Physik und chemie

Bundesrecht

Lehrpläne - Pädagogische Akademie

BGBl. Nr. 17/1986 aufgehoben durch BGBl. II Nr. 409/2001

Anl. 1/68

09.09.1985

27.11.2001

Gegenstand und Methode der Physik. Grundbegriffe: Größenart, Größe, Einheit, Einheiten im SI-System, Grundgrößen und abgeleitete Größen; die Grundgrößen Länge und Zeit; Massenpunkt.

Bewegungen: Bewegung und Bezugssysteme, Geschwindigkeit, gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Translation, zusammengesetzte Bewegungen; die Kreisbewegung.

Masse und Kraft: Die Grundgröße „Masse''; Dichte; Kräfte und ihre Wirkungen (Übersicht); Newton-Axiome; Reibung; Gewichtskraft;

Trägheitskräfte; Kräfte bei der gleichmäßigen Kreisbewegung;

Drehmoment, Kräftepaar und Kräftegleichgewicht am starren Körper.

Erhaltungssätze: Arbeit, Formen mechanischer Energie, Leistung, Energieerhaltungssatz der Mechanik; Impuls, Kraftstoß, Impulserhaltungssatz; Massenmittelpunkt, Schwerpunktsatz; Stoß. - Gleichgewicht, Standfestigkeit starrer Körper; Rotation des starren

Körpers: Trägheitsmoment, Drehimpuls und Erhaltung des Drehimpulses; Kreisel.

Planetenbewegung und Gravitation: Überblick über die Entwicklung der Himmelsmechanik; Kepler-Gesetze, Gravitationsgesetz, Sonnensystem; der Zusammenhang zwischen dem vektoriellen Schwerkraftfeld und dem skalaren Potentionalfeld; Raumfahrt.

Mechanische Schwingungen und Wellen: Harmonische Schwingungen:

Entstehung, Arten, Überlagerung; Wellen: Entstehung, Arten, Interferenz, Polarisation, Huygens-Prinzip, Reflexion, Brechung, Doppler-Prinzip; Akustik: Entstehung, Einteilung und Ausbreitung von Schallwellen, Frequenz und Tonhöhe, Interferenz, Reflexion, Brechung und Totalreflexion, Beugung der Schallwellen, Doppler-Prinzip bei Schallwellen, Lautstärke und Lärmschutz, Ultraschall.
Wärmelehre und Meteorologie:

Unter Verwendung der in der Allgemeinen Chemie I gewonnenen Begriffe „relative Atom- und Molekülmasse'', „Stoffmenge'' (Mol), „Avogadro-Konstante'': Kinetische Deutung von Temperatur, Wärmemenge und spezifische Wärmekapazität; Gasgesetze; Zustandsgleichung; absolute Temperatur; Änderung der Aggregatzustände; Ausbreitung der Wärme; erster Hauptsatz der Wärmelehre; der Energiesatz in der Wärmelehre; Umwandlung von Wärme in mechanische Energie; reversible und irreversible Prozesse; zweiter Hauptsatz der Wärmelehre, Wärmekraftmaschinen; Kältemaschinen und Wärmepumpen.

Meteorologie: Die Lufthülle der Erde, Wetterelemente, Wettererscheinungen, Wetterkarte, Wetterdienst; der Energiehaushalt der Erde und Menschheit.
Elektrizität:

Das elektrostatische Feld: elektrische Ladung, Trennung von Ladungen durch Berührung; Influenz und die dielektrische Polarisation; elektrische Feldstärke, Flußdichte; das homogene und das elektrische Feld einer Punktladung; Potential und Spannung;

Coulombsches Gesetz; Kapazität und Kondensator, Dielektrikum;

Piezoelektrizität; Energie des elektrischen Feldes; Elementarladung;

elektrischer Strom: Elektrizitätsleitung in Metallen; Stromstärke, Widerstand, Gesetze des unverzweigten und des verzweigten Gleichstromkreises; elektrische Arbeit und Leistung; Energie des elektrischen Stromes und Wärmeenergie: Joulesche Wärme, Thermoelektrizität.

