Verordnung der Bundesministerin für Unterricht, Kunst und Kultur über die Lehrpläne der Neuen Mittelschulen; Bekanntmachung der Lehrpläne für den Religionsunterricht

– Geometrische Objekte in unterschiedlichen Rissen mithilfe von Raumtransformationen und Booleschen Operationen unter Verwendung von Konstruktionszeichnungen und 3D-Software erzeugen und bearbeiten sowie die Raumvorstellung stärken.

1Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung	2Entrepreneurship Education	3Gesundheitsförderung
4Informatische Bildung	5Interkulturelle Bildung	6Medienbildung
7Politische Bildung	8Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung	9Sexualpädagogik
10Sprachliche Bildung und Lesen	11Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung	12Verkehrs- und Mobilitätsbildung
13Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung

GEOMETRISCHES ZEICHNEN

Bildungs- und Lehraufgabe (4. Klasse):

Im Unterrichtsgegenstand Geometrisches Zeichnen werden besonders jene Fähigkeiten und Fertigkeiten geschult, welche die Weiterentwicklung des Raumvorstellungsvermögens und des konstruktiven Raumdenkens zum Ziel haben. Damit geht die Förderung der allgemeinen reflexiven Lebensbewältigung in unserer modernen und zukunftsorientierten Gesellschaft einher. Ein gut ausgebildetes Raumvorstellungsvermögen und eine solide Fähigkeit zum konstruktiven Raumdenken sind zudem wichtige Voraussetzungen für analoge und digitale Berufsfelder.

Insbesondere sollen die Schülerinnen und Schüler die folgenden maßgeblichen Fähigkeiten erlangen und die nachstehenden zentralen Ziele erreichen:

– Erkennen und Verwenden der Geometrie als Kommunikationsmittel; 6

– Erkennen von Strukturen und Eigenschaften geometrischer Objekte;

– gedankliches Übertragen von realen Objekten in eine idealisierte geometrische Form;

– Lesen und Herstellen von Rissen räumlicher Objekte;

– Transformieren und Bearbeiten von Objekten;

– Anwenden geometrischer Grundkenntnisse auf alltagsrelevante Fragestellungen; 10

– Weiterentwickeln des räumlichen Vorstellungsvermögens durch das Arbeiten mit haptischen Modellen und virtuellen geometrischen Objekten;

– Vertiefen konstruktiven Raumdenkens;

– Beherrschen unterschiedlicher Darstellungsformen von geometrischen Sachverhalten;

– sinnvolles Einsetzen von Freihandskizzen, Konstruktionszeichnungen und Geometrie-Software; 4

– Weiterentwickeln der Feinmotorik durch genaues Arbeiten;

– Anfertigen von korrekten digitalen und händischen Konstruktionen. 4

Didaktische Grundsätze (4. Klasse):

Raumvorstellung und die Grundlagen der Raumgeometrie bilden das Fundament des Unterrichtsgegenstandes Geometrisches Zeichnen. Aussagen über geometrische Inhalte und Beziehungen sollen vorwiegend aus der jeweiligen Raumsituation entwickelt werden.

Der Unterricht ist so zu gestalten, dass sich die Handlungsbereiche des Kompetenzmodells in einem ausgewogenen Verhältnis abwechseln. Je nach Aufgabenstellung und den individuellen Bedürfnissen und Interessen der Schülerinnen und Schüler wird mit unterschiedlichen Hilfsmitteln bzw. Methoden gearbeitet. Damit wird das grundlegende Erfassen von räumlichen Beziehungen und Situationen unterstützt und es werden Grundlagen für ein tiefergehendes Verständnis und weiterführende geometrische Tätigkeiten geschaffen.

Folgende Methoden sind den Fragestellungen entsprechend zu wählen und gegebenenfalls zu kombinieren:

– das Arbeiten mit haptischen Modellen, das den Übergang von der Realität zur Abstraktion unterstützt;

– das Anfertigen von Freihandskizzen oder Konstruktionszeichnungen zur Veranschaulichung der Ergebnisse von Denkprozessen zu geometrischen Fragestellungen;

– das Einsetzen von Geometrie-Software zur Erstellung von statischen und dynamischen Modellen, die es erlauben, räumliche Situationen und dynamische Vorgänge zu veranschaulichen und nachvollziehbar zu machen. 4

Im Unterricht ist auf folgende Gestaltungsprinzipien Wert zu legen:

– korrekte Verwendung der geometrischen Fachsprache; 10

– Genauigkeit und Sauberkeit bei der Ausführung der Arbeiten;

– ansprechende grafische Gestaltung der Arbeiten;

– Korrektheit des computerunterstützten Konstruierens; 4

– Förderung von kreativem Arbeiten und selbstständigem Gestalten. 6

Dieser Lehrplan greift folgende übergreifende Themen auf: Informatische Bildung⁴, Medienbildung⁶, Sprachliche Bildung und Lesen¹⁰

Zentrale fachliche Konzepte (4. Klasse):

Die zentralen fachlichen Konzepte für den Unterrichtsgegenstand Geometrisches Zeichnen sind Raumvorstellung, geometrische Objekte, Transformationen und Relationen sowie Projektionen und Risse. Sie bilden die Grundstruktur, die sämtliche Aspekte des Lehrplans durchzieht. Die Raumvorstellung stellt ein umfassendes grundlegendes Konzept dar und wird daher in der Auflistung vorangestellt. Die weiteren zentralen fachlichen Konzepte werden in der Systematik der Inhaltsdimension des Kompetenzmodells strukturiert und präzisiert.

Die Auseinandersetzung mit den zentralen Konzepten ermöglicht es, größere Zusammenhänge über das reine Fachwissen hinaus zu verstehen. Dadurch werden Menschen jeder Altersstufe bei ihrer reflexiven Lebensbewältigung unterstützt.

Raumvorstellung

Raumvorstellungsvermögen ist Voraussetzung für die Orientierung in der Umwelt. Räumliche Vorstellung führt von der visuellen Wahrnehmung über das Erkennen zum gedanklichen Bearbeiten von räumlichen Objekten, Strukturen und Situationen.

Geometrische Objekte

Reale Objekte werden zu idealisierten geometrischen Objekten abstrahiert. Durch diesen Abstraktionsprozess werden Raumlage und Maße dieser geometrischen Objekte konkretisiert. Jeder Punkt im Raum kann mittels eines geeigneten räumlichen Koordinatensystems erfasst werden.

Transformationen und Relationen

Raumtransformationen werden zum Bearbeiten geometrischer Objekte eingesetzt. Mittels Boolescher Operationen bzw. weiterer Relationen werden aus Grundkörpern komplexe, neue Objekte generiert.

Projektionen und Risse

Räumliche Objekte werden mittels Projektionen zweidimensional abgebildet. Geometrische Risse ermöglichen das Entnehmen von wesentlichen Informationen¹⁰ der dargestellten Objekte.

Kompetenzmodell und Kompetenzbereiche (4. Klasse):

Geometrische Kompetenzen sind charakterisiert durch geometrische Inhalte, die in einer Inhaltsdimension erfasst sind, und durch geometrische Tätigkeiten, die in einer Handlungsdimension erfasst sind. Verwandte geometrische Inhalte werden zu Inhaltsbereichen, verwandte geometrische Tätigkeiten zu Handlungsbereichen zusammengefasst. Somit ist jede geometrische Kompetenz als ein Paar eines Inhalts- und eines Handlungsbereichs festgelegt. Um die Inhaltsbereiche und die Handlungsbereiche bei den Kompetenzbeschreibungen deutlich sichtbar zu machen, werden die Inhaltsbereiche mit den Abkürzungen I1 bis I3, die Handlungsbereiche mit H1 bis H3 gekennzeichnet.

Die Inhaltsdimension spiegelt strukturiert die wesentlichen Inhalte des Gegenstandes Geometrisches Zeichnen wider.

– Geometrische Objekte und ihre Eigenschaften (I1);

– Transformationen von Objekten und Relationen zwischen Objekten (I2);

– Projektionen und Risse (I3).

Die Handlungsdimension weist die unterschiedlichen Tätigkeiten aus, die im Geometrieunterricht entwickelt und gefördert werden.

– Analysieren, Abstrahieren und Argumentieren 10 (H1);

– Darstellen und Operieren (H2);

– Interpretieren und Reflektieren 10 (H3).

Um geometrische Denkleistungen zu unterstützen und zu visualisieren, bieten sich unterschiedliche Methoden an. Diese sind den Fragestellungen entsprechend zu wählen und gegebenenfalls zu kombinieren.

– Arbeiten mit haptischen Modellen;

– Anfertigen von Freihandskizzen und Konstruktionszeichnungen;

– Modellieren mit Geometrie-Software. 4

Die Kompetenzen werden zu drei Kompetenzbereichen gebündelt, die sich an den Inhaltsbereichen orientieren. Jeder Kompetenzbereich beinhaltet wiederum drei Kompetenzbeschreibungen.

Kompetenzbeschreibungen und Anwendungsbereiche, Lehrstoff (4. Klasse):

Kompetenzbereich Geometrische Objekte und ihre Eigenschaften (I1)

Die Schülerinnen und Schüler können

– geometrische Objekte analysieren, ihre Eigenschaften erfassen und beschreiben sowie die Verwendung eines bestimmten geometrischen Objekts begründen. 10 (H1);

– unterschiedliche Darstellungsformen von geometrischen Objekten erstellen. (H2);

– die Gestalt von Objekten aus unterschiedlichen Darstellungsformen erkennen und beschreiben. 10 (H3).

