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Naturwissenschaften Klasse 7.2: Lebensbedingungen im Ökosystem (c.a. 50 Unterrichtsstunden)

Im Folgenden werden die Unterrichtsvorhaben konkretisiert und die erforderlichen Absprachen der Fachkonferenz festgehalten. Die Konkretisierung ist nur für eine Auswahl von Vorhaben vollständig ausgeführt. Für andere Vorhaben finden sich in der Download-Fassung Vorlagen, die noch um verbindliche Absprachen zu Inhalten und zur Unterrichtsgestaltung ergänzt werden müssen.

Folgende Elemente finden sich in den Konkretisierungen: Eine erste tabellarische Übersicht beschreibt den Rahmen des entsprechenden Unterrichtsvorhabens. Es finden sich Bezüge zum Lehrplan wie die ausführlicheren Formulierungen der Kompetenzschwerpunkte sowie Angaben zu zentralen Konzepten bzw. Basiskonzepten. Außerdem werden Vereinbarungen zur Leistungsbewertung genannt, und es wird auf Vernetzungen innerhalb des Fachs und zwischen Fächern hingewiesen.

In einer zweiten Tabelle werden die für die Abstimmung der Fachgruppe notwendigen und damit verbindlichen Absprachen festgehalten. Dieses betrifft Absprachen zu konkreten Inhalten und zum Unterricht mit Bezug auf die im Lehrplan beschriebenen konkretisierten Kompetenzen des jeweiligen inhaltlichen Schwerpunkts.

Am Schluss jedes konkretisierten Unterrichtsvorhabens finden sich Hinweise, Tipps usw. zum Unterricht, die zwar nicht verbindlich, aber zur Gestaltung des Unterrichts hilfreich sind.

Bezug zum Lehrplan

Inhaltsfeld:

  • Ökosysteme und Ressourcen

Inhaltlicher Schwerpunkt:

  • Luft und Wasser
  • Stoffkreisläufe und Wechselbeziehungen im Ökosystem
  • Biosphäre und Atmosphäre

Schwerpunkte der Kompetenzerwartungen

Die Schüler können …

  • naturwissenschaftliche Objekte und Vorgänge nach vorgegebenen Kriterien ordnen. (UF3)
  • in einfachen naturwissenschaftlichen Zusammenhängen Aussagen auf Stimmigkeit überprüfen. (E9)
  • bei Untersuchungen und Experimenten Fragestellungen, Handlungen, Beobachtungen und Ergebnisse nachvollziehbar schriftlich festhalten. (K3)
  • bei gegensätzlichen Ansichten Sachverhalte nach vorgegebenen Kriterien und vorliegenden Fakten beurteilen. (B2)
  • Wertvorstellungen, Regeln und Vorschriften in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen hinterfragen und begründen. (B3)

Leistungsbewertung:

  • neben schriftlichen Überprüfungen sollen auch in die Bewertung einfließen:
    • Einhaltung von Diskussionsregeln, Qualität der Diskussionsbeiträge (nachvollziehbare Begründung, angemessene Ausdrucksweise)
    • Zielgerichtete Recherche in Büchern und im Internet, Informationsentnahme und Darstellung aus Diagrammen und Bildern
    • Zunehmende Sicherheit in Planung und Durchführung von Experimenten unter Einhaltung der Regeln
    • Kooperation mit Mitschülern

Verbindung zu den Basiskonzepten

Basiskonzept Struktur und Funktion

Einzeller, mehrzellige Lebewesen

Basiskonzept Entwicklung

Veränderungen im Ökosystem, ökologische Nische, Nachhaltigkeit, Treibhauseffekt

Basiskonzept System

Produzenten, Konsumenten, Destruenten, Nahrungsnetze, Räuber- Beute-Beziehung, Nahrungspyramide, Stoffkreislauf, Biosphäre

Basiskonzept Struktur der Materie

Luftzusammensetzung

Basiskonzept Energie

Nahrungspyramide, Wasserkreislauf, Wasseraufbereitung

Basiskonzept Chemische Reaktion

Nachweise von Wasser, Sauerstoff und Wasserstoff, Analyse und Synthese von Wasser

