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Natur und Technik

Lehrplan (Stand: 28.08.2004)

In ihrem Alltag begegnen die Kinder der faszinierenden und vielfältigen Welt der Naturwissenschaften und der Technik, die viele Bereiche ihres Lebens beeinflussen. Diese Erfahrungen und die bereits in der Grundschule erworbenen Kenntnisse bringen sie in den Unterricht mit ein. Ihre natürliche Neugier motiviert die Kinder, sich mit verschiedenen Phänomenen des Alltags zu beschäftigen und diese experimentell zu erforschen. Wo immer möglich steht dabei der eigentätige Zugang im Mittelpunkt.

Im Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten begegnen die Schüler zunächst unvoreingenommen Fragestellungen aus unterschiedlichen Themenbereichen und übernehmen selbst die Rolle des Forschers und Erfinders. Dabei werden sie allmählich mit Arbeitsmethoden vertraut, die in allen naturwissenschaftlichen Fächern Verwendung finden.

Im Schwerpunkt Biologie erwerben die Schüler grundlegende Kenntnisse über ihren eigenen Körper sowie über Säugetiere und lernen, biologische Phänomene mit Hilfe von Basiskonzepten zu erklären. Beim Bearbeiten konkreter Aufgabenstellungen erkennen sie den Nutzen der Arbeitsmethoden aus dem Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten. Ein gemeinsam von Schülern und Lehrern geplantes Unterrichtsprojekt rundet die Zusammenarbeit der beiden Schwerpunkte ab.

In der Jahrgangsstufe 5 erwerben die Schüler folgendes Grundwissen:

· Sie kennen typische Arbeitsmethoden aus den Naturwissenschaften und der Technik und können sie in einfachen Fällen anwenden.

· Sie können die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in einfacher Form dokumentieren und präsentieren.

· Sie verfügen über praktische Erfahrungen im Umgang mit Materialien, Werkzeugen sowie Messgeräten und kennen elementare Sicherheitsregeln.

· Sie haben eine erste Vorstellung vom Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen und sie wissen, dass Vorgänge in Natur und Technik mit Stoff- bzw. Energieumwandlung verbunden sind.

· Sie kennen die charakteristischen Eigenschaften der Lebewesen und haben eine erste Vorstellung von der Geschichte des Lebens auf der Erde.

· Sie haben einen Überblick über Bau und Funktion der wichtigsten Organsysteme des Menschen.

· Sie kennen die biologischen Grundlagen der Geschlechtlichkeit des Menschen und besitzen damit die kognitive Voraussetzung, die mit der Pubertät einhergehenden Veränderungen besser zu bewältigen.

· Sie wissen, wie sie maßgeblich zur Gesunderhaltung ihres Körpers beitragen können.

· Sie können die beim Menschen erarbeiteten biologischen Basiskonzepte auf andere Säugetiere übertragen.

· Sie kennen die Anforderungen an eine artgerechte Tierhaltung.

NT 5.1 Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten (42 Std.)

Die Kinder erleben die enge Verzahnung von Vorgängen in der Natur mit naturwissenschaftlicher Vorgehensweise und technischen Anwendungen. Ausgehend von eigenen Erfahrungen und Vorstellungen werden die Schüler an naturwissenschaftliche Sichtweisen herangeführt. Sie erfahren, wie man durch den gezielten Einsatz von geeigneten Arbeitsmethoden naturwissenschaftliche Fragestellungen angeht.

Die Begeisterung für praktisches Arbeiten sowie der hohe Grad an Eigenaktivität regen die Phantasie der Mädchen und Jungen an und fördern ihre Kreativität. Sie werden ermutigt, eigene Ideen für technische Lösungsansätze einzubringen und auch handwerklich umzusetzen, wobei sie mit grundlegenden Sicherheitsregeln vertraut werden. Die gewonnenen Erkenntnisse stärken das Bewusstsein der Schüler für die Notwendigkeit umweltgerechten Handelns und zeigen ihnen entsprechende Möglichkeiten auf. Sie erfahren immer wieder, dass der Freude über eigene Erfolge persönlicher Einsatz vorausgeht und Teamarbeit wesentlich zum Gelingen beiträgt.

Die in NT 5.1.2 angegebenen Themenbereiche spiegeln einen weiten Bereich von im Alltag erfahrbaren Phänomenen und Bezügen wider. An ausgewählten Beispielen aus den unterschiedlichen Themenbereichen werden die Schüler mit den in NT 5.1.1 genannten Arbeitsmethoden vertraut. Sie bekommen einen ersten Eindruck von den Teilgebieten der Naturwissenschaften, wobei kein systematischer Fachunterricht vorweggenommen wird. So gewinnen die Kinder bereits eine erste Vorstellung vom Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen und lernen, dass Vorgänge in der Natur mit Stoff- bzw. Energieumwandlung verbunden sind.