Magnetfeld und elektrischer Strom: Permanentmagnete, Magnetfeld der Erde, Materie im Magnetfeld. Magnetfeld stromdurchflossener Leiter, bewegte Ladungen als Ursache magnetischer Erscheinungen, Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld. Elektromagnetische Definition des Ampere; Elektromotoren.

Elektromagnetische Induktion: Grundtatsachen, Induktionsgesetz, Selbstinduktion, Generatoren.

Eigenschaften des Wechselstromes: Effektivwerte von Spannung und Stromstärke des Wechselstromes, induktiver und kapazitiver Widerstand im Wechselstromkreis, Leistung des Wechselstromes, Transformatoren, Dreiphasenwechselstrom; Drehstrommotor; Elektroenergie in Österreich.

Elektrizitätsleitung in Elektrolyten: Grundtatsachen der Elektrolyse, Faraday-Gesetze und Elementarladung; Gefahren des elektrischen Stromes; Schutzmaßnahmen, Regeln und Vorschriften zur Verhütung von Unfällen.

Verhalten von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern: Entladung in Gasen und im Vakuum, praktische Bedeutung, Elektronenstrahlröhren, Röntgenstrahlen, Massenspektograph und Teilchenbeschleuniger; Fotozelle; Halbleiterelektronik:

Leitungsmechanismus bei Halbleitern, innerer Photoeffekt, Dioden;

Transistoren (Funktionsprinzip, Verwendung als Schalter, Verstärker);

elektromagnetische Schwingungen und Wellen: Schwingkreis, Sender, Empfänger; Grundlagen von Hör- und Bildfunk; Hinweise auf Radar und Radioastronomie.
Optik:

Geometrische Optik: Lichtmessung, Lichtgeschwindigkeit; Reflexion und Spiegel; Brechung und Totalreflexion; optisches Prisma;

sphärische Linsen; Optik des menschlichen Auges; optische Instrumente; Dispersion; Körperfarben.

Wellenoptik: Reflexion und Brechungen im Teilchen- und Wellenbild;

Kohärenzbegriff; Laser; Interferenz, Beugung und Polarisation;

Auflösungsvermögen optischer Instrumente; quantenphysikalische Deutung des lichtelektrischen Effekts.

Das elektromagnetische Spektrum: Strahlungsgesetze, Spektren und Spektralanalyse, UV- und JR-Strahlung, Temperaturstrahlung;

Einführung in die spezielle Relativitätstheorie: Äther-Problem, Michelson-Versuch, spezielle Relativitätstheorie.

Arten der Nuklide, Nuklidkarte; ionisierende Strahlung; Meßgeräte für ionisierende Strahlung; Dosis und Dosisleistung; Auftreten und Anwendung ionisierender Strahlung; Strahlenschutz; Kernspaltung und ihre Anwendung; Kernfusion; Elementarteilchen.

Stellung der Chemie in der heutigen Zeit; Geschichte der Chemie; Theorien über den Aufbau der Materie; Methoden der Erforschung der Feinstruktur der Materie; Gegenüberstellung physikalischer und chemischer Vorgänge; Trennmethoden und Kriterien für die Reinheit von Stoffen; Begriffsbildung des chemischen Elements, der chemischen Verbindung und des Moleküls; Analyse; Synthese; chemische Zeichensprache und chemische Gleichungen; Periodensystem der Elemente und alle Zusammenhänge, die sich daraus ableiten lassen;

Elektronegativität;

Grundgesetze der Chemie; Atommassen, Stoffmenge (Mol);

Avogadro-Konstante, chemische Bindungen und Struktur chemischer Verbindungen; Ablauf chemischer Reaktionen. Reaktionskinetik und Wärmetönung; chemische Triebkraft; Katalysatoren, Aktivierungsenergie; chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom kleinsten Zwang, Löslichkeitsprodukt; Stöchiometrie.

Anorganische Reaktionsmechanismen: Säure-Base-Reaktionen;

Definition der Säuren und Basen.

