Bac Physique vorbereiten: Der Physik-Pfad der Spécialité

Die Terminale-Spécialité Physique-Chimie (Wahlfach Physik-Chemie der Abschlussklasse) ist ein Fach mit zwei Hälften. Das von éduscol veröffentlichte Programm samt Begleitmaterial ist um vier Themen organisiert: «Constitution et transformations de la matière» (Aufbau und Umwandlungen der Materie), «Mouvement et interactions» (Bewegung und Wechselwirkungen), «L'énergie : conversions et transferts» (Energie: Umwandlungen und Übertragungen) und «Ondes et signaux» (Wellen und Signale). Das erste dieser Themen ist Chemie. Die anderen drei sind Physik.

Die schriftliche Prüfung der Spécialité wird im März der Terminale geschrieben, vor dem Rest des Baccalauréat, und sie prüft beide Hälften. Getrennt davon gibt es die ECE, die évaluation des compétences expérimentales (praktische Kompetenzprüfung), deren Organisation für jede Prüfungssaison durch eine note de service festgelegt wird und deren Aufgabenstellungen in einer banque de sujets veröffentlicht werden.

Physics Zens Bac-Pfad trainiert nur die Physik-Themen, als 34 Fertigkeiten. Es ist unabhängiges, prüfungsnahes Üben, kein offizielles Material, und steht in keiner Verbindung zum ministère de l'Éducation nationale oder einer académie.

Wie die Prüfung aussieht

Drei Merkmale der Spécialité-Prüfung lohnen sich zum Planen, und keines davon betrifft die Anzahl der Aufgaben.

Es ist eine Prüfung über Modellbildung, nicht über Auswendiggelerntes. Das Programm ist in capacités exigibles geschrieben, Verben, die du beherrschen musst: eine Gleichung aufstellen, einen Graphen auswerten, die Wahl eines Modells begründen, eine Größenordnung abschätzen. Wer Formeln auswendig kann, aber nicht sagen kann, zu welcher Situation eine Formel gehört, ist für dieses Format nicht vorbereitet.

Messung und Unsicherheit gehören zum Fach. éduscol veröffentlicht eine fächerübergreifende Ressource zu mesure et incertitudes (Messung und Messunsicherheit), die von der Seconde bis zur Terminale verwendet wird. Fragen danach, ob ein Ergebnis mit einem Referenzwert verträglich ist, sind hier kein Zusatz zur Physik, sie sind Physik.

Es gibt auch numerische Fertigkeiten. Das Programm enthält capacités numériques, die in Python bearbeitet werden, und éduscol veröffentlicht dazu Arbeitsblätter für jede einzelne davon in der Terminale: parabolische Flugbahnen, das loi des aires (Flächensatz), Summen von Sinusfunktionen, das Euler-Verfahren für die Ladung eines Kondensators oder für Wärmeaustausch. Der Pfad bringt kein Python bei. Wer die Physik dieser Arbeitsblätter kennt, findet sie deutlich weniger einschüchternd.

Rechnet man die ECE dazu, wird klar, was unabhängiges Aufgabenüben kann und was nicht. Es kann kein Experiment durchführen, kein Protokoll für dich schreiben und keine Unsicherheit beurteilen. Es kann dafür sorgen, dass die Rechnung darunter schnell, korrekt und automatisch sitzt, sodass deine Aufmerksamkeit am Prüfungstag der Argumentation gilt. Diese Arbeitsteilung lohnt sich auszusprechen, denn genau hier gehen Lernpläne meist schief. Zeit, die in der Prüfung damit verbracht wird, eine Kondensatorentladung von Grund auf neu herzuleiten, ist Zeit, die nicht für die Frage bleibt, die eine Modellbegründung verlangt.

Was der Physics-Zen-Pfad enthält

Vierunddreißig Fertigkeiten in sieben Einheiten, geordnet nach Lernreihenfolge statt nach der Themennummerierung des Programms.

