Stellenwert des Faches Physik
Die Physik zählt zu den grundlegenden Naturwissenschaften und ermöglicht es, die Gesetzmäßigkeiten unserer Umwelt zu verstehen, technische Entwicklungen nachzuvollziehen und naturwissenschaftlich-technische Fragestellungen fundiert zu beurteilen. Ob Energiewende, Digitalisierung, Medizintechnik oder Raumfahrt, physikalische Erkenntnisse bilden eine wesentliche Grundlage aktueller technischer und gesellschaftlicher Entwicklungen. Der Physikunterricht befähigt Schülerinnen und Schüler, Naturphänomene sowohl qualitativ als auch quantitativ zu beschreiben, technische Systeme kritisch zu hinterfragen und sich eine begründete Meinung zu naturwissenschaftlich-technischen Themen zu bilden. Dabei bildet die enge Verbindung von mathematischer Modellbildung und experimenteller Untersuchung den methodischen Kern des Faches: Physikalische Zusammenhänge werden durch Experimente erschlossen, mathematisch beschrieben und zur Vorhersage neuer Phänomene genutzt.
Physik in der Sekundarstufe II
Als Oberstufengymnasium nimmt die Albert-Schweitzer-Schule Schülerinnen und Schüler aus unterschiedlichen Mittelstufen auf. Der Einführungsphase kommt daher eine wichtige Brückenfunktion zu: Hier werden zentrale Grundlagen aus der Sekundarstufe I aufgegriffen, gefestigt und erweitert, um das Fundament für die Qualifikationsphase zu legen. Im Zentrum der Einführungsphase steht die Mechanik: Bewegungen und ihre mathematische Beschreibung, die Newton’schen Axiome und Erhaltungssätze sowie der waagerechte Wurf und die Kreisbewegung.
Bereits hier zeigt sich, wie eng Physik und Mathematik miteinander verknüpft sind: Um Bewegungen zu analysieren, Kräfte zu berechnen oder Messdaten grafisch auszuwerten, wenden die Schülerinnen und Schüler regelmäßig mathematische Verfahren an: Von der Gleichungslösung bis zur Modellbildung mithilfe von Funktionen. Diese Fähigkeit, physikalische Sachverhalte zu mathematisieren und daraus Vorhersagen abzuleiten, wird über die gesamte Oberstufe hinweg vertieft und ist eine zentrale Voraussetzung für das Verständnis der Inhalte der Qualifikationsphase. Mit dem Planen, Durchführen und Auswerten von Experimenten werden zudem die in der Sekundarstufe I erworbenen Arbeitsweisen wieder aufgegriffen und auf einem höheren Niveau fortgeführt; die naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen erfolgen dabei nach ähnlichen Grundsätzen wie in den Fächern Biologie und Chemie, sodass Gelerntes fächerübergreifend übertragen werden kann.
Grundkurs oder Leistungskurs?
Am Ende der Einführungsphase entscheiden sich die Schülerinnen und Schüler, ob sie Physik in der Qualifikationsphase als Grundkurs oder als Leistungskurs fortführen möchten. Der Grundkurs wird in der Einführungsphase zweistündig und in der Qualifikationsphase dreistündig unterrichtet; er vermittelt grundlegende physikalische Sachverhalte, Arbeitsweisen und lebensweltliche Anwendungsbezüge. Der Leistungskurs wird in der Einführungsphase als Orientierungskurs dreistündig und in der Qualifikationsphase fünfstündig beziehungsweise als Tutorenkurs sechsstündig unterrichtet. Er vertieft die Inhalte des Grundkurses durch anspruchsvollere theoretische Modelle, eine intensivere mathematische Modellierung und ein selbstständigeres experimentelles Arbeiten. Die Unterschiede zwischen den Kursarten zeigen sich dabei nicht nur im zeitlichen Umfang, sondern vor allem in der fachlichen Tiefe und im Grad der Selbstständigkeit, mit dem Schülerinnen und Schüler physikalische Methoden anwenden, übertragen und reflektieren.