Kompetenzbereich Transformationen von Objekten und Relationen zwischen Objekten (I2)

Die Schülerinnen und Schüler können

– Beziehungen zwischen Objekten, die durch Transformationen und Relationen entstehen, erfassen sowie die Verwendung bestimmter Transformationen und Relationen begründen. 10 (H1);

– Objekte mithilfe von Transformationen und Relationen erzeugen und bearbeiten. (H2);

– Transformationen und Relationen, durch die Objekte entstehen, erkennen und beschreiben. 10 (H3).

Kompetenzbereich Projektionen und Risse (I3)

Die Schülerinnen und Schüler können

– Projektionen und Risse und ihre grundlegenden Eigenschaften beschreiben und erkennen sowie die Wahl eines bestimmten Risses begründen. 10 (H1);

– Risse herstellen. (H2);

– Risse lesen. (H3).

Anwendungsbereiche

Die Anwendungsbereiche für den Unterrichtsgegenstand Geometrisches Zeichnen bilden typische inhaltlich-thematische Ausprägungen ab. Sie beschreiben diese nicht umfassend und erlauben unterschiedliche Konkretisierungs- und Spezialisierungsebenen im Unterricht.

Das Arbeiten mit den unten angeführten zwei- und dreidimensionalen geometrischen Objekten, Transformationen und Relationen sowie Projektionen und Rissen soll auch anwendungsorientiert im Kontext von Technik, Architektur, Naturwissenschaft, Design und bildender Kunst erfolgen.

Ausgehend von bekannten räumlichen Objekten aus der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler werden diese geometrischen Grundbegriffe erarbeitet. Dadurch wird der Schritt von der unmittelbaren Objektbetrachtung zur selbstständigen Raumvorstellung ermöglicht.

Arbeiten mit geometrischen Objekten

– Räumliches kartesisches Koordinatensystem;

– Punkt, Gerade, Ebene, Polygon, Kreis, Ellipse;

– Prisma, Pyramide, Polyeder, Kugel, Drehkegel, Drehzylinder.

Arbeiten mit Transformationen von Objekten und Relationen zwischen Objekten

– Transformationen: Schiebung, Drehung, Spiegelung, Streckung;

– Ebene Schnitte, Boolesche Operationen: Vereinigung, Differenz, Durchschnitt;

– Maßbestimmungen, Lagebeziehungen.

Arbeiten mit Projektionen und Rissen

– Parallelprojektion, Zentralprojektion;

– Grund-, Auf- und Kreuzriss, Frontal- und Horizontalriss, allgemeiner Parallelriss, Zentralriss.

1Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung	2Entrepreneurship Education	3Gesundheitsförderung
4Informatische Bildung	5Interkulturelle Bildung	6Medienbildung
7Politische Bildung	8Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung	9Sexualpädagogik
10Sprachliche Bildung und Lesen	11Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung	12Verkehrs- und Mobilitätsbildung
13Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung

DIGITALE GRUNDBILDUNG

Bildungs- und Lehraufgabe (1. bis 4. Klasse):

Die Folgen der Digitalisierung prägen wesentlich Selbstbilder, Lebenswelt, Kommunikation, Kultur, Weltverständnis und Gesellschaft, Arbeitswelt, Wirtschaft, Produktion und Technik. Ziele der Digitalen Grundbildung sind die Förderung von Medienkompetenz, Anwendungskompetenzen und informatischen Kompetenzen, um Orientierung und mündiges Handeln im 21. Jahrhundert zu ermöglichen.

Unsere komplexe, von Medien, Algorithmen und digitalen Technologien durchdrungene Welt lässt sich an ausgewählten Beispielen (mit entsprechenden Phänomenen, Strukturen, Funktionen und Problemstellungen) konkretisieren und im Unterrichtsgegenstand Digitale Grundbildung mit Aspekten aus der informatischen Bildung und Medienbildung erarbeiten. Solche Beispiele aus der digitalen und technisierten Welt kann man in ihrer Beschaffenheit und Funktionalität als digitale Artefakte bezeichnen. Diese weisen technologisch-mediale, gesellschaftlich-kulturelle und interaktionsspezifische Bezüge auf. Durch die multiperspektivische Bearbeitung von Beispielen sollen Kompetenzen entwickelt werden, um digitale Artefakte zu erkunden, kritisch zu hinterfragen, verantwortungsvoll zu nutzen und zu gestalten. Dabei ist eines der Ziele ein sicherer Umgang mit Medien und digitalen Technologien im Sinne des Kinderschutzes.

Die Digitale Grundbildung bietet vielfache Möglichkeiten zum fächerverbindenden Unterricht, unter der besonderen Berücksichtigung der Schnittstellen von der digitalen zur analogen Welt. Lehrende sind angehalten, unmittelbare Konsequenzen der Digitalisierung für Wissen und Bildung zu berücksichtigen sowie aktuelle Themen und Entwicklungen kritisch und reflektiert aufzugreifen.

Didaktische Grundsätze (1. bis 4. Klasse):

Zur Umsetzung der Digitalen Grundbildung bieten sich didaktische Konzepte und Prozesse an, die einen ganzheitlichen Zugang zu digitalen Artefakten gewährleisten. Dazu gehören ko-konstruktive, erfahrungs-, gestaltungs- sowie reflexions- und problemlösungsorientierte Methoden wie Critical Thinking (kritisches Denken: vernünftiges reflektierendes Denken), Design Thinking (iterative Methode für die Lösung von komplexen Problemen und die Entwicklung neuer Ideen), forschendes Lernen und Playful Learning (spielerisches Lernen angelehnt an die Art und Weise, wie Kleinkinder die Welt entdecken). Digitale Grundbildung erfordert fächerverbindende und fächerübergreifende Arbeitsformen. Die folgenden Bereiche sind dabei in ausgewogener, kreativer und integrativer Weise miteinander zu verknüpfen:

– Medienbildung umfasst die Beschäftigung mit der Entstehung, Entwicklung und Zukunft digitaler Medienkonstellationen. Reflexion und Kritik betreffen beispielsweise medienbiografische Entwicklungen bzw. Bedingungen der Mediensozialisation sowie digitaler Inklusions- und Exklusionsdynamiken. Medienbildung geht vom Zusammenspiel von Nutzung und Teilnahme an aktueller Medienkultur aus.

– Informatische Bildung umfasst das Analysieren, Interagieren, Modellieren, Codieren und Testen im Umgang mit Informatiksystemen, Software, Automatisierung, Daten und Vernetzung. Die Entwicklung informatischer und medientechnischer Kompetenzen orientiert sich besonders an didaktischen Prinzipien der sogenannten 21 st Century Skills, der 4 Ks (kritisches Denken, Kreativität, Kommunikation und Kollaboration) und des Computational Thinking (problemorientiertes informatisches Denken).

– Gestaltungskompetenz geht von einem Zusammenspiel von informatischer Bildung und Medienbildung aus und bietet vielfältige analytische, produktive und kreative Zugänge zu funktionalen Medieneinsätzen und ästhetischen Medienformaten in globalisierten digitalen Kulturen.

Bei der Erarbeitung der unterschiedlichen Kompetenzen ist jeweils von der Lebenswirklichkeit und den Vorkenntnissen der Schülerinnen und Schüler unter Berücksichtigung der Heterogenität individueller Medienbiographien auszugehen. In koedukativen Gruppen ist darauf zu achten, dass Buben und Mädchen gleichberechtigte Zugänge und Möglichkeiten der Teilhabe erhalten. Die Dynamik der digitalen Welt erfordert es, Inhalte und Methoden kontinuierlich zu evaluieren und anzupassen. Die Förderung der Chancengleichheit und der Abbau von stereotypen Zuschreibungen sind stets im Blick zu behalten.

Dieser Lehrplan greift folgende übergreifende Themen auf: Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung¹, Entrepreneurship Education², Gesundheitsförderung³, Politische Bildung⁷, Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung⁸, Sprachliche Bildung und Lesen¹⁰, Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung¹¹, Verkehrs- und Mobilitätsbildung¹², Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung¹³

Zentrale fachliche Konzepte (1. bis 4. Klasse):

Durch die Digitalisierung, Datafizierung, Automatisierung und Medialisierung befinden wir uns in einem Veränderungsprozess mit all seinen Problemen und Chancen, welcher auch Grundlagen, Aufbau und Ordnung von Wissen betrifft. Die drei zentralen fachlichen Konzepte beruhen, basierend auf dem Frankfurt Dreieck, auf folgenden Perspektiven: der technisch-medialen (T), der gesellschaftlich-kulturellen (G) und der interaktionsbezogenen (I). Mit diesen können digitale Phänomene unserer Gesellschaft beispielhaft auf unterschiedlichen Ebenen und in verschiedenen Graden der Abstraktion didaktisch bearbeitet werden.

Strukturen und Funktionen digitaler informatischer und medialer Systeme und Werkzeuge (T)

Diese beinhalten informatische Funktions- und Wirkprinzipien sowie die Reflexion ihrer nicht unmittelbar sichtbaren Einflüsse auf Kultur, Politik, Gesellschaft und Lebenswelt, Technik und Produktion.

Gesellschaftliche Wechselwirkungen durch den Einsatz digitaler Technologien (G)

Diese betreffen etwa soziale Umgangsformen, die politische Organisation, Machtstrukturen, ökonomische Interessen oder die Kommunikation. Die historische Perspektive erlaubt es, Kontinuitäten und Entstehungsprozesse sowie damit verbundene Traditionen zu verstehen.

