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Naturwissenschaften

1 Selbstverständnis des Faches Naturwissenschaften und sein Beitrag zur Bildung
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Das Fach Naturwissenschaften ist ein Unterrichtsfach innerhalb der Ausbildungsrichtungen Wirtschaft und Verwaltung, Internationale Wirtschaft sowie Gestaltung.
Phänomenologische Beobachtungen naturwissenschaftlicher Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten, deren modellhafte Beschreibungen und auf Naturwissenschaften aufbauende Technologien prägen unsere Gesellschaft in allen Bereichen und bilden heute einen bedeutenden Teil unserer kulturellen Identität. Das Bewusstsein über naturwissenschaftliche Gesetzmäßigkeiten und naturwissenschaftliche Herangehensweisen sind für die wirtschaftliche und soziokulturelle Entwicklung unserer durch Technologien geprägten Gesellschaft unverzichtbar und dadurch ein unabdingbarer Bestandteil der Allgemeinbildung.
Das Fach Naturwissenschaften entwickelt auf Basis naturwissenschaftlicher Betrachtungen, Erkenntnisse und Gesetzmäßigkeiten grundlegende technische Sach-, Verfahrens- Handlungs-, Beurteilungs- und Bewertungskompetenzen und analysiert deren technologische Anwendungsmöglichkeiten. Es schafft Grundlagen für ein anschlussfähiges, berufsbezogenes Lernen und fördert die Studierfähigkeit. Die Schülerinnen und Schüler werden auf die technologischen, ökologischen, wirtschaftlichen und humanen Anforderungen der Berufs- und Arbeitswelt vorbereitet und bei ihrer Berufs- und Studienorientierung unterstützt.
Im Fach Naturwissenschaften werden die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, ökologische und ökonomische sowie soziokulturelle Einflüsse und Auswirkungen von Naturwissenschaft und Technik zu bedenken und abzuschätzen.  Dadurch wird das Bewusstsein geschaffen, dass technisches Handeln immer ein Handeln mit Zielkonflikten ist und somit Verantwortungsbewusstsein einfordert.

2.1 Kompetenzstrukturmodell
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Kompetenzstrukturmodell Naturwissenschaften

Das Kompetenzstrukturmodell für die Fächer Technologie bzw. Naturwissenschaften beschreibt die Gegenstandsbereiche (innere Felder) und die prozessbezogenen Kompetenzen (äußerer Ring).
Für den Unterricht bilden diese beiden Dimensionen eine Einheit, die die Grundlage für einen aktiven Umgang mit naturwissenschaftlichem und technologischem Fachwissen sowie den Einsatz von Fähigkeiten und Fertigkeiten zum Lösen von naturwissenschaftlichen und technologischen Aufgaben und Problemen bildet. Dabei sind für die Unterrichtsplanungen die ausbildungsrichtungsbedingten Schwerpunkte zu berücksichtigten.

Erkenntnisse gewinnen
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Die Schülerinnen und Schüler gewinnen Erkenntnisse aus fachsprachlichen, grafischen und multimedialen Informationen und Darstellungen. Sie analysieren naturwissenschaftliche und technologische Sachverhalte mithilfe qualitativer und quantitativer Experimente und Untersuchungen, durch Erläutern und Erklären von Beobachtungen sowie durch Auswerten von Messergebnissen. Sie gewinnen Erkenntnisse aus Modellen und Simulationen sowie aus der mathematischen Betrachtung von naturwissenschaftlichen und technologischen Zusammenhängen.

Kommunizieren
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Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren naturwissenschaftliche und technologische Zusammenhänge und Sachverhalte sach- und adressatengerecht unter Verwendung der Fachsprache bzw. der Mathematik. Sie setzen dabei Methoden und Medien zielgerichtet ein. Naturwissenschaftliche und technologische Kommunikation verlangt von den Schülerinnen und Schülern Eigeninitiative, sachgerechtes Ausdrucksvermögen, Reflexions- und Kritikfähigkeit sowie Toleranz.

Bewerten
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Die Schülerinnen und Schüler bewerten naturwissenschaftliche und technologische Zusammenhänge, Lösungen und Konzepte unter historischen, ökologischen, wirtschaftlichen, sozialen sowie humanen Gesichtspunkten und reflektieren diese bezüglich vorhandener Zielkonflikte. Sie wenden spezifische naturwissenschaftliche und technologische Bewertungsmethoden an und leiten Konsequenzen für die Umsetzbarkeit von Konzepten und Lösungen auf Basis ihrer Bewertungen ab.

