erlernen die Schülerinnen und Schüler Grundlagen des Maschinenbaus. Dabei wird auf einen größtmöglichen Praxisbezug geachtet. Während diese Inhalte von Dr. Hopfenziz – einem Ingenieur im Ruhestand vermittelt werden, übernimmt den eher physikalischen Teil – die technische Mechanik Herr Diehl. Hier werden zum Beispiel Kräfte und Drehmomente untersucht, die bei jeder Konstruktion eines Autos berücksichtigt werden müssen.

In Jahrgangstufe 9 rückt das Auto weiter in den Fokus: Wie arbeitet ein Benzinmotor? Welche Technik steckt in alternativen Antriebssystemen? Wie funktionieren Lenkung, Bremsen, Stoßdämpfer und ihre Assistenzsysteme? All diese Fragen werden theoretisch, als auch praktisch erforscht und entdeckt. Am Ende des Schuljahres steht die selbständige Konstruktion von Modellautos, deren Elemente zunächst gezeichnet, in einer Werkstatt selbständig gefertigt und anschließend zum Endprodukt montiert werden.

Sekundarstufe II

Physik kann ab der Einführungsphase (EF) als 3-stündiger Grundkurs und ab der Qualifikationsphase 1  (Q1) als 5-stündiger Leistungskurs gewählt werden. Als Grundkurs kann Physik z.B. als zweites naturwissenschaftliches Schwerpunktfach belegt werden (2 Klausuren pro Halbjahr) oder der Grundkurs kann mit der Möglichkeit zur Wahl als 3. Abiturfach schriftlich oder als 4. Abiturfach mündlich oder mündlich (keine Klausuren, kein schriftliches Abiturfach) gewählt werden. Der Leistungskurs ist immer schriftlich (1. oder 2. schriftliches Abiturfach).

Es werden i. d. R. pro Jahrgang in der Qualifikationsphase jeweils zwei Grundkurse und ein Leistungskurs Physik angeboten.

Science Show AG

Seit Oktober 2010 steht unsere Science Show AG für eine interdisziplinäre Möglichkeit die Naturwissenschaften mit Neugier und Spaß zu erforschen. Die Arbeitsgruppe für Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 5 bis Q2 bietet eine in Deutschland einmalige didaktische Herangehensweise. Nicht nur das fächer- und altersübergreifende Miteinander der Teilnehmerinnen und Teilnehmer, sondern besonders das Erlernen der für die Naturwissenschaften  immer wichtiger werdenden Soft-Skills, wie Teamfähigkeit, Sozial- und Medienkompetenz, sind Bestandteile des pädagogischen Konzeptes der Arbeitsgruppe.

Die Science Show AG hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Naturwissenschaften auf die Bühne zu bringen. Dabei präsentieren die Schülerinnen und Schüler nicht nur spannende und faszinierende Experimente, sie erklären diese auch mit ihren eigenen Worten. Dabei gilt stets das Credo „Schüler lernt von Schüler“, was bedeutet, dass ältere und jüngere Schülerinnen und Schüler an die Problematik und Besonderheiten eines naturwissenschaftlichen Phänomens heran geführt werden.

Die Science Show AG tritt nicht nur regional, sondern europaweit bei verschiedenen Auftritten und Workshops in Erscheinung. Dazu gehören Bühnen von naturwissenschaftlichen Museen ebenso, wie Kongresse und Messen. Je größer das Publikum, desto größer ist die Vorfreude und der Ehrgeiz der Schülerinnen und Schüler mit ihren Experimenten zu überzeugen.

Das Konzept der Science Show AG wurde 2012 von einer fächerübergreifenden Jury beim Auswahlevent des Vereins Science on Stage e.V. zu einem der besten Unterrichtsideen Deutschlands gekürt. 2013 reiste die AG zum internationalen Science on Stage Festival und präsentierte sich dort vor einem internationalen Publikum. Darüber hinaus wurde das Konzept 2013 für den Deutschen Lehrerpreis im Bereich innovativer Unterricht nominiert.

Neben diesen herausragenden MINT-Leuchtturmeigenschaften hat sich das fächerübergreifende Lehrerteam besonders der Motivation für und dem Abbau von Ängsten vor Naturwissenschaften verschrieben. Neben der Durchführung von Experimenten steht auch Schauspielunterricht im Lehrplan der AG.

Wir freuen uns über eine stets wachsende Zahl von begeisterten Schülerinnen und Schülern, die Teil der Science Show AG werden wollen und so einen einmaligen Zugang zu den Naturwissenschaften erhalten. 

Stand: November 2014
Die Fachschaft Physik