DigiLernFlow-Struktur · Fachlehrplan Physik Gymnasium

Physik Jahrgänge 7/8 als DigiLernFlow-Struktur

Unterrichtssequenz/Thema = Goal · Meilensteine = Tasks · detaillierte Inhalte = Inhaltskarten

Quelle: Fachlehrplan Physik Gymnasium Sachsen-Anhalt, Stand 01.08.2022. Strukturierung für DigiLernFlow auf Basis der Kompetenzschwerpunkte der Schuljahrgänge 7/8.

Grundidee der Umsetzung

Die Kompetenzschwerpunkte der Jahrgänge 7/8 werden als Goals angelegt. Fachliche Lernschritte, Experimente und Anwendungsbezüge werden als Taskkarten formuliert. Begriffe, Formeln, Modelle, Simulationen, Sicherheitsaspekte, Diagramme, Experimente und Reflexionsimpulse werden als Inhaltskarten vorbereitet.

DLF-Logik: Ein Goal bildet eine Unterrichtssequenz ab. Tasks strukturieren den Weg. Inhaltskarten liefern Erklärung, Experimentieranleitung, Visualisierung, Selbsttest, Prompt, Arbeitsblatt oder Simulation.

Inhaltsübersicht

7/8Kräfte und ihre Wirkungen verstehen 7/8Elektrischer Strom und seine Wirkungen untersuchen 7/8Wärme und Aggregatzustände bilanzieren 7/8Druck und Auftrieb erklären 7/8Verhalten von Gasen und technische Anwendungen verstehen 7/8Stromkreise und Elektromagnetismus vertiefen

Kompakte Gesamtstruktur

Inhaltsbereich	Goal / Unterrichtssequenz	Fachlehrplan-Bezug
Mechanik	Kräfte und ihre Wirkungen verstehen	Kompetenzschwerpunkt: Kräfte und ihre Wirkungen
Elektrizität	Elektrischer Strom und seine Wirkungen untersuchen	Kompetenzschwerpunkt: Elektrischer Strom und seine Wirkungen
Wärmelehre	Wärme und Aggregatzustände bilanzieren	Kompetenzschwerpunkt: Wärme und Aggregatzustände
Fluide	Druck und Auftrieb erklären	Kompetenzschwerpunkt: Druck und Auftrieb
Thermodynamik und Technik	Verhalten von Gasen und technische Anwendungen verstehen	Kompetenzschwerpunkt: Verhalten von Gasen und technische Anwendungen
Elektrizität	Stromkreise und Elektromagnetismus vertiefen	Kompetenzschwerpunkt: Stromkreise und Elektromagnetismus

Digitale Physikwerkzeuge und DLF-Erweiterungen

Sensoren / MesswerterfassungKräfte, Stromstärken, Spannungen, Temperaturen und Bewegungen erfassen und auswerten

SimulationenFelder, Stromkreise, Wärmestrom, Auftrieb und Gasprozesse visualisieren

LearningcardsBegriffe, Größen, Einheiten, Modelle, Formeln und typische Fehler

HTMLDocsExperimentier-Arbeitsblätter mit Planung, Durchführung, Auswertung und Reflexion

PromptcardsVersuchsplanung, Fehleranalyse, Modellvergleich, Erklärung und Selbsttest

RecallFormeln, Begriffe, Geräte, Sicherheitsregeln und Standardverfahren wiederholen

JournalLernspuren: beobachtet …, gemessen …, erklärt …, noch unsicher …

SurveysSelbsteinschätzung zu Experimentieren, Messen, Fachsprache und Modellverständnis

Goals für Physik 7/8

7/8

Goal: Kräfte und ihre Wirkungen verstehen

Inhaltsbereich: Mechanik · Kompetenzschwerpunkt: Kräfte und ihre Wirkungen

Kräfte werden als vektorielle Größen, Wechselwirkungen und Ursachen von Verformung, Bewegung und Energieumwandlung erschlossen.

