Lehrplan PLUS

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Natur und Technik 7

wird überarbeitet

NT7 1 Schwerpunkt Physik (ca. 56 Std.)
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Die Schülerinnen und Schüler sollen mindestens drei der fünf ausgewiesenen Schülerexperimente durchführen. Die ersatzweise Durchführung der evtl. verbleibenden Schülerexperimente als Demonstrationsexperimente ist verpflichtend; auch in diesem Fall sind die relevanten Aspekte der zugehörigen Kompetenzerwartungen zu berücksichtigen.

NT7 1.1 Elektrischer Strom (ca. 18 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erklären elektrostatische Phänomene aus dem Alltag (z. B. Reibungselektrizität) mithilfe ihrer Kenntnisse über Ladungseigenschaften und über das Kern‑Hülle-Modell des Atoms.
  • veranschaulichen die elektrischen Grundgrößen Stromstärke, Spannung und Widerstand sowie deren Abhängigkeit voneinander anhand eines anschaulichen Modells zum elektrischen Stromkreis.
  • wenden die Definitionsgleichung des elektrischen Widerstands an, um Berechnungen für einen einfachen elektrischen Stromkreis durchzuführen. Hierbei gehen sie sicher mit den Einheiten der elektrischen Grundgrößen um.
  • verwenden unter Anleitung Stromstärke- und Spannungsmessgerät, protokollieren Messwerte selbständig in einer Tabelle und erstellen die Kennlinie für einen ohmschen und einen nichtohmschen Widerstand.
  • entwickeln zu einer einfachen technischen Problemstellung (z. B. Bedienung einer Lampe mit zwei Wechselschaltern) eine geeignete elektrische Schaltung und bauen diese unter Anleitung nach einem selbständig erstellten Schaltbild funktionsfähig auf. Beim Experimentieren berücksichtigen sie die vorgegebenen Sicherheitshinweise.
  • entnehmen, z. B. zu Wirkungen oder technischen Anwendungen des elektrischen Stroms, wesentliche Informationen aus einer vorgegebenen, passenden Quelle und geben diese unter Verwendung fachsprachlich korrekter Formulierungen sowie fachtypischer Darstellungsformen wieder. Liegen Aussagen vor, die Sachverhalte bewerten, unterscheiden sie physikalische von außerfachlichen Aspekten und prüfen insbesondere physikalische Argumente auf Korrektheit.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Elektrostatik: elektrostatische Phänomene aus dem Alltag, Reibungselektrizität, Ladungsarten und ihre grundlegenden Eigenschaften, Kern‑Hülle-Modell des Atoms
  • elektrischer Strom als Bewegung von Ladungen, elektrische Stromstärke, elementare Bestandteile eines Stromkreises und deren Schaltsymbole
  • Wärmewirkung, Leuchtwirkung und magnetische Wirkung des elektrischen Stroms, technische Anwendungen (z. B. Magnetsicherung)
  • ein Modell des elektrischen Stromkreises, elektrische Spannung als Antrieb für den elektrischen Strom
  • elektrischer Widerstand, Leiter, Isolator, Kurzschluss
  • Schülerexperiment Messen elektrischer Größen und Erstellen der Kennlinien für einen ohmschen und einen nichtohmschen Widerstand
  • Schülerexperiment Einfache elektrische Schaltungen aus dem Alltag
NT7 Geschwindigkeitsänderung als Folge einer Krafteinwirkung (ca. 18 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • bestimmen experimentell auf der Grundlage eigener Messungen von Streckenlängen und Zeitspannen die Geschwindigkeit eines Körpers, reflektieren die Messgenauigkeit und halten den Versuchsaufbau, die Durchführung und ihre Ergebnisse in einem Protokoll fest.
  • wenden die Definitionsgleichung der Geschwindigkeit an, um einfache Berechnungen durchzuführen, und gehen hierbei sicher mit den Einheiten um.
  • kennzeichnen in Stroboskopdarstellungen zweidimensionaler Bewegungen die Geschwindigkeit eines Körpers, indem sie Pfeile als fachtypische Darstellungsformen verwenden. Im Falle einer Krafteinwirkung bestimmen sie zeichnerisch die Geschwindigkeitsänderung für das betreffende Zeitintervall.
  • schließen bei Alltagssituationen, in denen ein Körper ruht oder sich gleichförmig bewegt, auf ein Kräftegleichgewicht.
  • analysieren Geschwindigkeitsänderungen von Bewegungen: Sie beschreiben maßgebliche Größenabhängigkeiten mithilfe halbquantitativer Aussagen (z. B. Je‑desto-Aussagen) und machen auf diese Weise das zweite Newton’sche Gesetz, vorzugsweise in der Form F ⋅ Δt = m ⋅ Δv, plausibel. In Alltagskontexten argumentieren sie mit den jeweils relevanten Größenabhängigkeiten.
  • identifizieren in vorgegebenen Bewertungen zu einfachen kontextbezogenen Problemstellungen der Mechanik physikalische und außerfachliche Argumente. Im Zusammenhang mit vorgegebenen Gefahrensituationen im Straßenverkehr erklären sie auf der Grundlage des Trägheitssatzes und des zweiten Newton’schen Gesetzes die Bedeutung wichtiger Sicherheitssysteme im Auto.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Geschwindigkeit bei eindimensionalen Bewegungen
  • Schülerexperiment Bestimmung der Geschwindigkeit eines Körpers
  • Geschwindigkeit bei zweidimensionalen Bewegungen, Geschwindigkeitspfeil zur Veranschaulichung
  • Untersuchung der Geschwindigkeitsänderung bei zweidimensionalen Bewegungen als Folge einer Krafteinwirkung, Bestimmung des Pfeils der Geschwindigkeitsänderung
  • zweites Newton’sches Gesetz (vorzugsweise in der Form F ⋅ Δt = m ⋅ Δv): Festlegung der Einheit 1 N für die Kraft, Prinzip der dynamischen Kraftmessung, Anwendungen des zweiten Newton’schen Gesetzes
  • Kräftegleichgewicht, Hinweis auf die Gewichtskraft, statische Kraftmessung mittels Kräftegleichgewicht
  • Trägheitssatz, Anwendungen, Hinweis auf Reibungskräfte
NT7 Masse und Dichte (ca. 4 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern den Unterschied zwischen Masse und Dichte und wenden die Definitionsgleichung der Dichte an, um einfache Berechnungen, auch unter Berücksichtigung der Einheiten, durchzuführen.
  • bestimmen unter Anleitung experimentell die Dichte eines unregelmäßig geformten Körpers und protokollieren weitgehend selbständig Aufbau, Durchführung und Auswertung des Experiments. Sie nennen Gründe für die begrenzte Messgenauigkeit und berücksichtigen diese bei der Identifikation des Materials mithilfe einer Tabelle mit Dichtewerten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Masse als Körpereigenschaft, Dichte als Materialeigenschaft
  • Schülerexperiment Dichtebestimmung

