Lehrplan PLUS

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Natur und Technik R9

gültig ab Schuljahr 2021/22

NT9 Lernbereich 1: Naturwissenschaftliches Arbeiten
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • führen weitgehend selbständig naturwissenschaftliche Untersuchungen durch, werten ihre gewonnenen Ergebnisse aus und wenden fachspezifische Veranschaulichungen sowie einfache Formen der Mathematisierung an.
  • interpretieren erhobene oder recherchierte Daten unter Einbezug möglicher Fehlerquellen, prüfen sie auf Relevanz und setzen ihre Ergebnisse zur Eingangshypothese in Beziehung.
  • zeigen überwiegend angeleitet Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen, technischen sowie ökologischen Entwicklungen auf der einen Seite und Erkenntnissen der Naturwissenschaften auf der anderen Seite auf.
  • planen, strukturieren, protokollieren und reflektieren Arbeitsabläufe sowie deren Ergebnisse weitgehend selbständig.
  • diskutieren Arbeitsergebnisse und Sachverhalte unter vorgegebenen Gesichtspunkten sachgerecht.
  • recherchieren in unterschiedlichen Quellen zu einem naturwissenschaftlichen Thema.
  • beschreiben komplexe Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache.
  • beschreiben und beurteilen Erkenntnisse und Methoden aktueller Forschung und Technik unter Berücksichtigung ethischer sowie gesellschaftlicher Werte.
  • nutzen Fachwissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten, im Alltag und bei modernen Technologien.
  • zeigen an einfachen Beispielen die Chancen und Grenzen naturwissenschaftlichen Handelns auf.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg
  • Entwicklung naturwissenschaftlichen Wissens: Daten und deren Interpretation als Grundlage naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung; Finden möglicher Fehlerquellen
  • naturwissenschaftliche Arbeitsweisen (z. B. Gedankenexperimente)
  • Gefahrstoffkennzeichnung gemäß aktueller Richtlinien, Gefahrenpotenzial, Sicherheitsmaßnahmen, Entsorgung
  • Anfertigung, Auswertung und Wechsel verschiedener Darstellungsformen (z. B. Schnitt- und Schemazeichnungen, u. a. zur Darstellung von Zellen und zellulären Vorgängen)
  • Reaktionsschema, Nomenklatur, Symbol- und Formelsprache: einfache Summen- und Valenzstrichformeln von Kohlenwasserstoffen
  • Gesundheitsbewusstsein und Verantwortung (z. B. Schutz des Nervensystems)
  • Errungenschaften der Naturwissenschaften und die Bewertung ihrer Auswirkung auf Mensch und Umwelt, Nachhaltigkeit (z. B. Kernenergie, Gentechnik)

NT9 2.1 Organische Rohstoffe
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben Entstehung, Eigenschaften und Verwendung von fossilen sowie regenerativen Rohstoffen und vergleichen sie hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile.
  • beschreiben den Kohlenstoffkreislauf unter Verwendung von Fachsprache, dabei berücksichtigen sie Aspekte der Nachhaltigkeit und des Treibhauseffekts.
  • beschreiben die Aufbereitung von Erdöl und stellen wichtige Anwendungsbereiche der Erdölfraktionen dar.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • fossile (z. B. Erdöl, Kohle) und regenerative Rohstoffe (z. B. Holz, Raps); Herstellung eines flüssigen Brennstoffs (z. B. aus Sonnenblumenkernen, Leinsamen)
  • organische Rohstoffe als Ausgangsstoffe für Produkte aus dem Alltag (z. B. Stärkefolie) als Ersatz für fossile Rohstoffe
  • Kohlenstoffkreislauf; Treibhauseffekt
  • Destillation von Erdöl; Erdölfraktionen und deren Verwendung

NT9 2.2 Kohlenwasserstoffe
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern die Bedeutung von Methan als Hauptbestandteil von Biogas bzw. Erdgas und stellen die Verbrennung von Methan als Wortgleichung dar.
  • schließen vom Molekülbau der homologen Reihe der Alkane auf deren typische Eigenschaften sowie Verwendungsmöglichkeiten in Alltag und Technik.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • homologe Reihe der Alkane: Modelle, Bezeichnungen, Strukturformeln, allgemeine Summenformel CnH2n+2, allgemeine Eigenschaften und Verwendung
  • Verbrennung von Methan, Wortgleichung