Vernetzung innerhalb des Faches und mit anderen Fächern

Biologie: Atmung, Ökosysteme und ihre Veränderungen, Leben im Wasser, Klimawandel und Veränderung der Biosphäre, Evolutionäre Entwicklung, Artenschutz

Physik: Sonnenenergie und Wärme, Anomalie des Wassers, Wasserkreislauf, Aggregatzustände
Gesellschaftslehre: Wasser, Ressourcen, Lebensräume, Industrie, Globalisierung, erste industrielle Revolution, Veränderung von Ökosystemen durch Flächennutzung (Anteile Waldfläche, landwirtschaftlich und industriell genutzte Flächen, Naturschutzgebiete).

Mathematik: abiotische Faktoren und Populationsgrößen von Räuber-Beute-Beziehungen (Darstellung in Kurvendiagrammen).

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

Verbindliche Absprachen zu den Inhalten

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

Umgang mit Fachwissen

die wichtigsten Bestandteile und die prozentuale Zusammensetzung des Gasgemisches Luft benennen. (UF1)

Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase, Kohlendioxid

Bedeutung der Gase

Unterschiedliche Konzentration der verschiedenen Gase im Verlauf der Erdgeschichte berücksichtigen

Ursachen und Vorgänge der Entstehung von Luftschadstoffen und deren Wirkungen erläutern. (UF1)

Verbrennung von Kohlenstoff, Nachweis von Kohlenstoffdioxid

Entstehung von Schadstoffen in Laufe der industriellen Entwicklung, Kalkwassernachweis

Treibhausgase benennen und den Treibhauseffekt mit der Wechselwirkung von Strahlung mit der Atmosphäre erklären. (UF1)

Wasser; Kohlendioxid, Methan, FCKW

Wärmeaustausch mit dem Weltall, normaler und anthropogener Treibhauseffekt

Aquariumversuch mit Lampe und Temperaturmessung

Interpretation schematischer Darstellungen üben

Wasser als Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff beschreiben und die Synthese und Analyse von Wasser als umkehrbare Reaktionen darstellen. (UF2)

Wasserstoff verbrennen, Wasser als Kondenswasser, Watesmo - Papier, Hoffmannscher Zersetzungsapparat

Demo-Experimente auswerten

die besondere Bedeutung von Wasser mit dessen Eigenschaften (Anomalie des Wassers, Lösungsverhalten) erklären. (UF3)

Eis schwimmt: geringere Dichte, Eisberge, oben zugefrorene Seen, dadurch Leben auch im Winter und in Polarregionen möglich

Lösung von Kochsalz und Zucker wesentlich für Leben, Vergleich mit Öl, Schneeflocken

Dichte als qualitativen Begriff einführen, Temperaturabhängigkeit der Wasserdichte

die Strukturen und Bestandteile von Ökosystemen nennen und deren Zusammenwirken an Beispielen beschreiben. (UF1)

Biotop, Gemeinschaft von Lebewesen in einem Ökosystem (Biozönose)

Freilandbetrachtungen im Schulgarten und am Schulteich.

abiotische Faktoren nennen und ihre Bedeutung für ein Ökosystem erläutern. (UF1, UF3)

Temperatur, Wasservorkommen, Luft, Luftfeuchtigkeit, Licht.

Concept-Maps einführen, Kriterien zur Erstellung von Concept-Maps erklären, mit sehr einfachen Maps anfangen

ökologische Nischen im Hinblick auf die Angepasstheit von Lebewesen an ihren Lebensraum beschreiben. (UF3)

Ökologische Nische als funktionelle Beziehung zwischen Lebewesen und Ökosystem.

Konkurrenzfaktoren als abiotische und biotische Faktoren, graphisches Beziehungsnetz zur Veranschaulichung des Begriffs ökologische Nische und der daraus resultierenden Wechselwirkung.

das Prinzip der Fotosynthese als Prozess der Umwandlung von Lichtenergie in chemisch gebundene Energie erläutern und der Zellatmung gegenüberstellen. (UF4, E1)

Chloroplast und Mitochondrium als Orte der Fotosynthese und der Zellatmung.