NT 5.1.1 Arbeitsmethoden [ M 5.1, 5.4, D 5.2, Geo 5.6, Ku 5.4]

Ausgehend von der Wahrnehmung von Naturphänomenen werden die Schüler angeleitet, zielgerichtet zu beobachten, und ermutigt, eigenständig nach Erklärungen zu suchen. Sie gewinnen erste Erfahrungen im Untersuchen, Messen, Vergleichen und Ordnen und stellen fest, dass sie durch Ausprobieren und Experimentieren den Lösungen naturwissenschaftlicher Fragestellungen näher kommen. Die Schüler lernen, Arbeiten nachvollziehbar zu dokumentieren und anschaulich zu präsentieren. Beim handwerklichen Gestalten technischer Lösungsansätze setzen sie verschiedene Materialien kreativ und zweckentsprechend ein. Die Arbeit im Team lässt sie die Vorteile einer Arbeitsteilung erleben, zeigt aber auch die Notwendigkeit, Verhaltensregeln zu formulieren und einzuhalten.

· Beobachten, Untersuchen, Messen: z. B. Geräte wie Stoppuhr, Thermometer und Mikroskop einsetzen

· Sammeln, Vergleichen, Ordnen und Bestimmen: z. B. Herbarium oder Mineraliensammlung anlegen

· Experimentieren: z. B. Versuche planen, aufbauen, durchführen, auswerten

· Dokumentieren: z. B. Tabellen, Bilder, Diagramme und Texte erstellen; dabei verschiedene Medien einsetzen

· Entdecken und Forschen: z. B. Fragen stellen, Problemlösungen suchen, historische Ansätze nachempfinden

· Bauen und Erfinden: z. B. mit Werkzeugen und Geräten umgehen, konstruieren und testen

· Präsentieren: z. B. Ergebnisse vortragen; Ausstellung, Broschüre, Plakat gestalten

· Arbeiten im Team: z. B. Arbeit verteilen, Absprachen treffen, gemeinsam Verantwortung übernehmen

NT 5.1.2 Themenbereiche und Konzepte

Auf dem Weg von Alltagserklärungen hin zu naturwissenschaftlichen Erklärungsmustern setzen die Schüler die verschiedenen naturwissenschaftlichen Arbeitsmethoden ein.

Beim Umgang mit Messgeräten bestimmen sie beispielhaft Größen wie Länge, Zeit oder Temperatur. Ohne sich systematisch mit Umrechnungen von Einheiten beschäftigen zu müssen, machen sich die Kinder auf pragmatische Weise wesentliche Größen wie Rauminhalt und Masse zugänglich.

Sie gewinnen eine einfache Vorstellung davon, dass Stoffe aus kleinsten Teilchen (Atome, Moleküle) zusammengesetzt sind, welche mit Hilfe einfacher Modelle veranschaulicht und zur Erklärung von chemischen und physikalischen Phänomenen eingesetzt werden. An einigen Beispielen werden die Schüler mit einem propädeutischen Energiebegriff vertraut, indem sie erfahren, dass Vorgänge in der Natur und der Technik mit Energiewandel verbunden sind.

Licht

· Lichtzerlegung, Abbilden mit Linsen

· weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Sonne, Mond, Tag-Nacht-Rhythmus, Lichtwirkung, Farbe, Sonnenuhr, Sonnenkollektor, Solarzelle, Auge [ NT 5.2.2], Photographie, Schutz vor Sonnenbrand, Spiegel, Färben, Bleichen

Luft

· Luft als Gemisch, Schall

· weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Gerüche, Fliegen, Luftdruck, Wetter, Feuer, Flugtechnik, Duftstoffe, Schadstoffe, Hören [ NT 5.2.2]

Wasser

· Aggregatzustände, Wasser als Lösungsmittel

· weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Schwimmen und Schweben, Lebensraum Wasser, Wasserkreislauf, Gemische (Säfte, Cremes, Farben), Waschen, Wasserfahrzeuge, Wasserkraftwerk, Trinkwasseraufbereitung, Filtrieren, Wasser als Grundlage des Lebens

Boden und Gestein

· Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Mineralien, Fossilien, Bodeneigenschaften, Bodenlebewesen, Erosion, Landwirtschaft, Düngung und Pflanzenwachstum, Humusbildung, Kristallbildung [ Geo 5.3]

