Fachlicher Beitrag zur Kompetenzentwicklung

fächerverbindendes naturwissenschaftlich-technisches Denken, die Fähigkeit, sich in einer technisch und naturwissenschaftlich geprägten Welt zu orientieren, Verständnis für industrielle Produktionsabläufe, eine kritische Aufgeschlossenheit für neue Technologien, Teamfähigkeit und Eigenverantwortung bei der Arbeit in Projekten, Ausdauer bei der Lösung komplexer Aufgaben. betrachtet er Sachverhalte unter naturwissenschaftlichen und technischen Aspekten, wendet er fachspezifische Arbeitsweisen an, erwirbt er Kenntnisse über Systeme der belebten und unbelebten Natur und der Technik, setzt er Eigenschaften eines Systems in Modelle um, plant er naturwissenschaftlich-technische Projekte im Team.

Naturwissenschaftliche Kompetenzen

geeignete Methoden der Erkenntnisgewinnung auswählen und anwenden, d. h. • naturwissenschaftlich-technische Sachverhalte analysieren, betrachten/beobachten und beschreiben, • naturwissenschaftlich-technische Sachverhalte vergleichen und einordnen, • Ursache und Wirkungsbeziehungen ableiten, • Sachverhalte mit Hilfe naturwissenschaftlicher Kenntnisse erklären, • geeignete Modelle anwenden, • Untersuchungen und Experimente zur Gewinnung von Erkenntnissen nutzen, • die Schrittfolgen der experimentellen Methode anwenden, d. h. • Fragen formulieren und begründete Vermutungen aufstellen, • Beobachtungen, Untersuchungen bzw. Experimente planen, durchführen, protokollieren bzw. dokumentieren und auswerten, • aus den Ergebnissen Erkenntnisse ableiten und Vermutungen prüfen bzw. Fragen beantworten, • einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen, • naturwissenschaftlich-technische Arbeitstechniken sachgerecht ausführen und die zum Untersuchen und Experimentieren erforderlichen Geräte und Materialien sachgerecht verwenden, sachgerecht bewerten, d. h. • die Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse, Verfahren und Methoden in Forschung und Praxis sowie Entscheidungen und Verhaltensweisen aus naturwissenschaftlich-technischer Sicht und aus weiteren relevanten Perspektiven (z. B. ethisch, sozial, wirtschaftlich) nach geeigneten Kriterien analysieren, • Schlussfolgerungen ziehen und sich einen Standpunkt bilden, • aktuelle Informationen und Aussagen mit naturwissenschaftlich-technischem Hintergrund hinsichtlich ihrer Objektivität und Glaubwürdigkeit hinterfragen, beurteilen und sich eine Meinung bilden, sachgerecht kommunizieren, d. h. • Fragestellungen entwickeln, • Fachinformationen aus Texten, Schemata, Grafiken, Tabellen (auch aus Formelsammlungen) etc. • zielorientiert entnehmen, • strukturieren, • auswerten bzw. kritisch bewerten, • präsentieren, • Informationen in andere Darstellungsformen umsetzen, • naturwissenschaftlich-technische Sachverhalte korrekt, verständlich und unter Nutzung der Fachsprache darstellen, • zwischen Fachsprache und Alltagssprache unterscheiden.

Sachkompetenz

die Grundsätze einer gesunden Ernährung nennen, Lebensmittel hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe (z. B. Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße, Mineralstoffe, Vitamine, Wasser, Ballaststoffe) und ihrem Energiegehalt charakterisieren, die Angaben der Lebensmittelkennzeichnung auswerten, seine Lebens- und Ernährungsgewohnheiten beschreiben, verschiedene überregionale Esskulturen und Essgewohnheiten beschreiben, eine Mahlzeit fertigen, die Technik im Haushalt im Wandel der Zeit darstellen, Aufbau und Funktion von Technik im Haushalt erläutern, die Funktionalität von Kleidung charakterisieren, die textile Kette und ihre Auswirkungen auf die Umwelt beschreiben.

Methodenkompetenz

unter Nutzung von Printmedien und elektronischen Medien Informationen bezüglich einer gesunden Ernährung und der Inhaltsstoffe von Nahrungsmitteln zusammenstellen, Informationen zur Lebensmittelkennzeichnung aus Bildern, Tabellen und Diagramme interpretieren und zusammenfassen.