Bewegung und Wechselwirkungen (9 Fertigkeiten). Kinematik von Anfang bis Ende, die Newtonschen Gesetze und Reibung aus Dynamik, sowie gleichförmige Kreisbewegung, Zentripetalkraft und Gravitation aus Kreisbewegung & Gravitation. Das entspricht «Mouvement et interactions», einschließlich der Bahnbewegungsaufgaben, für die dieses Thema bekannt ist.

Energie (4 Fertigkeiten). Arbeit, kinetische und potenzielle Energie, Erhaltung und Leistung, aus Arbeit & Energie. Das ist «L'énergie : conversions et transferts» in seiner rechnerischen Form.

Fluide (2 Fertigkeiten). Dichte und Druck sowie Kontinuität und Strömung, aus Fluide.

Elektrizität und RC-Schaltungen (7 Fertigkeiten). Ladung und Coulombsches Gesetz, elektrisches Feld und elektrisches Potenzial aus Elektrostatik; Ohmsches Gesetz und elektrische Leistung aus Stromkreise; Kondensatorladung und -energie sowie der RC-Einschwingvorgang aus Kondensatoren & RC-Schaltungen. Auf- und Entladung eines Kondensators ist die typische Differentialgleichungs-Situation der Terminale, und sie vierzig Mal mit unterschiedlichen Zahlen gemacht zu haben, verändert, wie man sie liest.

Wellen und Optik (6 Fertigkeiten). Wellengrundlagen und Schall aus Wellen & Schall, Brechung und dünne Linsen aus Optik, sowie Interferenz und Beugung aus Wellenoptik. Das ist «Ondes et signaux».

Thermodynamik (3 Fertigkeiten). Spezifische Wärmekapazität und Gasgesetze aus Wärme & Temperatur, sowie der erste Hauptsatz aus Hauptsätze der Thermodynamik.

Quanten- und Kernphysik (3 Fertigkeiten). Photonenenergie und atomare Übergänge aus Photonen & Atome, sowie radioaktiver Zerfall aus Kernphysik.

Innerhalb einer Fertigkeit werden die Werte bei jedem Versuch neu erzeugt, sodass das Wiederholen einer Fertigkeit die Methode wiederholt und nicht die Antwort. Die Kontrolle erfolgt sofort. Eine vollständige Musterlösung öffnet sich, sobald du die Aufgabe versucht hast, und die Theorie zu dieser Fertigkeit, einschließlich Diagrammen, liegt auf demselben Bildschirm statt hinter einem Menü. Fünf Meisterschaftsstufen pro Fertigkeit entscheiden, wann du damit fertig bist. Der Pfad ist Premium, mit einer kostenlosen ersten Lektion, damit du das Format vor dem Kauf siehst, und die App läuft auf iPhone und Android.

Was der Pfad weglässt, wird klar gesagt: die gesamte Chemie, die ECE und dokumentengestützte Aufgaben. Es ist gezieltes Üben der physikalischen Rechnungen, keine simulierte Prüfung.

Zwölf Wochen mit dem Pfad

Zwölf Wochen stetiger Arbeit neben dem Unterricht decken den Pfad ab, ohne dass am Ende gepaukt werden muss. Die Anleitung oben ist derselbe Plan in Kurzform.

Wochen 1 bis 3: Bewegung und Wechselwirkungen. Neun Fertigkeiten. Wurfbewegung und Kreisbewegung brauchen die meiste Wiederholung, und bei der Gravitation geht eine erstaunliche Zahl von Terminale-Antworten still um eine Zehnerpotenz daneben.

Wochen 4 und 5: Energie. Vier Fertigkeiten, zwei Wochen, weil Erhaltung mit Reibung mehr Versuche verdient, als es aussieht. Benenne das System, bevor du die Energiebilanz aufschreibst.