Stoffe und Materialien

· Stoffeigenschaften (z. B. Farbe, Löseverhalten, Dichte), Mischen und Trennen von Stoffen, Stoffumwandlung [ NT 5.2.2]

· weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Verschiedenartigkeit von Materialien, Materialbearbeitung, Stabilität (Grashalm, Knochen, Hochhaus), Verbrennung, Indikatoren aus Pflanzen

Umwelt und Leben

· Atmung, Nährstoffe [ NT 5.2.2]

· weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Prinzip der Oberflächenvergrößerung, Lebensmittel, Umweltbelastung, Wasserqualität, Artenvielfalt, Pflanzenwachstum, Schulgarten, Aquarium, nachwachsende Rohstoffe, Wertstoffrecycling, Temperaturregulation, Lärmschutz, Müllentsorgung, Landschaftsschutz

NT 5.2 Schwerpunkt Biologie (42 Std.)

Im Schwerpunkt Biologie setzen sich die Schüler ausführlich mit dem Körper des Menschen sowie dem Bau und der Lebensweise von Säugetieren auseinander. Die erworbenen fachlichen Kenntnisse und Einsichten bilden die Grundlage für kumulatives, verstehendes Lernen in den nachfolgenden Jahrgangsstufen. Unter Berücksichtigung der emotionalen Bedürfnisse der Kinder wird ein auf weiterführenden Basiskonzepten

beruhendes Verständnis gefördert und anschlussfähiges Wissen aufgebaut. Wo immer möglich, entwickeln die Kinder ein Gespür für den verantwortungsbewussten Umgang mit Natur und Umwelt im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung. Um die Grundprinzipien naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen aufzugreifen und weiterzuentwickeln, wird bei geeigneten Themen untersuchend bzw. experimentell vorgegangen. Dabei wenden die Schüler ihre im Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten erworbenen Fertigkeiten und Kenntnisse an.

NT 5.2.1 Biologie – die Lehre von den Lebewesen (ca. 3 Std.)

Die Schüler erhalten einen Einblick in charakteristische Eigenschaften der Lebewesen und erkennen dabei, dass die Zelle der Grundbaustein aller Lebewesen ist. Aufbauend auf dem Vorwissen der Kinder entsteht eine erste altersgemäße Vorstellung über das zeitliche Auftreten wichtiger Organismengruppen auf der Erde.

· Merkmale von Lebewesen: Informationsaufnahme, Informationsverarbeitung und Reaktion; aktive Bewegung; Stoffwechsel und Energieumwandlung; Fortpflanzung; Wachstum; Aufbau aus Zellen

· Auftreten wichtiger Gruppen im Verlauf der Erdgeschichte: Einzeller, Pflanzen, Tiere, Mensch [ Geo 5.1 Erdgeschichte]

NT 5.2.2 Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung (ca. 28 Std.)

In der Humanbiologie lernen die Schüler, ihren eigenen Körper bewusst wahrzunehmen. Sie erwerben allgemeinbildendes Wissen über Bau und Funktion wichtiger Organsysteme. Dies hilft ihnen, die Entstehung und Auswirkungen von Krankheiten zu verstehen und fördert so gesundheitsbewusstes Verhalten.

Ihre Kenntnisse und Fertigkeiten aus dem Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten können die Kinder etwa bei der Untersuchung von Lebensmitteln oder bei Stabilitätsbetrachtungen anwenden. Darüber hinaus nutzen sie fächerübergreifend einfache naturwissenschaftliche Modellvorstellungen etwa über Energie- und Stoffumwandlungen oder den Aufbau der Materie aus Teilchen zur Erklärung biologischer Vorgänge wie Atmung und Verdauung.

Unter Berücksichtigung der Richtlinien für die Familien- und Sexualerziehung lernen die Schüler die Grundlagen der Sexualität des Menschen und der Entstehung neuen Lebens kennen und werden in Zusammenarbeit mit dem Elternhaus darauf vorbereitet, die mit der Pubertät verbundenen Veränderungen leichter zu bewältigen.