NT9 2.3 Kunststoffe
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • teilen ausgewählte Kunststoffe aufgrund ihrer Eigenschaften in Gruppen ein, um deren Verwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen.
  • beschreiben den Wertstoffkreislauf eines ausgewählten Kunststoffgegenstandes, wobei sie Möglichkeiten und Grenzen des Recyclings erläutern.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere: Eigenschaften, Verwendung
  • Recycling von Kunststoffen: Möglichkeiten (z. B. Werkstoff-, Rohstoff-, Energierecycling) und Grenzen

NT9 2.4 Biomoleküle: Alkohole und Kohlenhydrate
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern die Gewinnung von Ethanol und beschreiben seine charakteristischen Eigenschaften.
  • leiten aus der Wirkung von Alkohol auf den menschlichen Körper Verhaltensregeln für einen sinnvollen Umgang mit Alkohol ab.
  • beschreiben den Aufbau von Kohlenhydraten und leiten daraus die Bedeutung der Glucose als deren Grundbaustein ab.
  • erläutern die Bedeutung von Zucker und Stärke für die menschliche Ernährung und leiten daraus Regeln für einen gesundheitsbewussten Umgang mit kohlenhydrathaltigen Produkten ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Ethanol: Gärung, Destillation; Eigenschaften; Verwendung als Brenn- und Treibstoff, Lösungsmittel und Genussmittel
  • Giftwirkung von Alkohol auf den menschlichen Körper; verantwortungsbewusster Umgang mit Alkohol
  • Kohlenhydrate (z. B. Glucose und Stärke); gesundheitsbewusster Umgang

NT9 3.1 Zellen – Bausteine des Lebens
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern Gemeinsamkeiten und Unterschiede in Aufbau und Funktion pflanzlicher und tierischer Zellen, um Zellen als strukturelle und funktionelle Grundbaueinheiten von Lebewesen zu beschreiben.
  • nutzen die Vorstellung über die Aufteilung des doppelten Chromosomensatzes bei der Keimzellenbildung, um die Festlegung des biologischen Geschlechts beim Menschen zu erklären.
  • beschreiben die Speicherung und Weitergabe von Erbinformationen auf zellulärer Ebene, um die Vererbung von körperlichen Eigenschaften beim Menschen zu erklären.
  • erklären den Begriff Mutation wertfrei als Ergebnis einer Veränderung des Erbguts und benennen mögliche Ursachen.
  • erläutern verschiedene Aspekte einer genetisch bedingten Krankheit beim Menschen. Dabei unterscheiden sie zwischen naturwissenschaftlichen und ethischen Aussagen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Aufbau von Tier- und Pflanzenzelle; spezifische Zellbestandteile und deren Funktionen: Zellmembran, Zellplasma, Zellkern, Mitochondrien, Zellwand, Zellsaftraum, Blattgrünkörner
  • Vererbung des Geschlechts beim Menschen: Chromosomensatz von Mann und Frau, Chromosomen in Sperma- und Eizelle, Verteilung der Chromosomen bei der Befruchtung, vereinfachtes Kreuzungsschema
  • Beispiele für die Vererbung von Eigenschaften beim Menschen; Speicherung und Weitergabe von Erbinformation; Begriffe: Gen, Chromosom, DNA
  • Mutation: Definition, mögliche Ursachen, Beispiele aus dem Tier- und Pflanzenreich
  • genetisch bedingte Erkrankungen beim Menschen (z. B. Down-Syndrom, Bluterkrankheit)

NT9 3.2 Angewandte Genetik
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern an Beispielen die Bedeutung von Mutation und Auslese in Tier- und Pflanzenzucht.
  • beschreiben Chancen und Risiken der Gentechnik unter Berücksichtigung gesellschaftlich verhandelbarer Werte, um ihren eigenen Standpunkt zu begründen.
  • diskutieren Möglichkeiten und Grenzen der Humangenetik in einem ausgewählten Bereich unter Berücksichtigung ethischer und gesellschaftlich verhandelbarer Werte.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • gezielte Erbgutveränderung durch Auslesezüchtung; Begriffe: Genotyp, Phänotyp
  • Methoden der Gentechnik (z. B. Präimplantationsdiagnostik, Gentransfer)
  • ein Thema aus der Humangenetik (z. B. Fruchtwasseranalyse)
  • ethische Aspekte der Gentechnik und Humangenetik