Woche 6: Fluide. Zwei Fertigkeiten. Kurz, und mitten im Plan eine echte Erholungswoche.

Wochen 7 bis 9: Elektrizität und RC-Schaltungen. Die aufwendigste Einheit. Bau sie auf: zuerst Feld und Potenzial, dann Ohm und Leistung, dann der Kondensator, dann der Einschwingvorgang. Wenn die Zeitkonstante aufhört, ein Symbol zu sein, und anfängt, eine Dauer zu sein, die du abschätzen kannst, ist diese Einheit erledigt.

Wochen 10 und 11: Wellen und Optik. Wellengeschwindigkeit und Schall, dann Brechung und Linsen, dann Interferenz und Beugung. Beugung und Interferenz nutzen ähnlich aussehende Beziehungen für unterschiedliche Situationen, sag dir also erst, welche zutrifft, bevor du sie aufschreibst.

Woche 12: Thermodynamik, Quanten- und Kernphysik. Sechs Fertigkeiten in einer Woche ist knapp, aber sie sind einzeln klein. Halte Temperaturen in Kelvin, und behandle die Halbwertszeit sorgfältig statt nach Analogie.

Schreibe zwischen den Sitzungen weiterhin vollständige Lösungen auf Papier, auf Französisch, mit Begründungssätzen. Die App prüft Antworten. Der Prüfer liest Argumentation.

Konventionen, auf die es ankommt

Der Pfad verwendet $g = 9.81\,\mathrm{m/s}^2$. Das ist derselbe Wert wie in den A-Level- und Abitur-Pfaden dieser App und unterscheidet sich von AP Physics 1, das $9.8$ verwendet.

Dezimalzahlen werden mit einem Punkt eingetippt. Deine copie schreibt $1{,}5$, und das Antwortfeld will $1.5$. Das ist eine Zwei-Sekunden-Gewohnheit, die sonst eine Stunde verwirrender falscher Antworten verursacht.

Temperaturen bei Aufgaben zu Gasgesetzen und zum ersten Hauptsatz gehören in Kelvin. Vorsätze zählen: Mikrofarad, Kilojoule, Megabecquerel und Elektronenvolt tauchen alle auf, und ein nicht umgerechneter Vorsatz sieht auf einem Blatt genauso aus wie fehlendes physikalisches Verständnis.

Und die Bac-Gewohnheit, die sich von Anfang an lohnt: das Modell vor der Zahl nennen. Welches Gesetz, welches System, welche Annahme. Die sofortige Kontrolle sagt dir, ob die Zahl stimmt, nur du kannst sagen, ob die Argumentation gestimmt hat.

Bac oder AP?

Die beiden Pfade in dieser App sind keine nahen Ersatzlösungen füreinander. AP Physics 1 sind 26 Mechanik-Fertigkeiten für den aktuellen achtteiligen amerikanischen Kurs: keine Elektrizitätslehre, keine Wellen, keine Wärmelehre, keine moderne Physik, und $g = 9.8$. Der Bac-Pfad behält das meiste dieser Mechanik, lässt Impuls und Rotation weg und ergänzt dafür RC-Schaltungen, Wellen und Optik, Thermodynamik sowie Quanten- und Kernphysik.

Wenn du AP Physics 1 schreibst, ist das Üben von RC-Einschwingvorgängen das Üben der falschen Prüfung, und der AP-Lernplan ist der Leitfaden, den du willst. Wenn du die Spécialité schreibst, ist der Bac-Pfad der, der zum Programm passt, und der A-Level-Pfad ist das Nächste in der App, wenn du zusätzlich Impuls, Rotation und den Rest des Lehrplans willst.

Für die andere Spécialité, die die meisten dieser Schüler ebenfalls belegen, hat Math Zen einen Begleitartikel für die Mathe-Seite. Und wenn eher die Art zu lernen als der Lernstoff das Problem ist, lies Wie man Physik effektiv lernt, bevor du den Pfad öffnest.