Lehrplan PLUS

In der Physik werden Naturphänomene sowie Aufbau und Eigenschaften der Materie modellhaft beschrieben; ihre Forschungsinhalte reichen von den elementaren Bausteinen der Materie bis hin zum Aufbau des Universums. Physikalische Forschung ist durch das Wechselspiel von Theorie und Experiment gekennzeichnet, ihre Ergebnisse und Arbeitsmethoden sind wegweisend für andere Naturwissenschaften. Physikalische Erkenntnisse sind Kulturgut, beeinflussen entscheidend unser Weltbild und berühren damit auch philosophische, ethische und religiöse Fragestellungen. Als Grundlage technischer Entwicklungen in der Kommunikationstechnologie, Energieversorgung, Ökologie, Medizin und in vielen weiteren Fachgebieten prägen physikalische Erkenntnisse das Leben jedes Einzelnen, die Berufs- und Arbeitswelt sowie gesellschaftliche Strukturen. Für die aktive Teilhabe an politischen Meinungsbildungsprozessen z. B. im Bereich des Umweltschutzes und der Klimaveränderung ist ein physikalisches Grundverständnis unverzichtbar. 

Kinder und Jugendliche interessieren sich für Naturerscheinungen und deren Erklärungen. Das hochtechnisierte Lebensumfeld, in dem wir heute leben, führt sie zu weiteren Fragen, deren Beantwortung eine naturwissenschaftliche Grundbildung erfordert. Der Physikunterricht vermittelt den Schülerinnen und Schülern zum einen grundlegende Kenntnisse zu Naturgesetzen und technischen Anwendungen, zum anderen fördert er das Verständnis für charakteristische Denk- und Arbeitsweisen der Naturwissenschaft Physik. Die Jugendlichen entwickeln in der Auseinandersetzung mit Fachinhalten die Kompetenzen, Erkenntnisse mit naturwissenschaftlichen Methoden zu gewinnen, Modelle zu nutzen und kritisch zu reflektieren, fachliche Informationen gezielt zu recherchieren, aufzubereiten und zu präsentieren sowie Chancen und Risiken moderner Technologien zu bewerten. Dabei lernen sie, physikalische Argumente auch in außerfachlichen Kontexten zu benutzen, um einen eigenen Standpunkt einzunehmen und begründete Entscheidungen zu fällen.

Selbständiges Handeln im Bereich der Naturwissenschaften fördert Kreativität und Abstraktionsvermögen, aber auch Kritikfähigkeit und Durchhaltevermögen. Sowohl das Experimentieren in Gruppen als auch die Nutzung projektorientierter Unterrichtsmethoden, die sich an vielen Stellen des Unterrichts anbieten, schulen die Team- und Kommunikationsfähigkeit, ein positives Sozialverhalten und die Bereitschaft zur Übernahme von Verantwortung. Das Fach Physik leistet somit nicht nur einen wesentlichen Beitrag zur vertieften Allgemeinbildung, sondern auch zur Persönlichkeitsentwicklung sowie zur Vorbereitung auf die Berufs- und Arbeitswelt.

Das Kompetenzstrukturmodell für das Fach Physik weist in einer Dimension vier Kompetenzbereiche und in einer anderen Dimension vier Gegenstandsbereiche aus. Die grau unterlegten Formen kennzeichnen dabei die konkret an physikalischen Begrifflichkeiten orientierten Gegenstandsbereiche in der Unter- und Mittelstufe, die in der Oberstufe in die allgemeiner und abstrakter gefassten Konzepte, hier blau eingefärbt und im Zentrum platziert, aufgehen. Der Kompetenzerwerb der Schülerinnen und Schüler im Unterricht basiert auf dem Zusammenwirken dieser beiden Dimensionen des Kompetenzstrukturmodells. Die Kompetenzen werden von den Schülerinnen und Schülern im aktiven Umgang mit Fachinhalten erworben und angewandt. Fachinhalte aus unterschiedlichen Teilgebieten der Physik lassen sich mit Hilfe der Gegenstandsbereiche vernetzen. Das Modell orientiert sich bei den Kompetenzbereichen an den Bildungsstandards im Fach Physik für die Allgemeine Hochschulreife aus dem Jahre 2020 sowie bei den Basiskonzepten zusätzlich an den Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss aus dem Jahre 2004. Das Kompetenzstrukturmodell bildet die Grundlage für die Ausgestaltung des Lehrplans für das Fach Physik. Sowohl die Grundlegenden Kompetenzen als auch die Kompetenzerwartungen des Fachlehrplans sind mit den Elementen des Kompetenzstrukturmodells verbunden.

