Kernlehrplan Wahlpflichtfach Naturwissenschaften (fächerintegriert Biologie, Chemie, Physik) für die Jahrgangsstufe 8-10 an Gesamtschulen

Roland Heynkes, 10.9.2017

An Gesamtschulen in NRW können die Naturwissenschaften Physik, Chemie und Biologie getrennt oder integriert (vereinigt zum Fach Naturwissenschaften) gelernt werden. In der offenen Schule Köln bleiben die Schulfächer Physik, Chemie und Biologie bis zum Ende der Jahrgangsstufe 10 im Fach Naturwissenschaften vereinigt. Wer sich für das Wahlpflichtfach Naturwissenschaften entscheidet, wählt 4 Wochenstunden zusätzlich zum dreistündigen Projektunterricht Naturwissenschaften für alle Lernenden.

Normalerweise wird das Fach im Klassenverband zielgleich unterrichtet. Das bedeutet, dass Lehrpersonen die Unterrichtsinhalte und das Lerntempo vorgeben und alle Lernenden einer Klasse gleich schnell bzw. langsam lernen sollen. In der offenen Schule Köln hingegen trägt man der Heterogenität der Menschen Rechnung und lässt jeden jungen Menschen auf seinem Lernstand, in seinem Tempo und mit den für ihn geeigneten Mitteln lernen. Das funktioniert aber nur, wenn sich alle Lernenden den Lernstoff aktiv selbständig erarbeiten. Dabei werden sie zwar individuell vom Lehrpersonal und mit geeignetem Selbstlernmaterial unterstützt, aber das in höherem Maße eigenverantwortliche Lernen fördert doch ein Bedürfnis nach Orientierung in der langen Liste dessen, was die Lernenden an Gesamtschulen im Bereich der Naturwissenschaften lernen sollen. Und dieser Orientierung dient der noch unter der Verantwortung der ehemaligen Schulministerin Löhrmann vom NRW-Schulministerium aufgestellte Kernlehrplan Naturwissenschaften als Wahlpflichtfach (integriert). Er beschreibt die Grenze zwischen normalerweise verbindlichen Inhaltsfeldern und unverbindlichen fachlichen Kontexten.

Dieser Hypertext soll für Lernende der Sekundarstufe 1 an NRW-Gesamtschulen möglichst übersichtlich darstellen, welches Wissen man gemäß dem NRW-Kernlehrplan für Gesamtschulen (pdf-Version vom 3.7.2015) üblicherweise am Ende der 6., der 8. bzw. der 10. Klasse von Gesamtschülern erwartet, die ein mit den Gymnasien vergleichbares Abitur anstreben und entsprechend gut auf die Oberstufe vorbereitet sein möchten. Dazu muss man aber längst nicht alle Inhaltsfelder erarbeiten. An der Offenen Schule Köln suchen sich die Lernenden aus den im Kernlehrplan genannten Inhaltsfeldern diejenigen aus, für die sie sich besonders interessieren. Die Texte sind unverändert dem Kernlehrplan entnommen und werden lediglich stärker auf die Inhalte konzentriert dargestellt.

Mit Hilfe der Gliederung springt man zu den einzelnen Inhaltsfeldern. Klickt man im Inhaltsverzeichnis auf die blauen Pfeile, so springt man innerhalb des Textes nach unten in das entsprechende Kapitel.

Gliederung nach Inhaltsfeldern (pdf)

Abschnitt I Biologie/Chemie/Physik - Jahrgangsstufen 6-7
	Inhaltsfeld: Boden 1
	Inhaltsfeld: Recycling 2
	Inhaltsfeld: Farben 3
Abschnitt II A Physik/Chemie - Jahrgangsstufen 8-10
	Inhaltsfeld: Mobilität und Energie 4A
	Inhaltsfeld: Astronomie 5A
	Inhaltsfeld: Kommunikation und Information 6A
	Inhaltsfeld: Fortbewegung in Wasser und Luft 7A
Abschnitt II B Biologie/Chemie - Jahrgangsstufen 8-10
	Inhaltsfeld: Haut 4B
	Inhaltsfeld: Landwirtschaft und Nahrungsmittelherstellung 5B
	Inhaltsfeld: Kleidung 6B
	Inhaltsfeld: Medikamente und Gesundheit 7B

