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Anhang

4.1 Übergeordnete Kompetenzerwartungen – Gesamtübersicht

Kompetenzentwicklung ist ein Prozess, der sich über längere Zeiträume erstreckt. Kompetenzen von Schülerinnen und Schüler werden zunächst in Ansätzen angelegt, dann im weiteren Unterricht in variablen Kontexten immer wieder aufgegriffen und in der Auseinandersetzung mit neuen Problemstellungen erweitert und ausdifferenziert. Die folgende Darstellung fasst die die übergeordneten Kompetenzerwartungen in den vier Kompetenzbereichen über die im Lehrplan ausgewiesenen Stufen der Kompetenzentwicklung zusammen. In der zweiten Stufe können Kompetenzen teilweise im Lernbereichsunterricht, teilweise im Fachunterricht weiterentwickelt werden. Da zur naturwissenschaftlichen Kompetenzentwicklung unabhängig von der Form als integrierter oder fachspezifischer Unterricht alle Fächer beitragen, wird in dieser Übersicht einheitlich die Bezeichnung „naturwissenschaftlich“ verwendet.

Umgang mit
Fachwissen

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10
(teilweise entwickelt im Lernbereichsunterricht bis Jg. 8)

UF1 Fakten wiedergeben und erläutern

Phänomene und Vorgänge mit einfachen naturwissenschaftlichen Konzepten beschreiben und erläutern.

Konzepte der Naturwissenschaften an Beispielen erläutern und dabei Bezüge zu Basiskonzepten und übergeordneten Prinzipien herstellen.

UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen

bei der Beschreibung naturwissenschaftlicher Sachverhalte Fachbegriffe angemessen und korrekt verwenden.

Konzepte und Analogien für Problemlösungen begründet auswählen und dabei zwischen wesentlichen und unwesentlichen Aspekten unterscheiden.

UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren

naturwissenschaftliche Objekte und Vorgänge nach vorgegebenen Kriterien ordnen.

Prinzipien zur Strukturierung und zur Verallgemeinerung naturwissenschaftlicher Sachverhalte entwickeln und anwenden.

UF4 Wissen vernetzen

Alltagsvorstellungen kritisch infrage stellen und gegebenenfalls durch naturwissenschaftliche Konzepte ergänzen oder ersetzen.

vielfältige Verbindungen zwischen Erfahrungen und Konzepten innerhalb und außerhalb der Naturwissenschaften herstellen und anwenden.

Erkenntnisgewinnung

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10

E1 Fragestellungen erkennen

naturwissenschaftliche Fragestellungen von anderen Fragestellungen unterscheiden.

naturwissenschaftliche Probleme erkennen, in Teilprobleme zerlegen und dazu Fragestellungen formulieren.

E2 Bewusst wahrnehmen

Phänomene nach vorgegebenen Kriterien beobachten und zwischen der Beschreibung und der Deutung einer Beobachtung unterscheiden.

Kriterien für Beobachtungen entwickeln und die Beschreibung einer Beobachtung von ihrer Deutung klar erkennbar abgrenzen.

E3 Hypothesen entwickeln

Vermutungen zu naturwissenschaftlichen Fragestellungen mit Hilfe von Alltagswissen und einfachen fachlichen Konzepten begründen.

zu naturwissenschaftlichen Fragestellungen begründete Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben.

E4 Untersuchungen und Experimente planen

vorgegebene Versuche begründen und einfache Versuche selbst entwickeln.

zu untersuchende Variablen identifizieren und diese in Experimenten systematisch verändern bzw. konstant halten.

E5 Untersuchungen und Experimente durchführen

Untersuchungsmaterialien nach Vorgaben zusammenstellen und unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten nutzen.

Untersuchungen und Experimente selbstständig, zielorientiert und sachgerecht durchführen und dabei mögliche Fehlerquellen benennen.

E6 Untersuchungen und Experimente auswerten

Beobachtungen und Messdaten mit Bezug auf eine Fragestellung schriftlich festhalten, daraus Schlussfolgerungen ableiten und Ergebnisse verallgemeinern.

Aufzeichnungen von Beobachtungen und Messdaten bezüglich einer Fragestellung interpretieren, daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten und diese formal beschreiben.

E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben

einfache Modelle zur Veranschaulichung naturwissenschaftlicher Zusammenhänge beschreiben und Abweichungen der Modelle von der Realität angeben.

