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Physik

In der Wissenschaft beginnt alles Neue damit, dass jemand brummt: „Hmmm ... ist ja komisch.“ (Isaac Asimov [1920 – 1992] – Biochemiker, Sachbuchautor und Science-Fiction-Schriftsteller)

Hmmm … ist ja komisch, der Kreisel schwebt in der Luft. Doch warum tut er das?

Die Antwort darauf wird jeder schnell geben können. Aber was passiert, wenn der Kreisel auf einer Waage aufgebaut und dann zum Schweben gebracht wird? Zeigt die Waage dann vielleicht mehr oder genauso viel oder weniger an, während der Kreisel über ihr schwebt? Und warum? Viel Spaß beim Überlegen.

Aber bei einem „Hmmm … ist ja komisch“ soll es nicht bleiben, wenn unsere Schülerinnen und Schüler ab der 6. Klasse mit dem Physikunterricht beginnen. Denn hier geht es – wie auch in der 7. Klasse – hauptsächlich darum, physikalische Phänomene zu erkennen, zu beschreiben, zu untersuchen und zu begründen:

• Wie entstehen die Mondphasen?

• Warum hat Alufolie eine glänzende und eine matte Seite?

• Wie funktioniert ein Elektromotor?

Fragen wie diese werden im auf Experimenten basierenden Unterricht beantwortet, Formeln zur mathematischen Beschreibung spielen dabei zunächst noch keine große Rolle.

Im Physikunterricht der Mittelstufe werden einige Themen der vorangegangenen zwei Jahre wieder aufgegriffen und vertieft. Nun wird auch die Arbeit mit Formeln immer wichtiger. In Versuchen und Animationen werden Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersucht, Formeln entwickelt und diese zur Berechnung und zur Vorhersage physikalischer Abläufe herangezogen.

Neue Themengebiete in der Mittelstufe erweitern das  Verständnis der Schülerinnen und Schüler von der allgegenwärtigen Physik:

• Wie funktioniert eine elektrische Zahnbürste?

• Welche Erkenntnisse liefert mir die Physik, um die Fahrsicherheit auf dem Fahrrad oder auf dem Moped zu erhöhen?

• Weshalb wird eigentlich so heftig über die Abschaltung von Kernkraftwerken diskutiert und um geeignete Endlagerstätten gestritten?

Im Physikunterricht der Oberstufe geht es verstärkt darum, die einzelnen Bereiche der Physik im Zusammenhang zu betrachten, Modelle zu entwickeln und diese auf ihre Leistungsfähigkeit hin zu überprüfen. Dies ist vor allem bei der Physik elektrischer und magnetischer Felder oder bei der Atom- und Quantenphysik unentbehrlich. Gerade bei der Quantenphysik reicht ein „Hmmm … ist ja komisch.“ allein nicht mehr aus:

„Wer über die Quantentheorie nicht entsetzt ist, der hat sie nicht verstanden.“

(Niels Bohr [1885 – 1962] – dänischer Physiker, Nobelpreis für Physik 1922)

Um möglichst allen Schülerinnen und Schülern ein interessiertes „Hmmm … ist ja komisch“ zu entlocken und ihnen am Ende der Oberstufe das Entsetzen über die Quantenphysik ins Gesicht zu zaubern, unterrichten am Gymnasium Schenefeld zur Zeit 7 Physiklehrerinnen und –lehrer. Im Anfangsunterricht und in der Mittelstufe gibt es zwei Stunden Physik pro Woche, in der Oberstufe sind es drei Stunden (Physik als profilgebendes Fach wird vierstündig unterrichtet).

Zur Leistungsbewertung werden neben der Unterrichtsarbeit in der Mittelstufe kurze schriftliche Wiederholungen sowie Referate herangezogen. In der Oberstufe werden ein bis zwei Klausuren pro Halbjahr geschrieben.

Für den Physikunterricht stehen uns zwei moderne Fachräume und ein umfangreich ausgestatteter Sammlungsraum zur Verfügung, die vor ein paar Jahren aufwändig renoviert und modernisiert wurden. Die Schülerarbeitsplätze sind mit allen notwendigen Anschlüssen ausgestattet. Beide Fachräume verfügen über Laptop, Beamer, Dokumentenkamera, Soundsystem und Internet zur Einbindung von Animationen, computergestützter Auswertung von Experimenten, von Unterrichtsfilmen und geeigneten Internetinhalten in den Unterricht.

Seit längerem ist das Gymnasium Schenefeld Kooperationsschule der Technischen Universität Hamburg-Harburg. Auf Grund dieser Kooperation können wir im Rahmen des Wahlpflichtunterrichts regelmäßig eine Robotik-AG anbieten, die sich großen Zuspruchs erfreut.

Darüber hinaus stehen wir mit der Forschungsanlage European XFEL ( www.xfel.eu/de/) und „Light and Schools“, dem Physik-Schullabor der Uni Hamburg (https://www.min.uni-hamburg.de/de/min-schulportal/light-and-schools.html) in engem Kontakt.

Wer sich über den Unterricht hinaus mit physikalischen Fragen auseinandersetzen möchte, dem seien auch folgende Links empfohlen:

Stehende Wellen