Die Schülerinnen und Schüler entwickeln im aktiven Umgang mit physikalischen Inhalten die Kompetenzen, die für das Fach Physik von zentraler Bedeutung sind: Modelle und Experimente nutzen, Erkenntnisse gewinnen, Kommunizieren und Bewerten stehen für Fähigkeiten und Fertigkeiten, die zum Lösen physikalischer Problemstellungen unerlässlich und charakteristisch für die Naturwissenschaft Physik sind. Für nachhaltig gewinnbringendes Lernen ist es von großer Bedeutung, dass die Kompetenzen im Unterricht bewusst und ausgewogen gefördert werden. Dies wird im Fachlehrplan durch die Ausweisung von Kompetenzerwartungen sichergestellt. Die Kompetenzen entwickeln sich bei den Schülerinnen und Schülern über die Jahrgangsstufen hinweg und werden im Fachlehrplan vielfältig inhaltsbezogen konkretisiert.

Die Schülerinnen und Schüler kennen und erläutern wesentliche naturwissenschaftliche Konzepte, Theorien und Verfahren, die sie zur Beschreibung und Erklärung von Experimenten und Modellen, aber auch in alltäglichen Situationen nutzen. Auf dieser Grundlage wählen sie auch geeignete Experimente, Modelle und mathematische Beschreibungen aus, um Problemstellungen zu Phänomenen und Sachverhalten aus innerfachlichen und alltagsbezogenen Anwendungsbereichen zu bearbeiten. Sie berücksichtigen dabei die entsprechenden Gültigkeitsbereiche der ausgewählten Modelle und Theorien bei der qualitativen und quantitativen Auswertung von Beobachtungen und Messergebnissen. Für die Auswertung von Daten verwenden die Schülerinnen und Schüler verschiedene Formen der Mathematisierung. Experimente führen sie nach Anleitung durch und gehen geübt mit den Messgeräten um.

Physikalische Erkenntnisgewinnung basiert auf dem Zusammenwirken experimenteller und theoretischer Arbeitsweisen. Ausgehend von Fragen, Vermutungen und Hypothesen planen und konzipieren die Schülerinnen und Schüler Experimente. Sie entwickeln auf der Grundlage einer korrekten physikalischen Fachsprache theoretische Modelle, die sie für Veranschaulichungen, Erklärungen und theoretische Schlussfolgerungen nutzen. Umgekehrt stoßen Modelle und Analogiebetrachtungen auch experimentelle Untersuchungen an, was dazu führt, dass die Schülerinnen und Schüler experimentelle Ergebnisse unter unterschiedlichen Aspekten diskutieren sowie Nutzen und Grenzen von Modellen reflektieren. Dadurch lernen sie insgesamt die fachspezifischen Arbeits- und Denkweisen der Physik kennen. Digitale Werkzeuge unterstützen die Erkenntnisgewinnung, unter anderem bei der Erfassung von Messwerten und der Simulation physikalischer Systeme.

Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, sich physikalische Kenntnisse aus Fachtexten zu erschließen, Informationen zu recherchieren und Arbeitsergebnisse z. B. in Dokumentationen und Präsentationen sach- und adressatengerecht aufzubereiten. Bei der Recherche, der Aufbereitung der Rechercheergebnisse und der Präsentation nutzen sie zudem geeignete digitale Werkzeuge. In fachlichen Diskussionen zeigen sie Offenheit und Bereitschaft, eigene Ideen und Vorstellungen einzubringen und sich mit Gegenargumenten kritisch auseinanderzusetzen. Die Kommunikation in schriftlicher und mündlicher Form setzt das Verständnis und die sichere Verwendung der Fachsprache sowie die strukturierte Argumentation in Form von Argumentationsketten voraus. Dazu gehört neben der Nutzung physikalischer Argumentationsweisen auch die gezielte und korrekte Verwendung fachspezifischer Darstellungsformen, wie etwa Tabellen, Diagramme, Pfeile zur Darstellung gerichteter Größen sowie physikalische und mathematische Symbole.

Die Schülerinnen und Schüler lernen physikalische Sichtweisen in außerfachlichen Kontexten zu nutzen, um sachgerechte Entscheidungen für Problemstellungen zu treffen und, beispielsweise im Zusammenhang mit gesellschaftlich relevanten Fragestellungen, einen begründeten eigenen Standpunkt zu beziehen sowie diesen gegen Kritik zu verteidigen. Dazu sammeln sie Entscheidungsmöglichkeiten und tragen relevante physikalische, aber auch außerfachliche (z. B. ökonomische, ökologische, politische oder ethische) Kriterien und Argumente zusammen, gewichten sie vor dem Hintergrund ihrer Kenntnisse und Einstellungen und wägen sie gegeneinander ab. Sie bewerten alternative Lösungen sowie Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten, im Alltag und bei der Nutzung moderner Technologie, reflektieren Auswirkungen physikalischer Erkenntnisse in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen und sind sich der Chancen und Grenzen der physikalischen Herangehensweise bewusst.

Die fachlichen Inhalte spiegeln sich im Kompetenzstrukturmodell in den Gegenstandsbereichen wider. Diese dienen als fachliche Strukturierungsmerkmale, die unterschiedliche Teil- und Lernbereiche verknüpfen und über die Jahrgangsstufen hinweg in unterschiedlichen fachlichen Zusammenhängen wiederholt aufgegriffen und ausdifferenziert werden. Sie unterstützen somit den kontinuierlichen Aufbau der Kompetenzen im Sinne eines kumulativen Lernens sowie den Erwerb eines strukturierten, innerfachlich und mit anderen Naturwissenschaften vernetzten Wissens.

Physikalische Inhalte können häufig mehreren Gegenstandsbereichen zugeordnet werden. Dies wird den Schülerinnen und Schülern in der Regel erst nach einem längeren Lernprozess bewusst. Deshalb sind im Lehrplaninformationssystem sowohl die Grundlegenden Kompetenzen als auch die Kompetenzerwartungen des Fachlehrplans nur mit denjenigen Gegenstandsbereichen verknüpft, die in der jeweiligen Jahrgangsstufe aus Sicht der Schülerinnen und Schüler bei einem Inhalt im Vordergrund stehen.

Beispiele: Energieformen, Energieumwandlung, Energieerhaltung, Arbeit und Wärme, Energieentwertung, Äquivalenz von Masse und Energie

Beispiele: Masse und Dichte, Aggregatzustände, Teilchenmodell, Atommodelle

Beispiele: Newton’sche Gesetze, Impulserhaltung, magnetische Felder, Gravitation, Wechselwirkung von Strahlung mit Materie

Beispiele: Kräftegleichgewicht, Wärmeleitung, Druckunterschiede als Ursache für Teilchenströme, elektrische Spannung als Potentialdifferenz

Beispiele: Energie- und Impulserhaltung, Leptonen- und Baryonenzahl, Kräftegleichgewicht bei gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern

Beispiele: Kräfteaddition, Zerlegung in Kraftkomponenten, Überlagerung von Feldern, Superposition quantenphysikalischer Zustände

