Lehrplan PLUS

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)

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, stellen wichtige Anwendungsbereiche der Erdölfraktionen dar und diskutieren deren Nutzung unter Aspekten der Ökologie, Ökonomie und Nachhaltigkeit.

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; nachhaltige Nutzung von Rohstoffen
• Destillation von Erdöl; Erdölfraktionen und deren Verwendung

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

• erläutern die Bedeutung von Methan als Hauptbestandteil von Biogas bzw. Erdgas und stellen die Verbrennung von Methan als Wort- und Formelgleichung dar.
• schließen vom Molekülbau der homologen Reihe der Alkane auf deren typische Eigenschaften sowie Verwendungsmöglichkeiten in Alltag und Technik.
• beschreiben die Struktur ausgewählter Isoalkane und vergleichen deren physikalische und chemische Eigenschaften sowie die Verwendung der Isomere.
• erstellen ausgewählte Molekülmodelle zur homologen Reihe der Alkene, stellen dazu Struktur- und Summenformeln auf und beschreiben ausgewählte Eigenschaften.

Inhalte zu den Kompetenzen:

• homologe Reihe der Alkane: Modelle, Bezeichnungen, Strukturformeln, allgemeine Summenformel C_nH_2n+2, allgemeine Eigenschaften und Verwendung
• Verbrennung von Methan, Wort- und Formelgleichung
• Isoalkane (z. B. Isobutan, Isooctan)
• Alkene, insbesondere Ethen: Modelle, Bezeichnungen, Doppelbindung, Strukturformeln, allgemeine Summenformel C_nH_2n, allgemeine Eigenschaften

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

• teilen ausgewählte Kunststoffe aufgrund ihrer Eigenschaften in Gruppen ein, um deren Verwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen.
• beschreiben die Reaktion von Ethen zu Polyethylen anhand von Modellen und erläutern ausgewählte Fertigungsverfahren sowie mögliche Produkte aus Polyethylen.
• beschreiben den Wertstoffkreislauf eines ausgewählten Kunststoffgegenstandes und erstellen eine qualitative Ökobilanz, wobei sie Möglichkeiten und Grenzen des Recyclings erläutern.

Inhalte zu den Kompetenzen:

• Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere: Eigenschaften, Verwendung
• Kunststoff-Steckbriefe (z. B. Polyethylen, Polystyrol)
• Polyethylen: Darstellung und Fertigungsverfahren (z. B. Spritzgusstechnik)
• Recycling von Kunststoffen: Möglichkeiten (z. B. Werkstoff-, Rohstoff-, Energierecycling) und Grenzen

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.
• erstellen ausgewählte Molekülmodelle von Alkoholen, um auf die homologe Reihe der einwertigen Alkanole zu schließen.
• 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 Brennstoff und Treibstoff, Lösungsmittel und Genussmittel
• Giftwirkung von Alkohol auf den menschlichen Körper; verantwortungsbewusster Umgang mit Alkohol
• homologe Reihe der Alkanole (z. B. Methanol, Ethanol); Nachsilbe ‑ol
• Kohlenhydrate (z. B. Glucose und Stärke); gesundheitsbewusster Umgang

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

• beschreiben die Zellatmung in den Mitochondrien als Umkehrung der Fotosynthese, um die Bereitstellung von Energie aus Zucker im menschlichen Körper zu verstehen.
• beschreiben die Stadien der Mitose, um deren Bedeutung für Vermehrung und Wachstum zu erläutern.
• 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:

• Zellatmung in den Mitochondrien: Wort- und Symbolschreibweise; Energietransport und Energiespeicherung im Körper
• Mitose: Entstehung genetisch identischer Zellen, Phasen der Mitose
• Vererbung des Geschlechts beim Menschen: Chromosomensatz von Mann und Frau, Chromosomen in Sperma- und Eizelle, Verteilung der Chromosomen bei der Befruchtung, Kreuzungsschema
• Beispiele für die Vererbung von Eigenschaften beim Menschen; Speicherung und Weitergabe von Erbinformation; Begriffe: Gen, Chromosom, DNA
• Mutation: Definition, zwei Beispiele aus dem Tier- und Pflanzenreich, mögliche Ursachen
• genetisch bedingte Erkrankungen beim Menschen (z. B. Down-Syndrom, Bluterkrankheit)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

• erläutern die Bedeutung von Auslese und Kombination in Tier- und Pflanzenzucht. Dabei stellen sie Erbgänge in Kreuzungsschemata dar.
• 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 Auslese- und Kombinationszüchtung; Genotyp, Phänotyp; Mendel`sche Regeln, Kreuzungsschema
• Methoden der Gentechnik (z. B. Präimplantationsdiagnostik, Gentransfer)
• ein Thema aus der Humangenetik (z. B. Fruchtwasseranalyse, Stammbaumanalyse)
• ethische Aspekte der Gentechnik und Humangenetik
• Embryonenschutzgesetz

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

• unterscheiden zwischen natürlicher und künstlicher Radioaktivität und beschreiben zwei Möglichkeiten, radioaktive Strahlung nachzuweisen.
• beschreiben die Entstehung und die Eigenschaften radioaktiver Strahlung sowie angemessene Maßnahmen zur Abschirmung.
• stellen radioaktive Zerfälle, bei denen α- und β-Strahlen auftreten, mithilfe von Reaktionsgleichungen dar.
• 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, Marie und Pierre Curie
• Nachweis radioaktiver Strahlung (z. B. Fotopapier, Nebelkammer, Geiger-Müller-Zählrohr
• Kernzerfälle: α-, β- und γ-Strahlung; Abschirmung
• Isotope, radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit: Reaktionsgleichungen zum radioaktiven Zerfall; Darstellung von Zerfallskurven; Aktivität A: 1 Becquerel (Bq) = 1 Kernzerfall/s
• unterschiedliche biologische Wirkung verschiedener Strahlungsarten; Einheit: 1 Sievert (Sv); Rolf Sievert; Grenzwerte für die Bevölkerung; 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, C14-Methode); Risiken

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 aus unterschiedlichen Perspektiven Nutzen und Risiken der Kernenergie 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. Tschernobyl, Fukushima), Transport von Atommüll, Endlagersuche

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)

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.
• erklären Reflexe als Schutzmechanismen des Körpers vor Gefahren, indem sie bewusste von unbewussten Handlungen abgrenzen sowie die Verarbeitung des jeweiligen Reizes beschreiben.
• stellen über das vegetative Nervensystem regulierte Körperfunktionen sachgerecht dar.
• 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
• Reflex – unbewusstes Handeln (z. B. Lidschlussreflex, Kniesehnenreflex)
• Regelung von Lebensvorgängen durch das vegetative Nervensystem (z. B. Atmung, Verdauung)
• Gefährdungen des Nervensystems (z. B. körperliche Schäden, Dauerbelastung durch Lärm) und Maßnahmen zu dessen Schutz

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 und den Aufbau technischer Bauteile, welche die Informationsverarbeitung und ‑ausgabe in elektrischen Schaltungen beeinflussen.
• entwerfen Schaltpläne zu einfachen, klar definierten technischen Geräten und bauen diese nach, um ihre Korrektheit zu überprüfen.

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, Transistor, Leuchtdiode, Reed-Kontakt
• Bau von einfachen Schaltungen oder Modellen (z. B. Alarmanlage, die durch einen Fotowiderstand ausgelöst wird)