Modelle zur Erklärung von Phänomenen begründet auswählen und dabei ihre Grenzen und Gültigkeitsbereiche. angeben.

E8 Modelle anwenden

naturwissenschaftliche Phänomene mit einfachen Modellvorstellungen erklären.

Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage verwenden.

E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren

in einfachen naturwissenschaftlichen Zusammenhängen Aussagen auf Stimmigkeit überprüfen.

anhand historischer Beispiele die Vorläufigkeit naturwissenschaftlicher Regeln, Gesetze und theoretischer Modelle beschreiben.

Kommunikation

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10

K1 Texte lesen und erstellen

altersgemäße Texte mit naturwissenschaftlichen Inhalten Sinn entnehmend lesen und sinnvoll zusammenfassen.

naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und sachlogisch strukturiert schriftlich darstellen.

K2 Informationen identifizieren

relevante Inhalte fachtypischer bildlicher Darstellungen wiedergeben sowie Werte aus Tabellen und einfachen Diagrammen ablesen.

in Texten, Tabellen oder grafischen Darstellungen mit naturwissenschaftlichen Inhalten die relevanten Informationen identifizieren und sachgerecht interpretieren.

K3 Untersuchungen dokumentieren

bei Untersuchungen und Experimenten Fragestellungen, Handlungen, Beobachtungen und Ergebnisse nachvollziehbar schriftlich festhalten.

Fragestellungen, Überlegungen, Handlungen und Erkenntnisse bei Untersuchungen strukturiert dokumentieren und stimmig rekonstruieren.

K4 Daten aufzeichnen und darstellen

Beobachtungs- und Messdaten in Tabellen übersichtlich aufzeichnen und in vorgegebenen einfachen Diagrammen darstellen.

zur Darstellung von Daten angemessene Tabellen und Diagramme anlegen und skalieren, auch mit Tabellenkalkulationsprogrammen.

K5 Recherchieren

Informationen zu vorgegebenen Begriffen in ausgewählten Quellen finden und zusammenfassen.

selbstständig naturwissenschaftliche und technische Informationen aus verschiedenen Quellen beschaffen, einschätzen, zusammenfassen und auswerten.

K6 Informationen umsetzen

auf der Grundlage vorgegebener Informationen Handlungsmöglichkeiten benennen.

aus Informationen sinnvolle Handlungsschritte ableiten und auf dieser Grundlage zielgerichtet handeln.

K7 Beschreiben, präsentieren, begründen

naturwissenschaftliche Sachverhalte, Handlungen und Handlungsergebnisse für andere nachvollziehbar beschreiben und begründen.

Arbeitsergebnisse adressatengerecht und mit angemessenen Medien und Präsentationsformen fachlich korrekt und überzeugend präsentieren.

K8 Zuhören, hinterfragen

bei der Klärung naturwissenschaftlicher Fragestellungen anderen konzentriert zuhören, deren Beiträge zusammenfassen und bei Unklarheiten sachbezogen nachfragen.

bei Diskussionen über naturwissenschaftliche Themen Kernaussagen eigener und fremder Ideen vergleichend darstellen und dabei die Perspektive wechseln.

K9 Kooperieren und im Team arbeiten

mit einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig arbeiten und dabei unterschiedliche Sichtweisen achten.

beim naturwissenschaftlichen Arbeiten im Team Verantwortung für Arbeitsprozesse und Produkte übernehmen und Ziele und Aufgaben sachbezogen aushandeln.

Bewertung

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10

B1 Bewertungen an Kriterien orientieren

in einfachen Zusammenhängen eigene Bewertungen und Entscheidungen unter Verwendung naturwissenschaftlichen Wissens begründen.

für Entscheidungen in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien angeben und begründet gewichten.

B2 Argumentieren und Position beziehen

bei gegensätzlichen Ansichten Sachverhalte nach vorgegebenen Kriterien und vorliegenden Fakten beurteilen.

in Situationen mit mehreren Entscheidungsmöglichkeiten kriteriengeleitet Argumente abwägen, einen Standpunkt beziehen und diesen gegenüber anderen Positionen begründet vertreten.

B3 Werte und Normen berücksichtigen

Wertvorstellungen, Regeln und Vorschriften in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen hinterfragen und begründen.

Konfliktsituationen erkennen und bei Entscheidungen ethische Maßstäbe sowie Auswirkungen eigenen und fremden Handelns auf Natur, Gesellschaft und Gesundheit berücksichtigen.

