Selbstverständnis des Faches

Naturwissenschaften und Technik prägen in hohem MaßeNaturwissenschaftlich-
technische Grundbildung das alltägliche Leben. Fortschritt und Wohlstand in unserer Gesellschaft beruhen ganz wesentlich auf naturwissenschaftlichen Erkenntnissen, ingenieurwissenschaftlichen Entwicklungen und dem Einsatz moderner Informatiksysteme. Das Fach Natur und Technik legt die Basis für eine naturwissenschaftliche, technische sowie informatische Grundbildung. Es greift die natürliche Neugier von Mädchen und Jungen für Naturphänomene und technische Systeme auf und hilft, dieses Interesse und damit auch die Offenheit für eine spätere berufliche Orientierung im naturwissenschaftlich-technischen Bereich zu bewahren. Grundlegende Kenntnisse im Umgang mit der Informationstechnologie werden zudem für eine wachsende Anzahl zukunftsfähiger Berufe Bedeutung für die Gesellschaft immer wichtiger. Die frühe und kontinuierliche Auseinandersetzung mit der Natur und der Technik fördert das Verantwortungsbewusstsein der Kinder für die Umwelt und ihre Handlungsbereitschaft im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung. Sie erwerben erste fachliche Kompetenzen für Diskussionen und Entscheidungen, die die naturwissenschaftliche und technische Entwicklung in unserer Gesellschaft betreffen.

Für die Schüler schlägt das Fach Natur und Technik eine BrückeBrückenfunktion vom Heimat- und Sachunterricht der Grundschule zum Fachunterricht der Naturwissenschaften und der Informatik in der Mittelstufe des Gymnasiums. Sie erfahren das Fach in seiner ganzheitlichen Sicht auf naturwissenschaftliche Themenstellungen als Eingangstor zu diesen Fachwissenschaften, indem sie zunehmend mit spezifischen Arbeitsmethoden und Konzepten der Naturwissenschaften und der Informatik vertraut werdenArbeitsmethoden und Konzepte. Durch den modularen Aufbau aus den Schwerpunkten Naturwissenschaftliches Arbeiten, Biologie, Informatik und Physik sowie durch die Integration von Inhalten aus der Chemie und der Geographie werden bereits wesentliche Charakteristika der Fachdisziplinen, aber auch deren innerer Zusammenhang deutlich.

Beitrag des Faches zur gymnasialen Bildung und Persönlichkeitsentwicklung

Im Fach Natur und Technik erwerben die Schüler grundlegende AllgemeinbildungKenntnisse und Fertigkeiten aus den Naturwissenschaften, der Technik und der Informatik. Diese Grundbildung macht einen wesentlichen Teil ihrer Allgemeinbildung aus und befähigt sie, konstruktiv an der Informations- und Wissensgesellschaft teilzuhaben.

Die Beschäftigung mit naturwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten, mit Modellen und Ordnungsprinzipien fördert das logische und abstrahierende Denken. Durch die Verbindung fachspezifischer und fächerübergreifenderVernetztes und abstrahierendes Denken Elemente unterstützt der Unterricht darüber hinaus ein offenes Herangehen an naturwissenschaftliche Fragestellungen sowie das für ein Verstehen komplexer Zusammenhänge nötige vernetzte Denken. Beim Ausprobieren, Experimentieren und kreativenKreativität sowie phantasievollen Gestalten entwickeln die Kinder manuelles Geschick und schärfen ihre Beobachtungsgabe. Sie erwerben die Fähigkeit, größere Zusammenhänge zu erkennen und zunehmend genauer zu beschreiben. Sie lernen unterschiedliche Methoden, wie man Information – auch mithilfe des Computers – sinnvoll strukturieren und angemessen präsentieren kann. Die Freude am praktischen Arbeiten und am Lösen von Problemen stärkt die Motivation der Kinder, selbständig neue Fragestellungen, auch im Rahmen von Wettbewerben, anzugehen, und fördert ihr Selbstvertrauen. Selbständiges ArbeitenSie erkennen, dass erst zielstrebiges Arbeiten, das von Sorgfalt und Ausdauer geprägt ist, zum Erfolg führt. Die Schüler praktizieren unterschiedliche Formen der Zusammenarbeit und erfahren dabei unter anderem den Vorteil einer gut organisierten Arbeitsteilung im Team.