NT7 1.3 Optik (ca. 16 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • formulieren auf der Grundlage von Alltagserfahrungen und physikalischen Vorkenntnissen eigene Vermutungen und Erklärungsansätze zu optischen Phänomenen (z. B. Licht und Schatten, Spiegel, Brechung).
  • erklären auf der Grundlage eines einfachen Modells zur Lichtausbreitung die Entstehung verschiedener Schattenbereiche sowie die Entstehung virtueller und reeller Bilder. Sie veranschaulichen ihre Erklärungen mithilfe selbst angefertigter Zeichnungen.
  • untersuchen unter Anleitung experimentell die Abbildung durch eine Sammellinse und formulieren auf der Grundlage ihrer Beobachtungen und Messergebnisse halbquantitative Aussagen über Zusammenhänge zwischen den dabei relevanten Größen. Beim Experimentieren in der Optik befolgen sie die vorgegebenen Sicherheitshinweise.
  • erstellen anschauliche Zusammenfassungen von geeigneten Sachtexten (z. B. zu Mondphasen, Mond- und Sonnenfinsternis, Bildentstehung beim Auge oder bei einem optischen Instrument). Hierbei verwenden sie fachsprachlich korrekte Formulierungen und fertigen sorgfältig aussagekräftige Zeichnungen an.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Licht und Schatten: Lichtquellen und beleuchtete Körper, geradlinige Ausbreitung des Lichts, Kern-, Halb- und Übergangsschatten, Mondphasen, Mond- und Sonnenfinsternis
  • Reflexion und Brechung: Reflexionsgesetz, Spiegel und virtuelles Bild, Brechung
  • Schülerexperiment Abbildung durch eine Sammellinse, Entstehung reeller Bilder
  • alternativ: Auge und Fehlsichtigkeit oder Bau eines optischen Instruments

