Lehrplan PLUS

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Natur und Technik R8

gültig ab Schuljahr 2020/21

NT8 Lernbereich 1: Naturwissenschaftliches Arbeiten
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • stellen Hypothesen auf, planen dazu unter Anleitung einfache Untersuchungen, führen diese unter Beachtung von Umweltaspekten überwiegend angeleitet durch, dokumentieren ihre gewonnenen Erkenntnisse und wenden überwiegend angeleitet fachspezifische Formen zur Veranschaulichung und einfache Formen der Mathematisierung an.
  • interpretieren erhobene oder recherchierte Daten, prüfen sie angeleitet auf Relevanz und setzen diese zur Eingangshypothese in Beziehung.
  • verwenden Laborgeräte und chemische Reagenzien sachgerecht.
  • verwenden Modelle zur Beschreibung von komplexen Funktionen und Abläufen.
  • zeigen angeleitet einfache Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen, technischen sowie ökologischen Entwicklungen und Erkenntnissen der Naturwissenschaften auf.
  • planen Arbeitsabläufe überwiegend angeleitet, protokollieren in angemessener Form und reflektieren ihre Ergebnisse.
  • stellen naturwissenschaftliche Sachverhalte angemessen dar und diskutieren Arbeitsergebnisse in verschiedenen Sozialformen.
  • recherchieren in unterschiedlichen Quellen zu vorgegebenen Fragestellungen zu einem naturwissenschaftlichen Thema.
  • verwenden Fachsprache, um naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachgerecht zu beschreiben und in angemessener sprachlicher Form weiterzugeben.
  • vergleichen die Folgen zweier Handlungsoptionen, um selbständig zu naturwissenschaftlich begründeten Entscheidungen zu gelangen.
  • nutzen Fachwissen, um Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten, im Alltag und bei modernen Technologien zu begründen.
  • unterscheiden bei naturwissenschaftlichen Fragestellungen zwischen sachlichen und wertenden Aussagen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg; Schwerpunkte: Hypothesen (Aufstellen, Verifizieren/Falsifizieren), Planung von Experimenten, Mathematisierung
  • Entwicklung naturwissenschaftlichen Wissens: Prüfung und Interpretation von Daten
  • naturwissenschaftliche Arbeitsweisen (z. B. Experimentieren) und Arbeitstechniken (z. B. Berechnen)
  • sachgerechter Umgang mit einfachen Geräten (z. B. chemische Reagenzien, Laborgeräte)
  • Gefahrstoffkennzeichnung gemäß aktueller Richtlinien, Gefahrenpotenzial, Sicherheitsmaßnahmen, Entsorgung
  • komplexe Modelle (z. B. Viertaktmotor, Immunabwehr)
  • Anfertigung, Auswertung und Wechsel verschiedener Darstellungsformen (z. B. Energiediagramme, kurze beschreibende oder erklärende Texte, Protokolle, elektrische Schaltpläne)
  • Reaktionsschema, Nomenklatur, Symbol- und Formelsprache: Summenformeln ausgewählter anorganischer Verbindungen
  • Gesundheitsbewusstsein und Verantwortung (z. B. verantwortungsvoller Umgang mit Sexualität, Verhalten während der Schwangerschaft)
  • Errungenschaften der Naturwissenschaften und deren Bedeutung für Mensch und Umwelt (z. B. Elektromotor, Impfung)

NT8 2.1 Magnetismus, Elektromagnetismus
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • leiten aus der Wirkung von Dauermagneten Anwendungsmöglichkeiten für den Alltag ab.
  • beschreiben Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Stabmagneten und stromdurchflossenen Leitern, indem sie die Magnetfelder vergleichen und deren Feldlinienbilder skizzieren.
  • beschreiben die Abhängigkeit der Magnetfeldstärke einer Spule von Windungszahl, Stromstärke und Eisenkern, um die Funktion eines Elektromagneten zu erklären.
  • beschreiben Anwendungen von Elektromagneten in Alltag und Technik.
  • erklären die Funktionsweise eines Elektromotors anhand des Leiterschaukelversuchs.
  • beschreiben Geräte, die Elektromotoren enthalten, und bewerten deren Einsatz im Alltag.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Wirkung von Dauermagneten aufeinander bzw. auf andere Stoffe (z. B. Holz, Metall)
  • magnetisches Feld; Feldlinienbilder von Dauermagneten
  • magnetische Wirkung des elektrischen Stroms; Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters
  • Elektromagnet: Abhängigkeit des Magnetfeldes von Windungszahl, Stromstärke und Eisenkern
  • eine Anwendung des Elektromagneten (z. B. Hubmagnet, Klingel)
  • Leiterschaukel
  • Aufbau und Funktion des Gleichstrommotors
  • Anwendungen von Elektromotoren (z. B. Föhn, Ventilator)

