Schulentwicklung NRW - Lehrplannavigator S I - Hauptschule - Naturwissenschaften - Naturwissenschaften KLP

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4 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 all-gemeinen 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)
UF 1 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
E 1 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 erstellen und lesen	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 Fachunterricht Biologie

Inhaltsfelder und Schwerpunkte	Mögliche Kontexte	Basiskonzepte
Inhaltsfelder und Schwerpunkte	Mögliche Kontexte	System	Struktur und Funktion	Entwicklung
Tiere und Pflanzen in ihren Lebensräumen (1) Vielfalt von Lebewesen Züchtung von Tieren und Pflanzen	Lebewesen in der Umgebung Tiere und Pflanzen, die nützen	Bauplan von Blütenpflanzen, Produzenten, Konsumenten, Nahrungsketten, Tierverbände, Zuchtformen von Pflanzen und Tieren	Arten, Blütenbestandteile, Samenverbreitung	Keimung, Wachstum, Fortpflanzung und Entwicklung, Züchtung, artgerechte Tierhaltung, Nachhaltigkeit
Sonne, Klima, Leben (2) Angepasstheit an die Jahresrhythmik Angepasstheit an Lebensräume Fotosynthese	Pflanzen und Tiere in den Jahreszeiten Die Sonne als Motor des Lebens Lebewesen in extremen Lebensräumen	Energieumwandlung, Speicherstoffe, abiotische Faktoren, Überwinterungsstrategien, Regulation der Körpertemperatur	Pflanzenzelle, Chloroplasten	Angepasstheit, Überdauerungsformen, Wasser- und Nährstoffspeicher
Gesundheitsbewusstes Leben (3) Ernährung und Verdauung Bewegung, Atmung, Blutkreislauf Gesundheitsvorsorge	Lebensmittel und Nährstoffe Bewegung und Gesundheit	Verdauungsorgane, Betriebsstoffe, Vitamine und Mineralstoffe, Gasaustausch, Ernährung	Verdauung, Prinzip der Oberflächenvergrößerung, Blutkreislauf, menschliches Skelett, Gegenspielerprinzip	Baustoffe
Sinne und Wahrnehmung (4) Die Sinne des Menschen Spezielle Sinne bei Tieren	Zusammenspiel der Sinne - Orientierung in der Umwelt Hören und Lärmschutz Tiere als Sinnesspezialisten	Sinnesorgane, Nervensystem, Reiz-Reaktion	Auge, Ohr, Haut, Schädigung und Schutz der Sinnesorgane	Angepasstheit an den Lebensraum
Ökosysteme und ihre Veränderung (5) Bestandteile von Ökosystemen Energiehaushalt in einem Ökosystem Veränderung von Ökosystemen durch Klimawandel	Leben im Wasser Ökosystem Wald Klimawandel und die Veränderung der Biosphäre	Produzenten, Konsumenten, Destruenten, Nahrungsnetze, Räuber-Beute-Beziehung, Nahrungspyramide, Stoffkreislauf, Biosphäre	Einzeller, mehrzellige Lebewesen	Veränderungen im Ökosystem, ökologische Nische, Nachhaltigkeit, Klimawandel
Evolutionäre Entwicklung (6) Beispiele der Evolution Evolutionsfaktoren Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen	Lebewesen und Lebensräume - dauernd in Veränderung Die Entwicklung zum modernen Menschen	Fossilien, Arten, Selektion	Evolutionäre Fitness	Evolution, Artbildung, Erdzeitalter, Stammbäume, Wirbeltierskelette
Gene und Vererbung (7) Vererbung von Merkmalen Grundlagen der Genetik Veränderungen des Erbgutes	Planung und Zufall bei der Vererbung Gene verändern sich	Chromosomenverteilung in Keimzellen	Chromosomen, DNA, Gene	Erbgänge, Familienstammbäume, Mutation
Biologische Forschung und Medizin (8) Krankheiten und Immunsystem Vorsorge und Heilen Blutzuckerregulation	Wohlbefinden und Gesundheit Infektionen und Allergien	Infektionskrankheiten, Immunsystem, Impfung, Allergien, Diabetes Typ I, Transplantation, Gehirn, Nervensystem	Bakterien, Viren, Aids, Schlüssel-Schloss-Prinzip, Stammzellen, Hormone	Antibiotika-Resistenz, Desensibilisierung, Diabetes Typ II, Tod

