Wie entsteht ein Regenbogen? Warum schmilzt Eis bei Minusgraden, wenn man Salz darauf streut? Was sind Gravitationswellen?

Unsere Welt steckt voller verblüffender Natur­phänomene und die Naturwissenschaft Physik versucht, viele davon zu erklären. Die Fachgruppe Physik des Ratsgymnasiums Stadthagen hat sich dabei zum Ziel gesetzt, aus­gehend von den Alltags­vor­stellungen der Schülerinnen und Schüler, diese Naturphänomene zu untersuchen und dabei das Interesse an der Physik zu fördern.

Der Unterricht wird dabei so ausgerichtet, dass die Schülerinnen und Schüler …

  • viele Gelegenheiten zum eigenständigen, experimentellen Arbeiten bekommen.
  • zur Untersuchung der Phänomene moderne Messwerterfassungstechniken und computergestützte Analyseprogramme kennen- und anwenden lernen.
  • in Gruppenarbeit Problemstellungen kommunikativ bewältigen.
  • unter Verwendung moderner Präsentationstechniken die Ergebnisse ihrer Arbeit vorstellen.

Die Mitglieder der Fachgruppe Physik sind überzeugt davon, dass die Lernenden mit dieser Ausrichtung des Unterrichts und mit der überaus guten Ausstattung der Physiksammlung in der Lage sind, im Fach Physik eine naturwissen­schaftliche Grundbildung zu erhalten, die es ihnen erlaubt, die im Unterricht erlangten Kompetenzen in einer zunehmend technisierten Umwelt gewinnbringend anzuwenden, sie zum kritischen Handeln befähigt und sie darüber hinaus nach dem Besuch des Oberstufenunterrichts auf die universitären Anforderungen in den technisch-naturwissenschaftlichen Fächern vorbereitet.

Unterrichtsorganisation

Der Unterricht im Fach Physik findet in den Jahrgängen 5-7 einstündig statt. Dabei wird häufig ein Halbjahr lang Physik doppelstündig (epochal) unterrichtet. In diesen Jahrgangsstufen werden in einem forschend-entdeckenden Unter­richt viele interessante Experimente durchgeführt mit dem Ziel, die Schülerinnen und Schüler an die Arbeitsweise in den Natur­wissenschaften heran­zuführen. Thematisch werden in diesen 3 Schuljahren gemäß den Vorgaben des niedersächsischen Kultusministeriums die Bereiche Magnetismus, Elektrizitätslehre, Optik und Energie behandelt (Überblick der Inhalte siehe Tabelle unten).

In den Jahrgängen 8 und 10-11 wird das Fach Physik ganzjährig zweistündig und im Jahrgang 9 einstündig unterrichtet. In diesen Jahren stehen die Themen Mechanik, Elektrik, Atomphysik und Energie im Mittelpunkt. Neben dem Regelunterricht wird im Jahrgang 11 ab dem Sommer 2018 ein WPK Physik in der Klasse 11 mit den Themen Astrofotografie und experimentelle Untersuchung von Alltagsphänomenen angeboten.

In der Sekundarstufe II wird in der Einführungsphase im Jahrgang 11 wird der Unterricht zweistündig erteilt (Themen siehe unten). In diesem Jahrgang werden die Kompetenzen im Bereich Messwerterfassung und analytische Auswertung von Messungen unter Verwendung des eingeführten elektronischen Rechenwerkzeuges geschult. Ziel ist dabei die Einführung in die Arbeitsweisen der Physik in der Qualifikationsphase. Weiterhin wird ein WPK Physik in der Klasse 11 mit den Themen Astrofotografie und experimentelle Untersuchung von Alltagsphänomenen angeboten.

Inhalte im Kursunterricht des Jahrgangs 11

  • Kinematik, Dynamik, Kreisbewegung und Energieerhaltungssatz
  • Wahlmodul Akustik oder Wahlmodul optische Abbildungen

In der Qualifikationsphase in den Jahrgängen 12-13 gibt es am Ratsgymnasium jährlich Kurse auf grundlegendem und erhöhtem Niveau. Innerhalb der 4 Semester werden, aufbauend auf den Inhalten des Unterrichts der Sekundarstufe I, grundlegende Inhalte der Physik thematisiert (Überblick der Inhalte siehe unten) und Anknüpfungs­punkte aus dem Kerncurriculum genutzt, um Einblicke in aktuelle Forschung zu gewähren.  Im schüleraktivierenden Unterricht werden zu unterschiedlichen Themen Materialien der Sammlung eingesetzt, um den Schülerinnen und Schülern in Gruppenarbeit einen experimentellen Zugang zu den Themen zu ermöglichen.