4.2 Entwicklung der Basiskonzepte und Vernetzung der Inhaltsfelder - Gesamtübersichten

Basiskonzepte besitzen zwei wichtige Funktionen: Sie eignen sich besonders gut zur Vernetzung des Wissens und liefern Perspektiven oder Leitideen zur Generierung spezifischer Fragestellungen und Lösungsansätze.

Basiskonzepte werden Schritt für Schritt durch alle Jahrgangsstufen hindurch in unterschiedlichen Zusammenhängen erkenntniswirksam immer wieder aufgegriffen und weiter ausdifferenziert. Sie bilden auf diese Weise die übergeordneten Strukturen im Entstehungsprozess eines vielseitig verknüpften Wissensnetzes.

Die folgende Darstellung gibt einen Überblick über die Entwicklung der Basiskonzepte bis zum Ende der Jahrgangsstufe 10. Eine Betrachtung der Spalten in vertikaler Richtung zeigt, wie sich Basiskonzepte über die Inhaltsfelder hinweg von ersten Anfängen an durch Aufgreifen bestehender und Anbindung neuer Konzepte erweitern und ausdifferenzieren und wie sich ganz unterschiedliche Inhalte über gemeinsame Basiskonzepte vernetzen. Bei Betrachtung in horizontaler Richtung wird deutlich, welche Teilaspekte der Basiskonzepte im jeweiligen Inhaltsfeld von besonderer Bedeutung sind und unter welchen Perspektiven dementsprechend fachliche Inhalte betrachtet werden.

4.2.1 Übersicht zum Lernbereichsunterricht

Inhaltsfelder und
Schwerpunkte 5/6

Vorschläge für mögliche Kontexte

Basiskonzepte

Struktur und Funktion

Entwicklung

System

Wechselwirkung

Struktur der Materie

Energie

Chemische Reaktion

Lebensräume und Lebensbedingungen (1)

  • Erkundung eines Lebensraums
  • Züchtung von Tieren und Pflanzen
  • Biotopen- und Artenschutz
  • Extreme Lebensräume
    • Lebensraum Wald
    • Tiere im Zoo
    • Tiere und Pflanzen für unsere Ernährung

     

     

    Arten, Blütenbestandteile, Samenverbreitung

     

     

    Keimung, Wachstum, Fortpflanzung, Überdauerungsformen

    Blütenpflanzen, Produzenten, Konsumenten, Nahrungsketten, Tierverbände, abiotische Faktoren

    Wärmeisolation

     

    Aggregatzustände

     

    Wärme als Energieform, Temperatur

     

    Sonne, Wetter, Jahreszeiten (2)

    • Die Erde im Sonnensystem
    • Temperatur und Wärme
    • Angepasstheit an die Jahreszeiten
    • Sonne und Wetter
    • Leben im Jahreslauf
    • Wettervorhersagen

    Blattaufbau, Pflanzenzelle

     

    Angepasstheit

     

    Sonnensystem, Wärmetransport als Temperaturausgleich, Wärme- und Wasserkreislauf, Speicherstoffe, Überwinterungsstrategien

    Reflexion und Absorption von Wärmestrahlung

    Einfaches Teilchenmodell, Wärmeausdehnung und Teilchenbewegung

     

    Energieumwandlung, Übertragung und Speicherung von Energie

     

    Sinne und Wahrnehmung (3)

    • Sinneserfahrungen und Sinnesorgane
    • Sehen und Hören
    • Grenzen der Wahrnehmung
    • Sinne erschließen die Umwelt
    • Sinneseindrücke im Kino
    • Tiere als Sinnesspezialisten

    Auge und Ohr als Licht- bzw. Schallempfänger, Haut

    Angepasstheit an den Lebensraum

     

    Sinnesorgane, Nervensystem, Reiz-Reaktion, Schallschwingungen, Lichtquellen, Schattenbildung

    Absorption, Reflexion

     

    Schallausbreitung, Schallgeschwindigkeit 

     

     

     

    Körper und Leistungsfähigkeit (4)

    • Bewegungssystem
    • Atmung und Blutkreislauf
    • Ernährung und Verdauung
    • Kräfte und Hebel
    • Die richtige Ernährung
    • Training und Ausdauer
    • Kräfte des Menschen – Kräfte in der Natur

    Verdauungsorgane, Blutkreislauf, menschliches Skelett, Prinzip der Oberflächenvergrößerung, Gegenspielerprinzip

