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Natur und Technik

Lehrplan (Stand: 28.08.2004)

Dem Entwicklungsstand der Kinder entsprechend wandelt sich das eher intuitiv geprägte Handeln hin zu einer systematischeren Betrachtungsweise, bei der das Ordnen, das Strukturieren und das Darstellen der erkannten Zusammenhänge größeres Gewicht erhalten. Daher bleibt Natur und Technik weiterhin von Experimenten geprägt und in besonderem Maße handlungsorientiert, es treten nun aber die fachbezogenen Konzepte deutlicher in den Vordergrund.

Die Schüler wenden im Schwerpunkt Biologie die bereits am Menschen und bei Säugetieren eingeführten bzw. angebahnten Basiskonzepte auf andere Wirbeltiere und Blütenpflanzen an. Hierbei greifen sie auf die in der Jahrgangsstufe 5 erlernten naturwissenschaftlichen Methoden zurück. Vor allem bei den Themen Ernährung und Photosynthese wenden die Kinder einfache Arbeitsmethoden und Denkweisen der Chemie an.

Im Schwerpunkt Informatik befassen sich die Schüler mit der Darstellung von Information unter Einsatz verschiedener Standardsoftwaresysteme. Neben dem zielgerichteten Umgehen mit den verwendeten Systemen lernen sie gemeinsame, übergeordnete Grundprinzipien kennen, so dass sie diese produktunabhängigen Konzepte in allen Fachbereichen gewinnbringend anwenden können.

Die Zusammenarbeit der beiden Schwerpunkte zeigt sich neben konkreten inhaltlichen Bezügen, z. B. im Bereich der Ordnungsstrukturen, auch in einem gemeinsamen Projekt, bei dem Erkenntnisse aus der Biologie multimedial aufbereitet und präsentiert werden. Für das gemeinsame Projekt werden Stunden aus beiden Schwerpunkten verwendet.

In der Jahrgangsstufe 6 erwerben die Schüler folgendes Grundwissen:

· Sie verstehen wichtige Beziehungen zwischen Körperbau und Lebensweise bei Wirbeltieren.

· Sie können die Verwandtschaft der Wirbeltiere anhand ausgewählter Merkmale nachvollziehen.

· Sie erkennen, dass vielfältige Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt bestehen.

· Sie kennen den Grundaufbau einer Blütenpflanze und können einige einheimische Arten bestimmen.

· Sie besitzen grundlegende Kenntnisse über Wachstum, Fortpflanzung sowie Stoff- und Energieumwandlung bei Pflanzen und sind mit einfachen experimentellen Methoden vertraut.

· Sie erkennen die Bedeutung der Photosynthese für das Leben auf der Erde.

· Sie sind in der Lage, die Vielfalt der Arten nach biologischen Kriterien zu ordnen.

· Sie sind sich der Notwendigkeit des Biotop- und Artenschutzes sowie der Bedeutung einer nachhaltigen Entwicklung bewusst.

· Sie sind sich bewusst, dass Information auf verschiedene Arten dargestellt werden kann, die je nach Problemstellung unterschiedlich effektiv sind.

· Sie kennen die Grundbegriffe der objektorientierten Beschreibung von Informatiksystemen und können diese beim Erstellen und Bearbeiten von EDV-Dokumenten mit Standardsoftware – insbesondere aus den Bereichen Graphik, Text und Präsentation – anwenden.

· Sie können hierarchische Strukturen zum Ordnen von Information verwenden, u. a. unter Nutzung eines Dateisystems.

NT 6.1 Schwerpunkt Biologie (56 Std.)

Anknüpfend an die in Jahrgangsstufe 5 erworbenen allgemeinbiologischen Kenntnisse lernen die Schüler weitere Wirbeltierklassen sowie wesentliche Lebenserscheinungen der Blütenpflanzen kennen. Bei deren Untersuchung erhalten sie einen Einblick in die Vielfalt der einheimischen Flora. Verstärkt treten auch Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen und Umwelt in den Vordergrund. Die Beschäftigung mit grundlegenden Lebensvorgängen fördert das sich auf dieser Altersstufe entwickelnde abstrakt-logische Denken. Unterrichtsgänge und Experimente tragen dem Bedürfnis der Schüler nach Eigentätigkeit Rechnung und wecken das Bewusstsein für den Wert der natürlichen Vielfalt und die Eigenart des Heimatraums.

NT 6.1.1 Wirbeltiere in verschiedenen Lebensräumen (ca. 32 Std.)

Die Schüler vertiefen durch die Behandlung weiterer Wirbeltierklassen ihr Wissen über Zusammenhänge zwischen Körperbau, Lebensweise und Lebensraum und bringen dazu grundlegende Kenntnisse über Säugetiere aus der Jahrgangsstufe 5 mit ein. In zunehmendem Maß werden sie an Fragestellungen und Erkenntnisse der individuellen und stammesgeschichtlichen Entwicklung, der Ökologie und der Verhaltenslehre herangeführt. Dort, wo zum Verständnis Stoffwechselbetrachtungen notwendig sind, greifen die Schüler auf die in der Jahrgangsstufe 5 erworbenen Modellvorstellungen zu Stoff- und Energieumwandlung und ein einfaches Teilchenkonzept zurück.