Informationsaufnahme, -weiterleitung und -verarbeitung: Sinnesorgane und Nervensystem

· Überblick über Sinne und Sinnesorgane

· Aufbau, wichtige Leistungen und Beeinträchtigungen eines Sinnesorgans

· Vermeidung von Schäden durch gesundheitsbewusstes Verhalten

· Zusammenwirken von Sinnesorganen und Nervensystem zur Entstehung von Sinneseindrücken [ Eth 5.1 Wahrnehmung und Wirklichkeit]

Temperaturregulation, Informationsaufnahme und Schutz durch die Haut

· Aufbau und Leistungen der Haut

· Hygiene und Hautpflege; Vermeidung von Hautschäden

Schutz, Stabilität und Bewegung: Skelett und Muskulatur [-> S 5.1.1 Gesundheit und Fitness]

· wichtige Teile des Skeletts und ihre Funktion; Aufbau und Eigenschaften von Knochen

· Skelettmuskel, Gegenspielerprinzip

· Vermeidung von Verletzungen und Schäden des Bewegungsapparates

Stoffaufnahme für Wachstum und Energieversorgung des Körpers

· Nahrungsbestandteile und ihre Bedeutung [ NT 5.1.2 Nährstoffe, Lebensmittel]; ausgewogene Ernährung

· Verdauungsorgane und Verdauungsvorgänge

· Weg der Atemluft, Gasaustausch in der Lunge

· Zellatmung: Energie- und Stoffumwandlung, Energiefreisetzung [ NT 5.1.2 Stoffumwandlung]

Stofftransport durch das Herz-Kreislauf-System

· Zusammensetzung und Aufgaben des Blutes; Reinigung des Blutes durch die Niere

· Bau und Funktion des Herzens, Blutkreislauf

· Zusammenhang körperliche Aktivität – Nährstoffbedarf – Atemfrequenz – Herzschlagfrequenz [ S 5.1.1 Fitness]

Gesundheitsgefährdung durch Rauchen, Alkoholkonsum und Medikamentenmissbrauch

· Ursachen und Gefahren von Abhängigkeiten

· Persönlichkeitsstärkung: Nein-Sagen-Können

Fortpflanzung, Wachstum und Entwicklung

· Geschlechtsorgane

· Vorgänge während der Pubertät, Körperhygiene

· Zeugung, Schwangerschaft, Geburt

· biologische Bedeutung geschlechtlicher Fortpflanzung

· Prävention von sexuellem Missbrauch: Sensibilisierung, Persönlichkeitsstärkung

NT 5.2.3 Körperbau und Lebensweise von Säugetieren (ca. 11 Std.)

Ausgehend von der Betrachtung der Wildformen entwickeln die Schüler Verständnis für Merkmale und Verhalten von Haustieren. Durch die Beschäftigung mit verschiedenen Tieren, die ausreichend Raum lässt für eine altersgemäße emotionale Zuwendung, erwerben sie die Fähigkeit und die Bereitschaft zu verantwortlicher, tiergerechter Haltung und Pflege. Das Wiederaufgreifen der beim Menschen eingeführten grundlegenden Konzepte führt zu vernetztem und transferfähigem Wissen über Säugetiere. Die Schüler erkennen, dass man Lebewesen anhand charakteristischer Eigenschaften ordnen kann.

Lebensbilder eines Heimtiers (Fleischfresser) und eines Nutztiers (Pflanzenfresser)

· Abstammung, Züchtung, Art- und Rassebegriff

· Lebensweise; Angepasstheit in Körperbau und Verhalten

· Bedeutung für den Menschen; tiergerechte Haltung

· Einordnen in die Klasse der Säugetiere

Übersicht

NT5.1 Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten (42 Std.)

5.1.1 Licht

- Lichtzerlegung, Abbilden mit Linsen

- weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Sonne, Mond, Tag-Nacht-Rhythmus, Lichtwirkung, Farbe, Sonnenuhr, Sonnenkollektor, Solarzelle, Photographie, Schutz vor Sonnenbrand, Spiegel, Färben, Bleichen

5.1.2 Luft

- Luft als Gemisch, Schall

- weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Gerüche, Fliegen, Luftdruck, Wetter, Feuer, Flugtechnik, Duftstoffe, Schadstoffe

5.1.3 Wasser

- Erfahrungen: Aggregatzustände, Wasser als Lösungsmittel

- weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Schwimmen und Schweben, Lebensraum Wasser, Wasserkreislauf, Gemische (Säfte, Cremes, Farben), Waschen, Wasserfahrzeuge, Wasserkraftwerk, Wasserstraßen, Trinkwasseraufbereitung, Filtrieren, Wasser als Grundlage des Lebens

5.1.4 Boden und Gestein

- Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Mineralien, Fossilien, Bodeneigenschaften, Bodenlebewesen, Erosion, Landwirtschaft, Düngung und Pflanzenwachstum, Humusbildung, Kristallbildung