    Baustoffe

    Betriebsstoffe, Gasaustausch, Gleichgewicht, Hebel

    Kraftwirkungen, Hebelwirkung

     

     

    Gespeicherte Energie in Nahrungsmitteln

     

     

    Stoffe und Geräte des Alltags (5)

    • Stoffeigenschaften
    • Stofftrennung
    • Wirkungen des elektrischen Stroms
    • Speisen und Getränke
    • Auf Spurensuche
    • Stoffe im Haushalt
    • Elektrogeräte im Alltag

     

     

     

    Stromkreis, Strom als Ladungsausgleich, Schaltung und Funktion einfacher Geräte

     

    Stromwirkungen, magnetische Kräfte und Felder

     

    Lösungsvorgänge, Kristalle, Volumen, Masse, Leiter und Nichtleiter, magnetische Stoffe

    Schmelz- und Siedetemperatur, elektrische Energiequellen, Energieumwandlung

     

    Dauerhafte Eigenschaftsänderungen von Stoffen


    Inhaltsfelder und
    Schwerpunkte 7/8

    Vorschläge für mögliche Kontexte

    Basiskonzepte

    Struktur und Funktion

    Entwicklung

    System

    Wechselwirkung

    Struktur der Materie

    Energie

    Chemische

    Reaktion

    Die Veränderung von Stoffen (6)

    • Verbrennung
    • Oxidation und Reduktion
    • Metalle und Metallgewinnung
    • Gebrauchsmetalle und Recycling
    • Feuer und Brennstoffe
    • Brände und Brandbekämpfung
    • Vom Rohstoff zum Auto

     

     

     

     

     

    Element, Verbindung, einfaches Atommodell, edle und unedle Metalle, Legierungen

     

    Chemische Energie, Aktivierungsenergie, endotherme und exotherme Reaktionen, Energiebilanzen 

    Oxidation, Reduktion, Redoxreaktion, Gesetz von der Erhaltung der Masse, Umgruppierung von Teilchen

    Ökosysteme und Ressourcen (7)

    • Luft und Wasser
    • Stoffkreisläufe und Wechselbeziehungen im Ökosystem
    • Biosphäre und Atmosphäre
      • Die Diskussion um den Klimawandel
      • Lebensgrundlage Wasser
      • Sonnenlicht und Leben

      Einzeller, mehrzellige Lebewesen

       

      Veränderungen im Ökosystem, ökologische Nische, Nachhaltigkeit, Treibhauseffekt

       

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

       

      Luftzusammensetzung

       

      Nahrungspyramide, Wasserkreislauf, Wasseraufbereitung 

       

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

      Entwicklung der Erde und des Lebens (8) (LD Ch)

      • Himmelsobjekte und Universum
      • Optische Instrumente
      • Evolutionsfaktoren
      • Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen
      • Unsere Erde im Weltall
      • Die Entwicklung von Lebewesen und Lebensräumen
      • Die Entwicklung und Erforschung des Universums

      Wirbeltierskelette, Bipedie

       

      Fossilien, Evolutionstheorien, Artbildung, Fitness, Stammbäume

      Universum, Sonnensystem, Weltbilder, Abbildungen durch Linsen, Artenvielfalt, Mutation, Selektion, Separation

       

      Gravitationskraft, Gravitationsfeld, Brechung, Totalreflexion, Farbzerlegung

       

      kosmische Objekte

      Energieumwandlungen in Sternen, Spektrum des Lichts (IR bis UV)

       

       

      Aufbau der Erde und Entwicklung des Lebens (9) (LD Ph)

      • Elementfamilien
      • Periodensystem und Atombau
      • Evolutionsfaktoren
      • Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen
      • Atome und Weltall
      •  Die Entstehung und Zusammensetzung der Erde
      • Die Entwicklung von Lebewesen und Lebensräumen

        Wirbeltierskelette, Bipedie

         

        Fossilien, Evolutionstheorien, Artbildung, Fitness, Stammbäume

        Artenvielfalt, Mutation, Selektion, Separation

         

         

        Atombau, Kern-Hülle-Modell, Schalenmodell, atomare Masse, Isotope, Ionen, Ionenbindung, Ionengitter, Entstehung der Elemente

        Energiezustände

         

        Elementfamilien

         

        Elektrizität im Stromkreis (10) (LD Ch)

