Einführung in den naturwissenschaftlichen Unterricht Wir lernen unsere Umwelt zu beobachten und zu erforschen!

Wahrnehmung mit allen Sinnen

Wege in die Welt des Kleinen

Pflanzen - Tiere - Lebensräume

Mein Körper - meine Gesundheit I

Geräte und Stoffe im Alltag

Sonne - Wetter - Jahreszeiten

Mein Körper - meine Gesundheit II

Der Kernlehrplan für das Fach Naturwissenschaft in den Klassen 5 und 6

 Die Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz sind auf den mittleren Schulabschluss bezogen und schulformübergreifend angelegt. Der Kernlehrplan für das Fach Naturwissenschaft in den Klassen 5 und 6 greift die in den KMK-Standards für die Fächer Biologie, Chemie und Physik enthaltenen Ansprüche auf und setzt sie für die Klassen 5 und 6 um. Er ist schulformübergreifend, da die Kompetenzentwicklung in den Klassen 5 und 6 auf der gemeinsamen Basis des Sachunterrichts in der Grundschule aufbaut und sich die Besonderheiten der einzelnen Schulformen und Bildungsgänge ab Klasse 5 erst allmählich ausprägen. Daher ist eine nach Schulformen differenzierte Darstellung der Kompetenzen am Ende der Klasse 6 nicht sinnvoll. Beispielhafte Aufgabenstellungen im Bildungsserver verdeutlichen die konkreten Kompetenzerwartungen.

 Der Unterricht im Fach Naturwissenschaft ist dem Ziel einer anschlussfähigen naturwissenschaftlichen Grundbildung verpflichtet und berücksichtigt die ganzheitliche Wahrnehmung naturwissenschaftlicher Phänomene durch Schülerinnen und Schüler dieser Altersstufe auch im Hinblick auf die Erfüllung des in der Landesverfassung formulierten Ziels der Erziehung zum Schutz der natürlichen Lebensgrundlagen. Der Lehrplan formuliert naturwissenschaftliche Kompetenzen, die die Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz für die Klassen 5 und 6 umsetzen, und Themen, die eine die Fächer übergreifende Bedeutung haben und vielfältige interdisziplinäre Zusammenhänge berücksichtigen.

Für die Jahrgangsstufen 5 und 6 geeignete Unterrichtskonzepte sind für alle Schulformen im Grundsatz gleich. Die Gestaltung von Unterricht ist in besonderem Maße von den Bedingungen der einzelnen Schule und den pädagogischen und didaktischen Vorstellungen ihrer Lehrerinnen und Lehrer abhängig. Indem der Kernlehrplan Kompetenzen beschreibt, die in der Regel alle Schülerinnen und Schüler bis zum Ende der Jahrgangsstufe 6 erwerben sollen, lässt er eine produktive Vielfalt der Gestaltung des Lernens in den Schulen zu.

Neben den explizit im Lehrplan ausgewiesenen Bereichen hat der naturwissenschaftliche Unterricht in den Jahrgangsstufen 5 und 6 Bezüge zu weiteren erzieherischen Themenfeldern, wie z.B. der Sexualerziehung, der Bildung für eine nachhaltige Entwicklung, der Gesundheits- und Verkehrserziehung, der Medienbildung sowie der Förderung in der deutschen Sprache.

Die bisherigen Richtlinien der Schulformen für die Klassen 5 bis 10 bleiben bis auf weiteres in Kraft. Sie beschreiben die Aufgaben und Ziele der Schulformen in der Sekundarstufe I und enthalten auch die spezifischen Hinweise zum Lehren und Lernen in diesen Schulformen.

