Endbericht. Entwicklung von prototypischen Aufgaben Standards Naturwissenschaften 8. Schulstufe

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1 Endbericht Entwicklung vn prttypischen Aufgaben Standards Naturwissenschaften 8. Schulstufe Im Auftrag des bifie Team: Bilgie: A.Univ.-Prf. Mag. Dr. Hubert WEIGLHOFER (Leitung AG Bilgie) Mag. Renate AMRHEIN-KREML Mag. Dr. Hans HOFER Mag. Elisabeth Nwak Chemie: LSI Mag. Günther VORMAYR (Leitung AG Chemie, Gesamtkrdinatin) Mag. Gerhard KERN HOL Bernhard Rädler Dipl. Päd. Dr. Jhannes REITINGER Mag. Rsina Steininger Physik: Univ.-Prf. Dr. Helmut KÜHNELT (Leitung AG Physik) Dipl. Päd. Reinhard BAUER Mag. Andrea MAYER Dipl. Päd. HOL Herbert Oberhauser Mag. Dr. Erich Reichel Linz, März 2009

2 Anhang 1 Kmpetenzmdell Naturwissenschaften 8. Schulstufe Es handelt sich beim vrliegenden Kmpetenzmdell um ein Zwischenergebnis, welches durch die jetzt bereits entstandenen und nch entstehenden Beispielaufgaben veranschaulicht werden muss. Anfrderungsniveau N3 N2 N1 B1 B2 / C1 C5 / P1 P5 Inhaltsdimensin H1 H2 H3 Handlungsdimensin 1. Handlungsdimensin (H) 1.1. Handlungskmpetenzen H1 H2 Bebachten, Erfassen, Beschreiben Umfasst die Kmpetenz, Vrgänge und Erscheinungsfrmen der Natur aus der Sicht der naturwissenschaftlichen Fächer zu bebachten, zu beschreiben und mitzuteilen. Dazu gehören das Ordnen, Darstellen und Prtkllieren dieser Phänmene und die Durchführung einfacher Messungen, einzeln der im Team. Untersuchen, Bearbeiten, Interpretieren Umfasst die Kmpetenz, Vrgänge und Erscheinungsfrmen in Natur und Umwelt mit fachspezifischen Methden einzeln der im Team zu untersuchen, zu interpretieren und daraus Erkenntnisse zu gewinnen, zu dkumentieren und zu präsentieren. Dazu gehören das Aufstellen vn Vermutungen, das Frmulieren vn Fragen, das Beschaffen vn Infrmatinen und die Planung, Durchführung und Auswertung vn Eperimenten und Messungen. 2

3 H3 Bewerten, Entscheiden, Handeln Umfasst die Kmpetenz Daten, Fakten und Ergebnisse einzeln der im Team bezüglich ihrer Bedeutung und Knsequenzen zu bewerten. Dazu gehören das kritische Hinterfragen vn naturwissenschaftlichen Aussagen und die Bereitschaft, das erwrbene Wissen verantwrtungsbewusst anzuwenden. Kenntnis der Auswirkungen des eigenen Tuns auf die Umwelt ist Teil dieser Kmpetenz. Die Einsicht in die Bedeutung vn Technik und Naturwissenschaften für Alltag und Beruf erweitert die Entscheidungsfähigkeit bezüglich der Auswahl des weiteren Bildungsweges Die Handlungskmpetenzen im Detail Bereich H 1: Bebachten, Erfassen, Beschreiben H 1.1 Ich kann Vrgänge und Erscheinungsfrmen in der Natur, Umwelt und Technik bebachten, beschreiben und benennen und den Teilbereichen der Naturwissenschaften zurdnen. H 1.2 Ich kann einfache Messungen durchführen. H 1.3 Ich kann Vrgänge und Erscheinungsfrmen in Natur und Umwelt in verschiedenen Frmen (Grafik, Tabelle, Bild, Diagramm,.) darstellen und erläutern. H 1.4 Ich kann die Auswirkungen vn Vrgängen in Natur, Umwelt und Technik auf die Umwelt und Lebenswelt erfassen und beschreiben. Bereich H 2: Fragen, Untersuchen, Interpretieren H 2.1 Ich kann mit unterschiedlichen Medien aus unterschiedlichen Quellen fachspezifische Infrmatinen beschaffen. H 2.2 Ich kann zu Vrgängen und Erscheinungen in Natur, Umwelt und Technik Fragen stellen und Vermutungen aufstellen. H 2.3 Ich kann zu Fragestellungen eine passende Untersuchung der ein Eperiment planen, durchführen und prtkllieren. H 2.4 Ich kann Daten und Ergebnisse vn Untersuchungen analysieren (rdnen, vergleichen, Abhängigkeiten feststellen), interpretieren, erklären und kmmunizieren. Bereich H 3: Bewerten, Entscheiden, Handeln H 3.1 Ich kann Daten, Fakten und Ergebnisse aus verschiedenen Quellen aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten und Schlüsse daraus ziehen. H 3.2 Ich kann die Chancen und Risken der Anwendungen vn naturwissenschaftlichen Erkenntnissen für mich persönlich und für die Gesellschaft erkennen und verantwrtungsbewusst handeln. H 3.3 Ich kenne die Bedeutung vn Naturwissenschaft und Technik für verschiedene Berufsfelder und verwende diese Kenntnis bei der Wahl meines weiteren Bildungsweges. H 3.4 Ich kann naturwissenschaftliche und nicht-naturwissenschaftliche Argumentatinen und Fragestellungen unterscheiden. 3