Interaktion in Form von Nutzung, Handlung und Subjektivierung (I)

Sie erlaubt die Analyse, Reflexion und kreative Gestaltung persönlicher und kollektiver Handlungsrepertoires. Dies beinhaltet auch die Frage, wie und mit welchen Zielen Menschen Medien erstellen, gestalten und Systeme nutzen.

Kompetenzmodell und Kompetenzbereiche (1. bis 4. Klasse):

– Orientierung: gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung analysieren und reflektieren

– Information: mit Daten, Informationen und Informationssystemen verantwortungsvoll umgehen

– Kommunikation: Kommunizieren und Kooperieren unter Nutzung informatischer, medialer Systeme

– Produktion: Inhalte digital erstellen und veröffentlichen, Algorithmen entwerfen und Programmieren: Zerlegen von Problemen, Muster erkennen, Verallgemeinern/Abstrahieren und Algorithmen entwerfen

– Handeln: Angebote und Handlungsmöglichkeiten in einer von Digitalisierung geprägten Welt einschätzen und verantwortungsvoll nutzen

Kompetenzbeschreibungen und Anwendungsbereiche, Lehrstoff (1. bis 4. Klasse):

Kompetenzbereich Orientierung: gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung analysieren und reflektieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) das Prinzip der Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe exemplarisch an den Bestandteilen und der Funktionsweise eines digitalen Endgeräts beschreiben.

– (G) erkunden, was das Digitale im Unterschied zum Analogen ausmacht, und an interdisziplinären Beispielen aufzeigen, welche Elemente/Komponenten und Funktionen dazugehören.

– (I) das persönliche Nutzungsverhalten vergleichend analysieren, hinterfragen und sinnvolle Möglichkeiten der Veränderung benennen sowie vergleichen, wie Menschen vor und nach der Einführung oder Übernahme der Digitalisierung leben und arbeiten. 3

Kompetenzbereich Information: mit Daten, Informationen und Informationssystemen verantwortungsvoll umgehen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) verschiedene Suchmaschinen nennen und erklären, wie eine Suchmaschine prinzipiell funktioniert.

– (G) Bedingungen, Vor- und Nachteile von personalisierten Suchroutinen für sich selbst erklären.

– (I) unter Nutzung der grundlegenden Funktionen einer Suchmaschine einfache Internetrecherchen durchführen sowie die Qualität der gefundenen Informationen anhand grundlegender Kriterien einschätzen.

– (I) mit einem digitalen Gerät Informationen speichern, kopieren, suchen, abrufen, ändern und löschen und die gespeicherten Informationen als Daten definieren.

Kompetenzbereich Kommunikation: Kommunizieren und Kooperieren unter Nutzung informatischer, medialer Systeme

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) erklären, wie personenbezogene Informationen verwendet und geteilt werden können, und Vorkehrungen treffen, um ihre personenbezogenen Daten zu schützen.

– (G) an Beispielen der Nutzung von Software aufzeigen, wie digitale Technologien neue Formen der Zusammenarbeit ermöglichen, sowie respektvoll und verantwortungsbewusst mit anderen online zusammenarbeiten.

– (I) verschiedene digitale Kommunikationswerkzeuge, Kollaborationswerkzeuge und Kollaborationsdienste benennen, beschreiben und sinnvolle Nutzungsszenarien aufzeigen.

Anwendungsbereiche

– Kommunikationsbedürfnisse aus dem Alltag

– Anforderungen an digitale Kommunikationswerkzeuge

– Erhebung und Speicherung der Daten von Nutzerinnen und Nutzern sowie deren Verwendung

Kompetenzbereich Produktion: Inhalte digital erstellen und veröffentlichen, Algorithmen entwerfen und Programmieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) eindeutige Handlungsanleitungen (Algorithmen) nachvollziehen, ausführen sowie selbstständig formulieren.

– (G) verschiedene Darstellungsformen von Inhalten und die Wirkung auf sich und andere beschreiben. 7

– (I) mit Daten einfache Berechnungen durchführen sowie in verschiedenen (visuellen) Formaten sammeln und präsentieren.

– (I) einzeln und gemeinsam Texte und Präsentationen (unter Einbeziehung von Bildern, Grafiken und anderen Objekten) strukturieren und formatieren. 10

Anwendungsbereiche

– Sequenzen und einfache Schleifen

– Planung, Gestaltung und Auswertung von Umfragen

Kompetenzbereich Handeln: Angebote und Handlungsmöglichkeiten in einer von Digitalisierung geprägten Welt einschätzen und verantwortungsvoll nutzen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) unter Nutzung einer angemessenen Terminologie gängige physische Komponenten von Computersystemen (Hardware) identifizieren sowie beschreiben, wie interne und externe Teile von digitalen Geräten funktionieren und ein System bilden. 10

– (G) Mediennutzungsformen sowie deren historische Entwicklung und gesellschaftliche Etablierung im Zuge des Medienwandels beschreiben.

– (I) Hilfesysteme bei der Problemlösung nutzen.

Anwendungsbereiche

– Wichtigste Komponenten eines Computers

– Notwendige Funktionen eines Betriebssystems im Normalbetrieb

Kompetenzbereich Orientierung: gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung analysieren und reflektieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) Möglichkeiten bewerten, wie die Zugänglichkeit und Nutzbarkeit von Technologieprodukten für unterschiedliche Bedürfnisse von Nutzerinnen und Nutzer verbessert werden kann.

– (G) Interessen und Bedingungen der Medienproduktion und der Veröffentlichung sowie des Medienkonsums analysieren. 7, 13

– (G) geeignete Software (auch freie Software) auswählen und bedienen, um unterschiedliche Aufgaben auszuführen.

– (I) an interdisziplinären Beispielen aufzeigen, inwieweit das Digitale im Vergleich zum Analogen das eigene Leben, die Gesellschaft oder Umwelt verändert. Sie können erkennen, dass Medien und Technologien nie „neutral“ sind. 7

Anwendungsbereiche

– Veränderung des Einkaufsverhaltens 13

– Onlinespiele (pay-to-win) 13

– Sensibilisierung für sprachliche, sensorische und motorische Einschränkungen bei der Nutzung digitaler Medien

Kompetenzbereich Information: mit Daten, Informationen und Informationssystemen verantwortungsvoll umgehen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) Daten erfassen, filtern, sortieren, interpretieren und darstellen.

– (T) beschreiben, wie über das Internet Informationen bereitgestellt und abgerufen sowie Daten übertragen werden.

– (I) Lizenzmodelle, insb. offene (Creative Commons, Open Educational Resources, Open Source), benennen, erklären und anwenden. 13

Anwendungsbereiche

– Organisation von Daten

– (Visuelle) Darstellung von Daten

– Beschreibung von Daten hinsichtlich ihrer Formate, Größe und binären Struktur

Kompetenzbereich Kommunikation: Kommunizieren und Kooperieren unter Nutzung informatischer, medialer Systeme

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) darstellen, wie Informationen in kleinere Teile zerlegt, als Pakete durch mehrere Geräte über Netzwerke und das Internet übertragen und am Zielort wieder zusammengesetzt werden.

– (G) Kommunikationsmedien nach ihrer Verwendung unterscheiden und Einflüsse auf das eigene Lebensumfeld und die Gesellschaft aufzeigen. Sie können Möglichkeiten der Meinungsbildung und Manipulation beschreiben. 7

– (I) den Begriff „Social Media“ erklären und verstehen, welche Interessen das anbietende Unternehmen hat.

Anwendungsbereiche

– Geschäftsmodelle von Social Media-Diensten, Nutzung von persönlichen und personenbezogenen Informationen 13

– Fake News, Darstellung und Realität (Manipulation) und dahinterliegende Interessen 7

– Schutz von personenbezogenen Daten

– Betrug im Internet, Phishing 13

Kompetenzbereich Produktion: Inhalte digital erstellen und veröffentlichen, Algorithmen entwerfen und Programmieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) darstellen, wie Programme Daten speichern und verarbeiten, indem sie Zahlen oder andere Symbole zur Darstellung von Informationen verwenden.

– (T) unter Nutzung einer geeigneten Entwicklungsumgebung einfache Programme erstellen, diese testen und debuggen (Fehler erkennen und beheben).

– (G) die Rechte am geistigen Eigentum beachten und bei der Erstellung oder beim Remixen von Programmen die entsprechenden Urheberrechte angeben. 13

– (I) visuelle/audiovisuelle/auditive Inhalte erzeugen, adaptieren und analysieren. Sie können Möglichkeiten der Veröffentlichung benennen.

Kompetenzbereich Handeln: Angebote und Handlungsmöglichkeiten in einer von Digitalisierung geprägten Welt einschätzen und verantwortungsvoll nutzen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) darstellen, wie Hardware und Software als System zusammenarbeiten, um Aufgaben zu bewältigen.

– (T) digitale Geräte mit einem Netzwerk verbinden und Daten zwischen verschiedenen digitalen Medien austauschen.

– (G) aufzeigen, wie digitale Kommunikation zur Beteiligung an gesellschaftlichen Diskurs- und Entscheidungsprozessen genutzt werden kann. 7

– (I) zwischen digitalen Angeboten und eigenen Bedürfnissen abwägen und persönliche Handlungsmöglichkeiten unter Berücksichtigung gesundheitlicher und ökologischer Aspekte gestalten. 3, 11

Anwendungsbereiche

– Digitaler Arbeitsplatz 3

– Nachhaltiger Umgang mit digitalen Technologien 11

– Erkennen von technischen Problemen in der Nutzung von digitalen Geräten

– Konkretisierung von Fehlern im Hinblick auf Meldung an Supportstrukturen

Kompetenzbereich Orientierung: gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung analysieren und reflektieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) an interdisziplinären Beispielen Anwendungen von Technik in Umwelt und Gesellschaft beschreiben und deren Relevanz für gesellschaftliche Gruppen und kulturelle Kontexte berücksichtigen. Sie können Wechselwirkungen benennen. 11

– (T) beschreiben, wie künstliche Intelligenz viele Software- und physische Systeme steuert.