Anwenden
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Die Schülerinnen und Schüler wenden nach kritischer Abwägung Methoden zur Problemlösung sowie naturwissenschaftliche bzw. techniktypische Denk- und Handlungsweisen in Aufgabenstellungen verantwortungsvoll an.

Systeme
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Im Gegenstandsbereich Systeme werden naturwissenschaftliche und technologische Zusammenhänge strukturiert. Dabei werden unter naturwissenschaftlichen und technologischen Gesichtspunkten physikalische, chemische, biologische bzw. technische Systeme gegliedert und deren Zusammenhänge und Grenzen unter definierten Aspekten innerhalb des Systems und systemübergreifend dargestellt.

Struktur der Materie
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Im Gegenstandsbereich Struktur der Materie werden die stoffliche Welt und deren Veränderungen beschrieben. Auf Basis von Kenntnissen über wichtige Elemente, deren Eigenschaften und deren physikalischem und chemischem Verhalten werden Stoff- und Energieumwandlungen durch Teilchen- und Strukturveränderungen und durch den Auf- und Umbau chemischer Bindungen mithilfe von Modellvorstellungen erklärt. Dabei werden Kenntnisse über Aufbau, Herstellung und Einsatz von Stoffen sowie über deren sachgerechten Umgang geliefert.

Energie
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Im Gegenstandsbereich Energie werden Energiezustände und Energieumwandlungen in physikalischen, chemischen bzw. biologischen Prozessen untersucht sowie Energiebilanzen in technischen Systemen und deren Energieeffizienz bewertet.

Wechselwirkung
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Im Gegenstandsbereich Wechselwirkung werden die Wirkungszusammenhänge von Systemen auf Basis naturwissenschaftlicher Erkenntnisse modelliert und das gegenseitige Einwirken zwischen natürlichen und technischen Phänomenen beschrieben. Dabei werden Aussagen und Prognosen für Nutzungsmöglichkeiten und Grenzen von technologischen Systemen sowie deren Folgen für Gesellschaft und Umwelt getroffen.

3 Aufbau des Fachlehrplans im Fach Naturwissenschaften
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Der Fachlehrplan Naturwissenschaften ist in modulare Lernbereiche gegliedert, die jeweils 14 Unterrichtsstunden umfassen, wobei die angegebenen Stunden als Zeitrichtwerte zu verstehen sind. Insgesamt sind bei zwei Wochenstunden vier Lernbereiche, bei drei Wochenstunden sechs Lernbereiche zu unterrichten. Die Lernbereiche des Fachlehrplans werden in Pflicht- und Wahlmodule unterschieden, die entsprechend gekennzeichnet sind. Die modularen Lernbereiche sind nicht ausschließlich sequenziell zu unterrichten. Verschiedene Lernbereiche sowie Lerninhalte aus unterschiedlichen Lernbereichen können z. B. im Rahmen von Projekten gekoppelt werden. In der Jahrgangsstufe 13 können nicht behandelte Lernbereiche aus der Jahrgangsstufe 12 ausgewählt werden, soweit diese für das Unterrichten gewählter Lernbereiche aus der Jahrgangsstufe 13 unverzichtbar sind.
In den modularen Lernbereichen sind Kompetenzerwartungen in Form konkreter Handlungen formuliert. Diese stehen in einem engen Zusammenhang mit den dargestellten verbindlichen, anwendungsbezogenen Lerninhalten, die, soweit möglich, einen Bezug zu aktuellen technologischen Entwicklungen haben sollen. Darüber hinausgehende Inhalte obliegen dem pädagogischen Freiraum. Informationstechnologien sollen in pädagogischer Verantwortung und abhängig von Unterrichtsgegenständen (z. B. zur Informationsgewinnung, Auswertung, Analyse und Veranschaulichung) in die Gestaltung des Unterrichts zum Erwerb und zur Vertiefung weiterer Kompetenzen in den Bereichen Medienbildung und informationstechnologische Bildung mit einbezogen werden.