4 2. Anfrderungsdimensin (N) 2.1 Anfrderungsniveaus N 1 N 2 N 3 Anfrderungsniveau I Ausgehend vn stark angeleitetem, geführtem Arbeiten Sachverhalte aus Natur, Umwelt und Technik mit einfacher Sprache beschreiben, mit einfachen Mitteln untersuchen und alltagsweltlich bewerten; reprduzierendes Handeln. Anfrderungsniveau II Sachverhalte aus Natur, Umwelt und Technik unter Verwendung der Fachsprache (inkl. Begriffe, Frmeln, Reaktinsgleichungen, Mdelle, ) und der im Unterricht behandelten Gesetze, Größen und Einheiten beschreiben, untersuchen und bewerten; Kmbinatin aus reprduzierendem und selbstständigem Handeln. Anfrderungsniveau III Verbindungen zwischen Sachverhalten aus Natur, Umwelt und Technik und naturwissenschaftlichen Erkenntnissen herstellen und naturwissenschaftliche Knzepte nutzen können; weitgehend selbstständiges Handeln. 3. Inhaltliche Dimensinen Die inhaltlichen Kmpetenzen wurden im Fach Chemie mit einem Hinweis auf die inhaltlichen Vertiefungen bzw. Anwendungen in der AHS Oberstufe versehen. Hier wurden die Basisknzepte des Oberstufenlehrplans AHS in Spalten angegeben und diejenigen Knzepte mit "" versehen, die bereits in der Unterstufe angesprchen werden, diejenigen, die erst in der Oberstufe behandelt werden, sind durch "" gekennzeichnet. Dies sll ein möglichst gezieltes Arbeiten mit den Standards vr allem auch im Hinblick auf die Bedeutung der Kmpetenzen für den weiteren Bildungsweg ermöglichen, zumal der Pflichtgegenstand Chemie in der Regel nur in der 8. Schulstufe unterrichtet wird. Beispiele für prttypische Aufgaben, die in sg. Piltierungen erprbt wurden, sind unter zu finden. Es handelt sich um keine Testaufgaben. 4

