Physik

Was ist Physik?

Die Frage nach dem "Warum?" spielt schon bei jedem kleinen Kind eine auffällige und wichtige Rolle, mit der es die Zusammenhänge zwischen den Dingen und damit seine Welt zu begreifen versucht. Die Neugier des Menschen, wie die Dinge in unserer Welt denn nun genau sind, warum sie gerade so sind, was sie miteinander verbindet und was wir mit ihnen machen können, dieses Fragen und Suchen nach den Antworten ist Naturwissenschaft.

Die Physik entfaltet ihre Fragen und Antworten in verschiedenen Teilgebieten, die am Beispiel eines Diskothek-Besuches gleich einmal dargestellt werden sollen. Allen Teilgebieten der Physik ist gemeinsam, dass sie sich meist auf die unbelebte Natur beschränken. Hier grenzt sich Physik von der Chemie ab, die die Zusammensetzung und Veränderung der Stoffe untersucht. Dennoch ist Physik mit der Chemie sowie der Biologie, der Wissenschaft von allem Lebendigen, auf vielfältige Weise verbunden. Für die Technik ist sie Grundlage und erhält von ihr wiederum neue Anregungen für weiteres Forschen.

PHYSIK UND IHRE TEILGEBIETE - AM BEISPIEL "DISKOTHEK" KURZ VORGESTELLT

Musik aus den Lautsprecherboxen prägt die Atmosphäre einer Disco. Wie entsteht Schall, wie pflanzt er sich fort? Wie unterscheiden sich laute und leise, hohe und tiefe Töne? Wie entsteht der typische Klang eines Musikinstrumentes? All dieses ist Gegenstand der Akustik.

Schwere und leichte Körper bewegen sich zur Musik, werden mal schneller, mal langsamer. Aber auch schon auf dem Weg zur Disco unterliegen wir in unseren Fahrzeugen den Gesetzmäßigkeiten der Bewegung und Trägheit, leider manchmal auch mit tragischem Ausgang. Was also ist das, schnell oder langsam, schwer oder leicht, wie verlaufen Beschleunigung und Abbremsung? Fragen, die im Teilgebiet Mechanik behandelt werden.

Der Discjockey bedient mithilfe eines Computers die Lautsprecheranlage, die Scheinwerfer, den Laser. Die gesamte Technik der Disco funktioniert mit elektrischem Strom. Was aber ist Strom? Welche Gesetzmäßigkeiten über sein Verhalten muss man kennen, damit man Strom beherrschen und nutzbringend einsetzen kann? Diesen Zusammenhängen geht man in der Elektrizitätslehre nach.

Lichteffekte können unterschiedliche Stimmungen bewirken. Grell oder abgedunkelt, weiß oder farbig kann Licht sein. Wie es entsteht, was es bewirkt und wie sich einzelne Farben unterscheiden, sind die Forschungsgegenstände der Optik. Aber auch die Funktionsweise vieler optischer Geräte, allen voran das menschliche Auge, wird in diesem Teilgebiet studiert.

In einer Diskothek wird durch die Vielzahl von Scheinwerfern und Besuchern viel Wärme erzeugt. Die Klimaanlage und der Kühlschrank an der Bar sorgen für Abkühlung. Wie solche Geräte arbeiten, klärt das Teilgebiet der Wärmelehre.

Die Atom- und Kernphysik als modernste Teildisziplin schließlich liefert die Grundlagen für den Bau der Laser und der Computer, welche in der Disco verwendet werden. Aber auch für den Bau von Kernkraftwerken, in denen ein Teil des Stromes für diese Geräte erzeugt wird.

PHYSIKUNTERRICHT AM GYMNASIUM LAGE

Physik wird an unserem Gymnasium in den Klassen 6, 7.1, 8, 9 und 10.2 sowie in der Oberstufe in Grund- und Leistungskursen unterrichtet. Alle im Beispiel genannten Teilgebiete werden dabei wiederholt in immer komplexer werdenden Fragestellungen gemeinsam mit den Schülern erforscht.

In Klasse 6 und 7 stehen zunächst fast ausschließlich physikalische Phänomene aus der Erfahrungswelt der Schüler im Vordergrund. Mit einer Vielzahl von Experimenten, die die Schüler meist selbst durchführen, gehen wir den Ursachen auf den Grund und erklären mit den gewonnenen Erkenntnissen weitere Phänomene.

Ab Klasse 8 wird diese Vorgehensweise erweitert um selbständige Planungen von Experimenten und die Auswertung von Zusammenhängen mit Hilfe der Mathematik. Die Schüler erkennen, wie sich Naturgesetze aus den Messergebnissen ableiten lassen und lernen zunehmend die Mathematik als nützliches Werkzeug in der Physik einzusetzen, um Zusammenhänge exakter beschreiben und Voraussagen machen zu können.

In der Oberstufe schließlich werden die physikalischen Sachverhalte immer komplexer: Hier lernen die Schüler Erkenntnisse aus einzelnen Teilgebieten der Physik miteinander zu kombinieren. Auch die Mathematik wird hier zu einem unverzichtbaren Werkzeug für den Unterricht. Neben Phänomenen aus dem Alltag wenden wir uns hier auch wissenschaftlich vertieften Fragestellungen zu.

Übersicht über die Unterrichtsinhalte in den einzelnen Jahrgangsstufen

Klasse 6

Klasse 7

Klasse 8 bis 10

Einführungsphase

Qualifikationsphase GK

Qualifikationsphase LK

MODERNISIERUNG DES NATURWISSENSCHAFTLICHEN FACHBEREICHES

Von 2019 bis 2021 werden im gesamten naturwissenschaftlichen Fachbereich insgesamt ca. 1 Mio. Euro investiert, um die räumliche Ausstattung und die Materialbestände auf den neuesten Stand zu bringen.

Im Physikunterricht aller Jahrgangsstufen kommt damit ab sofort ein umfangreiches Angebot moderner Schüler-Experimentierkästen zum Einsatz, so dass sich diese in Kleinstgruppen zu zweit oder dritt viele Themengebiete in Experimenten selbständig erarbeiten können.

Bereits ab Klasse 7 lernen die Schüler unter Einsatz der schuleigenen Tablets, wie man dabei gewonnene Messwerte mit Excel rechnerisch aufbereitet und graphisch dargestellt und so selbst formelmäßige Zusammenhänge entdecken kann. Ihr ‚Physikbuch‘ können die Schüler auf diese Weise in Teilen selbst schreiben. Ab der Oberstufe wird der Erwerb dieser Medienkompetenzen durch den Einsatz computerunterstützter Messverfahren erweitert.

Nicht zuletzt aufgrund der modernen Ausstattung hat auch die Bezirksregierung Detmold das Gymnasium Lage als regelmäßigen Aus- und Fortbildungsstandort für angehende Physiklehrerinnen- und Lehrer ausgewählt und Kollegen unseres und eines weiteren Gymnasiums damit beauftragt, dieses in Kooperation an unserer Schule durchzuführen.