Beispiele: Ladevorgang beim Kondensator, Induktionsgesetz, Schwingungen

Beispiele: Messunsicherheiten, Verhalten von Quantenobjekten, Beschreibung von Phänomenen durch Gesetzmäßigkeiten

Der Fachlehrplan jeder Jahrgangsstufe gliedert sich in mehrere Lernbereiche, die sich im Wesentlichen an den Teilgebieten der Physik (Mechanik, Wärmelehre, Elektrizitätslehre, Optik, Atomphysik, Kernphysik etc.) orientieren. Die Lernbereiche wiederum unterteilen sich in die beiden Abschnitte „Kompetenzerwartungen“ und „Inhalte zu den Kompetenzen“. Die als Zeitrichtwerte genannten Stundenzahlen geben einen Hinweis für die Unterrichtsplanung.

Im Profilbereich des Naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasiums (NTG) vertiefen die Schülerinnen und Schüler die Kompetenzen der jeweiligen Jahrgangsstufe. In einem verpflichtenden Lernbereich werden gezielt ausgewählte Inhalte mit dem Kompetenzerwerb verbunden, in einem weiteren Lernbereich sind die Inhalte frei wählbar. Der Lehrplan gibt hierfür Anregungen.

Die ausgewiesenen Kompetenzerwartungen sind stets mit konkreten Inhalten verbunden. Sie beschreiben Fähigkeiten und Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler, die am Ende des Lernprozesses nach aktiver Auseinandersetzung mit den Inhalten des jeweiligen Lernbereichs vorliegen sollen, und beziehen sich auch auf die Einstellungen der Lernenden. Dabei zielen die Kompetenzerwartungen auf die Bewältigung von konkreten Anforderungssituationen und können dementsprechend mit Aufgaben entwickelt und überprüft werden. Eine ausgewogene Verteilung der vier Kompetenzbereiche in jeder Jahrgangsstufe und eine Progression der Kompetenzen über alle Jahrgangsstufen hinweg sind maßgeblich für den Aufbau des gesamten Fachlehrplans. Das kumulative Lernen der Schülerinnen und Schüler wird, sowohl im Hinblick auf die Kompetenzen als auch auf die Inhalte, durch den Aufbau des Fachlehrplans gezielt unterstützt. 

Zur Förderung der experimentellen Kompetenz, die Teil des Kompetenzbereichs Erkenntnisse gewinnen ist, sollen die Schüler regelmäßig selbst Experimente durchführen. Der Fachlehrplan weist deshalb, vom Schwerpunkt Physik im Fach Natur und Technik in Jahrgangsstufe 7 bis zur Jahrgangsstufe 12 (grundlegendes Anforderungsniveau), konkrete Schülerexperimente aus. Bei diesen besteht eine gewisse Wahlfreiheit, die jeweils zu Beginn des Fachlehrplans der betreffenden Jahrgangsstufen erläutert wird.

In der Oberstufe bildet der Lernbereich experimentelles Arbeiten einen Schwerpunkt des Kompetenzerwerbs im erhöhten Anforderungsbereich. Hier führen die Schülerinnen und Schüler zentrale Experimente selbst durch, werten sie sachgemäß aus und gewinnen dadurch einen propädeutischen Einblick in die Fachwissenschaft Physik.

In der Jahrgangsstufe 12 können die Schülerinnen und Schüler das Fach Biophysik, in der Jahrgangsstufe 13 das Fach Astrophysik als Lehrplanalternative oder als Fach des Zusatzangebots belegen. Was im Vorangegangenen über den grundlegenden Aufbau des Fachlehrplans Physik ausgeführt wurde, gilt für die Lehrpläne Bio- und Astrophysik analog.

