Die Erde erwärmst sich zusehends. Die Auswirkungen sind heute schon deutlich zu sehen und spüren. Die Maßnahmen der Staatengemeinschaft scheinen zögerlich und wirkungslos. Der Energiehunger unserer wachstumsgetrieben Gesellschaft ist nahezu unstillbar.

• Hält unser unser Planet das auf Dauer aus?
• Ist es nicht schon längst zu spät?
• Ist der Mars wirklich eine realistische Alternative zum Leben auf der Erde?

Die Klimaphysik versucht zu ergründen wie unser Planet klimatechnisch funktioniert, um fundierte Antworten auf diese Fragen zu geben.

Die Klimaforschung ist eine junge Wissenschaft: Erst im Lauf des 20. Jahrhunderts wurde das durchschnittliche Verhalten der Atmosphäre enträtselt. Und immer noch gibt es viel zu entdecken – nicht nur in der Luft. Denn zum Klimasystem gehören neben der Atmosphäre auch die Ozeane und das Eis der Gletscher und der Pole.

Mit verschiedenen Messgeräten an Land, Satelliten im All und Sonden im Meer untersuchen Wissenschaftler das heutige Klima. Doch die Forscher interessieren sich nicht nur für die Gegenwart: Wie das Klima in früheren Jahrtausende und vor Jahrmillionen aussah, finden Paläoklimatologen anhand von Sedimenten, Baumringen, Korallen und Eisbohrkernen heraus. Klimamodelle verraten dann gemeinsam mit diesen paläoklimatologischen Befunden, was früher das Klima veränderte – dazu gehören unter anderem Vulkanausbrüche, Schwankungen der Erdbahnparameter und Variationen der Sonnenstrahlung. Heutzutage übt auch die Menschheit einen großen Einfluss auf das Klima aus. So führt etwa die Emission von Treibhausgasen dazu, dass sich unser Planet erwärmt.

• Wenn der Permafrost taut
• Beschleunigte Eisschmelze
• Wie der Meeresspiegel seit 1900 ansteigt
• Treibhauseffekt
• Sturmfluten im Jahr 2100
• Satelliten zeigen schnelle Gletscherschmelze
• „Klimadaten aus Tropfsteinen“
• Wie Gletscher gleiten

Der Physikunterricht hat zum allgemeinen Bildungsauftrag der Schule, insbesondere der Befähigung zum selbstständigen Wissenserwerb, dem verantwortungsbewussten Umgang mit der Umwelt und der verantwortlichen, rationalen Mitwirkung an gesellschaftlichen Entscheidungen fachspezifisch beizutragen und damit in besonderer Weise den Erwerb naturwissenschaftlicher Kompetenzen zu fördern.

Die Studierenden sollen eine rationale Weltsicht erwerben, aktiv die spezifischen Arbeitsweisen der Physik und ihre Bedeutung als Grundlagenwissenschaft erkennen und damit beurteilen lernen, welche Beiträge zu persönlichen und gesellschaftlichen Entscheidungen die Physik liefern kann. Weiters sollen sie die Bedeutung physikalischer Phänomene und Konzepte im Alltag, in der Umwelt sowie für die Welterkenntnis erfassen und diese für ihre Lebensgestaltung nutzen. Zudem sollen die Studierenden Einblicke in die Vorläufigkeit von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und das Wesen der Naturwissenschaften erhalten. Sie sollen den Beitrag der Physik zur Lösung individueller, lokaler und globaler Probleme sowie die Physik als schöpferische Leistung der Menschheit und damit als Kulturgut erkennen.

Der Physikunterricht soll beitragen, ein Bewusstsein für die Verantwortung des Einsatzes wissenschaftlicher und technischer Errungenschaften zu bilden.

Ziel des Physikunterrichts ist, dass Studierende über eine naturwissenschaftliche Grundbildung verfügen, um in naturwissenschaftlichen Fragen kompetent handeln zu können. Deshalb sollen im Physikunterricht die Lernergebnisse, also die von Studierenden erworbenen fachlichen Fähigkeiten und Fertigkeiten, die ihnen aktiv zur Verfügung stehen, in den Vordergrund rücken und nicht das Abarbeiten von Themenkatalogen durch die Lehrperson.

Physikalische Grundbildung besteht aus drei wesentlichen Bereichen. Kompetenzorientierter Physikunterricht ist dabei so zu gestalten, dass Kompetenzen aus allen drei folgenden Bereichen auf Basis der Lerninhalte jedes Semester erworben und gefördert werden. Die im vorangegangenen Semester erworbenen Kompetenzen aller drei Bereiche werden im Sinne einer nachhaltigen Kompetenzentwicklung im nachfolgenden Semester vertieft und erweitert.

