Der Sternenhimmel — Orientierung am Sternhimmel

sich mit Hilfe von Sternbildern am Nachthimmel orientieren, die Nordrichtung mit Hilfe des Polarsterns bestimmen, die drehbare Sternkarte zum Auffinden von Sternbildern einsetzen, wichtige Sternbilder je nach Jahreszeit als Orientierungshilfe nutzen.

Der Sternenhimmel — Beobachten und Experimentieren

astronomische Beobachtungen vorbereiten, durchführen und protokollieren, ausgewählte Himmelskörper beobachten, beschreiben und ihre Bewegungen analysieren, seine Beobachtungen darstellen, auswerten sowie daraus Modelle entwickeln und diese durch weiterführende Beobachtungen oder auch Experimente prüfen, für bekannte Modelle Gültigkeitsbedingungen diskutieren, durch wissenschaftshistorische und -theoretische Betrachtungen das Verhältnis von Experiment und Beobachtung zur Theorie an Beispielen belegen.

Der Sternenhimmel — Die Gültigkeit der Naturgesetze

das Gravitationsgesetz, die keplerschen Gesetze und ausgewählte Erhaltungssätze erklären und anwenden, themenbezogene Aufgaben lösen und die Ergebnisse interpretieren, durch vergleichende Betrachtung elektromagnetischer Spektren auf Eigenschaften der Himmelskörper schließen, die Grenzen und Gültigkeitsbedingungen ihm bekannter Naturgesetze benennen, die Bedeutung astronomischer Forschung für die Entwicklung des philosophischen und weltanschaulichen Denkens darstellen.

Der Sternenhimmel — Technik in den Naturwissenschaften

an ausgewählten Beispielen historische Forschungsergebnisse nachvollziehen und deren Bedeutung für den Wissenschaftsfortschritt einordnen, das dynamische Wechselspiel zwischen Erkenntnisstand und Weiterentwicklung von Forschung und Technik an Beispielen aus Astronomie und Raumfahrt beschreiben.

Der Sternenhimmel — Beobachtungspraktikum (Projekt)

astronomische Beobachtungen auf der Grundlage geeigneter Literatur oder Sternkartensoftware vorbereiten, durchführen und protokollieren, in Abhängigkeit vom Beobachtungsziel die Beobachtungsgeräte begründet auswählen, fotografische Aufnahmen (Strichspuren, Sternfelder, Planeten oder Mond) mit Hilfe digitaler Technik anfertigen und unter Nutzung elektronischer Medien bearbeiten und auswerten, durch Beobachtung und Vergleich von Sternfarben sowie Spektren auf die Eigenschaften der Sterne schließen, seine erworbenen astronomischen Kenntnisse unter anderem in Sternwarten und Planetarien praktisch anwenden.

Leben in Zeit und Raum — Lebenszyklen

Lebenszyklen aus verschiedenen Bereichen mit Hilfe von historischen, biologischen, chemischen und weiteren charakteristischen Merkmalen beschreiben und vergleichen (Analogiebetrachtungen), die Lebenszyklen ausgewählter Sterne beschreiben sowie mit Hilfe des Hertzsprung-Russell-Diagramms darstellen und erklären.

Leben in Zeit und Raum — Zeitmessung und Kalender

die Bedeutung der Zeitmessung für die Menschen sowie die Notwendigkeit der Entstehung des Kalenders erklären, die Zusammenhänge zwischen den Zeiteinheiten und den Bewegungsvorgängen im Sonnensystem herstellen, den Unterschied zwischen Sterntag und Sonnentag, sowie siderischem und synodischem Monat beschreiben und mit Hilfe einer zeichnerischen Darstellung erklären, Kalender aus verschiedenen Epochen und Kulturkreisen vergleichen (z. B. Mondkalender, Römischer Kalender, Gregorianischer Kalender) und die Notwendigkeit von Schaltregeln erklären.

Leben in Zeit und Raum — Entfernungsmessung — im Bereich Entfernungsmessung auf der Erde

die Bedeutung der Entfernungsmessung sowohl aus gesellschaftlicher als auch wissenschaftlicher Sicht anhand historischer und aktueller Beispiele erklären, die gebräuchlichen Entfernungsmesser in ihrer Funktion als auch ihrer Anwendung erklären, die Echoortung in Biologie (z. B. Fledermaus), Technik (z. B. Radar) und Astronomie (z. B. Magellan-Sonde) beschreiben und erklären, die historische Entwicklung von Messgeräten zur Positionsbestimmung beschreiben und deren Funktion an ausgewählten Beispielen erklären.

Leben in Zeit und Raum — Entfernungsmessung — im Bereich Entfernungsmessung im Sonnensystem

die historische Bedeutung der Merkur- und Venusdurchgänge für Entfernungsmessungen im Sonnensystem einordnen und Entfernungen berechnen, die Methode der Signallaufzeitmessungen erklären und betreffende Gleichungen interpretieren.

Leben in Zeit und Raum — Entfernungsmessung — im Bereich Entfernungsbestimmungen im Universum

verschiedene Methoden zur Entfernungsbestimmung erklären und anwenden: Parallaxenmessungen (auch mit Hilfe einer zeichnerischen Darstellung), photometrische Entfernungsmessung, spektroskopische Entfernungsbestimmung (Hubble-Gesetz für kleine Rotverschiebungen), verschiedene Standardkerzen (Cepheiden, Supernovae Typ I) zum Aufbau einer Entfernungsleiter einsetzen.