– (G) Veränderungen des Mediennutzungsverhaltens beschreiben sowie Chancen und Gefahren der personalisierten Mediennutzung analysieren.

– (I) Kompromisse im Zusammenhang mit digitalen Technologien reflektieren, die sich auf die alltäglichen Aktivitäten und beruflichen Möglichkeiten der Menschen auswirken. 1

Anwendungsbereiche

– Verbesserungen für das Design von digitalen Geräten auf Basis von Nutzungsanalysen

– Risiken und Vorteile für die Chancengleichheit bei der Nutzung von Informationstechnologien sowie geeignete Handlungsoptionen 7, 8

– digitale Barrierefreiheit 8

– Internet-of-Things

Kompetenzbereich Information: mit Daten, Informationen und Informationssystemen verantwortungsvoll umgehen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (G) Bedingungen sowie Vor- und Nachteile von personalisierten Suchroutinen für das eigene Leben bzw. die Gesellschaft erklären.

– (I) zielgerichtet und selbstständig die Suche nach Informationen und Daten mit Hilfe geeigneter Strategien und Methoden planen und durchführen, geeignete Quellen nutzen und gefundene Informationen vergleichend hinterfragen.

– (I) Muster in Datendarstellungen wie Diagrammen oder Grafiken erkennen und beschreiben, um Vorhersagen zu treffen.

– (I) Datenmaterial nutzen, um Ursache-Wirkung-Beziehungen aufzuzeigen oder vorzuschlagen, Ergebnisse vorherzusagen oder eine Idee zu vermitteln.

Anwendungsbereiche

– Manipulative und monoperspektivische Darstellungen von Informationen in populären Medienkulturen 7

Kompetenzbereich Kommunikation: Kommunizieren und Kooperieren unter Nutzung informatischer, medialer Systeme

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) erklären, wie cloudbasierte Systeme grundsätzlich funktionieren, und auf kritische Faktoren achten (zB Standort des Servers, Datenschutz und Datensicherheit).

– (G) einen Kompromiss zwischen der Veröffentlichung von Informationen und der Geheimhaltung und Sicherheit von Informationen beschreiben. 7

– (I) bei der Erstellung digitaler Projekte (digitaler Artefakte) mittels Strategien wie Crowdsourcing oder Umfragen mit mehreren Mitwirkenden zusammenarbeiten.

– (I) eigene digitale Identitäten reflektiert gestalten sowie die eigene digitale Reputation verfolgen und schützen.

Anwendungsbereiche

– Verschlüsselungsmethoden für die sichere Übertragung von Informationen

– (sicheres) Passwort, Zweifaktorauthentifizierung

– Physischer und digitaler Schutz von elektronischen Informationen

– Grundlagen der Betroffenenrechte im Datenschutz 13

– Reale Probleme der Cybersicherheit: Cybermobbing, Cybergrooming, Identitätsdiebstahl

Kompetenzbereich Produktion: Inhalte digital erstellen und veröffentlichen, Algorithmen entwerfen und Programmieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) an Beispielen Elemente des Computational Thinkings nachvollziehen und diese zur Lösung von Problemen einsetzen. Sie wissen, wie sie Lösungswege in Programmiersprache umsetzen können.

– (G) verschiedene populäre Medienkulturen benennen sowie Möglichkeiten verschiedener Darstellungsformen von Inhalten erproben.

– (I) ihre eigenen medialen Produktionen auf Barrierefreiheit überprüfen und ggf. Barrieren beseitigen. 8

– (I) Einstellungen in Softwareapplikationen den persönlichen Bedürfnissen entsprechend anpassen.

Anwendungsbereiche

– Gezielte bzw. manipulative Darstellungen, zB in Diagrammen, durch Bildausschnitte oder Vertonung 7

– Konfigurationsmöglichkeiten von Betriebssystemen und Kommunikationssystemen, um sie barrierefrei zugänglich machen 8

Kompetenzbereich Handeln: Angebote und Handlungsmöglichkeiten in einer von Digitalisierung geprägten Welt einschätzen und verantwortungsvoll nutzen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) am Beispiel erklären, wie Computersysteme in Alltagsgegenständen bestimmte Funktionen erfüllen und welche Chancen und Risiken damit verbunden sind. 1

– (G) ökologische Problemkonstellation wie Energie und Rohstoffe im Zusammenhang mit Digitalisierung benennen und eigenes Handeln daraus ableiten. 11

– (I) entsprechende Vorkehrungen treffen, um ihre Geräte und Inhalte vor Viren bzw. Schadsoftware/Malware zu schützen.

Kompetenzbereich Orientierung: gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung analysieren und reflektieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) die Grenzen und Möglichkeiten von Künstlicher Intelligenz reflektieren.

– (G) euphorische und kulturpessimistische Haltungen gegenüber Technologie- und Medienwandel wahrnehmen und ihnen argumentativ begegnen. 7

– (I) die Normativität von digitalen Technologien (zB Filterblase) und Medieninhalten (zB Stereotype, Klischees) erkennen und diese kreativ durchbrechen.

Anwendungsbereiche

– Mobilität (zB selbstfahrende Fahrzeuge) 12

– Gesundheit (zB vernetzte Daten, automatische Assistenzsysteme) 3

Kompetenzbereich Information: mit Daten, Informationen und Informationssystemen verantwortungsvoll umgehen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) Datensicherungen und -wiederherstellungen ausführen.

– (G) Gefahren der Erhebung, Auswertung und Verknüpfung von Nutzerdaten im Sinne von Fahrlässigkeit, Missbrauch und Überwachung erklären und sich dazu verantwortungsvoll verhalten. 7

– (I) Informationen und Inhalte aktualisieren, verbessern sowie zielgruppen-, medienformat- und anwendungsgerecht aufbereiten und inhaltlich, organisatorisch und sprachlich in bestehende Wissensorganisationsformate einbinden. 10

Kompetenzbereich Kommunikation: Kommunizieren und Kooperieren unter Nutzung informatischer, medialer Systeme

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) die Funktion von Protokollen bei der Übertragung von Daten über Netzwerke und das Internet darstellen.

– (G) ein Verständnis für die Konstruktion von Medienwirklichkeit durch die Erhebung und Analyse von Informationen und Daten bzw. die Mechanismen der Bild-, Ton- oder Datenmanipulation entwickeln.

– (G) bei der Auswahl von Social Media bedenken, welchen Einfluss die Interessen von Unternehmen auf das eigene Welt- und Selbstbild haben. 13

– (I) verantwortungsvoll in digitalen Medien kommunizieren und unter Berücksichtigung des Urheberrechts und des Rechts am eigenen Bild Daten austauschen.

Anwendungsbereiche

– Phänomen der viralen Verbreitung von Inhalten und entsprechende Handlungsmöglichkeiten 7

– Datenschutzrechtliche Rechtsgrundlagen (DSGVO und DSG) 13

Kompetenzbereich Produktion: Inhalte digital erstellen und veröffentlichen, Algorithmen entwerfen und Programmieren

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) Programme entwerfen und iterativ entwickeln, die Kontrollstrukturen kombinieren, einschließlich verschachtelter Schleifen und zusammengesetzter Konditionale.

– (G) Möglichkeiten verschiedener Darstellungsformen von Inhalten erproben und deren Einfluss auf die Wahrnehmung des Inhalts hinterfragen.

– (I) mit bereitgestellten Medien und Software-Applikationen zielgerichtet und kreativ gestaltend kooperieren.

– (I) einfache Programme oder Webanwendungen mit geeigneten Werkzeugen erstellen, um ein bestimmtes Problem zu lösen oder eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen.

Anwendungsbereiche

– Dokumentation von Programmen 10

– Projektplanung inklusive Aufgabenverteilung und Zeitplan 1, 2

– (Graphische) Notationen, Pseudocode

– Ästhetische und technische Kompetenzen von Medienkulturen in Projekten

Kompetenzbereich Handeln: Angebote und Handlungsmöglichkeiten in einer von Digitalisierung geprägten Welt einschätzen und verantwortungsvoll nutzen

Die Schülerinnen und Schüler können

– (T) Abstraktionsebenen und Interaktionen zwischen Anwendungssoftware, Systemsoftware und Hardwareschichten vergleichen.

– (T) Software zur Verschlüsselung von Daten einsetzen.

