Aufgaben und Ziele des Wahlpflichtfaches Naturwissenschaften

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1 Aufgaben und Ziele des Wahlpflichtfaches Naturwissenschaften (vgl. Kernlehrplan für Gesamtschule/Sekundarschule in Nordrhein-Westfalen, S. 7) Das Fach Naturwissenschaften in der Sekundarschule berücksichtigt die Perspektiven der drei naturwissenschaftlichen Einzeldisziplinen: Die biologische Sichtweise legt den Fokus auf die Auseinandersetzung mit dem Lebendigen auf verschiedenen Systemebenen von der Zelle über Organismen bis hin zur Biosphäre. Die chemische Sicht gilt der Untersuchung und Beschreibung der stofflichen Welt und deren Veränderungen. Die physikalische Sicht schließlich hat zum Ziel, grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Natur zu erkennen und zu erklären. Die ganzheitliche Betrachtung naturwissenschaftlich-technischer Zusammenhänge aus verschiedenen Perspektiven ermöglicht ein grundlegendes Verständnis für ein zeitgemäßes und aufgeklärtes Weltbild sowie für gesellschaftliche und technische Fortschritte. Der naturwissenschaftliche Unterricht trägt insbesondere zur kritischen Reflexion geschlechter- und kulturstereotyper Zuordnungen, zur Werteerziehung, Empathie und Solidarität, zum Aufbau sozialer Verantwortung, zur Gestaltung einer demokratischen Gesellschaft, zur Sicherung natürlicher Lebensgrundlagen, auch für kommende Generationen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung und zur kulturellen Mitgestaltung bei. Darüber hinaus leistet er einen Beitrag zur kulturellen Verständigung, zur interdisziplinären Verknüpfung von Kompetenzen, auch mit anderen Fächern und Lernbereichen, sowie zur Vorbereitung auf Ausbildung, Studium, Arbeit und Beruf. Sprachliches und fachliches Lernen sind untrennbar miteinander verbunden und finden in jedem Unterricht statt. Deswegen kommt auch im Fach Naturwissenschaften dem sprachsensiblen Fachunterricht eine besondere Bedeutung hinzu. Der Wahlpflichtfach erweitert die Anforderungen des Kernunterrichts in qualitativer Hinsicht: Angestrebt werden Fähigkeiten zur Abstraktion und der Modellbildung, auch mit Bezug auf Formalisierung und Mathematisierung. Die Problemstellung wird zunehmend komplexer und greift gleichermaßen alle 3 naturwissenschaftlichen Fächer auf. Der naturwissenschaftliche Unterricht ist deshalb in der ersten Progressionsstufe (Klasse 6/7) fächerübergreifend angelegt. In der zweiten Progressionsstufe soll in den Jahrgangsstufen 8 bis 10 gemäß den besonderen Interessen der Schülerinnen und Schüler zwischen den Perspektiven Physik/Chemie und Biologie/Chemie differenziert werden. Der Wahlpflichtunterricht ist mit dem regulären Unterricht fest vernetzt und baut auf den bereits erworbenen Kompetenzen auf. Außerdem eröffnet er attraktive berufliche Perspektiven. 1

2 Fach Wahlpflicht Naturwissenschaften Jahrgang 6 Thema Inhaltsfeld 1 Boden : Bodenentstehung Bodenarten und Bodentypen Boden als Lebensraum Kompetenzbereiche Kompetenzerwartungen Die Entstehung von Boden durch biologische, physikalische und chemische Prozesse erläutern (UF1) Die Bedeutung von Zersetzern bei der Bodenbildung mithilfe einfacher Recyclingkreisläufe begründen (UF1, UF4) Bedeutung des Bodens für die Pflanzen und Bedeutung der Pflanzen für den Boden erläutern (UF2, UF4) Mechanische Vorgänge der Bodenbildung anhand der Modellversuche demonstrieren (E5, E7, E8) Böden mithilfe von Schlämmproben auftrennen (E5, E6, UF3) Bodenarten mithilfe bestimmter Kriterien bestimmen (E2, E5) fächerübergreifender Unterricht Gestaltung eines Plakates zu einem ausgewählten Bodentier Informatik: nach den Informationen recherchieren Umgang mit den Fachtexten, Vorbereitung und Gliederung eines Vortrages Gesellschaftswissenschaf ten: Diskussionen zum vertical farming und seiner Bedeutung für die Wirtschaft und Umwelt Klassenarbeiten - Aufgabentyp Kurzer Vortrag Steckbrief verstehen Langzeitversuch zur Bedeutung von Wasser, Licht und Mineralstoffen für den Wachstum der Pflanzen Langzeitversuch zur Frostsprengung Langzeitversuch zur Entwicklung der Pflanzen im Gips- Bett (Kraft der wachsenden Pflanzen) Schlämmprobe Roll- und Fingerprobe Versuche mit verschiedenen verwendete Materialien Anschauungsmaterialien wie z. B. Mineralien, Kriechtiere, Zeigerpflanzen, Pflanzensymbiosen (z.b. Flechte) in ihrem Lebensraum untersuchen verschiedene Bodentypen, Pflanzen/Pflanzensa men Gips, Alltagsgegenstände für Modellbau (z,b. Fön, Steine in verschiedener Größe, Sand) Lupenbecher Blumentöpfe, 2