NT7 2.1 Vernetzte Informationsstrukturen (ca. 9 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren Strukturen vernetzter Informationen aus ihrem Lebensumfeld (z. B. Lexikoneinträge, Webseiten der Schule) und modellieren sachgerecht entsprechende Hypertextstrukturen mithilfe objektorientierter Konzepte, wodurch sie ein nachhaltiges und softwareunabhängiges Konzept der Prinzipien von Hypertextstrukturen erwerben.
  • nutzen die grundlegenden Funktionen eines geeigneten Werkzeugs (WYSIWYG-Editor) zur Erstellung einer Hypertextstruktur.
  • nutzen effektive Strategien zur Informationsbeschaffung im Internet und bewerten ihre Suchergebnisse kritisch hinsichtlich Wahrheitsgehalt und Qualität, indem sie z. B. die Art der Informationsquellen (etwa Werbeseiten, Blogeinträge, wissenschaftliche Publikationen) vergleichen und, falls nötig, weitere Hintergrundinformationen hinzuziehen.
  • nutzen ihr Wissen und Verständnis über die Struktur und Funktionsweise des Internets, um den prinzipiellen Mechanismus sowohl für eine erfolgreiche Übermittlung als auch für die Darstellung elektronischer Dokumente beschreiben und damit die Möglichkeiten und Grenzen dieser Technologie einschätzen zu können.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Analyse und Modellierung von Hypertextstrukturen, u. a. mithilfe der Klassen VERWEIS und VERWEISZIEL; Adresse als Attribut eines Verweises
  • Darstellung der Objektstruktur einer Hypertextstruktur: Graph, bestehend aus Knoten und Kanten
  • Struktur und Funktionsweise des Internets: Client, Server, Vermittlungsrechner (Router); Dienst (u. a. World Wide Web)
  • Informationsquellen im Internet, z. B. Suchmaschinen, Enzyklopädien
  • Fachbegriffe: Hypertext, Verweis, Verweisziel, Graph, Client, Server

NT7 2.2 Projekt: Erstellen einer Hypertextstruktur (ca. 4 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • gestalten innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens im Team eine ansprechende Hypertextstruktur zu einem Thema aus einem anderen Fachgebiet (z. B. Physik, Deutsch, Geographie) und integrieren dabei unter anderem auch multimediale Komponenten, etwa Bilder oder Audiodateien.
  • übernehmen Verantwortung für den Inhalt ihrer Dokumente durch Berücksichtigung grundlegender Aspekte des Urheberrechts und wenden einfache Zitiernormen (Quellenangaben) sicher an.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Kriterien für eine ansprechende und anwenderfreundliche Struktur und Gestaltung von Hypertexten: Layout, Navigation
  • Grundlagen der Projektarbeit, insbesondere Zeitmanagement und Arbeitsteilung

NT7 2.3 Chancen und Risiken digitaler Kommunikation (ca. 5 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • bewerten die verschiedenen digitalen Kommunikationsmöglichkeiten hinsichtlich ihrer Risiken und Chancen, um sie im privaten oder schulischen Kontext sinnvoll und sicher einsetzen zu können.
  • beachten grundlegende Vorgaben zum Datenschutz im Rahmen der digitalen Kommunikation. Dabei ist ihnen bewusst, dass diese Vorgaben im Spannungsfeld zwischen dem Persönlichkeitsrecht des Einzelnen und den Interessen der Allgemeinheit festgelegt sind.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • digitale Kommunikationsmöglichkeiten, z. B. E-Mail, soziale Netzwerke
  • Schutz des eigenen Rechners durch Software (z. B. Firewall und Virenschutz) und durch Verwendung sicherer Passwörter
  • wichtige gesetzliche Rahmenbedingungen zum Datenschutz, z. B. im Umgang mit sensiblen Daten; personenbezogene Daten, Recht am eigenen Bild
  • Gefahrenpotenziale (z. B. Viren, Trojaner, gefälschte virtuelle Identität, Abofallen), Verhaltensregeln im Kontext der digitalen Kommunikation, Cybermobbing als Beispiel eines Missbrauchs digitaler Kommunikationsmittel
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen

NT7 2.4 Beschreibung von Abläufen durch Algorithmen (ca. 10 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren und strukturieren geeignete Problemstellungen aus ihrer Erfahrungswelt (z. B. Bedienung eines Geräts), entwickeln geeignete Abläufe zu deren Lösung und beschreiben diese unter effizienter Verwendung von Kontrollstrukturen durch Algorithmen.
  • setzen unter sinnvoller Nutzung algorithmischer Bausteine einfache Algorithmen mithilfe geeigneter Programmierwerkzeuge um.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Algorithmus: Definition des Begriffs, Strukturelemente (Anweisung, Sequenz, ein- und zweiseitig bedingte Anweisung, Wiederholung mit fester Anzahl, Wiederholung mit Bedingung)
  • Fachbegriffe: Algorithmus, Anweisung, Sequenz, ein- und zweiseitig bedingte Anweisung, Wiederholung mit fester Anzahl, Wiederholung mit Bedingung