In modernen Forschungsprojekten findet häufig eine enge Kooperation zwischen den Teildisziplinen Biologie, Chemie und Physik statt. Auch in der Schule bietet sich die interdisziplinäre Behandlung von naturwissenschaftlichen Fragestellungen an. Das Fach Natur und Technik in der Unterstufe sowie die Lehrplanalternative Biophysik in der Oberstufe sind deutlicher Ausdruck dieser fächerübergreifenden Zusammenarbeit, die auch im Physikunterricht der Mittel- und Oberstufe vielfältig realisiert werden kann.

Von der Beschreibung von Naturvorgängen bis hin zur Erörterung bei der Bewertung von Sachverhalten ist eine Kenntnis der unterschiedlichen Textarten und ihrer Funktionen sowie eine sichere und präzise Ausdrucksweise in schriftlicher wie mündlicher Form in der deutschen Sprache notwendig. Ebenso ist der Ausbau der Lesekompetenz und die Ausbildung der Fachterminologie unabdingbar für eine erfolgreiche Bewältigung physikalischer Problemstellungen. Die vereinzelte Verwendung von Originaltexten kann dieses Anliegen hilfreich ergänzen und darüber hinaus für die Notwendigkeit einer Wissenschaftssprache in einer globalisierten Welt sensibilisieren. 

Die physikalische Beschreibung der Natur basiert zu einem wesentlichen Teil auf dem Prozess der Mathematisierung. Die mathematische Behandlung physikalischer Sachverhalte sollte dabei im Unterricht der Jahrgangsstufe 8 lediglich exemplarisch aufgezeigt werden und im Physikunterricht der Jahrgangsstufen 9 bis 11 dann eine kontinuierliche Entwicklung erfahren. In der Qualifikationsphase erkennen die Schülerinnen und Schüler schließlich die unverzichtbaren Vorteile einer präzisen mathematischen Darstellung physikalischer Zusammenhänge.

Bei der Durchführung und Auswertung von Experimenten, bei der Simulation und Modellbildung sowie bei der Verwendung von Standardsoftware zu Recherche-, Dokumentations- und Präsentationszwecken stellen digitale Werkzeuge sinnvolle Hilfsmittel dar; hierbei zeigen sich Anknüpfungspunkte zum Fach Informatik.

Die Schülerinnen und Schüler lernen Meilensteine der Geschichte der Physik kennen, deuten physikalische Erkenntnisse in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen und treffen, z. B. bei der Behandlung der Quantenphysik, auf philosophische Aspekte der physikalischen Erkenntnisgewinnung. Zudem erfordern zentrale, gesellschaftlich relevante Themen, wie z. B. der Umweltschutz, Reaktionen auf die Klimaveränderung und die Sicherung der Energieversorgung, vielfach interdisziplinäre Betrachtungen. Für fächerübergreifendes Unterrichten existieren somit zahlreiche Verbindungen zu den geistes- und gesellschaftswissenschaftlichen Fächern. Umgekehrt vermag die in der Physik geschulte analytische Vorgehensweise und die typisch strukturierte Argumentation, auch unter Einbeziehung außerfachlicher Aspekte, den Unterricht anderer Fächer bereichern.

Das Fach Physik leistet zu zahlreichen übergreifenden Bildungs- und Erziehungszielen wertvolle Beiträge. Die wichtigsten Aspekte sind im Folgenden aufgeführt:

Die Schülerinnen und Schüler sind aufgrund ihrer physikalischen Kenntnisse in der Lage, grundlegende Funktionsweisen technischer Geräte zu erklären. Im Physikunterricht entwickeln sie zudem die Fähigkeit, sich selbständig Funktionsprinzipien von Geräten mit moderner Technologie oder deren Komponenten anhand von Fachtexten zu erschließen. Sie bewerten mit dem technischen Fortschritt verbundene Chancen und Risiken für den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt und nehmen vor dem Hintergrund unterschiedlicher Meinungen in der Gesellschaft, z. B. im Zusammenhang mit der Energieversorgung, einen eigenen fundierten Standpunkt ein. Sie berücksichtigen in Kontexten, in denen das Fach Physik einen Beitrag zur technischen Bildung leistet, auch ökologische, ökonomische, soziale und politische Aspekte.