Ziel des Unterrichts ist es, dabei gleichermaßen die Vermittlung von inhalts­bezogenen und pro­zess­bezogenen Kom­pe­tenzen zu berück­sich­tigen. Zu­sätz­lich zu die­sen Kursen ha­ben die Schü­lerinnen und Schü­ler die Möglichkeit, Se­mi­na­r­fächer zu den Ge­bieten Astronomie, In­for­matik und Natur der Natur­wissen­schaf­ten zu wählen. Diese Fä­cher werden 2-stündig unter­richtet (Weitere Infor­mationen dazu unter 4)

Inhalte im Kursunterricht der Jahrgänge 12 und 13

1. Semeseter

  • Homogene elektrische Felder
  • Homogene magnetische Felder

2. Semester

  • Schwingungen und Wellen
  • Quantenobjekte

3. Semester

  • Physik der Atomhülle
  • Physik des Atomkerns

4. Semester

  • Experimente im Physikunterricht

Die Fachgruppe Physik bietet den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, an Wahlpflichtkursen teilzunehmen. Im WPK-Unterricht Physik soll bei den Schülerinnen und Schülern das Interesse am Fach Physik gesteigert werden. Dabei haben wir einen Unterrichtsgang entwickelt, der darauf abzielt, die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in eigenständiger Arbeit Experimente durchführen zu lassen. Im Jahrgang 8 beschäftigen wir uns mit Astronomie und Technik. Im Jahrgang 9 stellen wir das Thema Robotik in den Mittelpunkt und erlernen hierzu die Grundlagen, um diese anschließend mit dem LEGO-Roboter Mindstorm EV 3 zu vertiefen. Ziel soll dabei z.B. die Teilnahme an einem Wettbewerb, der Roboterchallenge, sein. Im Jahrgang 10 werden aufbauend auf diesen Kenntnissen mit einer ARDUINO-Plattform Sensorik-Programme erstellt, die in unterschiedlichen Alltagsbereichen getestet werden sollen. Zurzeit (Stand Mai 2023) wird der WPK zugunsten der Unterrichtsversorgung im Regelunterricht nicht angeboten.

Über den Unterricht hinaus

Über den Unterricht hinaus veranstalten wir immer wieder Exkursionen zu außerschulischen Lernorten. Ziele sind neben den Science Centern UNIVERSUM in Bremen und PHAENO in Wolfsburg unter anderem auch die Leibniz Universität und das Laserzentrum in Hannover. Alle Schülerinnen und Schüler, die bereits einmal einen Science Slam in Hannover besucht haben, waren davon begeistert. Somit ist der Besuch dieser Veranstaltungen im Pavillon Hannover ebenso Bestandteil unserer Exkursionen wie die Teilnahme an der alle zwei Jahre stattfindenden Ideen Expo auf dem Messegelände Hannover.

Wann immer besondere Naturereignisse stattfinden, versuchen wir sie in den Unterricht zu integrieren. Am 20.03.2015 fand z.B. eine partielle Sonnenfinsternis statt, die die Schülerinnen und Schüler des Ratsgymnasiums durch eigens dafür angeschaffte Brillen beobachteten. Anschließend wurden die physikalischen Vorgänge im Unterricht thematisiert.

Beim jährlichen Tag der Offenen Tür des Ratsgymnasiums gibt die Fachgruppe Physik Einblicke in die Welt der Physik. Kleine Experimente zum Mitmachen bieten den Grundschülerinnen und Grundschülern die Möglichkeit, sich über das Fach Physik an unserer Schule zu informieren. Begleitet von Schülerinnen und Schülern der Jahrgänge 5 und 6 und 11 können erste Erfahrungen im Bereich Schaltkreise erlangt werden.

Die Schülerinnen und Schüler des Ratsgymnasiums nehmen regelmäßig erfolgreich an betreuten Schülerwettbewerben im Fach Physik teil. Ein Wettbewerb, der dabei immer wieder auf großes Interesse stößt, ist B!G B4NG Challenge von der Leibniz Universität Hannover. Bei diesem Wettbewerb bekommen die Schülerinnen und Schüler der Jahrgänge 9 bis 13 eigenständige experimentelle und theoretische Aufgaben, die sie in Kleingruppen lösen. Als Preise winken den erfolgreichen Teilnehmerinnen und Teilnehmern Preisgelder und Sachpreise. Weiterhin können wir auch immer wieder Lernende dafür interessieren an der Gauß AG der Leibniz Universität Hannover teilzunehmen.

Jährlich nehmen Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II am Stipendien¬programm des Verbandes der MNU zum Besuch des Deutschen Museums in München teil. Dabei gehen die Lernenden für eine Woche an das Deutsche Museum und werden dort von Fachlehrkräften betreut. Sie nehmen dabei an einem vom Fachpersonal des Deutschen Museums gestalteten Kursprogramm mit Führungen und Vorträgen teil. Daneben bleibt Zeit für selbstständiges Arbeiten im Museum. Dieser Besuch ist für unsere Schülerinnen und Schüler eine einmalige Möglichkeit über einen längeren Zeitraum tiefergehend im Bereich der Naturwissenschaften und Technik zu bilden.