Einfaches Reaktionsschema zur Fotosynthese und zur Zellatmung.

Experiment Sauerstoffentwicklung bei Wasserpest

Versuche mit panaschierten Blättern.

Einfache Modelle zum Chloroplasten und zum Mitochondrium.

den Energiefluss in einem Nahrungsnetz eines Ökosystems darstellen. (UF4).

Energiefluss im Sinne der Energieumwandlung von Sonnenenergie in Biomasse.

Nahrungsnetze nach Kriterien erstellen.

Konsistente Verwendung des Energiebegriffs sowohl in NW als auch später in den Einzelfächern und WP

Erkenntnisgewinnung

ein Verfahren zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts der Luft erläutern. (E4, E5)

Kolbenprober-Versuch mit Eisenwolle

Aus der Volumenreduktion den Sauerstoffgehalt ableiten können

Wasser und die bei der Zersetzung von Wasser entstehenden Gase experimentell nachweisen und die Nachweisreaktionen beschreiben. (E4, E5)

Knallgasprobe (Wassersynthese) als exotherm und Zersetzung des Wassers als endotherm beschreiben

Glimmspanprobe

Demoversuche

Vermutungen beschreiben, die historischen Versuchen zur Fotosynthese zugrunde lagen sowie damalige Vorstellungen mit heutigen Vorstellungen vergleichen. (E9)

Historische Experimente von Van Helmont (organische Substanzzunahme bei Weidenpflanzen) und von Priestley (Maus-Experiment in der Glasglocke mit und ohne Pflanze).

Erarbeitung der historischen Experimente unter dem Aspekt der naturwissenschaftlichen Fragestellung und der damaligen wissenschaftlichen Vorstellung.

bei der grafischen Darstellung einer Räuber-Beute-Beziehung zwischen der vereinfachten Modellvorstellung und der komplexen Wirklichkeit unterscheiden. (E7)

Volterra-Regeln und ihre Begrenztheit an einfachen Räuber-Beute-Beziehungen wie Luchs und Hase.

Schüler-Comic zu Volterra-Regeln.

Absprache mit Mathematik zur Darstellung von Kurven, Interpretation grafischer Darstellungen thematisieren und üben

das verstärkte Auftreten heutiger Neophyten und Neozoen auf ökologische Veränderungen zurückführen und Folgen für Ökosysteme aufzeigen. (E8)

(Ein-) Wanderung und Verschleppung von Arten durch unterschiedliche Besiedlungsstrategien.

Erstellung einer Wandzeitung oder Erstellung von Steckbriefen

Aktualitätsbezug zum exponentiellen Wachstum von Einwanderern, u. a. Kormoran, Flusskrebs oder Staudenknöterich,

Gefahren für bestehende Ökosysteme thematisieren

an Beispielen (u. a. dem Treibhauseffekt) erläutern, warum wissenschaftliche Modelle auch umstritten sein können. (E9)

Vergleich verschiedener Positionen und Modelle zum Treibhauseffekt, Unterscheidung zwischen dem natürlichen und dem anthropogenen Treibhauseffekt.

Realistisches Bild von der Entstehung von wissenschaftlichen Ergebnissen, Notwendigkeit einer kritischen Haltung, Interessengebundenheit

Kommunikation

bei Untersuchungen (u. a. von Wasser und Luft) Fragestellungen, Vorgehensweisen, Ergebnisse und Schlussfolgerungen nachvollziehbar dokumentieren. (K3)

Selbstständige Protokollführung

Vorgabe eines Protokollformulars, Thematisierung der Funktion einer eindeutigen Protokollierung,

bei arbeitsteiligen Experimenten Reproduzierbarkeit durch andere Gruppe überprüfen lassen

Werte zu Belastungen der Luft und des Wassers mit Schadstoffen aus Tabellen herauslesen und in Diagrammen darstellen. (K2, K4)