Meilenstein / Task	detaillierte Inhalte / Inhaltskarten
1. Kraftwirkungen im Alltag erkennen	Kräfte über ihre Wirkungen beschreiben Verformung und Bewegungsänderung Wechselwirkungen zwischen Körpern
2. Gewichtskraft und Masse unterscheiden	Masse als Körpereigenschaft Gewichtskraft als ortsabhängige Kraft Ortsfaktor g ≈ 9,81 N/kg
3. Kräfte darstellen und messen	Kraftpfeile mit Betrag und Richtung Kraftmesser verwenden verbindliches Experiment: Kraftbetrag und Kraftrichtung
4. Hooke’sches Gesetz untersuchen	Federdehnung messen Je-desto-Beziehung erkennen verbindliches Experiment Hooke’sches Gesetz
5. Kräfte addieren, subtrahieren und zerlegen	Pfeildarstellung nutzen Resultierende Kraft bestimmen Komponentenmodell vorbereiten
6. Hebel und kraftumformende Einrichtungen anwenden	einseitiger und zweiseitiger Hebel Hebelgesetz Rampen, Rollen, Flaschenzüge und Alltagshilfen
7. Mechanische Arbeit und Energie verbinden	Arbeit für konstante Kraft parallel zum Weg mechanische Energie Energieerhaltungssatz der Mechanik
8. Wirkungsgrad und Nachhaltigkeit bewerten	nutzbare und aufgewandte Arbeit Wirkungsgrad berechnen Kraftumformung als Entlastung und Nachhaltigkeitsbeispiel
9. Lernspur	Welche Wirkung zeigt eine Kraft? Warum ist Gewichtskraft nicht dasselbe wie Masse? Welche Idealisierungen nutzen wir?

7/8

Goal: Elektrischer Strom und seine Wirkungen untersuchen

Inhaltsbereich: Elektrizität · Kompetenzschwerpunkt: Elektrischer Strom und seine Wirkungen

Elektrische Ladung, Felder, Spannung, Stromstärke und Wirkungen des elektrischen Stromes werden modellhaft und experimentell aufgebaut.

Meilenstein / Task	detaillierte Inhalte / Inhaltskarten
1. Elektrische Phänomene erkennen	statische Elektrizität Ladung und Ladungstrennung anziehende und abstoßende Wirkung
2. Entladungsvorgänge deuten	elektrische Schläge und Blitze Entladestrom Sicherheitsbezug
3. Elektrisches Feld modellieren	Feldlinienmodell Nachweis des Feldes Plattenkondensator als Grundmodell
4. Einfachen Stromkreis verstehen	Spannungsquelle, Leiter, Verbraucher Stromkreis als geschlossener Weg Energieumwandlungen im Stromkreis
5. Stromstärke und Spannung messen	Messgeräte sachgerecht einsetzen Größenordnungen einordnen verbindliches Experiment: Stromstärke- und Spannungsmessungen
6. Wirkungen des elektrischen Stromes unterscheiden	Wärmewirkung Lichtwirkung magnetische Wirkung / Oersted-Versuch
7. Elektrisches und magnetisches Feld vergleichen	Gemeinsamkeiten und Unterschiede Feldlinienbilder Simulationen nutzen
8. Sicherheitsregeln begründen	Umgang mit elektrischen Geräten Risiken einschätzen Verhaltensregeln fachlich begründen
9. Lernspur	Was treibt den Strom an? Wie misst man Spannung und Stromstärke? Welche Wirkung des Stromes wird technisch genutzt?

7/8

Goal: Wärme und Aggregatzustände bilanzieren

Inhaltsbereich: Wärmelehre · Kompetenzschwerpunkt: Wärme und Aggregatzustände

Wärmeenergie, Wärmeaustausch, Aggregatzustandsänderungen und einfache Wärmemengenberechnungen werden mit Teilchenmodell und Energieerhaltung verbunden.