Ionenprodukt, pH-Wert: Bestimmung, Messung; Neutralisation;

Pufferlösungen, Indikatoren; Redoxreaktionen; Oxidationszahl.
Allgemeine Chemie II:

Spannungsreihe der Metalle; Galvanische Elemente; Nernst'sche Gleichung; Bildungsverhältnisse in der organischen Chemie;

Reaktionsmechanismen in der organischen Chemie; optische Aktivität;

Isomerie, Mesomerie; organische Strukturaufklärung; organische Elementaranalyse (qualitativ und quantitativ);

Molekulargewichtsbestimmungen; qualitative Bestimmung einiger funktioneller Gruppen.

Spektroskopische Methoden in der organisatorischen Chemie:

Infrarotspektralanalyse, Ultraviolettspektralanalyse, kernmagnetische Resonanz, Massenspektroskopie.

Chromatographische Verfahren: Säulenchromatographie, Papierchromatographie, Dünnschichtchromatographie, Gaschromatographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie.

Die Luft; Schad- und Wirkstoffe in der Luft; Messung;

Gasverflüssigung; Sauerstoff, Verbrennung; Schweißen, Schneiden, Löten; Feuerlöschmittel; Edelgase; Wasser; Mineral- und Heilwässer;

Wasserverschmutzung und Recycling des Wassers; das Wasser als Lösungsmittel.

Nichtmetalle: Halogene; Salzsäure, Kochsalz, Fotografie; Schwefel und Verbindungen; Schwefelgruppe; Stickstoff, Ammoniak, Stickoxid, Salpetersäure; Stickstoffgruppe; Phosphor und Übersicht über die übrigen Elemente der 5. Gruppe; Düngemittel.

Metalle: Leichtmetalle: Aluminium, Magnesium, Natrium, Kalium, Kalzium.

Schwermetalle: Eisen und Stahl, Kupfer, Quecksilber, Edelmetalle; Kohlenstoff und anorganische Kohlenstoffverbindungen.

Silikatchemie: Keramik, Glas, Baustoff. Halbedelsteine.

Geschichte der Entwicklung der organischen Chemie; Charakteristika organisch-chemischer Verbindungen; Chemie der Alkane; homologe Reihen; Substitutionsreaktionen; Cracken; Chemie der Alkene;

Additionsreaktionen, Polymerisation; Chemie der Alkine; Salzbildung;

zyklische aromatische Kohlenwasserstoffe; Benzol; Reaktionen und Derivate; Halogenkohlenwasserstoffe: Eigenschaften, Reaktionen und Bedeutung; Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen: Alkohole, Aldehyde, Ketone; organische Säuren, Ester; Ether;

stickstofforganische Verbindungen; metallorganische Verbindungen;

Heterocyclen.

Erdöl und seine Aufbereitung; Benzin, Additive, Oktanzahl, Cracken und Benzinsynthesen; Öle und Schmiermittel, andere Erdölprodukte und Anwendung im täglichen Leben; Chemie der Nahrungsmittel: Zucker, Fette und Öle, Aminosäuren und Eiweißstoffe; Stoffwechsel; Vitamine;

Hormone; Genußmittel; Drogen; Konservierung; Seifen und Waschmittel;

Polymerisate, Polykondensate, Polyadditionsverbindungen; Kunststoffe;

natürliche und künstliche Fasern; Papier; Farbstoffchemie; Synthesen von Farbstoffen; Färben; Arzneimittel; Chemie der Vererbung (Nukleinsäuren, Viren); Alkaloide; organische Gifte, Sprengstoffe;

Pflanzenschutzmittel und Umweltschutz; die chemische Industrie in Österreich.
FACHDIDAKTIK PHYSIK UND CHEMIE
Lehrstoff:
Die Fachdidaktik hat mit den einzelnen Teilaufgaben des Physik- und Chemieunterrichts an der Hauptschule vertraut zu machen. Der Aufbau des Lehrstoffes ist gemäß den jeweils geltenden Lehrplänen sachstrukturell und methodisch für die einzelnen Klassen zu erschließen. Besonderes Gewicht ist dabei auf eine enge Verbindung mit Beobachtungen und Erfahrungen aus dem Alltag sowie auf eine ausreichende experimentelle Fundierung zu legen. Spezifische Beiträge des Physik- und Chemieunterrichts zu umfassenden Bildungs- und Erziehungsaufgaben der Hauptschule und des Polytechnischen Lehrganges sind aufzuzeigen und auf Bedingungen, Möglichkeiten und Grenzen hin zu prüfen. Probleme von Stoffverteilungen: Möglichkeiten der Aufteilung des Lehrstoffes auf verschieden lange Zeitabschnitte innerhalb eines Schuljahres und dabei zu beachtende Kriterien (zB Konzentration mit anderen Fächern, jahreszeitliche Bedingungen, Gewichtung der Inhalte, Einplanen von Zeiträumen für Wiederholung, Übung und Ergebnisprotokolle).