3 Kommunikation Experimente zur Untersuchung der Bodenbeschaffenheit entwickeln (E4, E5, E6, K9) Bodenlebewesen systematisch ordnen und ihre Funktion beschreiben (E5, E6, UF3) Daten aus einfachen Tabellen und Diagrammen ablesen (K2.2) In einer vorgegebenen Protokollstruktur Versuchsaufbauten schematisch zeichnen und beschriften und gewonnene Erkenntnisse festhalten (K3) Arbeitsergebnisse nach vorgegebenen Kriterien fachlich korrekt präsentieren (K7.1) Naturwissenschaftliche Probleme im Team bearbeiten und dafür Aufgaben untereinander aufteilen K9) Praktische Philosophie: Recycling in der Natur und seine Bedeutung für die Umwelt Naturwissenschaften: Sonne, Wetter, Jahreszeiten, Entstehung der Erde und Weltall Bodentypen zu der Wasser- Haltefähigkeit und Filtereigenschaften Modellbau zur Bodenentstehung/ Verwitterung Messzylinder Dokumentationsfilm Haut der Erde Außerschulische Lernorte: Wald, Wiese Inhaltsfeld 2 Recycling : Stoffe und Stoffgruppen Stoffeigenschaften Kriterien für Beurteilung verschiedener Böden benennen (B1) Einsatz von Streusalz und industriell hergestellten Dünger bewerten (B3) Stoffe und Stoffgruppe nach ihren Eigenschaften beschreiben (UF3, UF4) Rohstoffe in Primär- und Sekundärrohstoffe einteilen und ihre Verwendung benennen (UF3, UF4) Gesellschaftslehre: Konsumverhalten, Bedeutung der Mülltrennung, Umgang mit Müll: Gefahren und Potentiale, Kurzer Vortrag Steckbrief verstehen Versuche planen, durchführen, protokollieren: Verschiedene Stoffe Dokumentationsfilm z. B. Ist a Plastikworld German, Hygiene im Mittelalter, 3

4 Trennung von Stoffgemischen Wertstoffe Sortierschritte in einer Müllsortieranlage erläutern (UF1, UF2) erläutern, auf welche Eigenschaften man anhand der Dichte schließen kann (UF1) Metalle nach ihrer Dichte und Magnetisierbarkeit unterscheiden (UF3) Modellexperimente zur Trennung der Wertstoffe in Hausmüll planen und sachgerecht durchführen (E4, E5, E7) Die Dichte verschiedener Stoffe aus Tabellen entnehmen und daraus ihr Verhalten beim Schwimm-/Sink-Verfahren vorhersagen (E8, K2) Schritte des Prozesses der Herstellung von Recyclingpapier in Modellversuchen demonstrieren (E5, UF2, UF4) geschichtliche Entwicklung Elektroschrott in Afrika Mathematik: Berechnung der eigenen Müllproduktion in einem vorgegebenen Zeitraum Berechnung des eigenen Papierverbrauches Reziprokes Lesen Gestaltung der Plakate Arbeitslehre: Bau einer Kompostieranlage Naturwissenschaften: Stoffe und Geräte des Alltags Modellbau: Simulation einer Müll-Sortieranlage Untersuchung der Verbundstoffe anhand eines Kronkorken und eines Trinkpäckchen Recycling von Altpapier Kriteriengeleitete Präsentationen Kinder von Aglobloschie Siebe, Fön, Magnete, verschiedene Müllsorten Materialien mit Verbundstoffen: Kronkorken, Trinkpäckchen. Pinzetten Altpapier, Küchenmixer, Papierschöpfrahmen Außerschulische Lernorte: Wertstoffhof Kommunikation Siehe Inhaltsfeld 1 sich begründet für die Nutzung eines Primäroder Sekundärrohstoffs entscheiden (B1) Den Rohstoff- und Energiebedarf bei der Herstellung von Papier aus Holz und Altpapier vergleichen (B1, B2, B3) 4

