Umgang mit
Fachwissen

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

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

UF1 Fakten wiedergeben und erläutern

Phänomene und Vorgänge mit einfachen naturwissenschaftlichen Konzepten beschreiben und erläutern.

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

UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen

bei der Beschreibung naturwissenschaftlicher Sachverhalte Fachbegriffe angemessen und korrekt verwenden.

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

UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren

naturwissenschaftliche Objekte und Vorgänge nach vorgegebenen Kriterien ordnen.

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

UF4 Wissen vernetzen

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

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

Erkenntnisgewinnung

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10

E1 Fragestellungen erkennen

naturwissenschaftliche Fragestellungen von anderen Fragestellungen unterscheiden.

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

E2 Bewusst wahrnehmen

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

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

E3 Hypothesen entwickeln

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

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

E4 Untersuchungen und Experimente planen

vorgegebene Versuche begründen und einfache Versuche selbst entwickeln.

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

E5 Untersuchungen und Experimente durchführen

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

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

E6 Untersuchungen und Experimente auswerten

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

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

E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben

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

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

E8 Modelle anwenden

naturwissenschaftliche Phänomene mit einfachen Modellvorstellungen erklären.

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

E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren

in einfachen naturwissenschaftlichen Zusammenhängen Aussagen auf Stimmigkeit überprüfen.

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

Kommunikation

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10

K1 Texte lesen und erstellen

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

naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und sachlogisch strukturiert schriftlich darstellen.

K2 Informationen identifizieren

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

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

K3 Untersuchungen dokumentieren

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

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

K4 Daten aufzeichnen und darstellen

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

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

K5 Recherchieren

Informationen zu vorgegebenen Begriffen in ausgewählten Quellen finden und zusammenfassen.

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

K6 Informationen umsetzen

auf der Grundlage vorgegebener Informationen Handlungsmöglichkeiten benennen.

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

K7 Beschreiben, präsentieren, begründen

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

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

K8 Zuhören, hinterfragen

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

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

K9 Kooperieren und im Team arbeiten

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

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

Bewertung

Schülerinnen und Schüler können
nach einer ersten Stufe der Kompetenzentwicklung

zusätzlich
bis Ende der Jahrgangsstufe 10

B1 Bewertungen an Kriterien orientieren

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

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

B2 Argumentieren und Position beziehen

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

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

B3 Werte und Normen berücksichtigen

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

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

Inhaltsfelder und
Schwerpunkte 5/6

Vorschläge für mögliche Kontexte

Basiskonzepte

Struktur und Funktion

Entwicklung

System

Wechselwirkung

Struktur der Materie

Energie

Chemische Reaktion

Lebensräume und Lebensbedingungen (1)

• Erkundung eines Lebensraums
• Züchtung von Tieren und Pflanzen
• Biotopen- und Artenschutz
• Extreme Lebensräume

• Lebensraum Wald
• Tiere im Zoo
• Tiere und Pflanzen für unsere Ernährung

Arten, Blütenbestandteile, Samenverbreitung

Keimung, Wachstum, Fortpflanzung, Überdauerungsformen

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

Wärmeisolation

Aggregatzustände

Wärme als Energieform, Temperatur

Sonne, Wetter, Jahreszeiten (2)

• Die Erde im Sonnensystem
• Temperatur und Wärme
• Angepasstheit an die Jahreszeiten

• Sonne und Wetter
• Leben im Jahreslauf
• Wettervorhersagen

Blattaufbau, Pflanzenzelle

Angepasstheit

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

Reflexion und Absorption von Wärmestrahlung

Einfaches Teilchenmodell, Wärmeausdehnung und Teilchenbewegung

Energieumwandlung, Übertragung und Speicherung von Energie

Sinne und Wahrnehmung (3)

• Sinneserfahrungen und Sinnesorgane
• Sehen und Hören
• Grenzen der Wahrnehmung

• Sinne erschließen die Umwelt
• Sinneseindrücke im Kino
• Tiere als Sinnesspezialisten

Auge und Ohr als Licht- bzw. Schallempfänger, Haut

Angepasstheit an den Lebensraum

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

Absorption, Reflexion

Schallausbreitung, Schallgeschwindigkeit 

Körper und Leistungsfähigkeit (4)

