Wie findet Physikunterricht in den einzelnen Schulzweigen und Jahrgangsstufen statt?

Der Physikunterricht beginnt in allen Schulzweigen (Hauptschule, Realschule, Gymnasium) in der Mittelstufe mit der 7. Jahrgangsstufe. Er setzt sich in der Oberstufe bis zur möglichen Wahl von Grund- bzw. Leistungskursen fort.

Welche fachlichen und methodischen Ziele verfolgt der Physikunterricht?

Der Unterricht erfolgt nach den Richtlinien der hessischen Bildungsstandards und Inhaltsfelder, welche in den fachlichen Kerncurricula der einzelnen Schulzweige zusammengefasst sind. Die Schüler erhalten je nach Schulform aufgegliedert einen Überblick über die wesentlichen Schwerpunkte der physikalischen Entwicklung, die zu einer technisierten Welt führten. Sie sollen dabei erkennen, welche besondere Rolle dieser Fachbereich für unsere Gesellschaft spielt. Darüber hinaus nimmt die Modellbildung und das systematische Erfassen von Zusammenhängen eine entscheidende Rolle ein, was sich aus den methodischen Konzepten ableiten lässt.

Die methodische Umsetzung des Unterrichts wird von den 4 zentralen Leitgedanken Erkenntnisgewinnung, Kommunikation, Bewertung und Nutzung fachlicher Konzepte geprägt. Jeder Leitgedanke untergliedert sich in folgende Unterpunkte, die sich auf fachliche Inhalte beziehen:

In einer Übersicht kann nur eine grobe Beschreibung der physikalischen Hauptthemenschwerpunkte gegeben werden:

Die Schwerpunkte im Mittelstufenbereich in allen Schulzweigen lauten: Optik (Lehre vom Licht), Mechanik (Lehre von Bewegungen und Kräften), Thermostatik und -dynamik (Wärmelehre), Elektrostatik und -dynamik (Lehre von ruhenden und bewegten Ladungen), Magnetismus, Energie und Radioaktivität. (eine Beschreibung des Oberstufenunterrichtes finden Sie am Ende) Weitere Inhalte wie Akustik, Astronomie, Mikroelektronik, Farbenlehre oder besondere Themenschwerpunkte können in fakultativer Weise bearbeitet werden.

Grundlage der physikalischen Arbeitsweise ist der forschend-entwickelnde Unterricht am Experiment. Diese Methode fördert das Denken in Strukturen und leitet zum individuellen Arbeiten an. Mit der Realisierung des naturwissenschaftlichen Neubaus im Jahre 2011 und den damit verbundenen neuen Fachräumen lässt sich forschend-entwickelndes Arbeiten in exzellenter Weise umsetzen. Die neuen Schülerübungsräume, die mit modernen interaktiven Tafeln ausgestattet sind, bestehen aus umlaufenden Experimentierflächen. Eine Versorgungsleiste mit Niederspannungs-, Gas- und Wasseranschlüssen ist integriert.

Einen Überblick über die Räumlichkeiten und Arbeitsschwerpunkte können Sie und ihre Kinder sich  beispielsweise jedes Jahr am Tag der offenen Tür im Spätherbst selbst verschaffen.

Was macht den Physikunterricht für Schüler und Lehrer an der Taunusschule attraktiv?

Dass die Taunusschule eine Schule mit einem naturwissenschaftlichen Schwerpunkt ist, zeigt sie an folgenden Eigenschaften. So existieren im Mittelstufenbereich naturwissenschaftliche Schwerpunkt-gruppen (G7 – 8) mit einer jeweiligen Zusatzstunde Naturwissenschaften, aufgegliedert nach den Fächern Biologie, Chemie und Physik.

Gleichzeitig werden ab dem Schuljahr 2017/2018 im Realschulbereich Wahlpflichtkurse angeboten, die in der Jahrgangsstufe 10 das Thema Astronomie vorsehen. In der gymnasialen Oberstufe ist die Astronomie auch fakultativ vorgesehen, sodass die Möglichkeit besteht, junge Menschen mit den ansprechenden Inhalten unserer kosmischen Heimat des Sonnensystems bis hin zum Universum vertraut zu machen. Dies führt dazu, dass an der Taunusschule zahlreiche astronomische „Highlights“ durch die Lerngruppen bereits beobachtet und ihren Mitschülern vorgestellt wurden. So konnten schon mehrere Sonnen- und Mondfinsternisse sowie die besonderen Venuspassagen im Jahr 2004 und 2012 (bewölkt) und Merkurpassagen im Jahr 2003 und 2016 beobachtet werden.