Durch Anwendung der in der Jahrgangsstufe 5 erarbeiteten Ordnungsprinzipien sind die Schüler in der Lage, Tiere und Pflanzen in systematische Gruppen einzuteilen. Dies ermöglicht ihnen einen Überblick über die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Wirbeltierklassen und macht auch stammesgeschichtliche Zusammenhänge deutlich. Die Einsicht, dass viele Wirbeltierarten und ihre Lebensräume gefährdet sind, sensibilisiert die Schüler für die Anliegen des Arten- und Biotopschutzes. Das Kennenlernen faszinierender Lebewesen hilft außerdem, Vorurteile und Aversionen abzubauen.

In einem gemeinsamen Projekt mit der Informatik greifen die Schüler einen oder mehrere der Aspekte zu Bau und Lebensweise der Wirbeltiere auf und nutzen dabei die verschiedenen Möglichkeiten, Information darzustellen und zu präsentieren [ NT 6.2.4].

Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel

Mindestens zwei der vier Klassen werden unter Auswahl geeigneter Aspekte aus folgender Liste behandelt, wobei zur vergleichenden Betrachtung auch Säugetiere herangezogen werden können:

· Körperbau

· Körpertemperatur und Atmung

· Fortbewegung

· Ernährungsstrategien und Nahrungsbeziehungen

· Fortpflanzung und Entwicklung

· Lebensweise im Jahreslauf

· Verhalten

· Gefährdung und Schutz

· Nutzung durch den Menschen

· Bionik: Vergleich von Strukturen und Funktionen mit technischen Anwendungen

Verwandtschaft der Wirbeltiere

· Kennen ausgewählter Arten und Ordnen in systematische Gruppen [ NT 6.2.5 hierarchische Strukturen]

· vergleichender Überblick über die Wirbeltierklassen

· vereinfachter Stammbaum; zeitliche Abfolge des Auftretens wichtiger Gruppen

NT 6.1.2 Bau und Lebenserscheinungen der Blütenpflanzen (ca. 24 Std.)

Unter Rückgriff auf die am Menschen und an Wirbeltieren erarbeiteten Basiskonzepte lernen die Schüler die Lebenserscheinungen der Pflanzen und deren Schlüsselstellung im Naturhaushalt kennen. Die Schüler untersuchen pflanzliche Strukturen und Organe und erschließen durch experimentelles Vorgehen deren Funktionen. Sie begreifen die Photosynthese als wesentlichen Prozess der Energiespeicherung und ziehen einfache Modellvorstellungen zur Erklärung der stofflichen Veränderungen heran.

Bei praktischen Übungen und Unterrichtsgängen erleben die Kinder die Schönheit und Formenvielfalt der Pflanzenwelt. Durch das Kennenlernen charakteristischer Arten soll die Bereitschaft zum Naturschutz gefördert werden.

Gliederung des Pflanzenkörpers

· Bau einer Blütenpflanze

· Aufgaben und Zusammenwirken der verschiedenen Organe

Fortpflanzung bei Blütenpflanzen

· Blütenbau, Bestäubung, Befruchtung, Samen, Frucht

· Vergleich von Windbestäubung und Insektenbestäubung, Kosten-Nutzen-Betrachtung

Wachstum und Energiebindung

· Keimung, Wachstum

· Photosynthese: Energie- und Stoffumwandlung, Energiespeicherung

· Energiefreisetzung durch Zellatmung

Ausgewählte Pflanzenfamilien

· Bestimmungsübungen: dichotome Schlüssel [ NT 6.2.5 hierarchische Strukturen]

· Bedeutung für den Menschen; Gefährdung und Schutz [ S 6.1.3 Freizeit und Umwelt]

NT 6.2 Schwerpunkt Informatik (28 Std.)

Da die Kinder im Bereich der Informatik sehr unterschiedliche Erfahrungen mitbringen, steht zunächst die systematische Herstellung einer gemeinsamen Basis aus Wissen und Fähigkeiten im Vordergrund. Die Schüler arbeiten im Hinblick auf die Darstellung von Information mit verschiedenartigen EDV-Dokumenten, die inhaltlich auf die anderen fachlichen Schwerpunkte von Natur und Technik abgestimmt sind, und setzen hierzu entsprechende Software ein.

Bei der problemorientierten Arbeit am Rechner erleichtert ihnen die objektorientierte Sichtweise, die gemeinsamen Grundprinzipien und Strukturen von Dokumenten zu erkennen. Damit lernen die Schüler im Lauf des Schuljahrs ein tragfähiges, produktunabhängiges und zeitbeständiges Konzept für die Darstellung von Information mittels Standardsoftware kennen und entwickeln ein allgemeines Verständnis für den prinzipiellen Aufbau dieser Softwaresysteme.