5 Inhaltliche Dimensin Bilgie (B) Deskriptren Ich kenne (ich erkenne, ich bin vertraut mit, ich weiß)... System (Frm, Bau, Funktin, Kmmunikatin und Entwicklung) Planet Erde B 1 Öksysteme B 2 Organismen B 3 Organe B 4 Zelle B 5 1. einige Gesteinsarten 2. den Kreislauf der Gesteine und Bewegungen der Erdkruste 3. die Geschichte der Erde 1. Stffkreislauf, Energieumwandlung und Wechselwirkungen in Mdellöksystemen 2. die Wirkung des Menschen in Öksystemen (Landund Frstwirtschaft, Turismus, Naturschutz,...) 3. Öksysteme, die für Weltklima und Welternährung eine besndere Bedeutung haben. 4. Kennzeichen für gesunde und kranke Wälder, Gewässer und Böden 5. Besnderheiten des Öksystems Stadt 6. die Wirkung meines Knsumverhaltens in Öksystemen und auf Mitmenschen (Nahrung, Rhstffe, Energie, Klima) 7. Möglichkeiten, mich umweltgerecht und nachhaltig zu verhalten 1. einige heimische Tier- und Pflanzenarten, auch aus eigener Bebachtung 2. charakteristische Merkmale vn Pflanzen- und Tiergruppen ( z. B. Wirbeltiere, Wirbellse... ), 3. Merkmale und Lebensweise vn Bakterien, Einzellern und Pilzen 4. die Bedürfnisse vn Heimtieren und Zimmerpflanzen 5. Arten der Verständigung zwischen Lebewesen (chemische, ptische, akustische, haptische Signale) 6. die Ernährungsweise vn Tieren und Pflanzen 7. Frtpflanzung bei Menschen, Tieren und Pflanzen in Grundzügen 8. die Weitergabe der Erbanlagen bei Menschen, Tieren und Pflanzen 9. Alltagsanwendungen vn Gentechnik (Nahrungsmittel, Medizin), ihre Möglichkeiten und Risiken 10. die Entwicklungsgeschichte der Lebewesen 1. Lage und Aufgabe ausgewählter Organe und Organsysteme des menschlichen Körpers (Verdauung, Kreislauf, Atmung). 2. charakteristische Organe ausgewählter Vertreter des Tierreiches 3. Organe vn Pflanzen und ihre Aufgaben 4. Möglichkeiten der Kmmunikatin zwischen Organen (Nerven, Hrmne) 1. Aufbau der Lebewesen aus Zellen 2. innere Organisatin vn Zellen 5

6 Inhaltliche Dimensin Chemie (C) Stff Teilchen - Knzept Struktur Eigenschafts - Knzept Energieknzept Dnatr- Akzeptr - Größenknzept Gleichgewichts -knzept C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 Aufbauprinzipien der Materie 1 Ich kann zwischen Elektrnen, Prtnen und Neutrnen unterscheiden und kenne deren Eigenschaften und Funktin 2 Ich kann die chem. Elemente entsprechend dem Aufbau des Peridensystems der Elemente (PSE) rdnen 3 Ich kann mit Hilfe vn chem. Symblen, Summenfrmeln und chem. Gleichungen Angaben über Stffe machen 4 Ich kann Verbindungen entsprechend deren Eigenschaften den drei Arten der chem. Bindung (Inen-, Atm-, Metallbindung) zurdnen. Ich kenne die Wasserstffbrückenbindung als eine Frm schwacher Bindungen zwischen Mlekülen. Einteilung und Eigenschaften der Stffe 1 Ich kann Gemenge entsprechend ihren Eigenschaften in hetergene und hmgene Gemenge unterteilen 2 Ich kann die Eigenschaften vn Gemengen und Reinstffen angeben 3 Ich kenne physikalische Trennverfahren und kann einfache Trennverfahren selbsttätig durchführen 4 Ich kenne die Eigenschaften vn einfachen Khlenwasserstffen und einfachen funktinellen Gruppen Grundmuster chemischer Reaktinen 1 Ich kenne die Vrgänge, die zur Zerlegung und Neubildung vn Verbindungen führen 2 Ich kenne den Zusammenhang zwischen stfflichen und energetischen Veränderungen bei chemischen Reaktinen 3 Ich kann zwischen Oidatin und Reduktin unterscheiden 4 Ich kenne die Eigenschaften vn Säuren, Basen und deren Lösungen swie deren Reaktinen zu Salzen Rhstffquellen und ihre verantwrtungsbewusste Nutzung 1 Ich kenne die Bestandteile vn Luft, Wasser und Bden und deren dem Stand der Wissenschaft entsprechenden Umweltprbleme (Klimadebatte, Oznprblem, Wasserverschmutzung, Düngerthematik) 2 Ich kenne Methden der Gewinnung und der Verarbeitung vn Rhstffen (Fe, Al, Si, Khle, Erdöl, Erdgas, Zellulse, Naturund Kunstfasern, Kunststffe) und die Möglichkeiten der Entsrgung und Wiederverwertung vn Altstffen 3 Ich kenne die Chancen und Risken vn menschlichen Eingriffen in unsere Umwelt dem Stand der Wissenschaft entsprechend 4 Ich kenne die gesellschaftliche, kulturelle, technische und wirtschaftliche Bedeutung einfacher chemischer Vrgänge in den Bereichen meines alltäglichen Lebens (Kleidung, Whnen, Energieversrgung, Verkehr, Industrie, ). Bichemie und Gesundheitserziehung 1 Ich kenne die einfachen chemischen Prinzipien und Vrgänge im Bereich der Nahrungs- und Genussmittel (Khlenhydrate, Eiweiß, Fette, Lebensmittelzusatzstffe) in meinem alltäglichen Leben 2 Ich kenne die einfachen chemischen Prinzipien und Vrgänge im Bereich der alltäglichen Medikamente swie die Auswirkung vn Drgen auf den menschlichen Körper 3 Ich kenne die einfachen chemischen Prinzipien und Vrgänge im Bereich der Stffe für Pflege und Hygiene in meinem alltäglichen Leben 4 Ich kenne die einfachen chemischen Prinzipien und Vrgänge im Bereich der im heimischen Haushalt verwendeten chemischen Stffe 6