Neben der Astronomie besteht auch die Möglichkeit, das Themengebiet Elektronik zu bearbeiten. Diese Schwerpunkte sind im Rahmenlehrplan nicht vorgesehen, dienen aber optimal durch zahlreiche Experimentiermöglichkeiten, um das Interesse an der Physik auf eine andere Art als im Planunterricht zu wecken. Aufgrund der kleinen Kursgrößen ist ein vertiefendes Experimentieren auf hohem Niveau möglich.

Seit Einführung der Oberstufe ist es fast jedes Jahr möglich gewesen, einen Physik-Leistungskurs anzubieten.   Eine spezielle Förderung erhalten Schüler durch die Vorbereitung auf die Wettbewerbe „Jugend forscht“ und „Schüler experimentieren“, in denen schon Teilnahmen auf Landesebene erreicht wurden. Interessanterweise nehmen immer wieder Schüler aus der Jahrgangsstufe 5 an diesem Wettbewerb teil, obwohl sie noch gar keinen Fachunterricht in Physik erhalten.

In den letzten Jahren haben wiederholt Schüler an dem Wettbewerb „Faszination Technik“ der VDI Hessen teilgenommen sowie auch an der Physikolympiade. Dabei wurden beachtliche Erfolge erzielt.

Folgende Exkursionsorte stehen beispielsweise für unseren Standort zur Verfügung bzw. wurden bei Klassen- und Studienfahrten bereits besucht: Haus der Sinne in Wiesbaden, Kohlekraftwerk Staudinger in Hanau; Laufwasserkraftwerk Friedrichsegen an der Lahn, Pumpspeicherkraftwerk Edersee, Technik Museum Worms, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik Garching, Deutsches Museum München, Gesellschaft für Schwerionenforschung GSI in Darmstadt, Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg.

Regelmäßig nehmen Schüler an universitären Informationsveranstaltungen wie beispielsweise „Saturday morning physics“ an der TU Darmstadt oder „Physik im Blick“ an der Justus-Liebig-Universität Gießen teil (alle Oberstufe).

Ein moderner Unterricht lässt sich größtenteils durch die Ausstattung verwirklichen. So stehen neben Simulationssoftware und einem computergestützten Messwerterfassungssystem gerade in der Mittelstufe vielfältiges Experimentiermaterial zur Verfügung, welches auf die neuen Unterrichtsräume abgestimmt ist. Es gibt unter anderem einen Klassensatz moderner Digitalmultimeter, einen Flaschenzug und eine Winde zum Abschleppen von Fahrzeugen sowie  mehrere Schülerteleskope sowie Vorführgeräte (Sonnenteleskop und Schmidt-Cassegrain-Spiegelteleskop). Für die einzelnen Unterrichtsschwerpunkte liegen Stationenlernen zu den Themen Schwimmen und Fliegen, Grundlagen des Elektromagnetismus, Motorenkunde – Von der Dampfmaschine zur Brennstoffzelle vor, um nur einige zu nennen. Gerade am letzten Beispiel wird deutlich, wie modernste Technik (beispielsweise Solarzelle, Peltierelement, Brennstoffzelle) mit in den Unterricht integriert wird. Dazu stehen auch Übungskästen von Fischer-Technik zur Verfügung, die eine mikroprozessor-gesteuerte Programmierung ermöglichen.

Seit dem Jahr 2012 organisiert die Fachschaft Physik jährlich einen Wettbewerb in der Einführungsphase. Die Umsetzung erfolgt nach Art der „Egg-Races“. Die Schüler erhalten den Auftrag, aus einer vorgegebenen Materialliste eine Maschine zu konstruieren, die eine gewisse Aufgabe erfüllt. 2012 ging es darum, aus einer Mausefalle ein Fahrzeug zu bauen, welches so weit wie möglich fährt. Im Rahmen eines Wettbewerbs wird diejenige Gruppe ermittelt, welche das Problem optimal gelöst hat. Andere Umsetzungen waren beispielsweise: „Die Mausefalle springt“, „Die Mausefalle fliegt“ oder „Die Mausefalle schwimmt“. Bei der Projektidee vertiefen sich die Schüler in physikalische Theorien und wenden sie in der Praxis an. So entstehen immer wieder erstaunliche Umsetzungen. So überrascht es nicht, dass das Siegerfahrzeug im Jahr 2012 nur durch die Energie einer Mausefalle angetrieben die komplette Kreissporthalle in der Pommernstraße in Längsrichtung durchquerte.

Was erwartet Schüler im Physikunterricht der Jahrgangsstufen E1 – E2 und Q1 – Q4?

Der Unterricht beinhaltet Gebiete der klassischen sowie der modernen Physik. Die Kurse lauten:

E1/2     Mechanik

Q1        Elektrisches und magnetisches Feld

Q2        Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Q3        Quanten- und Atomphysik

Q4        Wahlthema:      Astrophysik (Kosmologie), Relativitätstheorie, Kernphysik, Elementarteilchen-physik, Festkörperphysik, nichtlineare Dynamik, Geophysik