4.2.2 Übersicht zum Fachunterricht Chemie

Inhaltsfelder und Schwerpunkte	Mögliche Kontexte	Basiskonzepte
Inhaltsfelder und Schwerpunkte	Mögliche Kontexte	Chemische Reaktion	Struktur der Materie	Energie
Stoffe und Stoffeigenschaften (1) Stoffeigenschaften Reinstoffe, Stoffgemische und Trennverfahren Veränderung von Stoffeigenschaften	Speisen und Getränke Spurensuche Stoffe im Alltag	Dauerhafte Eigenschaftsänderungen von Stoffen	Aggregatzustände, Teilchenvorstellungen, Lösungsvorgänge, Kristalle	Wärme, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustandsänderungen
Verbrennung - Energieumsätze bei Stoffveränderungen (2) Verbrennung Oxidation Stoffumwandlung	Geschichte des Feuers Brände und Brandbekämpfung Brennstoffe und ihre Nutzung	Gesetz von der Erhaltung der Masse, Umgruppierung von Teilchen	Element, Verbindung, einfaches Teilchenmodell	Chemische Energie, Aktivierungsenergie, exotherme und endotherme Reaktion
Luft und Wasser (3) Luft und ihre Bestandteile Treibhauseffekt Wasser als Oxid	Die Atmosphäre der Erde Trink- und Nutzwasser Luft- und Wasserqualität	Nachweis von Wasser, Sauerstoff und Wasserstoff, Analyse und Synthese von Wasser	Luftzusammensetzung, Anomalie des Wassers	Wärme, Wasserkreislauf
Metalle und Metallgewinnung (4) 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
Elemente und ihre Ordnung (5) Elementfamilien Periodensystem Atombau	Der Aufbau der Stoffe Die Geschichte der Atomvorstellung Ein Ordnungssystem für Elemente	Elementfamilien	Elemente, Protonen, Neutronen, Elektronen, Atombau, atomare Masse, Isotopen, Kern-Hülle-Modell, Schalenmodell	Energiezustände
Säuren, Laugen, Salze (6) Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen Neutralisation Eigenschaften von Salzen	Säuren und Laugen in Alltag und Beruf Salze und Gesundheit Mineralien und Kristalle	Neutralisation, Hydration, pH-Wert, Indikatoren	Elektronenpaarbindung, Wassermolekül als Dipol, Wasserstoffbrückenbindung, Protonenabgabe und Protonenaufnahme, Ionenbindung und Ionengitter	exotherme und endotherme Säure-Base-Reaktionen
Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen (7) Batterie und Akkumulator Brennstoffzelle Elektrolyse	Elektroautos Mobile Energiespeicher	Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen	Elektronenübertragung	Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung
Stoffe als Energieträger (8) Alkane Alkanole Fossile und regenerative Energieträger	Zukunftssichere Energieversorgung Nachwachsende Rohstoffe Mobilität – Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft	alkoholische Gärung	Kohlenwasserstoffmoleküle, Strukturformeln, funktionelle Gruppe, unpolare Elektronenpaarbindung, Van-der-Waals-Kräfte	Katalysator, Treibhauseffekt, Energiebilanzen
Produkte der Chemie - Nutzen und Risiken (9) Makromoleküle in Natur und Technik Struktur und Eigenschaften ausgesuchter Verbindungen Nanoteilchen und neue Werkstoffe	Kunststoffe und Klebstoffe Seifen, Düfte und Aromen Anwendungen der Chemie in Medizin, Natur und Technik	Synthese von Makromolekülen aus Monomeren, Esterbildung	Funktionelle Gruppen, Nanoteilchen, Tenside