Meilenstein / Task	detaillierte Inhalte / Inhaltskarten
1. Aggregatzustandsänderungen mit dem Teilchenmodell erklären	Schmelzen, Verdampfen, Kondensieren, Erstarren Wärmezufuhr und Wärmeabgabe Beispiele aus Natur und Technik
2. Wetterphänomene physikalisch deuten	Nebel, Hagel und Kondensation Bedingungen für Phasenübergänge Alltagsbeobachtungen erklären
3. Thermodynamische Systeme beschreiben	Systemgrenzen Gleichgewicht und Ungleichgewicht Durchlässigkeit von Grenzen
4. Wärmeaustausch experimentell untersuchen	zeitlicher Temperaturverlauf Mischungsexperiment Messabweichungen erkennen
5. Grundgleichung der Wärmelehre anwenden	spezifische Wärmekapazität Wärmemengen berechnen Tabellenwerte nutzen
6. Wärmeübertragung und Wärmestrom vergleichen	Antrieb und Hemmung des Wärmestroms Analogie zum elektrischen Strom Sonnenkollektor und Treibhaus
7. Energieerhaltung nutzen	Wärmeenergie und Bilanzierung Energieerhaltungssatz auf Wärmevorgänge anwenden einfache Bilanzen aufstellen
8. Klimabezug und Technik bewerten	Bedeutung von Wasser als Wärmespeicher Nutzung der Sonnenenergie Maßnahmen gegen Klimawandel reflektieren
9. Lernspur	Was passiert beim Erwärmen im Teilchenmodell? Wie stelle ich eine Wärmebilanz auf? Warum ist Wasser als Wärmespeicher wichtig?

7/8

Goal: Druck und Auftrieb erklären

Inhaltsbereich: Fluide · Kompetenzschwerpunkt: Druck und Auftrieb

Druck, Schweredruck und Auftrieb werden über Kräfte, Flächen, Dichten und Anwendungen in Flüssigkeiten und Gasen verstanden.

Meilenstein / Task	detaillierte Inhalte / Inhaltskarten
1. Druck als physikalische Größe einführen	Druckgleichung Auflagedruck Einheiten des Druckes
2. Druck verändern und berechnen	Vergrößerung und Verkleinerung des Druckes konkrete Druckwerte berechnen Alltagsbeispiele deuten
3. Schweredruck verstehen	Druck in Gewässern Luftdruck allseitige Ausbreitung des Druckes in Flüssigkeiten und Gasen
4. Auftrieb in Flüssigkeiten untersuchen	Sinken, Schweben, Steigen und Schwimmen Archimedisches Gesetz verbindliches Experiment: schwimmende, schwebende und sinkende Körper
5. Auftrieb über Druckunterschiede erklären	Kräfte durch Druckunterschiede Dichtevergleich Körper/Flüssigkeit Schwimmfähigkeit begründen
6. Auftrieb in Gasen anwenden	Ballonaufstieg Gesamtdichte des Ballons Gasdichte als Erklärung
7. Dynamischen Auftrieb kennenlernen	Tragflächen von Flugzeugen Flügel von Windkraftanlagen strömende Luft als Kontext
8. Klimabezug modellhaft reflektieren	abschmelzende Polkappen Meeresspiegel Modellgrenzen und physikalische Sichtweise
9. Lernspur	Wann ist Druck groß? Warum schwimmt ein Körper? Was ist statischer und dynamischer Auftrieb?

7/8

Goal: Verhalten von Gasen und technische Anwendungen verstehen

Inhaltsbereich: Thermodynamik und Technik · Kompetenzschwerpunkt: Verhalten von Gasen und technische Anwendungen

Zustandsgrößen von Gasen, Zustandsänderungen, Volumenarbeit und technische Anwendungen werden modellhaft und energetisch beschrieben.