NT 6.2.1 Information und ihre Darstellung (ca. 2 Std.)

Anhand von Beispielen aus ihrer Erfahrungswelt wird den Schülern deutlich, dass Information auf ganz unterschiedliche Weise (z. B. Text, Bild, Diagramm, Ton) dargestellt werden kann. Sie stellen fest, dass es stark von der gewählten Darstellungsform abhängt, wie gut bzw. genau sich die ursprüngliche Information durch Interpretation wiedergewinnen lässt. Diese grundsätzliche Erkenntnis wird im Lauf des Schuljahres an verschiedenartigen Dokumenten – unterstützt durch die Gestaltungsmöglichkeiten der jeweiligen Software – weiter vertieft.

NT 6.2.2 Informationsdarstellung mit Graphikdokumenten - Graphiksoftware (ca. 8 Std.)

Den Schülern wird bewusst, dass man mittels Graphiken einfach und effektiv Information darstellen kann. Spielerisch und intuitiv gelingt es ihnen, reale Situationen zielgerichtet in Graphiken abzubilden. Überlegungen zur Struktur von Graphiken führen zur objektorientierten Sichtweise. Die Schüler erkennen, dass jedes Objekt der Graphik bestimmte Eigenschaften hat und einer Klasse gleichartiger Objekte zugeordnet ist. Bei der praktischen Arbeit mit Graphikprogrammen wird ihnen auch die Notwendigkeit einer einfachen, einheitlichen Beschreibungssprache zur eindeutigen und effektiven Verständigung deutlich.

· Objekte als Informationseinheiten in Graphiken

· Objekte einer Vektorgraphik: Attribut, Attributwert und Methode

· Beschreibung gleichartiger Objekte durch Klassen: Rechteck, Ellipse, Textfeld, Linie

NT 6.2.3 Informationsdarstellung mit Textdokumenten - Textverarbeitungssoftware [ D 6.5, Ku 6.2] (ca. 8 Std.)

Beim Vergleich unterschiedlich gestalteter Texte stellen die Schüler fest, dass sich durch eine geeignete Strukturierung die enthaltene Information leichter gewinnen lässt. Sie analysieren Textstrukturen und entdecken, dass sich die bei Graphiken kennen gelernte objektorientierte Beschreibungsmethode als übertragbar und hilfreich erweist. Bei der praktischen Arbeit mit Textverarbeitungssoftware wird das Verständnis für diese Begriffe vertieft; dabei zeigt sich, dass einzelne Objekte miteinander in Beziehung stehen können. Die Schüler erkennen, dass viele alltägliche Zusammenhänge ebenfalls durch Beziehungen zwischen Objekten beschrieben werden können, diese Begriffe also eine allgemeinere Bedeutung haben.

· Objekte und Klassen in Texten: Zeichen, Absatz, Textdokument

· Verbesserung der Informationsdarstellung durch geeignetes Ändern von Attributwerten

· die Enthält-Beziehung zwischen Objekten; Entwerfen von Objekt- und Klassendiagrammen

NT 6.2.4 Informationsdarstellung mit einfachen Multimediadokumenten - Präsentationssoftware (ca. 5 Std.)

Durch Kombination verschiedener, schon bekannter Darstellungsarten von Information erstellen die Schüler Multimediadokumente und erkennen deren Nutzen. Dabei bewähren sich erneut die bereits erlernten Begriffe der objektorientierten Betrachtungsweise. Verschiedenartige Animationen, wie sie Präsentationssoftware zur Gestaltung bietet, helfen den Schülern, das Prinzip der Methoden von Objekten besser zu verstehen. In einem gemeinsamen Projekt mit dem Schwerpunkt Biologie erstellen sie eine Präsentation zum Themenbereich Wirbeltiere [ NT 6.1.1]. Dabei lernen sie auch Kriterien für die Qualität von Präsentationen kennen.

· die Klasse „Folie“ (Zusammenspiel von Text, Graphik, Bild, Ton)

· Verbesserung der Informationsdarstellung durch geeignete Animation der Objekte

NT 6.2.5 Hierarchische Informationsstrukturen – Dateisystem (ca. 5 Std.)

Beispiele aus ihrem Erfahrungsbereich bzw. der Biologie machen den Schülern deutlich, dass sich häufig hierarchisches Strukturieren zum Ordnen von Information eignet. Die Ordner und Dateien in einem Dateisystem bieten ihnen eine Möglichkeit zur Darstellung solcher Strukturen. Sie erkennen, dass hierarchische Ordnungen durch die Enthält-Beziehung zwischen Objekten der gleichen Klasse ermöglicht werden.

· hierarchische Informationsstrukturen am Beispiel von Ordnerbäumen: die Klassen „Datei“ und „Ordner“

· erweiterte Anwendung der Enthält-Beziehung: Ordner enthalten Ordner

· Konstruieren von Bäumen zur Strukturierung von Information [ NT 6.1.1 Verwandtschaft der Wirbeltiere, NT 6.1.2 ausgewählte Pflanzenfamilien]

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