Mikrokosmos und Makrokosmos — Definitionen und Sichtweisen

die Begriffe Makrokosmos und Mikrokosmos mit Hilfe ausgewählter Beispiele beschreiben und charakterisieren, ausgewählte Weltbilder beschreiben und unter Berücksichtigung philosophischer und religiöser Aspekte diskutieren sowie in den Kontext historischer Zusammenhänge einordnen, das kopernikanische Prinzip erklären.

Mikrokosmos und Makrokosmos — Die Erforschung von Mikrokosmos und Makrokosmos in Abhängigkeit vom Entwicklungsstand der Technik

den Aufbau von astronomischen Beobachtungsgeräten beschreiben und ihre Funktionsweise erklären, Merkmale, Einsatzmöglichkeiten und Abbildungsfehler von Refraktor und Reflektor vergleichen, selbstständig und unter Berücksichtigung regionaler Bezüge einen Überblick über die Entwicklung der Beobachtungstechnik erstellen, den Zusammenhang zwischen dem Entwicklungsstand der Technik und der Veränderung der Vorstellung von Mikrokosmos und Makrokosmos darstellen, einen systematischen oder historischen Überblick über Geräte und experimentelle Verfahren zur Erforschung atomarer Dimensionen erstellen.

Mikrokosmos und Makrokosmos — Die Dimensionen der Welt

verschiedene Vorstellungen vom Aufbau, der Struktur und der Entwicklung des Universums beschreiben, ausgehend von Atommodellen die Vielfalt der Elementarteilchen in einer strukturierten Übersicht anschaulich darstellen, Strukturen des Mikrokosmos und Makrokosmos an ausgewählten Beispielen vergleichen, die Schwierigkeiten bei der Suche nach einer umfassenden Theorie diskutieren, die alle bekannten physikalischen Phänomene erklären und verknüpfen soll („Weltformel“).

Die Erde als Lebensraum — Lebensraum Erde

die wesentlichen Prozesse und Voraussetzungen für die Entstehung sowie Entwicklung des Lebens auf der Erde beschreiben und begründen, die Lebensbedingungen auf der Erde mit den Bedingungen auf anderen Himmelskörpern vergleichen und die Möglichkeiten von verschiedenen Lebensformen diskutieren, Darstellungen außerirdischer Lebensformen in Kunst und Literatur unter Berücksichtigung der Bedingungen auf der Erde und auf anderen Himmelskörpern interpretieren, die Verantwortung des Menschen für die Erhaltung des Lebens auf der Erde an konkreten Beispielen erörtern.

Die Erde als Lebensraum — Aufbruch in neue Welten

Pionierleistungen verschiedener Nationen für die Entwicklung der Raumfahrt einordnen, die Notwendigkeit der internationalen Zusammenarbeit begründen und mit aktuellen Raumfahrtprojekten belegen, verschiedene Arten von Raketenantrieben und deren Funktionsprinzip beschreiben, sich mit Ideen zur Besiedlung des Weltalls auseinandersetzen sowie deren Möglichkeiten und Grenzen aufzeigen, Möglichkeiten der Suche nach außerirdischen Zivilisationen diskutieren und die Wahrscheinlichkeit der Kontaktaufnahme abschätzen, ausgewählte Methoden der Suche nach Exoplaneten beschreiben.

Die Erde als Lebensraum — Herausforderungen für das Leben auf der Erde

aktuelle globale Probleme und deren mögliche Ursachen benennen, konkrete Folgen des Klimawandels für sein Umfeld einschätzen und durch Beobachtungen belegen, die Endlichkeit nicht erneuerbarer energetischer Ressourcen und aktuelle Entwicklungen der Nutzung regenerativer Energien diskutieren, angestrebte Lösungen werten und mögliche Konsequenzen ableiten.

Der Sternenhimmel — Selbst- und Sozialkompetenz

astronomische Beobachtungen konzentriert über einen längeren Zeitraum durchführen, seine Erkenntnisse und Beobachtungen präzise und sachlogisch darstellen, seine Beobachtungen und eingesetzten Arbeitsmethoden reflektieren und die Erfahrungen für zukünftige Bearbeitungsstrategien nutzen, die ethisch-moralische Verantwortung des Wissenschaftlers erklären und seine Verhaltensweisen bewerten.

Leben in Zeit und Raum — Selbst- und Sozialkompetenz

konzentriert astronomische bzw. naturwissenschaftliche Informationen auswerten und vergleichen, in hohem Maße selbstständig notwendige Mathematisierungen vornehmen und benötigte Größen bestimmen, seine Erkenntnisse präzise beschreiben sowie naturwissenschaftliche Zusammenhänge verständlich formulieren, subjektive Wahrnehmung und objektive Messung von Raum und Zeit diskutieren, sich kritisch mit alternativen Vorstellungen auseinandersetzen und in Diskussionen eine adressatengerechte Argumentationsebene auswählen, sich in Konfliktsituationen angemessen verhalten.

Mikrokosmos und Makrokosmos — Selbst- und Sozialkompetenz

Weltbilder aus der Perspektive anderer Personen darstellen und unter verschiedenen historischen und religiösen Sichtweisen diskutieren, die offenen Fragen der Forschung als Element der eigenen Motivation zur Lösung naturwissenschaftlicher Problemstellungen wahrnehmen und gegebenenfalls für die Motivation anderer Personen einsetzen.

Die Erde als Lebensraum — Selbst- und Sozialkompetenz

die Nutzung wissenschaftlich-technischer Entwicklungen aus der Perspektive unterschiedlich motivierter Personen diskutieren, Entscheidungen von Personen unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit bewerten, konzentriert und selbstständig verschiedene Informationsquellen auswerten und vergleichen, Konzepte für eine nachhaltige Entwicklung darstellen und bewerten.