– (G) aufzeigen, wie digitale Kommunikation zu zivilgesellschaftlicher Partizipation und Engagement genutzt wird. 7

– (I) reflektieren, inwieweit technische Konfigurationen Optionen einschränken und lenken. Sie können Vorkehrungen für ihre Eigenständigkeit und informationelle Selbstbestimmung im Kontext von digitaler Vernetzung treffen. 1

Anwendungsbereiche

– Wichtigste technische Mittel zum Schutz vor Betrug und Missbrauch 13

– Wichtigste rechtliche und politische Aspekte von Konsumentenrecht 13

1Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung	2Entrepreneurship Education	3Gesundheitsförderung
4Informatische Bildung	5Interkulturelle Bildung	6Medienbildung
7Politische Bildung	8Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung	9Sexualpädagogik
10Sprachliche Bildung und Lesen	11Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung	12Verkehrs- und Mobilitätsbildung
13Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung

CHEMIE

Bildungs- und Lehraufgabe (4. Klasse):

Chemische Phänomene und Vorgänge sind wesentliche Bestandteile des täglichen Lebens. Daher ist ein angemessenes naturwissenschaftliches Verstehen im Sinne einer reflexiven Grundbildung essenziell für gesellschaftliche Teilhabe. Die Chemie beschreibt und untersucht Stoffe und erklärt deren Eigenschaften und Umwandlungen. Ausgehend von der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler zielt der Chemieunterricht darauf ab, Phänomene und Vorgänge aus Alltag, Technik und Umwelt zu erfassen und besser zu verstehen. Dies beinhaltet, chemische Fragestellungen zu erkennen, einzuordnen und auf Basis erworbener Kompetenzen zu bearbeiten. Dadurch werden die Schülerinnen und Schüler befähigt, Entscheidungen naturwissenschaftlich begründet zu treffen, Produkte und Ressourcen nachhaltig zu nutzen und verantwortungsbewusst zu handeln. Der Chemieunterricht gibt Einblicke in die Bedeutung der Wissenschaft Chemie und der chemischen Industrie für Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt. Somit leistet der Chemieunterricht einen Beitrag zur Berufsorientierung und bildet eine Grundlage für lebenslanges Lernen.¹

Didaktische Grundsätze (4. Klasse):

Ausgehend von ihrer Erfahrungswelt sollen die Schülerinnen und Schüler im Chemieunterricht den induktiven Weg der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung nachvollziehen und zunehmend selbstständig durchführen. Dies beinhaltet das Formulieren von Fragen und Vermutungen sowie das Planen, Durchführen, Beobachten und Auswerten von Untersuchungen. Vorgänge und Phänomene in Natur, Umwelt und Technik werden sowohl auf der makroskopischen Ebene (Stoffebene) als auch auf der submikroskopischen Ebene (Teilchenebene) betrachtet, beschrieben und erklärt. Ein altersadäquater Zugang zur submikroskopischen Ebene wird durch den Einsatz geeigneter Modelle (Denk- und Anschauungsmodelle) ermöglicht. Die stoffliche Fülle und die Komplexität der Disziplin Chemie werden durch eine didaktisch begründete Auswahl von Inhalten und Methoden reduziert. Gleichzeitig wird den Schülerinnen und Schülern Gelegenheit zur exemplarischen Vertiefung gegeben.

Im kompetenzorientierten Unterricht sind den Schülerinnen und Schülern vielfältige und differenzierende Lerngelegenheiten anzubieten, in denen sie sich aktiv mit chemischen Fachinhalten sowie Denk- und Arbeitsweisen auseinandersetzen. Dabei bildet die Diversität der Schülerinnen und Schüler (Gender, Herkunft, Lernvoraussetzungen etc.) den Ausgangspunkt für die Gestaltung von Lerngelegenheiten.⁸

Der Chemieunterricht geht von Anwendungskontexten aus und verknüpft die theoretische und die praktische Ebene zielführend miteinander. Dabei ist besonderer Wert auf die Betrachtung der Inhalte auf den drei Ebenen (makroskopische, submikroskopische und symbolische Ebene) sowie deren konsequente Unterscheidung zu legen. Adaptiver Chemieunterricht beinhaltet die Bearbeitung von Erarbeitungs-, Übungs- und Anwendungsaufgaben. Darüber hinaus ist es sinnvoll, die Chemie – auch fächerübergreifend – durch Projekte, Lehrausgänge, Exkursionen sowie Begegnungen mit Expertinnen und Experten begreif- und erfahrbar zu machen.^{1, 2, 8, 11, 13} Der Einsatz geeigneter digitaler Medien ua. zur Recherche von Inhalten, zur Erfassung, Dokumentation und Auswertung von Untersuchungen sowie zur Verwendung dreidimensionaler Darstellungen und Animationen ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, Erfahrungen mit fachspezifischen Informations- und Kommunikationstechnologien zu sammeln.^{4, 6}

Der Chemieunterricht zielt darauf ab, dass die Schülerinnen und Schüler, ausgehend von der Alltagssprache, schrittweise die Fachsprache erwerben, die es ihnen ermöglicht, sich Fachwissen zu erschließen sowie sich präzise und fachlich angemessen auszudrücken.¹⁰ Somit werden sie zur Teilhabe an gesellschaftsrelevanten naturwissenschaftlichen Diskussionen und Entscheidungsprozessen befähigt, insbesondere zu den Themen Umweltschutz, Nachhaltigkeit und Gesundheit.^{2, 3, 11, 13}

Dieser Lehrplan greift folgende übergreifende Themen auf: Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung¹, Entrepreneurship Education², Gesundheitsförderung³, Informatische Bildung⁴, Medienbildung⁶, Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung⁸, Sprachliche Bildung und Lesen¹⁰, Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung¹¹, Verkehrs- und Mobilitätsbildung¹², Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung¹³

Zentrale fachliche Konzepte (4. Klasse):

Die zentralen fachlichen Konzepte (Basiskonzepte) sind immer wiederkehrende Grundprinzipien der Chemie, die es ermöglichen, die Vielfalt chemischer Inhalte für die Schülerinnen und Schüler zu strukturieren. Damit werden die Schülerinnen und Schüler zu einem verstärkt vernetzten Denken hingeführt.

Stoffe und ihre Teilchen

Phänomene und Vorgänge der stofflichen Welt können sowohl auf der Stoff- als auch auf der Teilchenebene betrachtet und beschrieben werden. Zur Erklärung dieser Phänomene und Vorgänge ist eine konsequente Unterscheidung zwischen makroskopischer (Stoff) und submikroskopischer (Teilchen) Ebene erforderlich.

Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Stoffen können auf ihre Struktur zurückgeführt werden. Dabei sind Art, Anordnung und Wechselwirkung der Teilchen ausschlaggebend.

Chemische Reaktion

Stoffe sind Veränderungsprozessen unterworfen. Bei einer chemischen Reaktion werden Stoffe unter Energiebeteiligung in neue Stoffe mit anderen Eigenschaften umgewandelt. Diese Umwandlung erfolgt durch Aufbrechen und Neubilden chemischer Bindungen. Dabei werden Teilchen umgruppiert und die Masse bleibt erhalten. Chemische Reaktionen sind immer mit einem Energieumsatz verbunden. Die dabei ablaufenden stofflichen und energetischen Prozesse sind grundsätzlich umkehrbar.

Kompetenzmodell und Kompetenzbereiche (4. Klasse):

Das Kompetenzmodell Chemie umfasst die Inhaltsdimension, die in den zentralen fachlichen Konzepten beschrieben wird, sowie die Handlungsdimension. Die Handlungsdimension gliedert sich in die drei Kompetenzbereiche Wissen aneignen und kommunizieren (W), Erkenntnisse gewinnen und interpretieren (E) und Standpunkte begründen, Entscheidungen treffen und reflektiert handeln (S).

Diese drei Kompetenzbereiche werden durch Kompetenzbeschreibungen konkretisiert und sind für jede Schulstufe ident formuliert. Die Kompetenzentwicklung über die Schulstufen hinweg ergibt sich aus der ansteigenden Komplexität der Anwendungsbereiche, die so gewählt sind, dass sie Lernprogressionen ermöglichen.

Kompetenzbeschreibungen und Anwendungsbereiche, Lehrstoff (4. Klasse):

Kompetenzbeschreibungen

Kompetenzbereich Wissen aneignen und kommunizieren (W)

Die Schülerinnen und Schüler können

– Vorgänge und Phänomene in Natur, Umwelt und Technik sowie deren Auswirkungen beobachten, erfassen, beschreiben und benennen; 10, 12

– unterschiedlichen Medien und Quellen fachspezifische Informationen entnehmen; 4, 6

– Vorgänge und Phänomene in Natur, Umwelt und Technik in verschiedenen Formen (Grafik, Tabelle, Bild, Diagramm, …) darstellen, erklären und adressatengerecht kommunizieren. 10

Kompetenzbereich Erkenntnisse gewinnen und interpretieren (E)

Die Schülerinnen und Schüler können

– zu Vorgängen und Phänomenen in Natur, Umwelt und Technik Beobachtungen machen oder Messungen durchführen und diese beschreiben;

– zu Vorgängen und Phänomenen in Natur, Umwelt und Technik Fragen stellen, Vermutungen aufstellen sowie passende Untersuchungen planen, durchführen und protokollieren;

– Beobachtungen, Daten und Ergebnisse von Untersuchungen analysieren (ordnen, vergleichen, Abhängigkeiten feststellen) und interpretieren.

Kompetenzbereich Standpunkte begründen, Entscheidungen treffen und reflektiert handeln (S)

Die Schülerinnen und Schüler können

– Informationen aus verschiedenen Quellen aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten und Schlüsse daraus ziehen; 4, 6

– fachlich korrekt und folgerichtig argumentieren und naturwissenschaftliche von nicht-naturwissenschaftlichen Argumentationen und Fragestellungen unterscheiden; 10

– Bedeutung, Chancen und Risiken der Anwendungen von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen für sich persönlich und für die Gesellschaft erkennen, um verantwortungsbewusst zu handeln; 1, 3, 11

– die Bedeutung von Naturwissenschaft und Technik für verschiedene Berufsfelder erfassen, um diese Kenntnis bei der Wahl ihres weiteren Bildungsweges zu verwenden. 1, 2, 13

Anwendungsbereiche (4. Klasse):

Die Kompetenzbeschreibungen in den Kompetenzbereichen W, E und S sind mit jeweils geeigneten Anwendungsbereichen zu verknüpfen. Sie ermöglichen die Entwicklung und Anwendung von Kompetenzen, fördern das Verstehen zentraler fachlicher Konzepte und sind verbindlich in Theorie und Praxis umzusetzen. Die Reihung der Anwendungsbereiche versteht sich weder hierarchisch noch chronologisch.