5.1.5 Stoffe und Materialien

- Stoffeigenschaften (z. B. Farbe, Löseverhalten, Dichte), Stoffumwandlung [-> NT 5.2.2 Atmung], Stoffgemische

- weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Verschiedenartigkeit von Materialien, Materialbearbeitung, Stabilität (Hochhaus, Grashalm, Knochen), Mischen und Trennen, Verbrennung, Indikatoren aus Pflanzen

5.1.6 Umwelt und Leben

- Atmung, Nährstoffe [-> NT 5.2.2 Nahrungsbestandteile, Verdauung]

- weitere Erfahrungen und Anwendungen zur Auswahl: Prinzip der Oberflächenvergrößerung, Lebensmittel, Umweltbelastung, Wasserqualität, Artenvielfalt, Pflanzenwachstum, Schulgarten, Aquarium, nachwachsende Rohstoffe, Wertstoffrecycling, Thermoregulation, Lärmschutz, Müllentsorgung, Landschaftsschutz

NT5.2 Schwerpunkt Biologie (42 Std.)

NT 5.2.1 Biologie – die Lehre von den Lebewesen

- Merkmale von Lebewesen: Informationsaufnahme, Informationsverarbeitung und Reaktion; aktive Bewegung; Stoffwechsel und Energieumwandlung; Fortpflanzung; Wachstum; Aufbau aus Zellen

- Auftreten wichtiger Gruppen im Verlauf der Erdgeschichte: Einzeller, Pflanzen, Tiere, Mensch [à Ek 5.1 Erdgeschichte]

NT 5.2.2 Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung (ca. 28 Std.)

5.2.2.1 Informationsaufnahme, -weiterleitung und -verarbeitung: Sinnesorgane und Nervensystem

- Überblick über Sinne und Sinnesorgane

- Aufbau, wichtige Leistungen und Beeinträchtigungen eines Sinnesorgans

- Vermeidung von Schäden durch gesundheitsbewusstes Verhalten

- Zusammenwirken von Sinnesorganen und Nervensystem zur Entstehung von Sinneseindrücken

5.2.2.2 Temperaturregulation, Informationsaufnahme und Schutz durch die Haut

- Aufbau und Leistungen der Haut

- Hygiene und Hautpflege; Vermeidung von Hautschäden

5.2.2.3 Schutz, Stabilität und Bewegung: Skelett und Muskulatur

- wichtige Teile des Skeletts und ihre Funktion; Aufbau und Eigenschaften von Knochen

- Arbeitsweise und Energiebedarf eines Skelettmuskels; Gegenspielerprinzip

- Vermeidung von Verletzungen und Schäden des Bewegungsapparates

5.2.2.4 Stoffaufnahme für Wachstum und Energieversorgung des Körpers

- Nahrungsbestandteile und ihre Bedeutung [à NT 5.1.2 Nährstoffe, Lebensmittel]; ausgewogene Ernährung

- Verdauungsorgane und Verdauungsvorgänge

- Weg der Atemluft, Gasaustausch in der Lunge

- Atmung: Energie- und Stoffumwandlung, Energiefreisetzung [à NT 5.1.2 Stoffumwandlung]

5.2.2.5 Stofftransport durch das Herz-Kreislauf-System

- Zusammensetzung und Aufgaben des Blutes; Reinigung des Blutes durch die Niere

- Bau und Funktion des Herzens, Blutkreislauf

- Zusammenhang körperliche Aktivität – Nährstoffbedarf – Atemfrequenz – Herzschlagfrequenz

5.2.2.6 Gesundheitsgefährdung durch Rauchen, Alkoholkonsum und Medikamentenmissbrauch

- Ursachen und Gefahren von Abhängigkeiten

- Persönlichkeitsstärkung: Nein-Sagen-Können

5.2.2.7 Fortpflanzung, Wachstum und Entwicklung

- Geschlechtsorgane

- Vorgänge während der Pubertät, Körperhygiene

- Zeugung, Schwangerschaft, Geburt

- Prävention sexuellen Missbrauchs

- biologische Bedeutung geschlechtlicher Fortpflanzung

NT 5.2.3 Körperbau und Lebensweise von Säugetieren (ca. 11 Std.)

Lebensbilder eines Heimtiers (Fleischfresser) und eines Nutztiers (Pflanzenfresser)

- Abstammung, Züchtung, Art- und Rassebegriff

- Lebensweise; Angepasstheit in Körperbau und Verhalten

- Bedeutung für den Menschen; tiergerechte Haltung

- Einordnen in die Klasse der Säugetiere