Im Fach Physik erwerben die Schülerinnen und Schülern fachliche Kenntnisse, die entscheidend dabei helfen, kritische Situationen im Straßenverkehr sachgerecht zu beurteilen. Naturgesetze führen ihnen zum einen das Gefahrenpotenzial vor Augen, das von Fahrten mit nicht angepasster Geschwindigkeit ausgeht, zum anderen wird ihnen die Bedeutung von Straßenverkehrsregeln sowie von Sicherheitssystemen in Fahrzeugen deutlich. Das Fach Physik fördert somit das gefahrenbewusste und verantwortungsvolle Handeln im Straßenverkehr sowie die Bereitschaft zu Rücksichtnahme und defensivem Verhalten. Bei der Behandlung des Themas Energieversorgung wird das Problembewusstsein der Jugendlichen für ökologische und ökonomische Fragen auch im Zusammenhang mit Mobilität und Verkehr gestärkt.

Die Physik trägt dazu bei, das komplexe Geflecht der wechselseitigen Abhängigkeiten von Mensch und Natur aufzuzeigen und die Verantwortung für die Möglichkeit einer selbstbestimmten Lebensgestaltung nachfolgender Generationen bewusst zu machen. Zentrale Fragen zu z. B. Kommunikation, Mobilität, Klimawandel sowie Wasser- und Energieversorgung werden aus physikalischer Sicht betrachtet. Die Schülerinnen und Schüler werden im Unterricht vertraut mit den fachlichen Grundlagen neuer technischer Entwicklungen, die vielfach auf physikalischer Forschung beruhen. So können sie beispielsweise verschiedene Arten der Bereitstellung von Energie, ihre Verwertung und ihren Transport vergleichen und unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung bewerten. Auswirkungen einer nicht nachhaltigen Entwicklung werden diskutiert, Probleme benannt und mögliche Lösungen interdisziplinär skizziert.

Das Fach Physik trägt durch die gezielte Einführung und fortwährende Einübung der Fachsprache, verbunden mit einer konsequenten Unterscheidung von der Alltagssprache, zur sprachlichen Bildung bei. Die Schülerinnen und Schüler erschließen sich Fachtexte und stellen ihre eigenen Ideen, wie es für die naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung kennzeichnend ist, sach- und adressatengerecht in mündlicher und schriftlicher Form vor. In fachlichen Diskussionen wird ihre Kritikfähigkeit, ihre Offenheit für neue Argumente sowie die Fähigkeit entwickelt, sich wohl überlegt, adressatengerecht und wertschätzend auszudrücken. Durch einen sprachsensiblen Unterricht werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass alle Schülerinnen und Schüler (insbesondere auch diejenigen mit Deutsch als Zweitsprache) dem Unterricht angemessen folgen, fachliche Kompetenzen erwerben und sich unter Benutzung der Fachsprache über fachliche Inhalte austauschen und verständigen können.

Das Fach Physik unterstützt auf vielfältige Art und Weise die Medienbildung. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren Darstellungen fachlicher Daten in Tabellen und Diagrammen, wie sie häufig in Medien zur Veranschaulichung eingesetzt werden. Sie lernen für Recherche-, Dokumentations- und Präsentationszwecke fachliche Informationen aus verschiedenen Medien bewusst auszuwählen, sach- und adressatengerecht zu verarbeiten und zu bewerten. Hierbei werden sie auch für urheber- und datenschutzrechtliche Fragen sensibilisiert. Der zielgerichtete Einsatz elektronischer Werkzeuge, u. a. zur Durchführung und Auswertung von Experimenten, zur Simulation physikalischer Prozesse und als Lernwerkzeug, liefert einen weiteren Beitrag zur Medienbildung. Darüber hinaus verstehen die Schülerinnen und Schüler physikalische und technische Grundlagen der digitalen Technologien. Auf dieser Grundlage reflektieren sie über deren vielfältige Anwendungen und Möglichkeiten im Alltag. Sie unterscheiden das physikalisch Machbare vom gesellschaftlich Vertretbaren und partizipieren in dieser besonderen Weise selbstbestimmt an einer digitalisierten Welt.