NT8 2.2 Elektromagnetische Induktion
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erklären anhand von Experimenten, wie sich eine Induktionsspannung erzeugen lässt und von welchen Faktoren sie abhängt.
  • beschreiben den grundlegenden Unterschied zwischen Wechsel- und Gleichspannung mithilfe des Modells der Elektronenbewegung.
  • beschreiben die Funktionsweise eines Generators als eine Anwendung der Induktion.
  • beschreiben Aufbau und Funktionsweise eines modernen Transformators, um Anwendungen aus Alltag und Technik zu erklären.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Induktionsspannung: Erzeugung, Abhängigkeit von der Windungszahl der Induktionsspule sowie der Stärke und Geschwindigkeit der Änderung des Magnetfeldes; eine Anwendung (z. B. Dynamo, Induktionstaschenlampe)
  • Wechselspannung und Gleichspannung; Einheit der Frequenz: 1 Hertz (Hz), Heinrich Hertz
  • Generator: Aufbau und Funktion; eine Anwendung (z. B. Notstromgenerator, Kraftwerksgenerator)
  • Transformator: Aufbau und Funktion moderner Transformatoren; Berechnungen (am unbelasteten Transformator) U1:U2 = N1:N2; Anwendungen (z. B. in Umspannwerken/Transformatorenstationen, Netzteilen, Schmelzöfen)

NT8 2.3 Energie und elektrische Leistung
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • stellen Energieumwandlungsketten zu Vorgängen aus Alltag und Technik dar, um das Prinzip der Energieerhaltung unter Beachtung des Aspektes der Energieentwertung abzuleiten.
  • beschreiben mithilfe eines Modells die Funktionsweise eines modernen Viertaktmotors im Überblick und führen diese auf das Prinzip der Energieumwandlung zurück.
  • unterscheiden zwischen alltagssprachlicher und physikalischer Bedeutung des Begriffs Leistung und wenden einfache Formen der Mathematisierung an.
  • bestimmen und vergleichen die jeweils benötigte elektrische Energie von Elektrogeräten, stellen einfache Kostenrechnungen an und entwickeln Möglichkeiten, um aktiv zum Energiesparen beizutragen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Energiebegriff; Energieformen (z. B. chemische Energie, Wärme­energie, Bewegungs­energie, Spann­energie, Lage­energie, elektrische Energie, Strahlungs­energie, Kernenergie); wichtige Einheiten: 1 Joule (J), abgeleitet: 1 kJ, 1 kWh; Prescott Joule
  • Energieumwandlung in Alltag (z. B. Hüpfball, Radfahren) und Technik (z. B. Kraftwerke, Viertaktmotor); Energieerhaltungssatz und Energieentwertung
  • Funktionsweise eines Viertaktmotors
  • elektrische Leistung P = U • I; Einheit: 1 Watt (W), abgeleitet: 1 kW, 1 MW; James Watt
  • Bestimmung der elektrischen Energie (z. B. mit einem Energiemessgerät)
  • Energiebedarf elektrischer Geräte; Möglichkeiten des Energiesparens (z. B. Umgang mit Stand-by-Geräten, energieeffiziente Technik)

NT8 2.4 Energieversorgung durch Kraftwerke
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • ordnen Kraftwerkstypen entsprechende Energieumwandlungsketten zu und benennen wesentliche technische Bestandteile.
  • bewerten anhand des Wirkungsgrades die Energieumwandlung in Kraftwerken und die Effizienz der eingesetzten Technik.
  • begründen die Übertragung elektrischer Energie vom Kraftwerk bis zu den Nutzerinnen und Nutzern mittels Hochspannung unter physikalischen Gesichtspunkten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Prinzip der Energieumwandlung in Kraftwerken (z. B. Wärmekraftwerk, Wasserkraftwerk)
  • Wirtschaftlichkeit und Wirkungsgrad von Kraftwerken
  • Energieübertragung; Notwendigkeit von Umspannwerken

NT8 2.5 Energetische Betrachtung von chemischen Reaktionen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben ausgewählte chemische Reaktionen als geschlossene Systeme, bei denen neben Stoffumwandlungen auch Energieumwandlungen stattfinden und der Energieerhaltungssatz gilt.
  • beschreiben den Energieverlauf von ausgewählten chemischen Reaktionen, um zwischen exothermen und endothermen Reaktionen zu unterscheiden.
  • beschreiben die Funktion von Katalysatoren bei chemischen Reaktionen, um Anwendungen in Alltag und Technik zu erläutern.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • exotherme Reaktion (z. B. Verbrennung von Magnesium, Kohle)
  • endotherme Reaktion (z. B. Wasserzersetzung durch Elektrolyse)
  • grafische Darstellung exo- bzw. endothermer Reaktionen mithilfe von Energiediagrammen
  • Begriff: Aktivierungsenergie
  • grundlegende Funktion eines Katalysators (z. B. Abgaskatalysator)