W: Fachwissen

In diesem Bereich erwerben Studierende physikalisches Fachwissen und wenden dieses Fachwissen in verschiedenen Kontexten an. Studierende zeigen Kompetenzen dadurch dass sie

E: Experimentieren und Erkenntnisgewinnung

In diesem Bereich erwerben Studierende Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit physikalischen Arbeitsweisen. Studierende zeigen Kompetenzen dadurch dass sie

S: Standpunkte begründen und aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten

In diesem Bereich erwerben Studierende die Fähigkeit, naturwissenschaftlich begründet zu argumentieren und am gesellschaftlichen Diskurs teilzunehmen. Studierende zeigen Kompetenzen dadurch dass sie

Die Anforderungsniveaus (Komplexität) der Kompetenzen der drei Bereiche sind in zwei Stufen eingeteilt:

Darüber hinaus gelten folgende didaktische Grundsätze:

Physikunterricht ist so zu gestalten, dass er die Alltagserfahrungen und Vorstellungen der Studierenden berücksichtigt. Er ist weiters an den Interessen und Vorerfahrungen der Erwachsenen durch die Verwendung von Lebensweltbezügen und Alltagskontexten, auch Fächer übergreifend, zu orientieren. Eine zu frühe Abstraktion ist zu vermeiden, das Erlangen konzeptuellen Verständnisses soll im Vordergrund stehen.

Im Physikunterricht sind, soweit vorhanden, moderne Medien und Technologien einzusetzen (insbesondere elektronische Messwerterfassung, interaktive Simulationen, Datenauswertung und -analyse und Modellbildung).

Bei der Gestaltung des Unterrichts ist besonders auf Erwachsenengemäßheit zu achten und auf die Belastbarkeit von berufstätigen Studierenden Rücksicht zu nehmen.

Die Reihenfolge und Zuordnung des Lehrstoffes zu den Kompetenzmodulen 1 und 2 wird an den einzelnen Schulstandorten festgelegt. Bei Bedarf hat eine den Kenntnissen der Studierenden angemessene Wiederholung aus dem Lehrstoff der Unterstufe zu erfolgen, sodass die zur Bewältigung des Lehrstoffes erforderlichen Grundkenntnisse gesichert sind.

Größenordnungen im Mikro-und Makrokosmos; Stellung im Universum

Mechanik: Relativität von Ruhe und Bewegung, Gesetze von Newton, Gravitation, geradlinige und kreisförmige Bewegung, Impuls, Drehimpuls, Energie, Erhaltungssätze

Grundlagen der Thermodynamik

Aktuelle Forschung: Einblicke in aktuelle physikalische Forschung

• Thermodynamik und alternative Energieformen
  

  Temperatur, Phasenübergänge, Luftfeuchtigkeit, Wärme, innere Energie, Energie und Entropie, Hauptsätze der Wärmelehre, Wärme- und Kühltechnik, thermische Phänomene (Diffusion, Wärmetransport, Anomalie des Wassers), Energieversorgung.

• Physik im Alltag
  

  Klima- und Wettererscheinungen(Gewitter, Blitz und Donner, Hagel, Regenbogen, Polarlichter, …), Himmelserscheinungen (Kometen, Sternschnuppen, Novae, …), geologische Vorgänge (Vulkanismus, Erdbeben, Tsunamis,…) Treibhauseffekt, atmosphärische Strahlenbrechung.

• Physik als forschende Tätigkeit
  

  Hypothese, Theorie, Physik und Gesellschaft, Eratosthenes´ Messung des Erdumfangs, Galileo Galileis Experimente zum Fall der Körper, Newtons fundamentale Entdeckung der Zusammensetzung des Lichts, Cavendishs Torsionswaagenexperiment und die Bedeutung der Gravitationskonstante, Youngs Interferenzexperimente mit Licht, Foucaults Pendel, Bestimmung der Ladung des Elektrons- Milikans Öltröpfchenexperiment, Rutherfords Entdeckung des Atomkerns, das Doppelspaltexperiment mit Elektronen.

  Charakteristika von Forschungsprozessen, historisch bedeutsame Leistungen und ihre ProponentInnen (z.B. Newton, Einstein, Schrödinger, Joliot-Curie), Nobelpreise, bedeutsame Frauen und Männer in der Physik und die Ursachen der ungleichen Beteiligung (Newton und Mme du Chatelet, Curie&Curie, Hahn & Meitner,…), bedeutsame Experimente, zufällige Entdeckungen, aktuelle Themen der Forschung, angewandte Physik in naturwissenschaftlich-technischen Disziplinen und der Medizin, Forschung und Entwicklung in Naturwissenschaft und Technik.

Die Schülerinnen und Schüler sollen eine rationale Perspektive zum Klimawandel entwickeln und fundiert verstehen, wie unser Klima funktioniert. Die SuS sollen im Zusammenhang mit der aktuellen Klimadiskussion...

• Informationen sammeln, hinterfragen und argumentieren können
• umweltbewusst handeln könnenmit Expertinnen und Experten sprechen, Expertenmeinungen hinterfragen und grundlegendes Vokabular richtig anwenden können
• physikalischen Zusammenhänge darstellen können
• Diagramme erstellen und interpretieren können
• fachbezogene Fragen formulieren können
• Hypothesen entwickeln, einschätzen und diskutieren können
• Gefahren erkennen, einschätzen und sicherheitsbewusst handeln können

• Lehrervortrag
• verschiedene Sozialformen
• Einzelarbeit
• Partnerarbeit
• Arbeitsauftrag
• Analyse
• Medienanalyse
• Recherche

• Mitarbeit
• Referat

keine

keine