Unterricht -> Physik -> Ein möglicher Unterrichtsgang für die JgSt 11

Der folgende Vorschlag für einen möglichen Unterrichtsgang in der Jahrgangsstufe 11 soll an einem konkreten Beispiel die Möglichkeiten des Physikunterrichts auf der Oberstufe verdeutlichen. Er ist gedacht als eine mögliche Konkretisierung der angegebenen Aussagen zu den Richtlinien.

Grundgedanken:

Der Physikunterricht sollte mit der Mechanik beginnen, weil diese für die Begriffsbildung der Oberstufenphysik grundlegend ist.
Der Rahmen für die Mechanik in der 11 soll die Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld sein.
Daran soll sich die Untersuchung der Eigenschaften des Elektrons durch Betrachtung der Bewegung von Elektronen in elektrischen und (wenn zeitlich möglich) in magnetischen Feldern anschließen.
Neben der Mechanik des Massenpunktes soll der Feldbegriff eine weitere zentrale Rolle in der Begrifflichkeit der 11 spielen.
Der Rahmen der Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld und die Beschäftigung mit realen (Wurf-) Bewegungen, d.h. Bewegungen unter dem Einfluss von Reibung sollen "Lernen im Kontext" erleichtern.
Der Einsatz Neuer Medien ist für ein naturwissenschaftliches Kernfach von besonderer Bedeutung. Die Neue Medien sollen in folgenden Bereichen eingesetzt werden:
- Informationsrecherche auch mittels CD und Internet
- Messwerterfassung mit dem Computer
- Auswertung von Messreihen auch und zunehmend mit Hilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen
- Simulation von einfachen und komplexen (!!) Bewegungen mit Hilfe von Simulationssoftware.
  Siehe hierzu Links und Downloads

Kontextbausteine für die Physik in der Jahrgangsstufe 11 (Vorschlag , G. Kubitz, 17.8.09)

Kontextbausteine	Gegenstände	Hinweise
Die Entwicklung des astronomischen Weltbildes	historische Modelle zur Erklärung der Himmelserscheinungen: aristotelisches Weltbild, geozentrisches und heliozentrisches Weltbild (Kopernikus) Die Rolle Galileis Kepler und seine Gesetze Newtons Hypothese von der gleichen Ursache der Bewegungen von Mond und Apfel	Die verschiedenen astronomischen Weltbilder können teilweise in Form von Referaten erarbeitet werden. Hierbei können Sachbücher, CDs und das Internet genutzt werden. Eine erste motivierende Auseinandersetzung mit philosophischen Fragestellungen und der Beschränktheit physikalischer Modelle ist möglich. Gleichzeitig soll die grundlegende Bedeutung der Mechanik für unser heutiges Weltbild herausgestellt werden.
Besonderheiten bei Flugbahnen von "Wurfobjekten"	Kräftegleichgewicht und gleichförmige Bewegung (Momentangeschwindigkeit) gleichmäßig beschleunigte Bewegung, (Begriff der Beschleunigung) waagerechter, senkrechter und schiefer Wurf, Unabhängigkeitsprinzip Trägheitssatz, träge Masse Kraft und Grundgleichung der Mechanik	Bei der Berechnung von Wurfbahnen und Geschwindigkeitsvektoren mit Hilfe der Bewegungsgleichungen ist der Einsatz von Tabellenkalkulationsprogrammen sinnvoll. Wurfbahnen können dann auch mit Simulationsprogrammen (bei uns ) berechnet werden.
Wurfbahnen bei Fußball und Tischtennisball. Stein und Fallschirmspringer	Reibung und Reibungskräfte Einfluss von Luftreibung und Luftströmung auf Wurfbewegungen freier Fall mit und ohne Reibung	Hier können reale Wurfbewegungen mit Hilfe von Simulationsprogrammen auch quantitativ Untersucht werden. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Simulation von Planeten- und Satellitenbewegungen.
Ursache der Bewegungen am Himmel	Newtons Hypothese von der allgemeinen Massenanziehung: (Dabei: Zentripetalbeschleunigung) Vereinheitlichung von Himmels- und Erdmechanik. Gravitationsgesetz und Gravitationsfeld Herleitung der Keplerschen Gesetze	Hier schließt sich der Kreis. Durch Anwendung des Gravitationsgesetzes und der Grundgleichung der (erd-) Mechanik lassen sich Planetenbewegungen per Simulation erzeugen, aus denen recht einfach die Keplerschen Gesetze hergeleitet werden können.
Gravitation und Raumfahrt mögliche Umlaufbahnen von Erdsatelliten, geostationäre Bahnen Transport von Satelliten auf ihre Umlaufbahn bemannter Flug zum Mond	Impulserhaltungssatz, Raketenantrieb Lageenergie und Hubarbeit, Bewegungsenergie und Beschleunigungsarbeit. Energie im Gravitationsfeld Gravitationspotential astronomische Geschwindigkeiten	Hier können aktuelle und historische Aspekte der Raumfahrt behandelt werden. Referate, Internet