Werte in Tabellen vergleichend darstellen, zeitliche Entwicklungen in Diagrammen, verschiedene Diagrammformen auf Eignung überprüfen

Vergleiche Zeitungsartikel und Texte aus Schulbüchern und Fachbüchern bzw. im Internet,

aktuelle mit älteren und historischen Angaben, Fakten, Daten und Texten vergleichen

aus Tabellen oder Diagrammen Gehaltsangaben (in g/l oder g/cm³ bzw. in Prozent) entnehmen und interpretieren. (K2)

zuverlässigen Quellen im Internet aktuelle Messungen zu Umweltdaten entnehmen. (K2, K5)

Einheiten, Einschätzung der Werte durch Vergleich mit üblichen Werten, Einschätzung von Gefahrenpotentialen Interpretation der Daten

Bestimmung der Gewässergüte, Tabellen zur Schwefeldioxid- oder Kohlenstoffdioxidbelastung / -produktion verschiedener Länder recherchieren und vergleichen lassen,

schematische Darstellungen eines Stoffkreislaufes verwenden, um die Wechselwirkungen zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten sowie deren Bedeutung für ein Ökosystem zu veranschaulichen. (K7, E8)

Ordnungsprinzipien in einer Nahrungspyramide.

Biomasse nimmt von Trophiestufe zu Trophiestufe ab.

Unterscheidung von Nahrungsnetz, Nahrungskette und Nahrungspyramide.

Darstellung von Stoffkreisläufen und Wechselbeziehungen in einer beschrifteten graphischen Darstellung,

Üben von Vorträgen zu Stoffkreisläufen, z. B. mit Hilfe eínes Begriffsnetzes.

Die Energieentwertung zwischen Trophieebenen der Nahrungspyramide mit einem angemessenen Schema darstellen und daran Auswirkungen eines hohen Fleischkonsums aufzeigen. (K4, K6, E8)

Trophieebenen

Energieentwertung am Beispiel: Anbau der Futterpflanzen bis zum Fleischprodukt

Graphische Darstellungen, Energiebeträge maßstabsgerecht übertragen.

Bewertung

Gefährdungen von Luft durch Schadstoffe anhand von Grenzwerten beurteilen und daraus begründet Handlungsbedarf ableiten. (B2, B3)

Heranziehung der erstellten Tabellen und Diagramme, Bedeutung und Entstehung von Grenzwerten Vergleich der globalen Grenzwerte und deren Einhaltung

Grenzwerte als Folge einer Abwägung,

Diskussionsprozess als Rollenspiel

Gefährdungen von Wasser durch Schadstoffe anhand von Grenzwerten beurteilen und daraus begründet Handlungsbedarf ableiten. (B2, B3)

Vergleich der europaweiten Grenzwerte, Algenverschmutzung der Adria, Phosphatreduzierung bei der Düngung, Eutrophierung

Zusammenhang zwischen Düngung und Gewässerbelastung

die gesellschaftliche Bedeutung des Umgangs mit Trinkwasser auf lokaler Ebene und weltweit vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit bewerten. (B3)

Bedeutung des Wassers als Ressource, Zusammenhang Trinkwasserqualität und Lebensbedingungen, Trinkwassernutzung im eigenen Haushalt,

Möglichkeiten der Trinkwassereinsparung im eigenen Haushalt, Selbstbeobachtungsbögen,

Brunnenprojekte in Afrika

Informationen zur Klimaveränderung hinsichtlich der Informationsquellen einordnen, deren Positionen darstellen und einen eigenen Standpunkt dazu vertreten. (B2, K8)

Begriff Klima gegenüber Wetter abgrenzen, regionales und globales Klima, Klimaveränderungen im historischen Vergleich, unterschiedliche Interpretationen der Daten

Absprache mit der Fachkonferenz Gesellschaftslehre zum Begriff Klima und Wetter.

Materialien zum Klimawandel

www.germanwatch.org

www.bmu.de/klimaschutz

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