• Bewegungssystem
• Atmung und Blutkreislauf
• Ernährung und Verdauung
• Kräfte und Hebel

• Die richtige Ernährung
• Training und Ausdauer
• Kräfte des Menschen – Kräfte in der Natur

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

Baustoffe

Betriebsstoffe, Gasaustausch, Gleichgewicht, Hebel

Kraftwirkungen, Hebelwirkung

Gespeicherte Energie in Nahrungsmitteln

Stoffe und Geräte des Alltags (5)

• Stoffeigenschaften
• Stofftrennung
• Wirkungen des elektrischen Stroms

• Speisen und Getränke
• Auf Spurensuche
• Stoffe im Haushalt
• Elektrogeräte im Alltag

Stromkreis, Strom als Ladungsausgleich, Schaltung und Funktion einfacher Geräte

Stromwirkungen, magnetische Kräfte und Felder

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

Schmelz- und Siedetemperatur, elektrische Energiequellen, Energieumwandlung

Dauerhafte Eigenschaftsänderungen von Stoffen

Inhaltsfelder und
Schwerpunkte 7/8

Vorschläge für mögliche Kontexte

Basiskonzepte

Struktur und Funktion

Entwicklung

System

Wechselwirkung

Struktur der Materie

Energie

Chemische

Reaktion

Die Veränderung von Stoffen (6)

• Verbrennung
• Oxidation und Reduktion
• Metalle und Metallgewinnung
• Gebrauchsmetalle und Recycling

• Feuer und Brennstoffe
• Brände und Brandbekämpfung
• Vom Rohstoff zum Auto

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

Chemische Energie, Aktivierungsenergie, endotherme und exotherme Reaktionen, Energiebilanzen 

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

Ökosysteme und Ressourcen (7)

• Luft und Wasser
• Stoffkreisläufe und Wechselbeziehungen im Ökosystem
• Biosphäre und Atmosphäre

• Die Diskussion um den Klimawandel
• Lebensgrundlage Wasser
• Sonnenlicht und Leben

Einzeller, mehrzellige Lebewesen

Veränderungen im Ökosystem, ökologische Nische, Nachhaltigkeit, Treibhauseffekt

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

Luftzusammensetzung

Nahrungspyramide, Wasserkreislauf, Wasseraufbereitung 

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

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

• Himmelsobjekte und Universum
• Optische Instrumente
• Evolutionsfaktoren
• Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen

• Unsere Erde im Weltall
• Die Entwicklung von Lebewesen und Lebensräumen
• Die Entwicklung und Erforschung des Universums

Wirbeltierskelette, Bipedie

Fossilien, Evolutionstheorien, Artbildung, Fitness, Stammbäume

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

Gravitationskraft, Gravitationsfeld, Brechung, Totalreflexion, Farbzerlegung

kosmische Objekte

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

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

• Elementfamilien
• Periodensystem und Atombau
• Evolutionsfaktoren
• Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen

• Atome und Weltall
•  Die Entstehung und Zusammensetzung der Erde
• Die Entwicklung von Lebewesen und Lebensräumen

Wirbeltierskelette, Bipedie

Fossilien, Evolutionstheorien, Artbildung, Fitness, Stammbäume

Artenvielfalt, Mutation, Selektion, Separation

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

Energiezustände

Elementfamilien

Elektrizität im Stromkreis (10) (LD Ch)

• Ladung und Ladungstrennung
• Spannung, Strom und Widerstand
• Elektrochemische Energiespeicher

• Elektrizität im Haushalt
• Elektrische Phänomene in der Natur
• Akkus und Batterien – Strom für unterwegs

Stromstärke, Spannung, Widerstand, Reihenschaltung und Parallelschaltung 

Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder

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

elektrische Energie, Spannungserzeugung, Energieumwandlungen in Stromkreisen

Laden und Entladen von Akkumulatoren

Elektrochemische Spannungsquellen (11) ( LD Ph)

• Spannung und Ladungstrennung
• Elektrolyse
• Elektrochemische Energiespeicher

• Elektroautos
• Akkus und Batterien – Strom für unterwegs
• Solarstrom

Spannung, Strom, Reihenschaltung und Parallelschaltung von Spannungsquellen

Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder

Elektronenübertragung, Donator-Akzeptor-Prinzip

Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung

Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen

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

• Kräfte und Bewegung
• Auftrieb und Vortrieb
• Raumfahrt
• Schwimmen, schweben, sinken