        • Ladung und Ladungstrennung
        • Spannung, Strom und Widerstand
        • Elektrochemische Energiespeicher
        • Elektrizität im Haushalt
        • Elektrische Phänomene in der Natur
        • Akkus und Batterien – Strom für unterwegs

         

         

        Stromstärke, Spannung, Widerstand, Reihenschaltung und Parallelschaltung 

        Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder

         

        Kern-Hülle-Modell des Atoms, Eigenschaften von Ladungen, Gittermodell der Metalle, Metallbindung

        elektrische Energie, Spannungserzeugung, Energieumwandlungen in Stromkreisen

        Laden und Entladen von Akkumulatoren

        Elektrochemische Spannungsquellen (11) ( LD Ph)

        • Spannung und Ladungstrennung
        • Elektrolyse
        • Elektrochemische Energiespeicher
        • Elektroautos
        • Akkus und Batterien – Strom für unterwegs
        • Solarstrom

         

         

        Spannung, Strom, Reihenschaltung und Parallelschaltung von Spannungsquellen

        Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder

         

        Elektronenübertragung, Donator-Akzeptor-Prinzip

         

        Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung

         

        Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen

         

        Bewegung in Natur und Technik (12) (LD Ch)

        • Kräfte und Bewegung
        • Auftrieb und Vortrieb
        • Raumfahrt
        • Schwimmen, schweben, sinken
        • Die Geschichte des Fliegens
        • Sport und Bewegung
        • Fortbewegung in der Tierwelt
        • Expeditionen ins Weltall

        Bewegungsmechanismen bei Lebewesen

         

        Angepasstheit und Fortbewegung in der Natur

         

        Geschwindigkeit, Schwerelosigkeit

         

        Kraftwirkungen, Trägheitsgesetz, Wechselwirkungsgesetz, Kraftvektoren, Gewichtskraft, Druck, Auftriebskräfte

        Masse, Dichte

         

        Bewegungsenergie, Energieerhaltung

         

        4.2.2 Übersicht zum Fachunterricht Biologie

        Inhaltsfelder und Schwerpunkte

         

        Vorschläge für mögliche Kontexte

        Basiskonzepte

        System

        Struktur und Funktion]

        Entwicklung

        Tiere und Pflanzen in Lebensräumen (1)

        • Vielfalt von Lebewesen
        • Züchtung von Tieren und Pflanzen
          • Tier und Pflanzen in meiner Umgebung
          • Tiere und Pflanzen, die nützen

          Blütenpflanzen, Produzenten, Konsumenten, Nahrungsketten, Tierverbände

           

          Arten, Blütenbestandteile, Samenverbreitung

           

          Keimung, Wachstum, Fortpflanzung

          Tiere und Pflanzen im Jahreslauf (2)

          • Fotosynthese
          • Angepasstheit an die Jahresrhythmik
          • Angepasstheit an Lebensräume
          • Die Sonne – Motor des Lebens
          • Pflanzen und Tiere – Leben mit den Jahreszeiten
          • Extreme Lebensräume – Lebewesen aus aller Welt

            Energieumwandlung, Speicherstoffe, abiotische Faktoren, Überwinterungsstrategien

             

            Blattaufbau, Pflanzenzelle

             

            Angepasstheit, Überdauerungsformen, Wasserspeicher

            Sinne und Wahrnehmung (3)

            • Sinnesorgane des Menschen
            • Sinne bei Tieren
            • Zusammenspiel der Sinne – Orientierung in unserer Umwelt
            • Wenn Sinne fehlen oder verlorengehen
            • Tiere mit besonderen Sinnen

            Sinnesorgane, Nervensystem, Reiz-Reaktion

             

            Auge, Ohr, Haut

             

            Angepasstheit an den Lebensraum

            Bau und Leistung des menschlichen Körpers (4)

            • Ernährung
            • Atmung
            • Blutkreislauf
            • Bewegung und Gesundheit
            • Nahrung – Energie für den Körper
            • Aktiv werden für ein gesundheitsbewusstes Leben

            Betriebsstoffe, Gasaustausch, Ernährungsverhalten

             

            Verdauungsorgane, Oberflächenvergrößerung, Blutkreislauf, menschliches Skelett, Gegenspielerprinzip

             

            Baustoffe, Gefahren des Rauchens

            Ökosysteme und ihre Veränderungen (5)

            • Energiefluss und Stoffkreisläufe
            • Anthropogene Einwirkungen auf Ökosysteme
            • Ökosystem Wald
            • Leben in Gewässern
            • Ökosysteme im Wandel

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

            Einzeller, mehrzellige Lebewesen

             

            Veränderungen im Ökosystem, ökologische Nische, Nachhaltigkeit, Treibhauseffekt

            Evolutionäre Entwicklung (6)

            • Fossilien
            • Evolutionsfaktoren
            • Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen
            • Lebewesen und Lebensräume - in ständiger Veränderung
            • Ab wann war der Mensch ein Mensch?