– Aggregatzustände und Eigenschaften von Stoffen

– Aufbau von Atomen und Periodensystem

– Bindungsmodelle, Strukturen und Wechselwirkungen

– Symbolische und grafische Darstellungen auf Teilchenebene

– Kennzeichen chemischer Reaktionen: stoffliche und energetische Veränderungen

– Darstellung chemischer Reaktionen: Wort- und Formelgleichungen, modellhafte Darstellungen

– Typen chemischer Reaktionen: Säure-Base-Reaktionen, Reduktions-Oxidations-Reaktionen, einfache organische Reaktionen

– Planen, Durchführen, Beobachten, Erfassen, Auswerten und Dokumentieren von Untersuchungen: ua. Trennverfahren, einfache Nachweise, Synthesen und Analysen

– Verhalten und Sicherheit im Umgang mit Chemikalien im chemischen Labor sowie im Alltag

– Bedeutung der Chemie für Alltag, Wirtschaft, Gesundheit und Umwelt sowie die damit verbundene Verantwortung für eine nachhaltige Zukunft 11, 13

1Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung	2Entrepreneurship Education	3Gesundheitsförderung
4Informatische Bildung	5Interkulturelle Bildung	6Medienbildung
7Politische Bildung	8Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung	9Sexualpädagogik
10Sprachliche Bildung und Lesen	11Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung	12Verkehrs- und Mobilitätsbildung
13Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung

PHYSIK

Bildungs- und Lehraufgabe (2. bis 4. Klasse):

Ziel des Physikunterrichts ist die Weiterentwicklung der naturwissenschaftlichen Grundbildung von Schülerinnen und Schülern, damit diese kompetent handeln können. Dazu erwerben sie altersadäquates Fachwissen und nutzen es, um Fragestellungen zu erkennen, sich neues Wissen anzueignen, physikalische Phänomene zu erklären und physikalische Denk- und Arbeitsweisen altersentsprechend anzuwenden. Sie kennen Kernaspekte des Wesens der Physik als Naturwissenschaft (Vorläufigkeit und gleichzeitige Verlässlichkeit des naturwissenschaftlichen Wissens, empirischer und sozialer Charakter der Naturwissenschaften sowie Forschung als kreativer Prozess). Die Schülerinnen und Schüler sind sich bewusst, wie Naturwissenschaften und Technik unsere materielle, intellektuelle und kulturelle Umwelt formen. Sie entwickeln Kompetenzen, um sich mit Problemstellungen aus physikalischer Perspektive als mündige Bürgerinnen und Bürger kritisch auseinandersetzen zu können.²

Didaktische Grundsätze (2. bis 4. Klasse):

Zeitgemäßer Physikunterricht basiert auf dem aktuellen Forschungsstand zum Lehren und Lernen der Physik. Besonders wichtig sind folgende Aspekte:

Der Physikunterricht orientiert sich an den (Alltags-)Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler. Deren schon vor dem Unterricht vorhandene Ideen werden im Unterricht berücksichtigt und zu physikalisch angemessenen Vorstellungen entwickelt. Dabei fokussiert der Physikunterricht auf das Erlangen eines konzeptuellen Verständnisses, eine frühe Abstraktion ist zu vermeiden. Es sollen lernwirksame Unterrichtskonzeptionen (etwa aus der fachdidaktischen Forschung) eingesetzt werden. Mathematische Ableitungen und Rechenbeispiele werden nur vereinzelt verwendet.

Der Physikunterricht orientiert sich an der Lebenswelt und den Interessen der Schülerinnen und Schüler. Er verwendet Alltagskontexte und greift fächerübergreifende Aspekte auf. Im Physikunterricht wird auf Naturphänomene, Anwendungen der Physik in Biologie und Medizin sowie gesellschaftliche Aspekte von Physik eingegangen.⁸

Der Physikunterricht bereitet Schülerinnen und Schüler darauf vor, Vorgänge, Phänomene und Prozesse der Natur, Umwelt und Technik in angemessener Form (schriftlich und mündlich) unter Anwendung von fachspezifischem Wortschatz adressatengerecht zu beschreiben¹⁰, zu erklären, zu begründen und zu argumentieren.

Der Einsatz von Experimenten im Physikunterricht gestaltet sich vielfältig. Experimente sind in den Lernprozess eingebettet und dienen dem Kompetenzerwerb. Fächerübergreifende Fragestellungen sowie Begegnungen mit externen Expertinnen und Experten können den Unterricht wesentlich bereichern.

Im Physikunterricht werden moderne Medien und Technologien eingesetzt (Messwerterfassung, Simulationen, Datenauswertung und -analyse, Modellbildung, Tabellenkalkulation)⁴ sowie außerschulische Lernorte miteinbezogen.

Der Physikunterricht ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, physikalische Themen und deren praktische Anwendbarkeit in unterschiedlichen Berufs- und Arbeitsfeldern zu erkennen und eine Verbindung zu persönlichen Bildungs- und Berufsperspektiven herzustellen.¹

Dieser Lehrplan greift folgende übergreifende Themen auf: Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung¹, Entrepreneurship Education², Informatische Bildung⁴, Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung⁸, Sprachliche Bildung und Lesen¹⁰, Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung¹¹, Verkehrs- und Mobilitätsbildung¹², Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung¹³

Zentrale fachliche Konzepte (2. bis 4. Klasse):

Altersgemäße Darstellungen von zentralen fachlichen Konzepten können dabei helfen, den Physikunterricht zu strukturieren. Sie dienen als fachliche Grundideen zur Orientierung der Lernenden und Lehrenden über alle Themenbereiche hinweg.

Zur Beschreibung von Phänomenen in Natur, Alltag und Technik verwendet die Physik abstrakte und elaborierte, eng miteinander verknüpfte Konzepte. Dazu zählen:

Teilchen

Nimmt man an, dass Dinge aus klein(st)en Teilchen bestehen, so kann oft das Verhalten des ganzen Systems vorhergesagt werden. Mit Teilchenmodellen können zum Beispiel der Magnetismus oder das Verhalten von Gasen analysiert werden.

Feld

In diesem Konzept wird jedem Punkt des Raums ein Wert einer physikalischen Größe zugeschrieben. Mit Feldern kann beispielsweise nachvollzogen werden, dass ein Magnet ein Stück Eisen anzieht, auch wenn es den Magneten nicht berührt. Mit dem elektrischen Feld kann erklärt werden, wie ein Blitz entsteht. Mit dem Gravitationsfeld kann die Bewegung der Planeten um die Sonne beschrieben werden.

Schwingungen und Wellen

Viele physikalische Phänomene lassen sich durch Schwingungen oder Wellen beschreiben. So wird zum Beispiel die Bewegung einer Schaukel ebenso wie die Entstehung von Tönen oder die Übertragung von Informationen über Mobilfunk durch die Konzepte von Schwingungen und Wellen erklärt.

Die folgenden beiden zentralen fachlichen Konzepte sind in der Unterstufe von besonderer Bedeutung:

Energie

Eine der wesentlichsten Größen der Physik ist die abstrakte Bilanzgröße Energie. In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtenergie immer erhalten. Die Vorgänge in diesem System lassen sich dann durch die Verwendung verschiedener Energieformen wie Bewegungsenergie und chemische Energie beschreiben.

Kräfte und Wechselwirkungen

Kräfte und Wechselwirkungen beschreiben grundlegende Zusammenhänge in der Physik. Wirkt eine Kraft auf einen Ball, so verändert sich die Geschwindigkeit (Tempo und/oder Richtung) dieses Balls. Die elektromagnetische Wechselwirkung erklärt das Verhalten des einfachen Stromkreises und dass Licht an einem Wassertropfen gebrochen wird. Die starke Wechselwirkung erklärt die Stabilität von Atomkernen.

Daneben sind naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen ein zentrales Prinzip des Faches. Sie werden eingesetzt, um naturwissenschaftliche Problemstellungen zu lösen. Die wichtigsten Denk- und Arbeitsweisen sind Fragen zu stellen, Vermutungen zu formulieren, Modellvorstellungen zu entwickeln, Experimente zu planen und durchzuführen, Variablenkontrollstrategien zu verwenden, Daten zu analysieren und zu interpretieren, Erklärungen für Zusammenhänge zu entwickeln sowie Argumente mit empirischen Belegen zu untermauern.²

Kompetenzmodell und Kompetenzbereiche (2. bis 4. Klasse):

Das Kompetenzmodell Physik umfasst inhaltliche Kompetenzbereiche sowie Handlungsdimensionen. Die inhaltlichen Kompetenzbereiche orientieren sich an einer fachlichen Einteilung der Physik und sind in den jeweiligen Klassen erklärt.

Die drei Handlungsdimensionen sind:

Fachwissen anwenden (W)

In diesem Bereich wird physikalisches Fachwissen erworben und in verschiedenen Kontexten angewandt.

Die Schülerinnen und Schüler können

– Vorgänge und Phänomene in Natur, Alltag und Technik beschreiben und benennen;

– mit Informationen aus fachlichen Medien und Quellen umgehen;

– Vorgänge und Phänomene in Natur, Alltag und Technik in verschiedenen Formen (ua. Bild, Grafik, Tabelle, Diagramm, Modell) darstellen, erläutern und adressatengerecht kommunizieren.