NT8 3.1 Bedeutung von Mikroorganismen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erklären die Bedeutung und Vielfalt der Mikroorganismen für das Leben auf der Erde.
  • erläutern anschaulich den Einsatz von Mikroorganismen bei der Herstellung von Lebensmitteln.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Mikroorganismen: Pilze und Bakterien als Destruenten
  • Bedeutung von Mikroorganismen bei der Herstellung von Lebensmitteln (z. B. Joghurt, Sauerkraut)

NT8 3.2 Infektionskrankheiten
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden ausgewählte Infektionskrankheiten hinsichtlich deren Erreger, Übertragungswege, Symptome und Verläufe.
  • beschreiben die körpereigene Immunabwehr und Maßnahmen zum Schutz vor Infektionserkrankungen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Phasen einer Infektionserkrankung: Infektion, Inkubation, Krankheit, Gesundung
  • Infektionserkrankungen, die durch Bakterien, Viren oder Pilze ausgelöst werden (z. B. FSME, Borreliose, Pilzinfektion)
  • Immunreaktionen des Körpers, unspezifische Abwehr
  • Schutz vor Infektionserkrankungen: allgemeine Vorbeugung (z. B. Hygiene, Stärkung des Immunsystems), spezifische Schutzmaßnahmen (z. B. Impfung)
  • HIV-Infektion/AIDS: Übertragungswege, Krankheitsverlauf, Schutz vor Ansteckung

NT8 3.3 Genussmittel und Drogen, Abhängigkeit
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • charakterisieren Ursachen von Sucht und erklären, wie Abhängigkeit entsteht. Daraus leiten sie Maßnahmen zur Suchtprävention ab.
  • beschreiben akute Wirkungen und Langzeitschäden sowie soziale Folgen stoffgebundener und stoffungebundener Süchte, um potenzielle physische und psychische Gefahren von Abhängigkeiten zu erkennen.
  • nutzen in geistig-seelischen Belastungssituationen Bewältigungsstrategien und wissen bei Überforderung um Hilfsangebote staatlicher Stellen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Sucht: Ursachen (z. B. körperliche Gewöhnung, gesellschaftliche Faktoren), Entstehung von Abhängigkeit, Formen (körperliche und psychische Abhängigkeit, substanzgebundene und stoffunabhängige Sucht), soziale Folgen
  • Suchtmittel (z. B. Alkohol, Nikotin): Wirkungsweise, mögliche akute Gefahren (für sich und andere), Langzeitschäden
  • Abhängigkeitszeichen stoffungebundener Erkrankungen mit Suchtcharakter (z. B. Essstörungen, schädliche Mediennutzung, Spielsucht)
  • Suchtprävention; Beratungsangebote und Hilfen für Suchtkranke

NT8 3.4 Individualentwicklung und Sexualität
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben Entwicklungsschritte und Fähigkeiten eines ungeborenen Kindes, um einen Einblick in die Embryonalentwicklung von der Befruchtung bis zur Geburt zu gewinnen.
  • beurteilen Verhaltensweisen werdender Mütter in Bezug auf schädliche Einflüsse und Gefährdungen für das ungeborene Kind während der Schwangerschaft.
  • bewerten verschiedene Methoden der Empfängnisverhütung, um sich vor ungewollten Schwangerschaften zu schützen.
  • nutzen Wissen über sexuell übertragbare Erkrankungen und deren Übertragungswege, um sich und andere vor einer Infektion zu schützen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Phasen des weiblichen Zyklus im Überblick
  • Schwangerschaft: Befruchtung, Einnistung, Entwicklungsstadien: Zellstadien, Embryo, Fetus; Geburt
  • Gefährdung des Fetus durch Genussmittel, Drogen und Medikamente
  • Methoden der Empfängnisverhütung (z. B. Kondom, Pille): Zuverlässigkeit, Vor- und Nachteile
  • Beratung für Schwangere; Hilfen im Konfliktfall
  • Schutz vor sexuell übertragbaren Krankheiten

