Materie – Natur – Technik MNT

Materie – Natur – Technik MNT
Kompetenzen in Klasse 10
Die zentralen Aufgaben und Prinzipien des Fächerverbundes, die in den Leitgedanken bis
Klasse 9 formuliert sind, haben auch für Klasse 10 Gültigkeit. Der Kompetenzerwerb in
Klasse 10 baut auf den Standards von Klasse 6 und 9 auf.
Darüber hinaus orientieren sich die Standards Klasse 10 an den Vorgaben der
Kultusministerkonferenz für den Mittleren Schulabschluss in den Naturwissenschaften.
Über die spezifischen fachlichen Inhalte hinaus sind in allen Bereichen die Kompetenzen im
Hinblick auf Umgang mit Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung
zu beachten. Sie sind dem fachlichen Teil des Bildungsplans vorangestellt.
Die Kompetenzen und Inhalte sind so gewählt, dass die Schülerinnen und Schüler auf den
Übergang in eine berufliche Ausbildung im Dualen System oder in eine weiterführende
berufliche Schule vorbereitet werden.
UMGANG MIT FACHWISSEN
Die Schülerinnen und Schüler können
• Erkenntnisse zu naturwissenschaftlichen Phänomenen, Begriffen, Prinzipien und
Gesetzmäßigkeiten erläutern;
• einfache Fragestellungen mittels naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen lösen, auch unter
Einbeziehung mathematischer Lösungsansätze;
• Analogien zwischen naturwissenschaftlichen und technischen Inhalten erkennen sowie
Vorgehensweisen erwerben, um neue Sachverhalte zu erschließen.
ERKENNTNISGEWINNUNG
Die Schülerinnen und Schüler können
• kriterienbezogenes Vergleichen und naturwissenschaftliche Modellbildung als
methodische Verfahren nutzen;
• qualitative und einfache quantitative experimentelle Untersuchungen durchführen und
protokollieren;
• exemplarisch Verknüpfungen zwischen Erkenntnissen der Naturwissenschaften und
technischen und gesellschaftlichen Entwicklungen aufzeigen.
KOMMMUNIKATION
Die Schülerinnen und Schüler können
• Fachsprache korrekt verwenden und in Kontexte einbinden;
• ihre Arbeit als Team planen, strukturieren und reflektieren;
• unter Anleitung Informationen aus Medien erschließen und auf ihre fachliche Richtigkeit
hin prüfen;
• verantwortungsbewusst und reflektiert Inhalte auswählen;
• sach-, situations- und adressatengerecht strukturiert präsentieren;
• geeignete Präsentationsarten auswählen;
• Rückmeldungen berücksichtigen.
BEWERTUNG
Die Schülerinnen und Schüler können
• aufgestellte Hypothesen mit den Ergebnissen einer Untersuchung vergleichen und
bewerten;
• wissenschaftliche Erkenntnisse und Methoden im ethischen Kontext reflektieren und
bewerten.
Bereich CHEMIE im Fächerverbund
ATOMBAU UND PERIODENSYSTEM – STRUKTUR DER MATERIE
Die Schülerinnen und Schüler können
• den Aufbau von Atomen mit Hilfe verschiedener Modelle erklären;
• das Periodensystem als Informationsquelle nutzen und seine Struktur erläutern;
• Eigenschaften chemischer Elemente mittels eines Atommodells erklären;
• Nutzen und Grenzen von Atommodellen beschreiben;
• die Unterschiede von Ionen- und Elektronenpaarbindungen benennen;
• einfache chemische Reaktionen mit Reaktionsgleichungen darstellen.
Verknüpfung mit Physik und Biologie
Die Schülerinnen und Schüler können
• Formen der Radioaktivität und ihre Auswirkungen auf Lebewesen beschreiben;
• Nutzen und Gefahren der Atomenergie diskutieren und bewerten.