Erkenntnisgewinnung und Experimentieren (E)

In diesem Bereich werden Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit physikalischen Denk- und Arbeitsweisen erworben.

Die Schülerinnen und Schüler können

– zu Vorgängen und Phänomenen in Natur, Alltag und Technik naturwissenschaftliche Fragen formulieren und Hypothesen aufstellen;

– zu Fragestellungen eine passende Untersuchung oder ein Experiment planen, durchführen und protokollieren;

– im Rahmen naturwissenschaftlicher Untersuchungen oder Experimente Daten aufnehmen und analysieren (beobachten, ordnen, vergleichen, messen, Abhängigkeiten feststellen, Zuverlässigkeit einschätzen);

– Daten durch mathematische und physikalische Modelle abbilden und interpretieren.

Standpunkte begründen und aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten (S)

In diesem Bereich wird die Fähigkeit erworben, naturwissenschaftlich begründet zu argumentieren und am gesellschaftlichen Diskurs teilzunehmen.

Die Schülerinnen und Schüler können

– Bedeutung, Chancen und Risiken der Anwendungen von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen auf persönlicher, regionaler und globaler Ebene erkennen, um verantwortungsbewusst zu handeln;

– naturwissenschaftliche von nicht naturwissenschaftlichen Argumentationen und Fragestellungen unterscheiden;

– die Verlässlichkeit von unterschiedlichen Quellen aus naturwissenschaftlicher Sicht und aus anderen Blickwinkeln (ua. ökonomisch, ökologisch, ethisch) bewerten;

– Entscheidungskriterien für das eigene Handeln entwickeln und aus naturwissenschaftlicher Sicht überprüfen.

Kompetenzen ergeben sich immer aus der Verbindung von Handlungsdimension und inhaltlichem Kompetenzbereich. Die Kompetenzbeschreibungen, die in den jeweiligen Kompetenzbereichen der einzelnen Schulstufen verankert sind, enthalten Verweise auf die Handlungsdimensionen.

Kompetenzbeschreibungen und Anwendungsbereiche, Lehrstoff (2. bis 4. Klasse):

Kompetenzbereich Sehen und Hören

Die Schülerinnen und Schüler können

– physikalische Bedingungen für das Sehen von Körpern/Gegenständen bzw. das Hören von Tönen/Klängen durch ein Sender-Empfänger-Modell adressatengerecht erläutern ( W ) und auf verschiedene Alltagssituationen anwenden (ua. Sicherheit im Straßenverkehr) ( S ); 12

– verantwortungsbewusst mit Licht- und Schallquellen umgehen, um die Gefährdung von Sinnesorganen zu vermeiden ( S );

– das Modell der allseitigen geradlinigen und kontinuierlichen Lichtausbreitung nutzen ( W ), um unter der Anwendung von fachspezifischem Wortschatz begründete Vermutungen zur Entstehung von Schattenphänomenen aufzustellen ( E ); 10

– die Entstehung von Tag und Nacht, Jahreszeiten und Mondphasen durch Bewegungsabläufe und Beleuchtungsverhältnisse in unserem Sonnensystem szenisch oder mit Modellen darstellen ( E );

– den Begriff Farbe – als die Eigenschaft von Stoffen, bestimmte Lichtfarben streuen zu können – fachlich angemessen verwenden. ( W )

Kompetenzbereich Optische Systeme

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Abbildung von Gegenständen durch verschiedene optische Systeme (ua. Lochkamera, ebener Spiegel, Auge) mithilfe des „Leuchtpunkt zu Bildpunkt“-Abbildungsschemas adressatengerecht beschreiben und qualitativ mit Hilfe von Lichtbündeln darstellen ( W );

– experimentelle Beobachtungen zu Phänomenen der Bildentstehung mit verschiedenen Linsen durchführen ( E );

– den Einsatz optischer Geräte in verschiedenen Bereichen aus verlässlichen Quellen ( S ) recherchieren ( W ) und damit verbundene Chancen und Risiken reflektieren ( S );

– die Zusammensetzung sichtbarer Strahlung bestimmter Lichtquellen mit einer passenden Untersuchung analysieren und Ergebnisse dieser Untersuchung unter Anwendung von fachspezifischem Wortschatz adressatengerecht beschreiben. 10 ( E )

Anwendungsbereiche

– Physikalischer Sehvorgang, Funktionsweise des menschlichen Auges;

– Entstehung und Ausbreitung von Schall, Gefährdung durch Lärm;

– Geradlinige allseitige Ausbreitung von Licht, Lichtgeschwindigkeit;

– Modell für kontinuierliche Lichtausbreitung (ua. Lichtstrahl, Lichtbündel);

– Schatten: dreidimensionaler Schattenraum, zweidimensionales Schattenbild;

– Entstehung von Tag/Nacht und Mondphasen: Bewegungsverläufe von Erde, Mond und Sonne;

– Interaktion von Licht und Materie: Streuung (insbesondere das Zustandekommen von Farbwahrnehmung), Reflexion (insbesondere die Wirkung von glatten metallischen Flächen auf Lichtbündel) und Brechung (insbesondere die Wirkung von Linsen auf Lichtbündel);

– Spektrale Zusammensetzung von Licht.

Kompetenzbereich Mechanik

Die Schülerinnen und Schüler können

– die (auch mehrdimensionale) Bewegung von Objekten mit geeigneten fachtypischen Darstellungen unter Einbeziehung moderner digitaler Werkzeuge beschreiben und die wesentlichen physikalischen Größen von Bewegungen (Ort, Tempo und Geschwindigkeit) in verschiedenen Kontexten anwenden; 4, 12 ( W )

– in einfachen Experimenten den Zusammenhang zwischen der Änderung einer Geschwindigkeit und einer Einwirkung von außen untersuchen ( E ) und auf unterschiedliche Alltagsbeispiele anwenden ( W );

– die Wirkung verschiedener Kräfte im Alltag qualitativ untersuchen ( E ), dokumentieren ( E ) und kommunizieren ( W ).

Kompetenzbereich Elektrizität und Magnetismus

Die Schülerinnen und Schüler können

– Experimente zum Zusammenhang der Grundgrößen der Elektrizität (Spannung, Stromstärke und Widerstand) und zu den Wirkungen des elektrischen Stroms planen, durchführen, analysieren und dokumentieren ( W, E );

– die Gefahren der Elektrizität einschätzen und die Bedeutung von Schutzmaßnahmen für den Alltag erläutern ( S );

– physikalische Modellvorstellungen zum Magnetismus und zum Stromkreis und deren Übereinstimmungen und Unterschiede zu experimentellen Daten diskutieren ( E );

– physikalische und nichtphysikalische Aspekte von Mobilität und Verkehrssicherheit in verschiedenen Medien recherchieren ( W ), die Verlässlichkeit der Quellen bewerten, die Ergebnisse diskutieren und Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten ( S ); 12

– die Prinzipien des Elektromotors und des Generators qualitativ untersuchen ( E ) sowie deren Bedeutung für den Alltag recherchieren und kommunizieren ( W ).

Kompetenzbereich Energie

Die Schülerinnen und Schüler können

– Energie als wesentliche Erhaltungsgröße in Mechanik und Elektrizitätslehre erfassen sowie den Wechsel der Energieformen erkennen und qualitativ beschreiben ( W );

– altersgerechte Informationen über den Aufbau und die Funktionsweise moderner elektronischer Geräte beschaffen ( W ) und über Aspekte der Wirtschafts- und Verbraucher/innenbildung diskutieren ( S ). 13

Anwendungsbereiche

– Beschreibung von (auch zweidimensionalen) Bewegungen, Tempo und Geschwindigkeit;

– Je-desto-Zusammenhang zwischen der Änderung einer Geschwindigkeit und einer Einwirkung von außen (qualitativer Zugang zur newtonschen Bewegungsgleichung in der Form ;

– Phänomenologische Behandlung von Kraftarten;

– Wechselwirkungsgesetz;

– Permanent- und Elektromagnetismus;

– Einfacher Stromkreis: Stromstärke, Spannung, Widerstand, Wirkungen des elektrischen Stroms, Gefahren und Schutzmaßnahmen;

– Modellvorstellungen (zB Teilchenmodelle, Eisen-Magnet-Modell für den Magnetismus, Elektronengasmodell für den Stromkreis);

– Elektrische und mechanische Energie, Energieerhaltung;

– Elektromotor- und Generatorprinzip;

– Erste Einblicke in die Funktionsweise moderner elektronischer Geräte.