            Artenvielfalt, Mutation, Selektion, Separation

             

            Wirbeltierskelette

             

            Fossilien, Evolutionstheorien, Artbildung, Fitness, Stammbäume

            Gene und Vererbung (7)

            • Klassische Genetik
            • Molekulargenetik
            • Veränderungen des Erbgutes
            • Vererbung – Planung oder Zufall
            • Produkte aus dem Genlabor

            Chromosomenverteilung in der Meiose

             

            Mendelsche Regeln, Erbgänge, DNA, Gen, Allel, Chromosomen, vom Gen zum Protein

             

            Familienstammbäume, Mutation

            Stationen eines Lebens (8)

            • Embryonen und Embryonenschutz
            • Gesundheitsvorsorge
            • Organtransplantationen
            • Verantwortung für das eigene Leben
            • Organspender werden?

            Chromosomenverteilung in der Mitose

             

            Embryo, künstliche Befruchtung, Transplantation

             

            Stammzellen, Tod

            Information und Regulation (9)

            • Gehirn und Lernen
            • Lebewesen kommunizieren
            • Immunbiologie
            • Lernen – nicht nur in der Schule
            • Farben und Signale
            • Der Kampf gegen Krankheiten

            Gehirn, Gedächtnismodell, Diabetes, Immunsystem, AIDS, Impfung, Allergien

             

            Nervenzelle, Signalwirkung, Schlüssel-Schloss-Prinzip, Duftstoffe, Bakterien, Viren, Antigene - Antikörper

            Plastizität, Emotionen und Lernen, Antibiotika, Wirts- und Generationswechsel

            4.2.3 Übersicht zum Fachunterricht Chemie

            Inhaltsfelder und Schwerpunkte

             

            Vorschläge für mögliche Kontexte

            Basiskonzepte

            Chemische Reaktion

            Struktur der Materie

            Energie

            Stoffe und Stoffeigenschaften (1)

            • Stoffeigenschaften
            • Reinstoffe, Stoffgemische und Trennverfahren
            • Veränderung von Stoffeigenschaften
            • Speisen und Getränke
            • Auf Spurensuche
            • Stoffe des Alltags

             

            Dauerhafte Eigenschaftsänderungen von Stoffen

             

             

             

            Aggregatzustände, Teilchenvorstellungen, Lösungsvorgänge, Kristalle

             

            Wärme, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustandsänderungen

            Energieumsätze bei Stoffveränderungen (2)

            • Verbrennung
            • Oxidation
            • Stoffumwandlung
            • Die Geschichte des Feuers
            • Brände und Brandbekämpfung
            • Brennstoffe und ihre Nutzung

            Gesetz von der Erhaltung der Masse, Umgruppierung von Teilchen

             

            Element, Verbindung, einfaches Atommodell

            Chemische Energie, Aktivierungsenergie, exotherme und endotherme Reaktionen

            Metalle und Metallgewinnung (3)

            • Metallgewinnung und Recycling
            • Gebrauchsmetalle
            • Korrosion und Korrosionsschutz
            • Von der Steinzeit bis zum High-Tech-Metall
            • Vom Erz zum Auto
            • Schrott - Abfall oder Rohstoff?

            Oxidation, Reduktion, Redoxreaktion

            Edle und unedle Metalle, Legierungen

             

            Energiebilanzen, endotherme und exotherme Redoxreaktionen

            Luft und Wasser (4)

            • Luft und ihre Bestandteile
            • Treibhauseffekt
            • Wasser als Oxid
            • Unsere Atmosphäre
            • Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser
            • Wasser als Lebensraum

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

             

            Luftzusammensetzung, Anomalie des Wassers

             

            Wärme, Wasserkreislauf

            Elemente und ihre Ordnung (5)  

            • Elementfamilien
            • Periodensystem
            • Atombau
            • Der Aufbau der Stoffe
            • Die Geschichte der Atomvorstellungen
            • Salze und Mineralien