Selbst- und Sozialkompetenz

anhand der Kenntnisse über gesunde Ernährung und zweckentsprechende Kleidung Verhaltensziele für sich aufzeigen, eigene Standpunkte bezüglich Ernährungsgewohnheiten ableiten und Stellung nehmen.

Sachkompetenz

Beispiele der Stoff- und Lichtbewegungen von Pflanzen erläutern, Fortbewegungsprinzipien in der Natur als Vorbild für technische Konstruktionen zur Fortbewegung charakterisieren, Fortbewegung des Menschen in seiner geschichtlichen Entwicklung auswerten, den Zusammenhang zwischen Fortbewegung und Mobilität beschreiben, die Entwicklung der Verkehrsmittel hinsichtlich natürlicher Vorbilder charakterisieren, Entwicklungstendenzen für moderne, umweltbewusste Antriebe (z. B. Ein- bis Drei-Liter-Auto, Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellen, Hybridantrieb) von Verkehrsmitteln beschreiben, Verkehrsträger zum Personen- und Güterverkehr in seiner Entwicklung erläutern, die Entwicklung des Verkehrsnetzes (Wasser, Land, Luft) für die verschiedenen Verkehrsträger erläutern, Funktionsmodelle zur Fortbewegung aufbauen.

Methodenkompetenz

Bewegungen von Tieren und Pflanzen dokumentieren, Arbeitsschritte zur Durchführung eines Experiments zur Stoff- und Lichtbewegung von Pflanzen protokollieren, Informationen über die Fortbewegung des Menschen aus Texten und Bildern entnehmen, bearbeiten und anschaulich darstellen, sich Informationen über die Entwicklungstendenzen für moderne, umweltbewusste Antriebe von Verkehrsmitteln beschaffen und diese gezielt auswerten, Lösungswege und Arbeitsergebnisse präsentieren.

Selbst- und Sozialkompetenz

in kooperativen Arbeitsformen experimentieren und Verantwortung für den gemeinsamen Arbeitsprozess übernehmen, bei der Herstellung von Funktionsmodellen anderen Hilfe geben und Hilfe annehmen.

Sachkompetenz

Elektroenergieversorgungssysteme in Gewinnung, Übertragung und Nutzung ordnen, primäre Energieträger in fossile (z. B. Kohle, Erdöl, Erdgas), regenerative (z. B. Wasser, Sonne, Wind), alternative (z. B. Biomasse, Erdwärme) Energien sowie Kernenergie ordnen, die Umwandlung von Primärenergie in Sekundärenergie (z. B. Kohle bzw. Sonne in Elektroenergie, Biomasse in Wärmeenergie) beschreiben, wesentliche Bestandteile der Elektroenergieübertragung nennen, die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Elektroenergienutzung beschreiben, an ausgewählten Beispielen (z. B. Windkraftanlage, Wasserkraftanlage, Solarzelle) die Energieumwandlung erläutern, ein Modell zur Elektroenergieversorgung planen und aufbauen.

Methodenkompetenz

Informationen zu Energieträgern aus Bildern, Tabellen und Diagramme entnehmen, bearbeiten bzw. verarbeiten, die geschichtliche Entwicklung der Energieumwandlung mit geeigneten Mitteln darstellen, unter Nutzung verschiedener Medien die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Elektroenergie darstellen.

Selbst- und Sozialkompetenz

eigene Standpunkte bezüglich der nachhaltigen Nutzung verschiedener Energieformen entwickeln und dazu Stellung nehmen, Visionen zur Gewinnung, Übertragung und Nutzung von Energien (Reserven, Probleme, Lösungen) für sich und die Gesellschaft beschreiben, bei der Untersuchung von Funktionsweise und Aufbau technischer Objekte der Energiegewinnung zielstrebig, sorgfältig und ausdauernd arbeiten.

Sachkompetenz

eine Übersicht zu Wasservorkommen und Wasserverbrauch auf der Erde erarbeiten, Unterschiede der verschiedenen Wasserarten (Oberflächenwasser, Quellwasser, Grundwasser) darstellen, den Weg des Wassers von der Quelle zum Verbrauch/Nutzer beschreiben, die Stufen der Abwasseraufbereitung im Klärwerk erklären, die Funktionsweise einer Regenwasseraufbereitungsanlage beschreiben.