1. Leitziele und Aufgaben des Faches Naturwissenschaft

Naturwissenschaftliche Grundbildung

Naturwissenschaft und Technik prägen unsere Gesellschaft in allen Bereichen und bilden heute einen bedeutenden Teil unserer kulturellen Identität. Das Wechselspiel zwischen naturwissenschaftlicher Erkenntnis und technischer Anwendung bewirkt Fortschritte auf vielen Gebieten, beispielsweise bei der Entwicklung und Anwendung von neuen Verfahren in der Medizin, der Bio- und Gentechnologie, der Neurowissenschaften, der Umweltwissenschaften und Energietechnologie, bei der Weiterentwicklung von Werkstoffen und Produktionsverfahren sowie der Nanotechnologie und der Informationstechnologie. Im Umgang mit Wissen haben die Naturwissenschaften besondere systematische und rationale Verfahren entwickelt, mit denen Wissen gewonnen, geprüft, mitgeteilt und diskutiert wird. Andererseits birgt die naturwissenschaftlich-technische Entwicklung auch Risiken, die erkannt, bewertet und beherrscht werden müssen. Auch hierzu ist naturwissenschaftliche Bildung nötig.

Naturwissenschaftliche Grundbildung ist ein wichtiger Teil von Allgemeinbildung. Sie ist eine wesentliche Voraussetzung für eine lebenslange Auseinandersetzung mit der sich verändernden Welt. Sie ermöglicht durch die analytische und rationale Betrachtung der Welt eine aktive Teilhabe an gesellschaftlicher Kommunikation, an der Meinungsbildung und Entscheidung über technische Entwicklung und naturwissenschaftliche Forschung und an der Mitgestaltung unserer Lebensbedingungen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung. Ziel naturwissenschaftlicher Grundbildung ist es, Phänomene in Natur und Technik kennen zu lernen und erfahrbar zu machen, die Sprache und Historie der Naturwissenschaften zu verstehen, ihre Ergebnisse zu kommunizieren sowie sich mit ihren spezifischen Methoden der Erkenntnisgewinnung und deren Grenzen auseinander zu setzen. Naturwissenschaftliche Grundbildung ermöglicht die Aneignung neuer Wissensbestände in der weiteren schulischen und außerschulischen Ausbildung und ist somit Basis für ein Lernen über die gesamte Lebensspanne hinweg. Daher zielt der Unterricht im Fach Naturwissenschaft ab auf eine naturwissenschaftliche Grundbildung, die von der OECD im Rahmen von PISA 2000 folgendermaßen charakterisiert wurde: „Naturwissenschaftliche Grundbildung (Scientific Literacy) ist die Fähigkeit, naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, naturwissenschaftliche Fragen zu erkennen und aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen, um Entscheidungen zu verstehen und zu treffen, wel­che die natürliche Welt und die durch menschliches Handeln an ihr vorgenommenen Veränderungen betreffen" (OECD, 1999).

An Phänomenen orientierter Unterricht

Bei jungen Menschen ist ein breites Interesse an Phänomenen der natürlichen Welt und der von Menschen geschaffenen Technik anzu­treffen. Diese Phänomene und Zusammenhänge sind in der Regel so komplex und vielfältig, dass eine ganzheitliche und interdisziplinäre Herangehensweise zu ihrem Verständnis notwendig ist. Sie erleichtert die Rea­lisierung eines phä­nomenorientierten, anwendungsbezogenen und problem­orientierten Unter­richts und macht Gemeinsamkeiten der naturwissen­schaft­lichen Disziplinen und erste Unterscheidungen erfahrbar. Ein solcher Unterricht ist auf den Erwerb der Kompetenzen gerichtet, die Schülerinnen und Schüler für den weiteren naturwissenschaftli­chen Unterricht benötigen.

Schüler- und handlungsorientiertes Lernen

Leitbild des Lernens im Fach Naturwissenschaft in den Jahrgangsstufen 5 und 6 ist ein Unter­richt, der naturwissenschaftliche Phänomene noch nicht nach Fächern getrennt, sondern ganzheitlich betrachtet. Hierzu werden die naturwissenschaftlichen Phänomene und Fragestellungen nach Rahmenthemen strukturiert, welche Erfahrungszusammenhänge aus Schülersicht repräsentieren. Ausgehend von Erfahrungen und Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern aus ihrem Alltag sowie den im Sachunterricht der Grundschule erworbenen Kompetenzen führt der Unterricht weiter an naturwissenschaftliche Sicht- und Arbeitsweisen heran. Dadurch legt er die Basis für den nachfolgenden naturwissenschaftlichen Fachunterricht. Dabei kann die in diesem Alter anzutreffende Freude am Entdecken und Lernen genutzt und weiter gefördert werden. Durch eigenes Erleben und Han­deln, beim genauen Beobachten und Beschreiben, beim eigenständigen Fragen, Untersuchen, Experimentieren und Auswerten, beim Präsentieren und Kommunizieren ihrer Ergebnisse werden für Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 und 6 altersgemäß naturwissenschaftliche Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten sichtbar sowie erste anschlussfähige Begriffs- und Konzeptentwicklungen möglich. Dabei werden auch personale und soziale Kompetenzen weiter entwickelt. Dazu gehören Lesekompetenz und die Fähigkeit zur Informationsbeschaffung ebenso wie Kommunikations- und Teamfähigkeit.