Inhalte
• Modellbildung, Kern-Hülle-Modell, Schalenmodell
• chemische Symbole, Periodensystem, Hauptgruppen, Perioden
• Ionenbindung, Elektronenpaar-Bindung
• einfache Reaktionsgleichungen, ggf. einfache stöchiometrische Berechnungen
• Satz der Erhaltung der Masse
• radioaktive Strahlungsarten, Null-Effekt als Folge natürlicher Radioaktivität, Isotope,
Zerfallsreihe des Urans, Halbwertszeit, Kernspaltung, Strahlenschutz, Probleme der
Entsorgung radioaktiver Stoffe und der Stilllegung von KKWs, Anwendung radioaktiver
Strahlung in Medizin und Nahrungsmittelindustrie
ORGANISCHE VERBINDUNGEN
Die Schülerinnen und Schüler können
• die Eigenschaften organischer Verbindungen benennen und ihre Bestandteile
experimentell nachweisen;
• organische Verbindungen hinsichtlich ihrer Strukturmerkmale charakterisieren;
• selbstständig einfache Versuche zu chemischen Fragestellungen entwickeln und
durchführen;
• in ausgewählten chemischen Reaktionen den Energieumsatz beschreiben.
Verknüpfung mit Physik und Biologie
Die Schülerinnen und Schüler können
• einfache energetische Erklärungen für den Ablauf chemischer Reaktionen erfassen;
• ausgewählte Nährstoffe experimentell untersuchen;
• die Bedeutung natürlicher und synthetischer organischer Verbindungen bewerten.
Inhalte
• Alkane, Alkohole
• organische Stoffe als Energieträger (Energie aus fossilen und nachwachsenden Rohund Brennstoffe, Biosprit, iomasse als Energielieferant, Erdöl als Stoffgemisch aus
KWs, Kohlenwasserstoffe, Cracken; Endlichkeit der fossilen Brennstoffe, noch
bestehende Reserven und ihre Ergiebigkeit)
• Energieumsatz bei chemischen Reaktionen
• Nachweisreaktionen (Kohlenstoff als CO2 über Kalkwasserreaktion, H als H2O über
Kondensation)
• Nutzen und Schaden organischer Stoffe für den Menschen (
1. zum Beispiel Nährstoffe,
2. Medikamente
3. Drogen
4. textile Kunstfasern) Arten von Kunststoffen (Elastomere, Thermoplaste,
Duroplaste) , Polymersiation, Polyaddition, Polykondensation, KunststoffRecycling (Werkstoff-R., Rohstoff-R., Energie-R.)
Bereich PHYSIK im Fächerverbund
MECHANIK
Die Schülerinnen und Schüler können
• das Grundwissen der Mechanik anwenden, erweitern und auf ausgewählte Sachverhalte
übertragen;
• mit Geräten sicher umgehen und physikalische Größen messen;
• Messgrößen mathematisch in Beziehung setzen und die Ergebnisse deuten.
Verknüpfung mit Technik und Biologie
Die Schülerinnen und Schüler können
• Aspekte des Unfallschutzes mit Hilfe physikalischer Gesetzmäßigkeiten erklären.