Methodenkompetenz

sich Informationen unter Nutzung von Printmedien und elektronischen Medien über die Wasservorkommen sowie den Wasserverbrauch beschaffen und diese gezielt auswerten, Objekte und Prozesse der Abwasseraufbereitung erkunden.

Selbst- und Sozialkompetenz

in Teamarbeit zielstrebig Medien bezüglich des Themas Wasser analysieren, seinen Beitrag zum sparsamen Umgang mit Wasser beschreiben.

Sachkompetenz

die geschichtlichen Veränderungen der Unterkünfte darstellen, Baustoffe aus der Natur (Schilf, Lehm, Kalk, Holz) mit industriell gefertigten Baustoffen (Beton, Gips) vergleichen, geschichtliche und regionale Ursachen für die Anwendung unterschiedlicher Baustoffe und Bauweisen ableiten, an ausgewählten Baustoffen Eigenschaften wie Wärme- und Schalldämmfähigkeit sowie Feuchtigkeitsverhalten untersuchen und bewerten, die Grundlagen für ökologisches Bauen nennen, die Umweltverträglichkeit ausgewählter Baustoffe diskutieren, ein Bauvorhaben in verschiedene Phasen gliedern, Flächennutzungsplan, Bebauungsplan und Lageplan analysieren, einen einfachen Elektroinstallationsplan skizzieren, Installationsgrundschaltungen (Aus-, Serien- und Wechselschaltung) aufbauen, für die Gestaltung von Wohnräumen erforderliche Materialien zusammenstellen, die Wirkung von Farben und Licht in der Raumgestaltung charakterisieren, natürliche und künstliche Lichtquellen nennen, die Entwicklung künstlicher Lichtquellen beschreiben, den Aufbau und die Funktionsweise ausgewählter künstlicher Lichtquellen vergleichen, die Energiekosten beim Einsatz verschiedener Lichtquellen berechnen, ein Bauwerk modellhaft planen und aufbauen, Ausbildungsberufe im Bauhandwerk beschreiben.

Methodenkompetenz

unter Nutzung von Medien Informationen über die geschichtlichen Veränderungen der Unterkünfte beschaffen und diese übersichtlich darstellen, Arbeitsschritte zur Durchführung eines Experimentes zur Wärmedämmfähigkeit von Baustoffen planen, protokollieren und auswerten, unter Nutzung von Medien Informationen über Baustoffe recherchieren.

Selbst- und Sozialkompetenz

eigene Standpunkte zum umweltgerechten, gesunden und energiesparenden Wohnen formulieren und begründet vertreten.

Sachkompetenz

Nachhaltigkeitsaspekte bei der Energieerzeugung ableiten, Zusammenhänge zwischen Primär-, Sekundär- und Nutzenergie erläutern, mechanische, chemische, elektrische, thermische Energie sowie Lichtenergie, magnetische Energie, Kernenergie als Energieformen charakterisieren, Energieumwandlungsprozesse darstellen und ein Energieflussbild bezüglich der entstehenden Energieverluste bei der Umwandlung und Übertragung von Energie analysieren, Sonnenenergie, Wasserkraft, Windkraft, Umweltwärme und Biomasse als regenerative Energieformen beschreiben, den Aufbau und die Funktionsweise; einer Solaranlage,; eines Wasserkraftwerkes,; eines Windrades beschreiben und davon ein Funktionsmodell aufbauen, Möglichkeiten zur Energieeinsparung im Haushalt ableiten.

Methodenkompetenz

sich unter Nutzung von Printmedien und elektronischen Medien Informationen über Energiequellen beschaffen und diese gezielt auswerten, Möglichkeiten zur Energieeinsparung mit geeigneten Mitteln veranschaulichen.

Selbst- und Sozialkompetenz

bei der Untersuchung regenerativer Energieformen zielstrebig, sorgfältig und ausdauernd arbeiten.