4.2.3 Übersicht zum Fachunterricht Physik

Inhaltsfelder und Schwerpunkte	Mögliche Kontexte	Basiskonzzepte
Inhaltsfelder und Schwerpunkte	Mögliche Kontexte	System	Wechselwirkung	Energie	Struktur der Materie
Sonnenenergie und Wärme (1) Sonne und Jahreszeiten Wetter Temperatur und Wärme	Vom Satellitenbild zum Wetterbericht Kleidung für jedes Wetter Wetter und Landwirtschaft	Wärmetransport als Temperaturausgleich, Wärme- und Wasserkreislauf, die Erde im Sonnensystem	Strahlung, Reflexion, Absorption, Wärmeausdehnung	Temperatur und Wärme, Energieformen, Licht- und Wärmeenergie, Übertragung und Speicherung von Energie	einfaches Teilchenmodell, Aggregatzustände
Sinneswahrnehmungen mit Licht und Schall (2) Lichtausbreitung und Sehen Töne und Schallentstehung Wahrnehmen und Messen	Sicherheit im Straßenverkehr Kino Leben mit Behinderungen	Auge und Ohr als Licht- bzw. Schallempfänger, Schattenbildung, Schallschwingungen, Lärmschutz	Schallausbreitung, Absorption, Reflexion		Licht- und Schallausbreitung, Schallgeschwindigkeit
Geräte und Werkzeuge (3) Hebel Geräte im Stromkreis Magnetismus	Auf der Baustelle Geräte und Werkzeuge für Heimwerker Geräte als Helfer in der Küche	einfache Hebel, Stromkreise, Strom als Ladungsausgleich	Verformung und Bewegungsänderung durch Kräfte, magnetische Kräfte und Magnetfelder	Wirkungen des elektrischen Stroms, Energieumwandlung	Leiter und Nichtleiter, magnetische Stoffe
Optische Instrumente (4) Bilderzeugung mit Linsen und Spiegeln Optische Geräte Licht und Farben	Beim Optiker Kameras und Projektoren Die Welt der Farben	Bildentstehung mit Linsen	Reflexion, Lichtbrechung, Totalreflexion, Farbspektren, Farbzerlegung	Licht als Energieträger
Bewegungen und ihre Ursachen (5) Kräfte und Bewegung Geschwindigkeit Auftrieb	Straßenverkehr Schwimmen - Schweben - Tauchen Luftfahrzeuge	Geschwindigkeit, Bewegungen	Kraftwirkungen, Trägheitsgesetz, Wechselwirkungsgesetz, Gewichtskraft, Auftrieb, Druck	Bewegungsenergie, Energieerhaltung	Masse, Dichte
Erde und Weltall (6) Modelle des Universums Himmelsobjekte	Weltbilder und ihre Veränderungen Die Erde im Weltall Forschen im Weltraum	Universum, Sonnensystem, Weltbilder	Gravitation	Energieumwandlungen in Sternen	Kosmische Objekte
Energienutzung (7) Kräfte, Arbeit und Maschinen Strom, Spannung, Widerstand Leistung und Wirkungsgrad	Energiekosten Kräfte schonen mit Werkzeugen und Maschinen Elektroinstallation	Elektrischer Strom, Spannung, Widerstand, Reihenschaltung, Parallelschaltung, Energiefluss bei Ungleichgewichten	Kräfteaddition, Kräfte zwischen Ladungen	Arbeit, Energie und Leistung (mechanisch, elektrisch), Spannungserzeugung Energieerhaltung, Wirkungsgrad, Energieentwertung	Kern-Hülle-Modell des Atoms, Atomgittermodell, Elektronen, Leiter und Nichtleiter
Informationsübertragung (8) Sensoren Analoge und digitale Signale Übertragung von Informationen	Auf dem Weg in die digitale Welt Fühlen – messen – verstärken Kommunikation mit elektronischen Geräten	Diode, Transistor	Sensoren für Licht und Wärme		Halbleiter
Zukunftssichere Energieversorgung (9) Elektromagnetismus und Induktion Elektromotor und Generator Kraftwerke und Nachhaltigkeit	Energieversorgung ohne fossile Energieträger Elektrofahrzeuge Energiequellen und Umweltschutz	Elektromotor, Generator, Transformator, Versorgungsnetze, Kraft-Wärme-Kopplung, Klimawandel, Nachhaltigkeit	Magnetfelder von Leitern und Spulen, Elektromagnetismus und Induktion	Umwandlung von mechanischer, elektrischer und magnetischer Energie, Energiespeicher, Energieerhaltung	Fossile und regenerative Energieträger
Radioaktivität und Kernenergie (10) Atomkerne Kernspaltung Radioaktivität und ionisierende Strahlung	Radioaktivität in Natur, Technik und Medizin Energie aus dem Atomkern	Kernspaltung und Kettenreaktion, Halbwertszeit	α-, β-, γ-Strahlung, Röntgenstrahlung, Wirkung ionisierender Strahlung; Strahlenschutz	Energie ionisierender Strahlung, Kernenergie	Atome, Atomkerne, Ionen, natürliche Radioaktivität, Isotope

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