NT9 4.1 Grundlagen der Radioaktivität
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden zwischen natürlicher und künstlicher Radioaktivität und beschreiben eine Möglichkeit radioaktive Strahlung nachzuweisen.
  • beschreiben die Entstehung und die Eigenschaften radioaktiver Strahlung sowie angemessene Maßnahmen zur Abschirmung.
  • nutzen spezifische Halbwertszeiten und Zerfallskurven, um Aussagen über den Zerfall radioaktiver Stoffe zu treffen.
  • beschreiben Nutzen und Risiken der Anwendung radioaktiver Stoffe in Medizin und Technik.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • natürliche und künstliche Radioaktivität: Auftreten und Entstehung, Anwendungen; Entdeckung der Radioaktivität: Henri Becquerel
  • Nachweis radioaktiver Strahlung (z. B. Fotopapier, Nebelkammer, Geiger-Müller-Zählrohr)
  • Kernzerfälle: α-, β- und γ-Strahlung; Abschirmung
  • Isotope, radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
  • biologische und genetische Folgen für die Umwelt (z. B. menschlicher Körper)
  • Anwendungen radioaktiver Strahlung in Medizin (z. B. Strahlendiagnostik und ‑therapie) und Technik (z. B. Leckstellensuche, Fehlersuche bei Werkstoffen und Anlagenteilen, C14-Methode); Risiken

NT9 4.2 Kernenergie
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben die Kernspaltung von Uran‑235, auch unter energetischen Gesichtspunkten, mit einem Atomkernmodell und erklären die Bedingungen für die Entstehung einer Kettenreaktion.
  • wägen Nutzen und Risiken der Energieumwandlung durch Kernspaltung ab, um eine eigene Position durch sachliche Argumente zu stützen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Kernspaltung von Uran‑235; Otto Hahn, Lise Meitner, Fritz Strassmann
  • Kettenreaktion: Modellversuch (z. B. Mausefallenversuch, Streichholzversuch), ungesteuerte Kettenreaktion (z. B. Atombombe), gesteuerte Kettenreaktion (z. B. Energieumwandlung im Kernkraftwerk)
  • Risiken der Kernenergie (z. B. atomare Unfälle, u. a. in Tschernobyl, Fukushima), Transport von Atommüll, Endlagersuche

NT9 4.3 Energieversorgung im Wandel
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben Veränderungen der Anteile der Energieträger zur Deckung des Primärenergiebedarfs, um gesellschaftspolitische Entscheidungen nachvollziehen zu können.
  • vergleichen ausgewählte regenerative Energieträger, um deren Vor- und Nachteile begründet gegeneinander abzuwägen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Primärenergiebedarf (z. B. in Deutschland, Bayern, Europäische Union): Anteil verschiedener Energieträger an der Deckung des Energiebedarfs, Entwicklung des Energiebedarfs
  • Vor- und Nachteile regenerativer Energieträger (z. B. Windkraft, Wasserkraft, Fotovoltaik, Biomasse)

NT9 4.4 Grundlagen der Kommunikation: Informationsaufnahme und -verarbeitung beim Menschen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben mithilfe von Modellen den Aufbau und die Funktionsweise des Nervensystems. Dabei ordnen sie den wichtigsten Bestandteilen die korrekten Fachbegriffe zu.
  • erklären die Verarbeitung und Speicherung von Informationen in unserem Gedächtnis mithilfe eines Modells, um daraus Bedingungen für erfolgreiches Lernen abzuleiten.
  • beschreiben Gefährdungen des Nervensystems, um daraus Handlungsoptionen zu dessen Schutz abzuleiten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Aufbau und Funktion des Nervensystems: Zentralnervensystem (Gehirn, Rückenmark), peripheres Nervensystem (Nervenzellen und deren Verbindung), Reizleitung und Verarbeitung
  • Informationsverarbeitung und Speicherung im Gehirn (z. B. sensorisches Gedächtnis, Kurzzeitgedächtnis, Langzeitgedächtnis); Bedingungen für erfolgreiches Lernen
  • Gefährdungen des Nervensystems (z. B. körperliche Schäden, Dauerbelastung durch Lärm) und Maßnahmen zu dessen Schutz

NT9 4.5 Kommunikations- und Informationstechnik
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben die Funktionsweise von Mikrofon und Lautsprecher bei einem technischen Gerät. Dabei ordnen sie den wichtigsten Bestandteilen die korrekten Fachbegriffe zu.
  • begründen den Einsatz verschiedenartiger Sensoren in technischen Geräten.
  • erklären die Funktion technischer Bauteile, welche die Informationsverarbeitung und ‑ausgabe in elektrischen Schaltungen beeinflussen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Funktionsweise von Mikrofon und Lautsprecher (z. B. bei Telefon, Megafon); Umwandlung von Schallwellen in Wechselspannung und umgekehrt
  • Informationsaufnahme durch Sensoren (z. B. Temperatursensoren, Lichtsensoren); Anwendungen in der Technik
  • Verarbeitung und Ausgabe von Informationen durch elektronische Schaltungen; Bauteile: Diode, Leuchtdiode, Reed-Kontakt