Im Inhaltsfeld Boden steht die Betrachtung von Böden als Wirkungsgefüge im Blickpunkt. Bei der Entstehung bzw. Veränderung von Böden spielen unterschiedliche biologische, chemische und physikalische Vorgänge eine wichtige Rolle. Verschiedene Bodentypen lassen sich aufgrund typischer Merkmale und Bestandteile klassifizieren. Je nach Beschaffenheit besitzen Böden unterschiedliche Funktionen und bieten einen Lebensraum für diverse Organismen, die jeweils wichtige Rollen in natürlichen Kreisläufen einnehmen. Kenntnisse zur Beschaffenheit, zur Funktion und zur Erhaltung von Böden sind unter den Gesichtspunkten Umweltschutz, Ökologie und nachhaltige Entwicklung von besonderer Bedeutung.

In diesem Inhaltsfeld geht es um das Recycling von Wertstoffen. Für die Möglichkeit zur Wiederverwertung und zur Trennung der Wertstoffe von anderem Abfall ist es notwendig, Stoffe zu klassifizieren und dabei ihre besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften zu bestimmen und zu nutzen. Für eine Stofftrennung im großtechnischen Maßstab und auch zur weiteren Verarbeitung werden Verfahren herangezogen, die auf naturwissenschaftliche Gesetzmäßigkeiten zurückgreifen. Ein Bewusstsein für den Wert von Stoffen ist unter dem Aspekt der Zukunftssicherung und Nachhaltigkeit zur Reduzierung des Verbrauchs begrenzter natürlicher Ressourcen und zur Verminderung der entstehenden Abfallmengen notwendig. Sinnvolles und erfolgreiches Recycling von Wertstoffen ist sowohl für die Umwelt als auch für Gesellschaft und Wirtschaft bedeutsam.

Im Inhaltsfeld Farben stehen die Farbigkeit der Umwelt und die naturwissenschaftliche Untersuchung und Erklärung der Farbwahrnehmung des Menschen im Vordergrund. Es geht dabei einerseits um die Natur des Lichts und einfache Modelle seiner Ausbreitung. Es geht andererseits darum, wie Sinneszellen im Auge die Zusammensetzung von Licht analysieren und wie die Signale dieser Zellen zu unterschiedlichen Farbeindrücken führen. Farbeindrücke prägen die Wahrnehmung unserer Umwelt und werden in der Kunst und in den Medien bewusst eingesetzt. natürliche oder künstliche Farbstoffe nutzen meist Vorgänge der additiven oder subtraktiven Farbmischung. Auch die Funktionen vieler technischer Geräte, u.a. Bildschirme und Projektoren, lassen sich mit Gesetzen der Farbmischung erklären.

In diesem Inhaltsfeld geht es um die naturwissenschaftlichen Grundlagen von Motoren und Antriebskonzepten. Bei Verbrennungsmotoren spielen chemische Reaktionen von fossilen Energieträgern und das Verhalten von Gasen eine wesentliche Rolle. Elektromotoren wandeln elektrische Energie in magnetische Energie und schließlich in Bewegungsenergie um. Die Effizienz von Energieumwandlungen lässt sich durch den Wirkungsgrad beschreiben. Für zukünftige Generationen sind Fragen einer nachhaltigen Mobilität von wesentlicher Bedeutung. Probleme einer sinnvollen und umweltfreundlichen Energienutzung müssen dabei in privaten und öffentlichen Bereichen gelöst werden.