Die Qualifikationsphase 1
Im ersten Halbjahr der Qualifikationsphase (Q1) vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihre Vorstellung von elektrischen und magnetischen Feldern. Sie beschreiben Feldlinienbilder, etwa des Plattenkondensators oder einer stromdurchflossenen Spule, führen den Begriff der Feldstärke beziehungsweise der magnetischen Flussdichte ein und untersuchen die Bewegung geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern – zum Beispiel beim Millikan-Versuch oder im Fadenstrahlrohr. Damit werden wichtige Grundlagen für das Verständnis späterer Themen gelegt, etwa des elektromagnetischen Schwingkreises, der Quantenphysik oder technischer Anwendungen wie Teilchenbeschleuniger und Kraftwerke.
Die Qualifikationsphase 2
In der Q2 stehen Schwingungen, Induktion und mechanische Wellen im Mittelpunkt. Ausgehend von mechanischen Schwingungen, etwa am Feder- oder Fadenpendel, übertragen die Schülerinnen und Schüler ihre Kenntnisse auf den elektromagnetischen Schwingkreis und untersuchen Induktionsvorgänge, beispielsweise die Wirkung eines sich ändernden magnetischen Flusses. Anhand von Wellenphänomenen wie Interferenz, Beugung und stehenden Wellen (z.B. in der Wellenwanne demonstriert) erschließen sich Schülerinnen und Schüler zentrale Konzepte, die später auch für das Verständnis der Quantenphysik bedeutsam werden. Auch hier zeigt sich die enge Verbindung zur Mathematik, etwa beim Aufstellen und Interpretieren von Schwingungsgleichungen oder beim Umgang mit Änderungsraten.
Die Qualifikationsphase 3
Die Q3 widmet sich elektromagnetischen Wellen und den Grundlagen der Quantenphysik. Die Schülerinnen und Schüler übertragen ihre Kenntnisse über mechanische Wellen auf elektromagnetische Wellen und untersuchen etwa die Interferenz am Doppelspalt. Anhand des Fotoeffekts und der Elektronenbeugung erfahren sie, dass sich Licht und Elektronen nicht vollständig mit den Vorstellungen der klassischen Physik beschreiben lassen, sondern sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften besitzen, bekannt als der sogenannte Welle-Teilchen-Dualismus. Am Bohr’schen Atommodell und am Franck-Hertz-Versuch wird zudem deutlich, wie Theorie, Modellvorstellung und Experiment in der Physik zusammenwirken.
Die Abiturprüfungen
Die Inhalte der Q1 bis Q4 sind relevant für das schriftliche Abitur, das für Leistungskursschülerinnen und -schüler verpflichtend und für Grundkursschülerinnen und -schüler optional ist. Im vierten Halbjahr (Q4) beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Struktur von Materie, Raum und Zeit. Verbindlich ist dabei das Themenfeld Quantenobjekte, in dem die Grenzen der klassischen Anschauung und ein einfaches quantenmechanisches Atommodell erarbeitet werden. Je nach Schwerpunktsetzung kommen ergänzend weitere Themenfelder hinzu, etwa Technische Anwendungen der Quantenphysik, Kernphysik, die Spezielle Relativitätstheorie, Festkörperphysik oder Astrophysik.
Der Unterricht an der Albert-Schweitzer-Schule als gymnasiale Oberstufe soll optimal auf das Abitur vorbereiten, sodass die Klausuren entsprechend gestaltet sind, um die Schülerinnen und Schüler im Umgang mit zusätzlichem Material, etwa Diagrammen, Messwerttabellen oder Grafiken, zu üben.
Link zum Kerncurriculum Physik:
https://kultus.hessen.de/sites/kultus.hessen.de/files/2025-10/kernkurriculum_gymnasiale_oberstufe-physik.pdf