5 Fach Wahlpflicht Naturwissenschaften Jahrgang 7 Thema Inhaltsfeld 3 Farben : Weißes und farbiges Licht Farbwahrnehmung Farbstoffe Kompetenzbereiche Kompetenzerwartungen den Aufbau der Netzhaut und die Funktion der Zapfen und Stäbchen mit einfachen Fachbegriffen erläutern (UF1) Farbenblindheit und Rot-Grün- Sehschwäche in Ursachen und Auswirkungen beschreiben und unterscheiden (UF1, UF3) die Entstehung unterschiedlicher Farben durch Mischung von farbigem Licht untersuchen und vorhersagen (E2, E3, E4) die spektrale Zusammensetzung von Sonnenlicht und die Anordnung der sichtbaren Farben zwischen dem Infraroten und dem Ultravioletten beschreiben (UF1, UF3) Wirkungen von Infrarotlicht und Ultraviolettlicht beschreiben (UF4) Beispiele für die Gewinnung und Verwendung natürlicher Farbstoffe angeben (UF4, UF1) Experimente zur Farbwahrnehmung des Menschen planen und erläutern (Farbabhängigkeit des Sehwinkels, Sehen bei unterschiedlichen Helligkeiten, Sehen fächerübergreifender Unterricht Reziprokes Lesen Erstellung von Farbkreiseln mittels CDs Gesellschaftslehre: Schutz der Haut in Urlaubsregionen Mathematik: Berechnung des richtigen Lichtschutzfaktors Farbaddition/Farbsubtraktion ohne Zahlen Klassenarbeiten - Aufgabentyp Kurzer Vortrag Steckbrief verstehen (reziprok) Versuche planen, durchführen, protokollieren Einfacher Test zur Rot-Grün-Sehschwäche Unterscheidung zwischen Brechung und Beugung von Licht Lichtbrechung im Prisma (Entstehung Spektralfarben) Mikroskopieren von CDs Unterscheidung IRund UV-Licht im Alltag Zuordnung des passenden Lichtschutzfaktors Erstellung verwendete Materialien Sachtexte Modell des Auges Sehtests Verschiedene Lichtquellen (z.b. Handy) Prismen Mikroskope CDs, Handydisplays Farbkreisel: CDs, Papier, Stifte Tabellen LSF Farbdiagramme Placemats Lehrfilm: Die Welt der Farben 5

6 Kommunikation von Komplementärfarben, Test auf Rot- Grün-Sehschwäche) (E4, E1, E2) Verfahren und Ergebnisse der Lichtzerlegung mit Prismen und Alltagsgegenständen (CDs, strukturierte Oberflächen) qualitativ beschreiben und vergleichen (E2, UF1) Siehe Inhaltsfeld 1 Farbkreisel mittels CD Farbaddition und Farbsubtraktion Mikroskop. Untersuchung v. Farbdisplays Farben sehen-der Weg des Lichts Vergleich natürl. und künstl. Farbmittel gesundheitliche Wirkungen und Gefahren von Licht in verschiedenen Spektralbereichen erläutern, beurteilen und abwägen (B1, B3) Nutzen und mögl. schädliche Wirkungen von Farbstoffen (in Lebensmitteln, Kleidung, Wohnumfeld) gegeneinander abwägen (B1, B2) Frei gewähltes Inhaltsfeld (SuS-Projekt) Brücken : Brückentypen und ihre Bauweise Brückenmodellbau mit versch. Hilfsmitteln Beschreibung und Erläuterung der Bedeutung von Brücken für die Gesellschaft (UF1) Unterscheidung und Vergleich verschiedener Brückentypen und ihrer Bauweise (UF2, E2) Beobachtung unterschiedl. Belastungen und Benennung von Kräften (E2) Reziprokes Lesen Praktische Philosophie: Bedeutung von Brücken in der Gesellschaft Arbeitslehre: Bau verschiedener Brückentypen als Modell verstehen (reziprok) Versuche planen, durchführen, protokollieren Anfertigen und beschriften von Schema- und KiNT-Kiste: Sachtexte Holzbausteine, Knete, Gewichte, Widerlager, Profile Tippkarten, Forscherbuch Papier 6

7 Kommunikation Versuchsaufbauten schematisch zeichnen und beschriften und gewonnene Erkenntnisse festhalten (K3) Probleme im Team bearbeiten und dafür Aufgaben untereinander aufteilen (K9) Bewertung eigener und anderer Gruppenarbeitsergebnisse nach gemeinsam erarbeiteten Kriterien (B2) mit versch. Materialien Erstellung von Schemaund Modellzeichungen Physik: Beobachtung und Benennung von Kraftauswirkungen Modellzeichnungen Bau von verschied. Brückentypen als Modell (Balken-, Bogen-, Leonardobrücken, etc.) in Tischgruppen Bau von Papiermodellbrücken und ihre Präsentation in Tischgruppen mit anschließender Bewertung 7