Im Fokus dieses Inhaltsfeldes stehen astronomische Methoden und moderne Verfahren zur Beobachtung des Universums, mit denen sich Erkenntnisse über unzugängliche Bereiche des Weltalls gewinnen lassen. Sie bilden die Basis für Modelle zur Entstehung und Entwicklung des Universums sowie der darin enthaltenen kosmischen Objekte. Die Entstehung und das Vergehen von Sternen lassen sich als Sternenzyklen beschreiben, die auch zur Entstehung der vorhandenen Vielfalt der chemischen Elemente geführt haben. Fragen zum Aufbau und zur Entstehung des Kosmos waren für die Menschheit und insbesondere für die Wissenschaft von Beginn an von wesentlicher Bedeutung. Über Erkenntnismöglichkeiten von der Erde hinaus werden durch die Raumfahrt Chancen zur Erforschung des Weltalls deutlich erweitert.

In diesem Inhaltsfeld steht die Arbeitsweise von Teilsystemen von Kommunikationsgeräten im Vordergrund. Von besonderer Bedeutung sind dabei die analoge und digitale Codierung von Informationen sowie die Übertragung der Informationen über Trägerwellen. Ein Schwerpunkt des Inhaltsfelds liegt auch auf dem Einsatz von Halbleiterbauteilen, ihrer Funktionsweise und ihrer technischen Realisierung. Die Nutzung von Kommunikationsgeräten und Geräten zur Informationsverarbeitung ist fester Bestandteil unserer modernen Gesellschaft. Ein Verständnis der naturwissenschaftlichen Grundlagen ist in vielen technischen Berufsfeldern hilfreich oder sogar notwendig.

In diesem Inhaltsfeld geht es um die Nutzung der Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen für einen statischen und dynamischen Auftrieb bei der Fortbewegung in Wasser und Luft. Beim statischen Auftrieb spielen Dichte und Schweredruck eine besondere Rolle, beim dynamischen Auftrieb, aber auch beim Vortrieb, Strömungen des jeweiligen Mediums. Die Bewegungszustände von Körpern können vorhergesagt bzw. beschrieben werden über die Angabe von Kräften und Impulsen. Die der Fortbewegung in Wasser und Luft zugrundeliegenden naturwissenschaftlichen Prinzipien und Konzepte machen die Funktionsweise moderner Transportmittel verständlich.

Im Fokus dieses Inhaltsfeldes steht die Haut. Dabei geht es sowohl um die Funktionen der Haut als auch um Hauterkrankungen und Hautveränderungen sowie Emulsionen und Tenside, die bei der Hautpflege eine wichtige Rolle spielen. Kenntnisse in diesen inhaltlichen Schwerpunkten sind im Hinblick auf die Bildungsziele Gesundheitserziehung und Verbraucherbildung bedeutsam.

In diesem Inhaltsfeld geht es um landwirtschaftliche Produktion, die Weiterverarbeitung von landwirtschaftlichen Produkten und ihren Konsum. Kenntnisse hierzu sind eine wichtige Grundlage für ethische Auseinandersetzungen mit lokalen und globalen Zielkonflikten. Sie sind im Sinne einer aufgeklärten Verbraucherbildung sowie einer globalen und nachhaltigen Entwicklung von wesentlicher Bedeutung.

Dieses Inhaltsfeld befasst sich mit Kleidung. Dies beinhaltet sowohl die Natur- und Kunstfasern, aus denen Kleidung hergestellt wird, als auch standardisierte Prozesse ihrer Herstellung und Veredelung. Kleidung, die dabei entsteht, kann sehr unterschiedlichen Funktionen dienen. Bei der Auswahl und Verwendung von Kleidung spielen neben den Funktionen aber auch ökologische, soziale und gesundheitliche Aspekte eine Rolle. Kenntnisse über Kleidung und ihre Produktion sind unter den Gesichtspunkten Verbraucherbildung, Gesundheitserziehung sowie globale und nachhaltige Entwicklung von wesentlicher Bedeutung.

Das Inhaltsfeld Medikamente und Gesundheit beschäftigt sich mitStoffwechselfehlfunktionen und Maßnahmen der Gesunderhaltung und Symptomlinderung. Dabei werden u. a. Wirkstoffe und deren Wirkungsweisen sowie die Entstehung von Medikamenten in der Arzneimittelforschung genauer betrachtet. Dieses Inhaltsfeld bietet wesentliche Grundlagen für eine aufgeklärte Gesundheitserziehung und Verbraucherbildung.

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Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0