• Die Geschichte des Fliegens
• Sport und Bewegung
• Fortbewegung in der Tierwelt
• Expeditionen ins Weltall

Bewegungsmechanismen bei Lebewesen

Angepasstheit und Fortbewegung in der Natur

Geschwindigkeit, Schwerelosigkeit

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

Masse, Dichte

Bewegungsenergie, Energieerhaltung

Inhaltsfelder und Schwerpunkte

Vorschläge für mögliche Kontexte

Basiskonzepte

System

Struktur und Funktion]

Entwicklung

Tiere und Pflanzen in Lebensräumen (1)

• Vielfalt von Lebewesen
• Züchtung von Tieren und Pflanzen

• Tier und Pflanzen in meiner Umgebung
• Tiere und Pflanzen, die nützen

Blütenpflanzen, Produzenten, Konsumenten, Nahrungsketten, Tierverbände

Arten, Blütenbestandteile, Samenverbreitung

Keimung, Wachstum, Fortpflanzung

Tiere und Pflanzen im Jahreslauf (2)

• Fotosynthese
• Angepasstheit an die Jahresrhythmik
• Angepasstheit an Lebensräume

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

Energieumwandlung, Speicherstoffe, abiotische Faktoren, Überwinterungsstrategien

Blattaufbau, Pflanzenzelle

Angepasstheit, Überdauerungsformen, Wasserspeicher

Sinne und Wahrnehmung (3)

• Sinnesorgane des Menschen
• Sinne bei Tieren

• Zusammenspiel der Sinne – Orientierung in unserer Umwelt
• Wenn Sinne fehlen oder verlorengehen
• Tiere mit besonderen Sinnen

Sinnesorgane, Nervensystem, Reiz-Reaktion

Auge, Ohr, Haut

Angepasstheit an den Lebensraum

Bau und Leistung des menschlichen Körpers (4)

• Ernährung
• Atmung
• Blutkreislauf
• Bewegung und Gesundheit

• Nahrung – Energie für den Körper
• Aktiv werden für ein gesundheitsbewusstes Leben

Betriebsstoffe, Gasaustausch, Ernährungsverhalten

Verdauungsorgane, Oberflächenvergrößerung, Blutkreislauf, menschliches Skelett, Gegenspielerprinzip

Baustoffe, Gefahren des Rauchens

Ökosysteme und ihre Veränderungen (5)

• Energiefluss und Stoffkreisläufe
• Anthropogene Einwirkungen auf Ökosysteme

• Ökosystem Wald
• Leben in Gewässern
• Ökosysteme im Wandel

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

Einzeller, mehrzellige Lebewesen

Veränderungen im Ökosystem, ökologische Nische, Nachhaltigkeit, Treibhauseffekt

Evolutionäre Entwicklung (6)

• Fossilien
• Evolutionsfaktoren
• Stammesentwicklung der Wirbeltiere und des Menschen

• Lebewesen und Lebensräume - in ständiger Veränderung
• Ab wann war der Mensch ein Mensch?

Artenvielfalt, Mutation, Selektion, Separation

Wirbeltierskelette

Fossilien, Evolutionstheorien, Artbildung, Fitness, Stammbäume

Gene und Vererbung (7)

• Klassische Genetik
• Molekulargenetik
• Veränderungen des Erbgutes

• Vererbung – Planung oder Zufall
• Produkte aus dem Genlabor

Chromosomenverteilung in der Meiose

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

Familienstammbäume, Mutation

Stationen eines Lebens (8)

• Embryonen und Embryonenschutz
• Gesundheitsvorsorge
• Organtransplantationen

• Verantwortung für das eigene Leben
• Organspender werden?