Sachkompetenz

die geschichtlichen Veränderungen der Unterkünfte darstellen, Wohneigentumsformen (Eigenheim, Eigentumswohnung, Fremdeigentum) charakterisieren, traditionelle Baustoffe aus der Natur (Schilf, Lehm, Kalk, Holz) mit modernen Baustoffen (Beton, Gips) erklären, geschichtliche und regionale Ursachen für die Anwendung unterschiedlicher Baustoffe und Bauweisen erklären, an ausgewählten Baustoffen Eigenschaften wie Wärme- und Schalldämmfähigkeit sowie Feuchtigkeitsverhalten untersuchen, die Grundlagen des ökologischen Bauens darstellen, die Umweltverträglichkeit ausgewählter Baustoffe diskutieren, Flächennutzungsplan, Bebauungsplan und Lageplan beschreiben, einen einfachen Elektroinstallationsplan skizzieren, Installationsgrundschaltungen (Serien- und Wechselschaltung) aufbauen, für die Gestaltung von Wohnräumen erforderliche Materialien zusammenstellen, den Grundriss für einen Wohnraum zeichnen, die Wirkung von Farben und Licht in der Raumgestaltung charakterisieren, natürliche und künstliche Lichtquellen nennen, die Entwicklung künstlicher Lichtquellen beschreiben, den Aufbau und die Funktionsweise ausgewählter künstlicher Lichtquellen vergleichen, die Energiekosten beim Einsatz verschiedener Lichtquellen berechnen, ein Bauwerk modellhaft aufbauen, Ausbildungsberufe im Bauhandwerk beschreiben.

Methodenkompetenz

unter Nutzung von Printmedien und elektronischen Medien Informationen über die Veränderungen der Unterkünfte im Laufe der Zeit beschaffen und diese übersichtlich darstellen, Arbeitsschritte zur Durchführung eines Experimentes über ausgewählte Baustoffe und deren Wärmedämmfähigkeit zielgerichtet planen, protokollieren und auswerten, unter Nutzung verschiedener Medien über Baustoffe recherchieren.

Selbst- und Sozialkompetenz

eigene Standpunkte zum umweltgerechten, gesunden und energiesparenden Bauen formulieren und begründet vertreten.

Sachkompetenz

Nachhaltigkeitsaspekte bei der Energieerzeugung ableiten, Zusammenhänge zwischen Primär-, Sekundär- und Nutzenergie erläutern, mechanische, chemische, elektrische, thermische Energie sowie Lichtenergie, magnetische Energie, Kernenergie als Energieformen charakterisieren, Energieumwandlungsprozesse darstellen und ein Energieflussbild bezüglich der entstehenden Energieverluste bei der Umwandlung und Übertragung von Energie analysieren, Sonnenenergie, Wasserkraft, Windkraft, Umweltwärme und Biomasse als regenerative Energieformen charakterisieren, den Aufbau und die Funktionsweise; einer Solaranlage,; eines Wasserkraftwerkes,; eines Windrades,; einer Biogasanlage,; einer Brennstoffzelle beschreiben und davon ein Funktionsmodell aufbauen, die Energiebilanz für einen Haushalt erläutern, Möglichkeiten zur Energieeinsparung im Haushalt erläutern.

Methodenkompetenz

sich unter Nutzung von Printmedien und elektronischen Medien Informationen über Energiequellen beschaffen und diese gezielt auswerten, die Energieumwandlungsprozesse verständlich, anschaulich und unter Nutzung entsprechender Fachbegriffe darstellen, Möglichkeiten zur Energieeinsparung mit geeigneten Mitteln veranschaulichen.

Selbst- und Sozialkompetenz

bei der Untersuchung regenerativer Energieformen zielstrebig, sorgfältig und ausdauernd arbeiten, mit Hilfe der Energiebilanz für einen Haushalt eigene Standpunkte vertreten und Möglichkeiten zur Energieeinsparung im Haushalt ableiten und beschreiben.

Sachkompetenz

Zukunftschancen von modernen Technologien erkennen, Einsatzmöglichkeiten moderner Technologien (z. B. Robotersysteme) darstellen, an ausgewählten Beispielen den Zusammenhang zwischen Natur und Technik (auf der Grundlage der Wissenschaft Bionik) erläutern, ökonomische, ökologische und soziale Folgen des Einsatzes von modernen Technologien diskutieren.

Methodenkompetenz

sich unter Nutzung von Printmedien und elektronischen Medien Informationen über moderne Technologien beschaffen und diese gezielt auswerten.

Selbst- und Sozialkompetenz

Standpunkte bezüglich der Zukunftschancen von modernen Technologien beschreiben, die Folgen des Einsatzes moderner Technologien aus ökonomischer, ökologischer und sozialer Sicht diskutieren.