NT8 3.5 Schall und Gehör
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben die Ausbreitung des Schalls von seiner Entstehung bis zum Geräusch, um die Funktion des Ohrs als Empfänger von Schallschwingungen zu erläutern und daraus auf die Notwendigkeit des Gehörschutzes zu schließen.
  • beschreiben die Tonhöhe von akustischen Schwingungen mit dem Fachbegriff Frequenz und formulieren Je-desto-Beziehungen.
  • erläutern Maßnahmen zum Lärmschutz in ihrer Umgebung, um daraus Verhaltensweisen zur Anpassung eigener Hörgewohnheiten abzuleiten, mit denen sie zum Schutz ihres eigenen Gehörs beitragen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Entstehung von Schall (z. B. durch Musikinstrumente); Schallausbreitung (z. B. in Luft, Wasser)
  • Aufbau und Funktion des Ohrs; Fachbegriffe: äußeres Ohr, Gehörgang, Trommelfell, Mittelohr, Hammer, Amboss, Steigbügel, Innenohr, Gleichgewichtsorgan, Schnecke
  • Schallwellen, Frequenz
  • Entstehung und Vorbeugung von Hörschäden; Lärmschutzmaßnahmen
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen

NT8 4.1 Aufbau der Materie
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • veranschaulichen unter Anwendung eines Modells den Unterschied zwischen Atom und Ion eines Elements.
  • erklären die Reaktionsfreudigkeit der Alkalimetalle und Halogene mit der jeweils bestehenden Elektronenkonfiguration unter Anwendung der Edelgasregel. Dabei erstellen sie Reaktionsschemata für die Reaktion von Alkalimetallen mit Halogenen und erläutern die Ionenbindung.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Alkalimetalle (z. B. Lithium, Natrium); Halogene (z. B. Fluor, Chlor)
  • Edelgasregel (Oktettregel)
  • Ion, Ionenbindung (z. B. Natriumchlorid, Natriumfluorid)

NT8 4.2 Chemische Reaktionen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben Phänomene bei chemischen Reaktionen aus dem Alltag, um Zusammenhänge zwischen Alltagserscheinungen und chemischen Reaktionen herzustellen.
  • verwenden das Dalton`sche Kugelmodell, um Stoffumwandlungen zu veranschaulichen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Phänomene bei chemischen Reaktionen (z. B. Gasentwicklung, Wärmeentwicklung, Farbänderung, Niederschlag)
  • Kennzeichen von chemischen Reaktionen: Stoffumwandlung
  • Stoffumwandlungen: Synthese (z. B. Knallgasreaktion); Analyse (z. B. Zersetzung von Wasser)

NT8 4.3 Saure und basische Lösungen (Säuren und Basen)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • kennen die Bedeutung von Gefahrensymbolen und leiten daraus Maßnahmen zum sicherheitsgerechten Umgang mit chemischen Stoffen und deren umweltgerechter Entsorgung ab.
  • unterscheiden saure, neutrale und basische Lösungen experimentell mithilfe von Indikatoren und verwenden die pH-Skala zur Charakterisierung der untersuchten Lösungen.
  • beschreiben die Herstellung von ausgewählten Säuren und Basen mithilfe von Wortgleichungen.
  • schließen aus den Eigenschaften von Säuren und Basen auf Verwendungsmöglichkeiten in Haushalt und Technik. Dabei wägen sie Risiken und Nutzen ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • aktuelle Gefahrstoffkennzeichnung (z. B. GHS-Kennzeichnung: Piktogramme und Bezeichnungen); Sicherheitsmaßnahmen, Laborregeln und Sicherheitsunterweisung
  • häufig verwendete saure und basische Lösungen aus dem Erfahrungsbereich der Schülerinnen und Schüler (z. B. zur Konservierung von Lebensmitteln, als Geschmacksverstärker, zu Reinigungszwecken)
  • Bestimmung des pH-Wertes mit Indikatoren (z. B. Universalindikator, Blaukrautsaft); qualitative Bedeutung des pH-Wertes
  • Herstellung je einer Säure (z. B. schweflige Säure, Kohlensäure) und einer Lauge (z. B. Mg(OH)2); Wortgleichungen
  • Wirkungen von Säuren und Basen; Anwendungen in Haushalt und Technik (z. B. für Reinigungszwecke, in der Lebensmitteltechnologie)

NT8 4.4 Salze
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben Neutralisationen als chemische Reaktionen, bei denen sich Säuren und Laugen in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben und ein entsprechendes Salz sowie Wasser entstehen.
  • stellen Wortgleichungen für Neutralisationsreaktionen auf und leiten daraus den Aufbau von Salzen aus Metallanteil und Säurerest ab.
  • nutzen qualitative Analysemethoden zur Bestimmung des Metallanteils von Salzen.
  • stellen Eigenschaften von Salzen sowie deren Verwendung in Alltag und Technik dar und reflektieren diese unter Umwelt- bzw. Gesundheitsaspekten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Darstellung von Kochsalz durch Neutralisation; Wortgleichung
  • Analyse von Salzen: Flammenfärbung (z. B. Natrium, Calcium)
  • Eigenschaften von Kochsalz (z. B. spröde, löslich in Wasser, kristallin)
  • Verwendung von Salzen in Alltag und Technik (z. B. Streusalz, Silvesterraketen); Umweltgefährdungen