Der Erwerb naturwissenschaftlicher Kompetenzen

Die von den Schülerinnen und Schülern erworbenen personalen und sozialen Kompetenzen drücken sich dadurch aus, dass sie insbesondere

• Verantwortung für das eigene Lernen übernehmen und bewusst Lernstrategien einsetzen,  
• gemeinsam mit anderen naturwissenschaftliche Phänomene erkunden und Konzepte erarbeiten.   

Die personalen und sozialen Kompetenzen entwickeln sich während des Erwerbs naturwissenschaftlicher Kompetenzen.

Diese lassen sich unterscheiden in

prozessbezogene Kompetenzen, die die Handlungsdimension beschreiben und sich auf naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen beziehen,

konzeptbezogene Kompetenzen, die die Inhaltsdimension beschreiben und sich fachübergreifend auf naturwissenschaftliche Vorstellungen und Begriffe beziehen.

 Prozessbezogene Kompetenzen beschreiben die Handlungsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler in Situationen, die die Nutzung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen erfordern. Diese Handlungsdimension der Kompetenzen bezieht sich auf grundlegende Elemente der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung, also auf experimentelles und theoretisches Arbeiten, auf Kommunikation und auf die Anwendung und Bewertung naturwissenschaftlicher Sachverhalte in fachlichen und gesellschaftlichen Kontexten. In den Klassen 5 und 6 beziehen sich prozessbezogene Kompetenzen auf das Entwickeln und Reflektieren naturwissenschaftlicher Fragestellungen, auf das Nutzen einfacher naturwissenschaftlicher Untersuchungsmethoden und auf das Anwenden von Denk- und Argumentationsweisen einschließlich erster Vorstellungen über ihre Besonderheiten und Grenzen.

 Konzeptbezogene Kompetenzen umfassen das Verständnis, die Anwendung und die Entwicklung naturwissenschaftlicher Konzepte, begründeter Prinzipien, Vorstellungen, Begriffe und Erkenntnis leitender Ideen, mit denen Phänomene beschrieben und geordnet werden. Diese bilden die Wissensbasis, die Schülerinnen und Schüler benötigen, um die natürliche und die von Menschen veränderte bzw. geschaffene Welt zu verstehen und zu erklären. Die Naturwissenschaften bilden die inhaltliche Dimension durch Basiskonzepte ab. Diese beziehen sich in den Jahrgangsstufen 5 und 6 auf Phänomene, einfache Prinzipien und Strukturen, die eine naturwissenschaftliche Sicht auf die Welt ermöglichen und eine Grundlage für das Lernen in den folgenden Jahrgangsstufen bilden. Sie begünstigen kumulatives, kontextbezogenes Lernen. Sie systematisieren und strukturieren Inhalte so, dass der Erwerb eines grundlegenden, vernetzten Wissens erleichtert wird.

Prozess- und konzeptbezogene Kompetenzen werden grundsätzlich in konkreten Anwendungsbereichen erworben, weiter entwickelt und genutzt. Anwendungsbereiche in den Jahrgangsstufen 5 und 6 sind „Leben“, „Gesundheit“, „Erde“, „Umwelt“ und „Technik“. Im Unterricht werden diese Anwendungsbereiche in sechs Rahmenthemen konkretisiert. Sie beschreiben für die Schülerinnen und Schüler überschaubare Lebens- und Erlebensbereiche, die eine kontextbezogene Beschäftigung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen und Fragen ermöglichen.