Kriterien und Hilfen für die Unterrichtsvorbereitung: Möglichkeiten der Gestaltung schriftlicher Unterrichtsvorbereitungen in bezug auf Inhalte und äußere Struktur (zB Sachstrukturanalyse, Formulierung und Begründung von Lernzielen unter Verwendung eines geeigneten Rasters zu ihrer Klassifikation; Verlaufsplanung; Versuchsbeschreibungen ua.); praxisnahe Formen der täglichen Unterrichtsvorbereitung.

Methoden des Physik- und Chemieunterrichts: Grundlage für die methodischen Überlegungen ist die Struktur der Erkenntnisse und typischer Erkenntniswege. Neben motivations-, denk- und lernpsychologischen Einsichten sind vor allem auch Aspekte des sachstrukturellen Entwicklungsstandes mit zu berücksichtigen sowie didaktische Grundsätze der Unterrichtsgestaltung und Ergebnisse der empirischen Unterrichtsforschung zur Effektivität von Lehrmethoden im Physik- und Chemieunterricht. Im einzelnen sind dabei zu behandeln:

Konzeptionen und Ansätze für den Unterricht in Physik und Chemie (zB ergebnis-, problem-, system- oder prozeßorientierte); Artikulationsschemata für Grundformen der Erstbegegnung (zB für das geführt-entdeckende Lernen der Schüler), der Wiederholung, der Übung und Anwendung im Unterricht; Lehr- und Sozialformen, ihr didaktischer Ort und ihre Organisation im Physik- und Chemieunterricht (zB Darbietung und Erarbeitung; Unterrichtsgespräch; Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit, insbesondere Schülergruppenexperiment);

Möglichkeiten der Differenzierung im Physik- und Chemieunterricht;

Einsatzmöglichkeiten der programmierten Instruktion. Arbeitsmittel und Medien im Physik- und Chemieunterricht: Kenntnis von Demonstrations- und Schülerexperimentiergeräten, Lehrtafeln und Wandbildern, Transparentserien für Tageslichtprojektion, Unterrichtsfilmen ua.; Beherrschung fachspezifischer Formen des Einsatzes technischer Medien (Dia- und Tageslichtprojektor, Episkop, Stumm- und Tonfilm ua.); Kenntnis der approbierten Lehr- und Arbeitsbücher, der Möglichkeiten ihres Einsatzes im Unterricht und der Kriterien für ihre Beurteilung und Auswahl; Kenntnisse über Aufbau und Instandhaltung einer Lehrmittelsammlung (Organisation der Geräte und Materialien im Sammlungsraum); Kenntnis der Sicherheitsvorschriften für die Aufbewahrung und Handhabung giftiger, explosions- und feuergefährlicher sowie radioaktiver Stoffe; Modelle zur Einrichtung von Unterrichtsräumen für den Physik- und Chemieunterricht und Kriterien für die Beurteilung ihrer Funktionstüchtigkeit.

Möglichkeiten und Grenzen der Messung und Beurteilung mündlicher Schülerleistungen sowie der Mitarbeit der Schüler im Unterricht; Kenntnis verschiedener Antwortformen für informelle Tests sowie von Kriterien für ihren Einsatz; Auswerten und Beurteilen von Tests zur Überprüfung der Lernzielklassen Wissen, Verständnis und Anwendung sowie von Funktionszielen; Kenntnis der einschlägigen Vorschriften über die Leistungsbeurteilung; methodische Gestaltungsmöglichkeiten für Lehrausgänge.