            Elementfamilien

             

            Atombau, Kern-Hülle-Modell, Schalenmodell, atomare Masse, Isotope, Ionen, Ionenbindung, Ionengitter, Entstehung der Elemente

            Energiezustände

            Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen (6)  

            • Batterie und Akkumulator
            • Brennstoffzelle
            • Elektrolyse
            • Mobile Energiespeicher
            • Elektroautos

            Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen

             

             

             

             

            Elektronenübertragung, Donator-Akzeptor-Prinzip 

             

            Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung

            Säuren und Basen (7)  

            • Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen
            • Neutralisation
            • Eigenschaften von Salzen
            • Säuren und Laugen in Alltag und Beruf
            • Säuren in Lebensmitteln

            Neutralisation, Hydration, pH-Wert, Indikatoren

             

            Elektronenpaarbindung, Wassermolekül als Dipol, Wasserstoffbrückenbindung, Protonenakzeptor und -donator

             

            exotherme und endotherme Säure-Base-Reaktionen

            Stoffe als Energieträger (8)  

            • Alkane
            • Alkanole
            • Fossile und regenerative Energieträger
            • Zukunftssichere Energieversorgung
            • Nachwachsende Rohstoffe und Biokraftstoff
            • Mobilität

            alkoholische Gärung

             

            Kohlenwasserstoffmoleküle, Strukturformeln, funktionelle Gruppe, unpolare Elektronenpaarbindung, Van-der-Waals-Kräfte

             

            Treibhauseffekt, Energiebilanzen

             

            Produkte der Chemie (9)  

            • Makromoleküle in Natur und Technik
            • Struktur und Eigenschaften ausgesuchter Verbindungen
            • Nanoteilchen und neue Werkstoffe
              • Kunststoffe und Klebstoffe - Werkstoffe nach Maß
              • Lebensmittel, Düfte und Aromen
              • Anwendungen der Chemie in Medizin, Natur und Technik

              Synthese von Makromolekülen aus Monomeren, organische Säuren, Esterbildung

              Funktionelle Gruppen, Nanoteilchen 

               

              4.2.4 Übersicht zum Fachunterricht Physik

               

              Inhaltsfelder und Schwerpunkte

              Vorschläge für mögliche Kontexte

              Basiskonzepte

              Struktur der Materie

              Energie

              Wechselwirkung

              System

              Sonnenenergie und Wärme (1)

              • Sonne und Jahreszeiten
              • Temperatur und Wärme
              • Wetterphänomene
              • Energie von der Sonne
              • Sonne, Wetter und Jahresrhythmik
              • Wettervorhersagen und Wetterschutz

              Einfaches Teilchenmodell, Wärmeausdehnung und Teilchenbewegung, Aggregatzustände

              Wärme als Energieform, Temperatur, Übertragung und Speicherung von Energie

               

              Reflexion und Absorption von Wärmestrahlung

              Wärmetransport als Temperaturausgleich, Wärme- und Wasserkreislauf, die Erde im Sonnensystem

              Sinneswahrnehmungen mit Licht und Schall (2)

              • Lichtausbreitung und Sehen
              • Töne und Schallentstehung
              • Wahrnehmen und Messen
              • Musik und Musikinstrumente
              • Sicher im Straßenverkehr
              • Kino

              Schallausbreitung, Schallgeschwindigkeit 

               

               

              Absorption, Reflexion

               

              Schallschwingungen Lichtquellen, Auge und Ohr als Licht- bzw. Schallempfänger, Schattenbildung

              Kräfte und Körper (3)

              • Eigenschaften von Körpern
              • Magnetische Kräfte und Magnetfelder
              • Kraftwirkungen und Hebel
              • Auf den richtigen Werkstoff kommt es an
              • Orientierung mit dem Kompass
              • Werkzeuge und ihre Wirkungen

                Volumen, Masse, magnetische Stoffe

                 

                 

                Kraftwirkungen, Hebelwirkung, magnetische Kräfte und Felder

                 

                Physikalisches Gleichgewicht, Hebel

                Elektrizität und ihre Wirkungen (4)

                • Stromkreise und Schaltungen
                • Wirkungen elektrischen Stroms
                • Elektromagnete
                • Elektrische Geräte erleichtern unseren Alltag
                • Elektrische Beleuchtung
                • Was der Strom alles kann

                  einfaches Modell des elektrischen Stroms, Leiter und Nichtleiter

                   