Meilenstein / Task	detaillierte Inhalte / Inhaltskarten
1. Gase als Vielteilchensystem beschreiben	Teilchenmodell auf Gase übertragen Druck, Volumen, Temperatur und innere Energie mikroskopische Deutung makroskopischer Größen
2. Zustandsänderungen untersuchen	T = konstant p = konstant V = konstant qualitative Zusammenhänge mit Computersimulationen ableiten
3. Rechnungen zu Zustandsgrößen durchführen	ausgewählte thermodynamische Prozesse Zusammenhänge zwischen Druck, Volumen und Temperatur Einheiten und Plausibilität
4. Volumenarbeit verstehen	Arbeit durch Ausdehnung oder Kompression technische Bedeutung Energiefluss deuten
5. 1. Hauptsatz anwenden	Energieerhaltung in thermodynamischen Prozessen Wärme, Arbeit, innere Energie einfache Prozesse beschreiben
6. Verbrennungsmotor analysieren	prinzipieller Aufbau Funktionsweise Otto- oder Dieselmotor Energieflussdiagramm
7. Kühlschrank oder Wärmepumpe erklären	prinzipieller Aufbau Wirkungsweise Energieflussdiagramm
8. Umweltproblematik bewerten	Verbrennungsmotoren und Emissionen Energieeffizienz technische Anwendungen im Klimakontext
9. Lernspur	Welche Zustandsgrößen beschreiben ein Gas? Wie hilft der 1. Hauptsatz? Warum ist die Bewertung technischer Anwendungen mehr als eine Rechnung?

7/8

Goal: Stromkreise und Elektromagnetismus vertiefen

Inhaltsbereich: Elektrizität · Kompetenzschwerpunkt: Stromkreise und Elektromagnetismus

Widerstand, Stromkreisgesetze, Schaltungen, Potenziometer und elektromagnetische Anwendungen werden rechnerisch und experimentell untersucht.

Meilenstein / Task	detaillierte Inhalte / Inhaltskarten
1. Elektrischen Widerstand modellieren	Widerstand eines Bauelementes mit Teilchenmodell beschreiben Widerstand aus Spannung und Stromstärke berechnen Ohm’scher Zusammenhang als Arbeitsmodell
2. Widerstandsabhängigkeiten untersuchen	Leiterlänge, Querschnitt, Material, Temperatur gerader Leiter Versuchsplanung und Auswertung
3. Schaltungen analysieren	Reihenschaltung und Parallelschaltung Stromstärken und Spannungen vergleichen Ersatzwiderstände als Vertiefung
4. Potenziometerschaltung verstehen	Funktionsweise erläutern Spannungsteilung technische Anwendung
5. Messungen in Stromkreisen durchführen	Stromstärken und Spannungen messen Messgeräte korrekt einbauen Messwerte tabellarisch und grafisch auswerten
6. Elektromagnetismus untersuchen	magnetische Wirkung des Stromes Elektromagnet Anwendungen in Alltag und Technik
7. Energie und Leistung im Stromkreis betrachten	elektrische Energieumwandlung elektrische Leistung als Vertiefung Sicherheit und Effizienz
8. Digitale Simulationen und reale Experimente verbinden	Schaltungen simulieren Messwerte real prüfen Modell und Realität vergleichen
9. Lernspur	Was bedeutet elektrischer Widerstand? Wie unterscheiden sich Reihen- und Parallelschaltung? Wo wird Elektromagnetismus technisch genutzt?

Hinweis zur Weiterverarbeitung

Diese HTML-Struktur ist als Planungsvorlage für DigiLernFlow gedacht. Im zweiten Schritt werden die importfähigen Goal-JSON-Dateien mit den Tasks erzeugt. Im dritten Schritt können zu jedem Task konkrete Learningcards, Imagecards, Promptcards, PDF-Dokumente und HTML-Arbeitsblätter erstellt und zugeordnet werden.

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