4 Zusammenarbeit mit anderen Fächern
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Das Unterrichtsfach Naturwissenschaften trägt nicht nur zum fachspezifischen Erkenntnisgewinn bei, sondern dient auch der interdisziplinären Zusammenarbeit.
Die Verknüpfung technologischer Kompetenzen mit naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen aus der Chemie, Biologie und der Physik sowie die Anwendung mathematischer Methoden fördert das vernetzte Denken der Schülerinnen und Schüler.
In der Auswertung, Analyse und Veranschaulichung von naturwissenschaftlichen und technologischen Sachverhalten und Zusammenhängen werden (z. B. mittels Simulation oder Modellbildung) informationstechnologische Kompetenzen angewendet.
In der sach- und adressatengerechten Kommunikation werden naturwissenschaftlich- technologische Zusammenhänge unter Verwendung der Fachterminologie mit Sprachkompetenzen aus dem Fach Deutsch verknüpft. Auch der Einsatz von Englisch als verbreitete Fachsprache für Naturwissenschaftler und Ingenieure, z. B. in Form von Fachtexten, ist denkbar.
Zentrale, gesellschaftlich relevante Themen, wie der Umweltschutz und die Sicherung der Energieversorgung, können mit Aspekten aus anderen allgemeinbildenden Fächern (z. B. Geschichte, Sozialkunde) in einen Zusammenhang gebracht werden und fordern zu einer interdisziplinären Behandlung auf.

Technische Bildung
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Naturwissenschaft und Technik prägen unsere Gesellschaft. Technik basiert auf naturwissenschaftlichen Erkenntnissen. Technik ermöglicht Fortschritt, kann aber auch Gefahren für den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt in sich bergen. Das Fach Naturwissenschaften ermöglicht den Schülerinnen und Schülern naturwissenschaftliche und technologische Grundbildung. Es vermittelt theorie- und hypothesengeleitete naturwissenschaftliche Arbeitsweisen und befähigt zum bewussten, analytischen, rationalen, problemlösenden und kritischen Denken.

Medienbildung/Digitale Bildung
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Für die Informationsbeschaffung und Informationsauswertung sowie zur sach- und adressatengerechten Darstellung von Arbeitsergebnissen steht eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Verfügung. Das Fach Naturwissenschaften unterstützt die Schülerinnen und Schüler, diese Breite an Medien zielgerichtet und verantwortungsvoll zu nutzen. Es befähigt sie, sich mit den Vorzügen und Gefahren von Medien kritisch auseinanderzusetzen, um sie bewusst und reflektiert zu verwenden und einzusetzen und trägt damit zur Digitalen Bildung bei.

Berufliche Orientierung
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Das Fach Naturwissenschaften unterstützt die Schülerinnen und Schüler, sich mit ihren persönlichen Neigungen und Interessen auseinanderzusetzen. Es vermittelt naturwissenschaftliche und  technologische Sach-, Verfahrens-, Handlungs- und Beurteilungskompetenz und fördert die Sozialkompetenz. Damit trägt das Fach Naturwissenschaften zur Studierfähigkeit und beruflichen Orientierung bei.

Bildung für Nachhaltige Entwicklung (Umweltbildung, Globales Lernen)
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Im Fach Naturwissenschaften entwickeln Schülerinnen und Schüler Kompetenzen, die sie befähigen, angesichts begrenzter Ressourcen und beschränkter Aufnahmekapazität der Ökosphäre, nachhaltige Entwicklungen als solche zu erkennen. Sie entwickeln ein kritisches Verantwortungsbewusstsein für den Einfluss von Technik auf Natur und Umwelt und erweitern ihre Kenntnisse über die komplexe und wechselseitige Abhängigkeit von Mensch und Umwelt. Dadurch wächst ihr Bewusstsein für die Notwendigkeit eines nachhaltigen, verantwortungsvollen und umweltschonenden Verhaltens.

Werteerziehung
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Unsere Gesellschaft ist geprägt durch naturwissenschaftlichen, technologischen Wandel.  Das Wechselspiel zwischen naturwissenschaftlicher Erkenntnis und technischer Anwendung bewirkt Fortschritt auf vielen Gebieten, beinhaltet aber auch Risiken, die erkannt, bewertet und beherrscht werden müssen. Das Fach Naturwissenschaften ermöglicht Schülerinnen und Schülern, auf Basis der vermittelten naturwissenschaftlichen und technologischen Kompetenzen technischen Fortschritt unter ethischen Aspekten zu analysieren und zu bewerten.