                   

                  elektrische Energiequellen, Energieumwandlung

                   

                  Stromwirkungen

                  Stromkreis, Strom als Ladungsausgleich, Leiter und Isolator, Schaltung und Funktion einfacher Geräte

                  Optische Instrumente (5)

                  • Abbildungen mit Linsen und Spiegeln
                  • Linsensysteme
                  • Licht und Farben 
                  • Sehhilfen für nah und fern
                  • Kameras und Projektoren
                  • Die Welt der Farben

                  Licht brechende und Licht reflektierende Stoffe

                  Licht als Energieträger, Spektrum des Lichts (IR bis UV)

                  Brechung, Totalreflexion, Farbzerlegung

                  Abbildungen durch Linsen

                  Erde und Weltall (6)

                  • Himmelsobjekte
                  • Modelle des Universums
                  • Teleskope
                  • Weltbilder verändern sich
                  • Unsere Erde im Weltall
                  • Die Erforschung des Himmels

                  kosmische Objekte

                  Energieumwandlungen in Sternen

                   

                   

                  Gravitationskraft, Gravitationsfeld

                  Universum, Sonnensystem, Weltbilder

                  Stromkreise (7)

                  • Spannung und Ladungstrennung
                  • Stromstärke und elektrischer Widerstand
                  • Gesetze des Stromkreises
                  • Elektroinstallation und Sicherheit im Haus
                  • Energiesparen
                  • Blitze und Gewitter

                  Kern-Hülle-Modell des Atoms, Eigenschaften von Ladungen, Gittermodell der Metalle

                   

                  Elektrische Energie, Spannungserzeugung, Energieumwandlungen in Stromkreisen

                   

                  Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder

                   

                  Stromstärke, Spannung, Widerstand, Reihenschaltung und Parallelschaltung

                  Bewegungen und ihre Ursachen (8)

                  • Bewegungen
                  • Kraft und Druck
                  • Auftrieb
                  • Satelliten und Raumfahrt
                  • Sicherheit im Verkehr
                  • Physik und Sport
                  • Tauchen
                  • Arbeiten in einer Raumstation

                  Masse, Dichte

                   

                   

                  Bewegungsenergie, Energieerhaltung

                   

                  Kraftwirkungen, Trägheitsgesetz, Wechselwirkungsprinzip, Kraftvektoren, Gewichtskraft, Druck, Auftriebskräfte

                   

                  Geschwindigkeit, Schwerelosigkeit

                  Energie, Leistung, Wirkungsgrad (9 )

                  • Kraft, Arbeit und Energie
                  • Maschinen und Leistung
                  • Energieumwandlung und Wirkungsgrad
                    • Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit
                    • Kräfte schonen - Energie sparen
                    • Im Fitnessstudio

                       

                      Arbeit, mechanische Energieformen, Energieentwertung, Leistung

                      Kräfteaddition, Drehmoment

                       

                      Kraftwandler, Energiefluss bei Ungleichgewichten

                      Elektrische Energieversorgung (10)

                      • Elektromagnetismus und Induktion
                      • Elektromotor und Generator
                      • Kraftwerke und Nachhaltigkeit
                      • Stromversorgung einer Stadt
                      • Elektrofahrzeuge
                      • Energiequellen und Umweltschutz

                         

                        Elektrische Energie, Energiewandler, elektrische Leistung, Energietransport

                         

                        Magnetfelder von Leitern und Spulen, elektromagnetische Kraftwirkungen, Induktion

                         

                        Elektromotor, Generator, Transformator, Versorgungsnetze, Nachhaltigkeit, Klimawandel

                        Radioaktivität und Kernenergie (11)

                        • Atomkerne und Radioaktivität
                        • Ionisierende Strahlung
                        • Kernspaltung
                          • Kernkraftwerke und Entsorgung
                          • Strahlung in Medizin und Forschung
                          • Die Geschichte der Kernspaltung

                            Atome und Atomkerne, Ionen, Isotope, radioaktiver Zerfall

                             

                            Kernenergie, Energie ionisierender Strahlung

                             

                            Alpha-, Beta-, Gamma-Strahlung, Röntgenstrahlung, Wirkungen ionisierender Strahlen, Strahlenschutz

                             

                            Halbwertzeiten, Kernspaltung und Kettenreaktion, natürliche Radioaktivität

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