Inhalte
• physikalische Größen, Messwerte, Maßeinheiten und deren Umrechnung (1N =
1kg  m
s²
)
• Bewegungslehre (gleichförmige Bewegung, Beschleunigung/ freier Fall, Verzögerung),
Bewegungswiderstände durch Reibung oder Luftwiderstand, Haftreibung, Rollreibung,
Gleitreibung, Trägheit der Masse
• Newtonsche Gesetze
„Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation, sofern er
nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.“
„Die Änderung der Bewegung einer Masse ist der Einwirkung der bewegenden Kraft
proportional und geschieht nach der Richtung derjenigen geraden Linie, nach welcher jene
Kraft wirkt.“
„Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft
aus (actio), so wirkt eine gleich große, aber entgegen gerichtete Kraft von Körper B auf
Körper A (reactio).“
„Wirken auf einen Punkt (oder einen starren Körper) mehrere Kräfte , so addieren sich diese
vektoriell zu einer resultierenden Kraft auf.“
• Impuls, Impulserhaltung und Impulsänderung
• Energie =gespeicherte Arbeit, pot. Energie, Kin. Energie, Elast. Energie,..),
Energieerhaltung (Energieumsetzung am Bsp.pot. Energie – kin. Energie –
Federspannung = elast. Energie ….),
Leistung = Arbeit/ Zeit
• Mathematisierung (Vektoraddition, Formelumstellung und -anwendung, Diagramme)
• Unfallanalyse (Bremsen und ihre Wirksamkeit, ABS, Reifenprofil und
Verkehrssicherheit, Reaktionszeit und –weg, Brems- und Anhaltewege bei
verschiedenen Witterungssituationen, Sicherheitsabstand, Warum anschnallen?
OPTIK
Die Schülerinnen und Schüler können
• selbstständig Experimente mit Licht durchführen;
• mit Hilfe geometrischer Konstruktionen den Verlauf von Lichtstrahlen darstellen;
• Licht als Energieträger interpretieren.
Verknüpfung mit Technik und Biologie
Die Schülerinnen und Schüler können
• die Funktion von Sehschärfenregulierungen erläutern;
• das Phänomen Farbe mit einfachen Modellvorstellungen erklären.
Inhalte
• Modellvorstellung Lichtstrahl (geometrische Optik (Strahlenoptik)),
Lichtgeschwindigkeit
 Reflexion am ebenen Spiegel und an gekrümmten Spiegeln (Wölbspiegel =
Konvexspiegel und Hohlspiegel = Konkavspiegel; Reflexionsgesetz (Einfallswinkel =
Ausfallswinkel), Brennpunkt des Hohlspiegels
 Brechung, optische Dichte, Brechungsgesetze, Brechzahl, Strahlengang bei dünnen
Linsen, Brennpunkt von Linsen (konvex/ konkav)
 Totalreflexion, Schatten
 mit Anwendungen: Linsen, Brille, Glasfasern (Lichtkabel)
• einfache Modellvorstellung zum Thema Licht als Welle (Wellenlänge, Dispersion,
Absorption)
mit Anwendungen: Prisma, Spektralfarben/ Regenbogen, Farbwahrnehmung, Auge
• Sonnenlicht, Licht als Energieträger
 Solarzelle
Bereich BIOLOGIE im Fächerverbund
ÖKOLOGIE UND NACHHALTIGE ENTWICKLUNG
Die Schülerinnen und Schüler können
• die Regulationsmechanismen in ausgewählten Ökosystemen beschreiben;
• mögliche Folgen menschlichen Handelns für Ökosysteme beschreiben und diskutieren;
• Einsatzbereiche der Gentechnik benennen;
• die Möglichkeiten und Risiken der Gentechnik unter ethischen Aspekten diskutieren;
• nachhaltige Verhaltensweisen recherchieren und bewerten.
Verknüpfung mit Technik und Chemie
Die Schülerinnen und Schüler können
• den Zusammenhang zwischen individuellem Handeln und globalen Umweltschäden
diskutieren und bewerten;
• Möglichkeiten nachhaltiger Technologien beschreiben.
Inhalte
• Produzenten, Konsumenten, Destruenten, Energiefluss
• Stoffkreisläufe (zum Beispiel Stickstoffkreislauf, Kohlenstoffkreislauf)
• Störgrößen (zum Beispiel Boden-, Wasser-, Luftverschmutzung, Treibhauseffekt)
• Grüne Gentechnik (Genbeeinflussung in der pflanzlichen Landwirtschaft und ihre Vorund Nachteile), Rote Gentechnik (Austausch von Gendefekten)
• Lebensstil und Folgen für die Umwelt (zum Beispiel Fleischkonsum, Energienutzung,
Rohstoffverbrauch)
• regenerative Energieträger