Die Schülerinnen und Schüler erfahren im Verlauf ihres Unterrichts im Fach Physik, welche grundlegende Bedeutung physikalischem Wissen sowie logischen Denkstrukturen in verschiedenen Berufszweigen zukommt. Dabei stellen nicht nur Kenntnisse über physikalische Konzepte und sicheres Anwenden fachlicher Methoden eine Voraussetzung für viele Berufe aus dem MINT-Bereich dar, sondern auch die typische analytische Denk- und Arbeitsweise in der Physik, die sich auch für manche Berufe aus dem nicht-naturwissenschaftlichen Bereich als eine nützliche Disposition erweist.

In Bewertungsprozessen lernen die Schülerinnen und Schüler die Notwendigkeit einer sachlogischen und kriteriengeleiteten Argumentation kennen und schätzen. Sie unterscheiden dabei nicht nur Behauptungen, Argumente und Meinungen, sondern erfahren auch, dass die Gewichtungen einzelner Argumente vor einem individuellen Hintergrund von Werthaltungen, Intentionen und Interessen geschehen können. Sie entwickeln somit ein Verständnis für das Zustandekommen unterschiedlicher Meinungen, berücksichtigen diesen Sachverhalt und tragen damit zu einer wertschätzenden sachlichen Diskussionskultur bei.

Die Entwicklung der Physik zu einer empirischen Wissenschaft stellt eine außerordentliche kulturelle Leistung der Menschen dar, die vielfältige Verflechtungen in das gesellschaftliche Miteinander der Menschen bis in die heutige Zeit hat. Elektrodynamik, die Relativitätstheorien Einsteins oder astrophysikalische Erkenntnisse haben die Sicht der Menschheit auf die Welt nachhaltig und unumkehrbar verändert und das gesellschaftliche Miteinander beeinflusst. Dabei stellen nicht nur die Ergebnisse der physikalischen Erkenntnisse einen wesentlichen Beitrag zur Kultur dar, sondern auch eine der Physik eigene Art der Wahrnehmung der Welt und Auseinandersetzung mit ihr, die sich im naturwissenschaftlichen Zugang zur Betrachtung und zum Verstehen der Welt etabliert haben. Begrifflichkeiten wie z. B. „kopernikanische Wende“, „Quantensprung“ oder „Schwarze Löcher“ gehören zum allgemeinen Sprachgebrauch und ihre Ursprünge in der physikalischen Weltbetrachtung daher zu einer umfassenden Allgemeinbildung.

Kenntnisse über Sicherheitsaspekte beim Experimentieren, insbesondere über den sicheren Umgang mit elektrischer Energie und optischer Strahlung, bilden eine wichtige fachliche Grundlage für den verantwortungsvollen Umgang mit technischen Geräten und die Bewertung möglicher Gefahrensituationen im häuslichen Umfeld. Die Schülerinnen und Schüler lernen im Fach Physik auch die Wirkungen ionisierender Strahlung auf den menschlichen Organismus sachgerecht einzuschätzen. Dieser physikalische Hintergrund unterstützt sie dabei, im Zusammenhang mit diagnostischen und therapeutischen Verfahren der Medizin eine persönliche Haltung zu entwickeln, die von unreflektierter Verharmlosung ebenso distanziert ist wie von kategorischer Ablehnung medizintechnischer Anwendungen.

Das Fach Biophysik leistet einen weiteren wesentlichen Beitrag zur Gesundheitserziehung. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen u. a. gesundheitliche Folgen, die von hohen Schalldruckpegeln verursacht werden, und entwickeln dadurch Verantwortungsbewusstsein für ihre Gesundheit.