7 Inhaltliche Dimensin Physik (P) P 1. P 2. P 3. P 4. P 5. Mechanik 1 Ich kann grundlegende physikalische Begriffe und Größen (Zeit, Länge, Masse, Dichte, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft, Schwerkraft, Arbeit, Leistung, Energie) anwenden. 2 Ich kann einfache Bewegungen beschreiben. 3 Ich erkenne Kräfte als Ursache einer Bewegungsänderung. 4 Ich kenne Energiefrmen und deren Umwandlung. 5 Ich kann Phänmene wie Schwimmen der Fliegen erklären. Elektrizität und Magnetismus 1 Ich kann grundlegende physikalische Begriffe und Größen (elektrisch geladene Teilchen, Spannung, Strmstärke, Widerstand, Gleichstrm, Wechselstrm) anwenden. 2 Ich kenne Erklärungen für elektrische Erscheinungen in Natur und Technik. 3 Ich kann mit einfachen Strmkreisen (Ohmsche Beziehung, Serienschaltung und Parallelschaltung vn Verbrauchern) umgehen. 4 Ich kenne den Unterschied zwischen Permanentmagnet und Elektrmagnet. 5 Ich kenne den Weg der elektrischen Energie vm Kraftwerk zum Verbraucher. 6 Ich berücksichtige Sicherheitsaspekte beim Umgang mit elektrischer Energie. Wärmelehre 1 Ich kann grundlegende physikalische Begriffe und Größen (Temperatur, Druck, Energie, Wärmekapazität) anwenden. 2 Ich kann Temperaturmessungen (in Celsius) durchführen. 3 Ich weiß, dass Wärme eine Energiefrm ist, übertragen und in andere Frmen umgewandelt werden kann (Energieträger, Energiespeicherung, Wärmetransprt, Entwertung vn Energie) 4 Ich kenne den Zusammenhang zwischen Wärme, Temperatur und Teilchenbewegung. 5 Ich kann am Beispiel Wasser die Zustandsfrmen Fest, Flüssig und Gasförmig und deren Übergänge beschreiben. Optik 1 Ich kann grundlegende physikalische Begriffe und Größen (Lichtstrahl, Spiegelung/Reflein, Brechung, Lichtgeschwindigkeit) anwenden. 2 Ich weiß, wie sich Licht ausbreitet und wie Schatten entstehen. 3 Ich weiß, wie Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit zu erklären sind und krrigiert werden können. 4 Ich kann Licht dem sichtbaren, UV- und IR-Bereich zurdnen und Mischfarben erklären. Aufbau der Materie 1 Ich kann die Materie durch Teilchen (Mleküle, Atme, Elektrn, Prtn, Neutrn) beschreiben. 2 Ich kenne den radiaktiven Zerfall als natürlichen Przess (Halbwertszeit, Kernumwandlungen). 3 Ich kenne Eigenschaften und Auswirkung inisierender Strahlung. 4 Ich kenne den Unterschied zwischen Kernfusin und Kernspaltung. In der Oberstufe erflgt bei den ben angeführten Themen eine Vertiefung, weitere Themen kmmen hinzu. Die Basisknzepte (z.b. Energieerhaltung) stellen Verbindungen zwischen den Teilbereichen der Physik her. Ziel des Unterrichts in der Mittelstufe ist eine nachhaltige Grundlegung, auf der im weiteren Unterricht (AHS, BHMS, Berufsschule, etc.) aufgebaut werden kann. 7