2. Kompetenzen am Ende der Jahrgangsstufe 6

Schülerinnen und Schüler entwickeln bei der aktiven Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen und Sachverhalten im Unterricht schrittweise differenziertere Vorstellungen. Sie erwerben und erweitern erste naturwissenschaftliche Begriffe und Konzepte, die im Unterricht in verschiedenen Zusammenhängen immer wieder aufgegriffen werden, damit sie schließlich über flexibel einsetzbare konzeptbezogene Kompetenzen verfügen.

Beim Beobachten und Erkunden, beim Entwickeln von Fragen, beim Experimentieren und Deuten eignen sich Schülerinnen und Schüler naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen an. Sie erwerben schrittweise prozessbezogene Kompetenzen, die sie später in verschiedenen Kontexten anwenden und erweitern.

2.1 Prozessbezogene Kompetenzen

Die prozessbezogenen Kompetenzen beschreiben, in welcher Weise Schülerinnen und Schüler mit Situationen umgehen sollen, in denen naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen genutzt werden können. Dabei werden Kooperation und Kommunikation auch als Elemente fachmethodischen Arbeitens verstanden.

Die Ausprägung der beschriebenen Schüleraktivitäten wird in einer Form erwartet, die altersgemäß ist und dem Entwicklungsstand von Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 5 und 6 entspricht. Die Komplexität der Anwendungssituationen und die Erwartungen an die Selbstständigkeit haben die Entwicklungsmöglichkeiten bis zum Ende der Jahrgangsstufe 6 angemessen zu berücksichtigen.

Die prozessbezogenen Kompetenzen beziehen sich auf die Bereiche

·        Beobachten, Beschreiben, Fragen,

·        Planen, Untersuchen, Schlussfolgern,

·        Reflektieren, Bewerten, Verknüpfen, Anwenden,

·        Kooperieren, Kommunizieren, Argumentieren, Präsentieren.

2.2 Konzeptbezogene Kompetenzen

Naturwissenschaftlicher Anfangsunterricht in der Grundschule und den Klassen 5 und 6 führt in eine naturwissenschaftliche Sichtweise der Welt ein. Ausgangspunkt eines ersten Verständnisses von Zusammenhängen sind bestehende Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler, die behutsam in Richtung tragfähiger naturwissenschaftlicher Konzepte erweitert, umgeformt oder durch diese ersetzt werden müssen.

Naturwissenschaftliche Konzepte für die Jahrgangsstufen 5 und 6 lassen sich in den folgenden Bereichen zusammenfassen:

• Teilchen, Stoffe, Körper, Raum
• Struktur und Funktion
• Veränderung, Entwicklung
• Strahlung, Bewegung, Kreisläufe, Strömung
• Energie

Die nachfolgenden Übersichten zeigen, welche konzeptbezogenen Kompetenzen Schülerinnen und Schüler erwerben und sachgerecht und reflektiert verwenden sollen.

Strahlung, Bewegung, Kreisläufe, Strömung
Strahlung, Bewegung	·      geben Bedingungen für die Sichtbarkeit von Objekten an ·      erklären die Schattenbildung mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts ·      unterscheiden Wärme-, Licht- und Ultraviolettstrahlung und benennen an Beispielen Nutzen und Gefahren ·      identifizieren Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr ·      beschreiben die unterschiedliche Intensität der Schallausbreitung in Luft, Wasser und Feststoffen ·      erläutern die Zusammenhänge zwischen Tonhöhe und Frequenz der Schwingung sowie zwischen Lautstärke und Schwingungsweite
Kreisläufe, Strömung	·      beschreiben den menschlichen Blutkreislauf und seine Bedeutung für den Nährstoff-, Gas- und Wärmetransport ·      beschreiben den Kreislauf des Wassers ·      zeigen an Beispielen, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt ·      planen und realisieren einfache elektrische Schaltungen ·      erläutern an Beispielen, dass elektrische Ströme Energie zwischen Energiewandlern („Quellen“ und „Verbraucher“) transportieren

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