Chromosomenverteilung in der Mitose

Embryo, künstliche Befruchtung, Transplantation

Stammzellen, Tod

Information und Regulation (9)

• Gehirn und Lernen
• Lebewesen kommunizieren
• Immunbiologie

• Lernen – nicht nur in der Schule
• Farben und Signale
• Der Kampf gegen Krankheiten

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

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

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

Inhaltsfelder und Schwerpunkte

Vorschläge für mögliche Kontexte

Basiskonzepte

Chemische Reaktion

Struktur der Materie

Energie

Stoffe und Stoffeigenschaften (1)

• Stoffeigenschaften
• Reinstoffe, Stoffgemische und Trennverfahren
• Veränderung von Stoffeigenschaften

• Speisen und Getränke
• Auf Spurensuche
• Stoffe des Alltags

Dauerhafte Eigenschaftsänderungen von Stoffen

Aggregatzustände, Teilchenvorstellungen, Lösungsvorgänge, Kristalle

Wärme, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustandsänderungen

Energieumsätze bei Stoffveränderungen (2)

• Verbrennung
• Oxidation
• Stoffumwandlung

• Die Geschichte des Feuers
• Brände und Brandbekämpfung
• Brennstoffe und ihre Nutzung

Gesetz von der Erhaltung der Masse, Umgruppierung von Teilchen

Element, Verbindung, einfaches Atommodell

Chemische Energie, Aktivierungsenergie, exotherme und endotherme Reaktionen

Metalle und Metallgewinnung (3)

• Metallgewinnung und Recycling
• Gebrauchsmetalle
• Korrosion und Korrosionsschutz

• Von der Steinzeit bis zum High-Tech-Metall
• Vom Erz zum Auto
• Schrott - Abfall oder Rohstoff?

Oxidation, Reduktion, Redoxreaktion

Edle und unedle Metalle, Legierungen

Energiebilanzen, endotherme und exotherme Redoxreaktionen

Luft und Wasser (4)

• Luft und ihre Bestandteile
• Treibhauseffekt
• Wasser als Oxid

• Unsere Atmosphäre
• Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser
• Wasser als Lebensraum

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

Luftzusammensetzung, Anomalie des Wassers

Wärme, Wasserkreislauf

Elemente und ihre Ordnung (5)  

• Elementfamilien
• Periodensystem
• Atombau

• Der Aufbau der Stoffe
• Die Geschichte der Atomvorstellungen
• Salze und Mineralien

Elementfamilien

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

Energiezustände

Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen (6)  

• Batterie und Akkumulator
• Brennstoffzelle
• Elektrolyse

• Mobile Energiespeicher
• Elektroautos

Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen

Elektronenübertragung, Donator-Akzeptor-Prinzip 

Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung

Säuren und Basen (7)  

• Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen
• Neutralisation
• Eigenschaften von Salzen

• Säuren und Laugen in Alltag und Beruf
• Säuren in Lebensmitteln

Neutralisation, Hydration, pH-Wert, Indikatoren

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

exotherme und endotherme Säure-Base-Reaktionen

Stoffe als Energieträger (8)  

• Alkane
• Alkanole
• Fossile und regenerative Energieträger

• Zukunftssichere Energieversorgung
• Nachwachsende Rohstoffe und Biokraftstoff
• Mobilität

alkoholische Gärung

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

Treibhauseffekt, Energiebilanzen

Produkte der Chemie (9)  

• Makromoleküle in Natur und Technik
• Struktur und Eigenschaften ausgesuchter Verbindungen
• Nanoteilchen und neue Werkstoffe

• Kunststoffe und Klebstoffe - Werkstoffe nach Maß
• Lebensmittel, Düfte und Aromen
• Anwendungen der Chemie in Medizin, Natur und Technik

Synthese von Makromolekülen aus Monomeren, organische Säuren, Esterbildung

Funktionelle Gruppen, Nanoteilchen 

Inhaltsfelder und Schwerpunkte

Vorschläge für mögliche Kontexte

Basiskonzepte

Struktur der Materie

Energie

Wechselwirkung

System

Sonnenenergie und Wärme (1)

• Sonne und Jahreszeiten
• Temperatur und Wärme
• Wetterphänomene

• Energie von der Sonne
• Sonne, Wetter und Jahresrhythmik
• Wettervorhersagen und Wetterschutz

Einfaches Teilchenmodell, Wärmeausdehnung und Teilchenbewegung, Aggregatzustände

Wärme als Energieform, Temperatur, Übertragung und Speicherung von Energie

Reflexion und Absorption von Wärmestrahlung

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

Sinneswahrnehmungen mit Licht und Schall (2)