Kompetenzbereich Wetter und Klima

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Temperatur mit verschiedenen Messgeräten bestimmen ( E );

– Experimente zu den verschiedenen Formen der thermischen Energieübertragung planen, durchführen und die Ergebnisse interpretieren ( E ) sowie deren Bedeutung für die Klimaproblematik diskutieren; 11 ( S )

– Temperatur- und Luftdruckunterschiede als den wesentlichen Antrieb von Wettererscheinungen erkennen und das Wissen in Alltagssituationen anwenden ( W );

– Informationen zum Energiehaushalt der Erde und zu den menschlichen Einflüssen darauf aus unterschiedlichen Quellen entnehmen ( W ) und nach physikalischen Aspekten bewerten ( S ); 11

– Maßnahmen zur Einhaltung aktueller Klimaschutzziele auf persönlicher, regionaler und globaler Ebene einordnen und ihre Umsetzungsmöglichkeiten diskutieren; 11, 12 ( S )

– grundlegende Vorgänge verschiedener Kraftwerkstypen erläutern ( W ) und aus ökonomischer, ökologischer und ethischer Sicht bewerten ( S ). 11

Kompetenzbereich Strahlung und Radioaktivität

Die Schülerinnen und Schüler können

– Informationen zur Energie- und Informationsübertragung durch Strahlung recherchieren ( W ) und die Verlässlichkeit der Quellen bewerten ( S );

– die Interaktion unterschiedlicher Strahlungsarten (ua. sichtbare Strahlung, UV-Strahlung, IR-Strahlung, ionisierende Strahlung) mit Materie anhand geeigneter (auch virtueller) Untersuchungen analysieren ( E ) und daraus Konsequenzen für die Risikobewertung ziehen ( S ); 11

– den radioaktiven Zerfall als Zufallsprozess im Atomkern verstehen und mit Hilfe von Modellen darstellen; ( W )

– mit altersgemäßen Informationen zu aktueller physikalischer Forschung umgehen. ( W, E, S )

Anwendungsbereiche

– Temperatur und innere Energie;

– Thermische Übertragung von Energie;

– Phasenübergänge;

– Wetterentstehung, Wettermessinstrumente, Wetterextreme;

– Treibhauseffekt, Klima und Klimawandel, Einflüsse des Menschen auf das Klima;

– Modellvorstellungen (ua. Teilchenmodelle in der Wärmelehre und der Kernphysik, Klimamodelle);

– Grundlagen der Radioaktivität (natürliche und künstliche Quellen, ionisierende Strahlung, biologische Wirkung);

– Anwendungen von elektromagnetischer Strahlung in Medizin und Technik;

– Kraftwerksarten;

– Erster Einblick in aktuelle physikalische Forschung.

1Bildungs-, Berufs- und Lebensorientierung	2Entrepreneurship Education	3Gesundheitsförderung
4Informatische Bildung	5Interkulturelle Bildung	6Medienbildung
7Politische Bildung	8Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung	9Sexualpädagogik
10Sprachliche Bildung und Lesen	11Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung	12Verkehrs- und Mobilitätsbildung
13Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher/innenbildung

BIOLOGIE UND UMWELTBILDUNG

Bildungs- und Lehraufgabe (1. bis 4. Klasse):

Der Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung ist fester Bestandteil der naturwissenschaftlichen Grundbildung mit dem Ziel, Schülerinnen und Schülern mündiges Handeln und eigenständiges Weiterlernen zu ermöglichen.

Schülerinnen und Schüler erkennen sich als Teil der Natur und sind in der Lage, die Mensch-Natur-Beziehung kritisch zu reflektieren. Dabei sind Erfahrungen in und mit unterschiedlichen Lebensräumen für den biologischen Erkenntnisgewinn unumgänglich. Durch Wissen, emotionale Zugänge und Naturerfahrungen wird eine Einschätzung der Wirkungen menschlicher Handlungen ermöglicht, Bewusstsein für den Biotop- und Artenschutz geschaffen und ein ethisch begründeter und verantwortungsvoller Umgang mit der Umwelt gefördert. Der Unterricht eröffnet den Schülerinnen und Schülern Einblick in die Funktionen des eigenen Körpers und leistet so einen Beitrag zur Sexualbildung sowie zur gesundheitsbezogenen Handlungsfähigkeit in individueller und gesellschaftlicher Verantwortung, ua. durch das persönliche Ernährungs- und Konsumverhalten.⁸

Der Unterricht im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung fördert – als Beitrag zur reflexiven Grundbildung – die aktive und kritische Teilnahme der Schülerinnen und Schüler am gesellschaftlichen Diskurs und ermöglicht ihnen, unwissenschaftliche Aussagen als solche zu erkennen. Er unterstützt sie in ihren Bildungsentscheidungen und bereitet auf die Anforderungen zahlreicher Berufsfelder vor.

Didaktische Grundsätze (1. bis 4. Klasse):

Schülerinnen und Schüler sollen ein Verständnis für das Wesen der Biologie als Naturwissenschaft entwickeln.

Ziel des Unterrichts ist es, den Schülerinnen und Schülern die Aneignung wesentlicher Kompetenzen für den Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung auf der Basis von Inhalten, die in den Anwendungsbereichen abgebildet werden, zu ermöglichen. In jeder Schulstufe sind alle zehn Deskriptoren der drei Kompetenzbereiche (W, E, S) zu berücksichtigen. Die Zuordnung der Anwendungsbereiche zu den Kompetenzbeschreibungen erfolgt durch die Lehrerinnen und Lehrer.

Ein weiteres Ziel ist es, die zentralen fachlichen Konzepte (Basiskonzepte) als Teil der naturwissenschaftlichen Grundbildung bei den Schülerinnen und Schülern zu verankern. Dazu sind einerseits Inhalte aus den einzelnen Anwendungsbereichen unter dem Aspekt der zentralen fachlichen Konzepte zu thematisieren. Andererseits sind Inhalte mithilfe dieser Konzepte miteinander zu verknüpfen, um die Entwicklung eines grundlegenden biologischen Verständnisses als Ausgangspunkt für das weitere Lernen zu sichern.

Den Schülerinnen und Schülern sind – ausgehend von ihren individuellen Erfahrungen, Vorstellungen und Lernvoraussetzungen – vielfältige und differenzierende Lerngelegenheiten zur aktiven Auseinandersetzung mit Fachinhalten sowie Denk- und Arbeitsweisen der Biologie anzubieten. Dabei soll die Diversität der Schülerinnen und Schüler (ua. Gender, Herkunft, Lernvoraussetzungen) als Chance verstanden werden.

Die Schülerinnen und Schüler sollen durch die Nutzung digitaler Medien Erfahrungen mit fachspezifischen Informations- und Kommunikationstechnologien sammeln.⁴

Dieser Lehrplan greift folgende übergreifende Themen auf: Gesundheitsförderung³, Informatische Bildung⁴, Medienbildung⁶, Reflexive Geschlechterpädagogik und Gleichstellung⁸, Sexualpädagogik⁹, Sprachliche Bildung und Lesen¹⁰, Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung¹¹

Zentrale fachliche Konzepte (1. bis 4. Klasse):

Zentrale fachliche Konzepte (Basiskonzepte) der Biologie helfen Inhalte auszuwählen und Grundlegendes zu erkennen. Sie beruhen darauf, dass es in der Biologie wiederkehrende Prinzipien gibt, die auf unterschiedlichen Organisationsebenen immer wieder vorkommen und Einzelphänomene auf unterschiedlichen Ebenen verbinden. Mithilfe von fünf zentralen fachlichen Konzepten können verschiedene Phänomene erklärt und eingeordnet werden. Sie unterstützen die Strukturierung und Verknüpfung von Inhalten aus den verschiedenen Anwendungsbereichen.

Struktur und Funktion

Strukturelle Charakteristika ermöglichen Rückschlüsse auf ihre Funktion. Im Laufe der Evolution entstehen Strukturen, die sich verändern können oder auch verloren gehen.

Reproduktion

Die Weitergabe der Gene wird durch sexuelle und vegetative Fortpflanzungsprozesse gesichert. Sexuelle Fortpflanzung führt zu Vielfalt von Organismen und ist eine Grundlage für evolutionäre Veränderlichkeit.

Evolution und Verwandtschaft

Die Vielfalt der Lebewesen innerhalb einer Art und über die Artgrenzen hinaus basiert auf der Neukombination von Erbanlagen durch sexuelle Fortpflanzung sowie auf Mutationen.⁹ Vielfalt ist die Grundlage, Selektion treibt Evolutionsprozesse an. Beides begründet die stammesgeschichtliche Verwandtschaft aller Lebewesen.

Steuerung und Regelung, Information und Kommunikation

Auf allen Systemebenen (Zelle, Organ, Organismus und Lebensgemeinschaft) sind Regulations- und Steuerungsmechanismen zur Erhaltung des Systems wirksam. Sie reagieren auf interne und externe Veränderungen. Lebende Systeme können Informationen selbst generieren, aufnehmen, verarbeiten, weiterleiten, speichern, nutzen und an andere Systeme weitergeben.

Stoff- und Energieumwandlung

Lebewesen sind an Stoff- und Energieumwandlung gebunden. Organische Verbindungen werden vorwiegend von Pflanzen aufgebaut. In ökologischen Systemen durchlaufen Baustoffe und Energieträger vorwiegend geschlossene Kreisläufe. Menschliche Aktivitäten können solche Kreisläufe verändern.

Kompetenzmodell und Kompetenzbereiche (1. bis 4. Klasse):

Ziel der Kompetenzorientierung in Biologie und Umweltbildung ist es, biologische Bildung als Teil der naturwissenschaftlichen Grundbildung (Scientific Literacy) und der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) zu ermöglichen.

Das Kompetenzmodell umfasst die Kompetenzbereiche Aneignen, Anwenden und Kommunizieren von Wissen (W), den selbstständigen Erkenntnisgewinn (E) – ua. mittels Beobachtung und Experiment – sowie die Anwendung des Fachwissens und der Erkenntnisse bei der Begründung von Standpunkten (S) im gesellschaftlichen Diskurs und als Grundlage für reflektiertes Handeln im Alltag.

Die Kompetenzbeschreibungen sind für jede Schulstufe ident formuliert. Die Kompetenzentwicklung über die Schulstufen hinweg ergibt sich aus der ansteigenden Komplexität der Anwendungsbereiche. Diese sind so gewählt, dass sie Lernprogressionen ermöglichen.

Kompetenzbeschreibungen und Anwendungsbereiche, Lehrstoff (1. bis 4. Klasse):

Kompetenzbeschreibungen (1. bis 4. Klasse):