• Lichtausbreitung und Sehen
• Töne und Schallentstehung
• Wahrnehmen und Messen

• Musik und Musikinstrumente
• Sicher im Straßenverkehr
• Kino

Schallausbreitung, Schallgeschwindigkeit 

Absorption, Reflexion

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

Kräfte und Körper (3)

• Eigenschaften von Körpern
• Magnetische Kräfte und Magnetfelder
• Kraftwirkungen und Hebel

• Auf den richtigen Werkstoff kommt es an
• Orientierung mit dem Kompass
• Werkzeuge und ihre Wirkungen

Volumen, Masse, magnetische Stoffe

Kraftwirkungen, Hebelwirkung, magnetische Kräfte und Felder

Physikalisches Gleichgewicht, Hebel

Elektrizität und ihre Wirkungen (4)

• Stromkreise und Schaltungen
• Wirkungen elektrischen Stroms
• Elektromagnete

• Elektrische Geräte erleichtern unseren Alltag
• Elektrische Beleuchtung
• Was der Strom alles kann

einfaches Modell des elektrischen Stroms, Leiter und Nichtleiter

elektrische Energiequellen, Energieumwandlung

Stromwirkungen

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

Optische Instrumente (5)

• Abbildungen mit Linsen und Spiegeln
• Linsensysteme
• Licht und Farben 

• Sehhilfen für nah und fern
• Kameras und Projektoren
• Die Welt der Farben

Licht brechende und Licht reflektierende Stoffe

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

Brechung, Totalreflexion, Farbzerlegung

Abbildungen durch Linsen

Erde und Weltall (6)

• Himmelsobjekte
• Modelle des Universums
• Teleskope

• Weltbilder verändern sich
• Unsere Erde im Weltall
• Die Erforschung des Himmels

kosmische Objekte

Energieumwandlungen in Sternen

Gravitationskraft, Gravitationsfeld

Universum, Sonnensystem, Weltbilder

Stromkreise (7)

• Spannung und Ladungstrennung
• Stromstärke und elektrischer Widerstand
• Gesetze des Stromkreises

• Elektroinstallation und Sicherheit im Haus
• Energiesparen
• Blitze und Gewitter

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

Elektrische Energie, Spannungserzeugung, Energieumwandlungen in Stromkreisen

Kräfte zwischen Ladungen, elektrische Felder

Stromstärke, Spannung, Widerstand, Reihenschaltung und Parallelschaltung

Bewegungen und ihre Ursachen (8)

• Bewegungen
• Kraft und Druck
• Auftrieb
• Satelliten und Raumfahrt

• Sicherheit im Verkehr
• Physik und Sport
• Tauchen
• Arbeiten in einer Raumstation

Masse, Dichte

Bewegungsenergie, Energieerhaltung

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

Geschwindigkeit, Schwerelosigkeit

Energie, Leistung, Wirkungsgrad (9 )

• Kraft, Arbeit und Energie
• Maschinen und Leistung
• Energieumwandlung und Wirkungsgrad

• Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit
• Kräfte schonen - Energie sparen
• Im Fitnessstudio

Arbeit, mechanische Energieformen, Energieentwertung, Leistung

Kräfteaddition, Drehmoment

Kraftwandler, Energiefluss bei Ungleichgewichten

Elektrische Energieversorgung (10)

• Elektromagnetismus und Induktion
• Elektromotor und Generator
• Kraftwerke und Nachhaltigkeit

• Stromversorgung einer Stadt
• Elektrofahrzeuge
• Energiequellen und Umweltschutz

Elektrische Energie, Energiewandler, elektrische Leistung, Energietransport

Magnetfelder von Leitern und Spulen, elektromagnetische Kraftwirkungen, Induktion

Elektromotor, Generator, Transformator, Versorgungsnetze, Nachhaltigkeit, Klimawandel

Radioaktivität und Kernenergie (11)

• Atomkerne und Radioaktivität
• Ionisierende Strahlung
• Kernspaltung

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

Atome und Atomkerne, Ionen, Isotope, radioaktiver Zerfall

Kernenergie, Energie ionisierender Strahlung

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

Halbwertzeiten, Kernspaltung und Kettenreaktion, natürliche Radioaktivität