Zusammenarbeit mit anderen Fächern

Durch die Zusammenführung der Schwerpunkte Naturwissenschaftliches Arbeiten, Biologie, Informatik und Physik – unter Berücksichtigung der Chemie – wird eine Betrachtung naturwissenschaftlicher Sachverhalte angestrebt, die der Ganzheitlichkeit kindlicher Wahrnehmung entspricht und vernetztes Denken fördert. Die wechselseitige Zusammenarbeit legt zudem die Grundlage für eine über die Unterstufe hinausgehende Kooperation der Naturwissenschaften untereinander und mit der Informatik.

Des Weiteren ergeben sich – abhängig vom jeweils gewählten Inhalt – Synergien durch die Zusammenarbeit mit anderen Fächern. Einerseits werden die in anderen Fächern erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten genutzt. Andererseits liefert vor allem die Schulung fachlicher und allgemeiner Methodenkompetenzen sowie informatischer Grundkenntnisse wichtige Beiträge für viele andere Fächer und für fächerübergreifende Unterrichtsvorhaben.

Ziele und Inhalte

Im Fach Natur und Technik begegnen die Schüler Phänomenen Naturphänomeneund Vorgängen in der Natur und erleben naturwissenschaftliche Vorgehensweisen. Sie setzen sich aktiv mit technischen Anwendungen auseinander und erhalten Einblick in die Grundprinzipien der Darstellung und Strukturierung von Information und Abläufen. Die Vielfalt möglicher Themen erlaubt es den Kindern, Fragen zu formulieren und Probleme aufzugreifen, die sie aktuell interessieren. Auf Arbeitsmethodender Suche nach Antworten werden sie selbst aktiv und wenden dabei Arbeitsmethoden an, die für die Naturwissenschaften, die Technik und die Informatik typisch sind.

Sie erleben dabei unmittelbar die Soziales LernenVorteile gemeinschaftlichen Arbeitens, aber auch die sich daraus ergebenden Verpflichtungen jedes Einzelnen. Das Fach bietet den Schülern die Gelegenheit zu persönlichen Erfahrungen mit der Natur und der Technik. Es trägt so dazu bei, ihre Freude und Unvoreingenommenheit für Aufgaben zu erhalten, denen sie sich in ihrem zukünftigen Leben stellen müssenHaltungen, und lässt sie die Einzigartigkeit eines jeden Lebewesens erkennen, was sie wiederum zu einem respektvollen Verhalten gegenüber der Umwelt führt. Die Auseinandersetzung mit humanbiologischen Themen hilft ihnen, sich selbst zu akzeptieren und aktiv zur Erhaltung der eigenen Gesundheit beizutragen.

Im überwiegend handlungsorientierten Unterricht des SchwerpunktsFachliche Schwerpunkte Naturwissenschaftliches Arbeiten, der viel Raum lässt für Entdecken, Experimentieren und praktisches Arbeiten, erfahren die Schüler, dass ihr eigenständiges Vorgehen oft Fragestellungen aufwirft, die nur mit geeigneten theoretischen Erklärungsmustern weitergeführt werden können. Ausgehend von der kindlichen Neugier und der Fähigkeit, zu staunen, führt der Unterricht die Buben und Mädchen von der Beobachtung zu Fragestellungen, für die möglichst eigenständig Lösungsansätze gesucht werden. Ihre Begeisterung für praktisches Arbeiten und ihre unbekümmerte Kreativität setzen sie ein, um Lösungsideen auch selbsttätig umzusetzen.

Im Schwerpunkt Biologie werden grundlegende Kenntnisse über den Menschen, über verschiedene Wirbeltierklassen und Pflanzen erworben. Die Schüler erfahren das Experiment als wesentlichen Bestandteil naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und lernen, wie man mithilfe von Basiskonzepten, z. B. dem Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion, die belebte Welt analysieren und strukturieren kann.

Der Schwerpunkt Informatik unterstützt das zielgerichtete Umgehen mit Information und vermittelt den Schülern Einblick in produkt- und zeitunabhängige Konzepte, die sie auf unterschiedliche Softwaresysteme anwenden und übertragen können.

Im Schwerpunkt Physik üben und vertiefen die Schüler bereits bekannte Arbeitsmethoden und lernen physikalische Grundbegriffe und Denkweisen genauer kennen. Sie erfahren, wie man alltägliche Naturerscheinungen und technische Anwendungen durch geeignete Modellvorstellungen erklären sowie Gesetzmäßigkeiten finden und beschreiben kann. Viele Beispiele zeigen ihnen, wie die Physik auch Fragestellungen aus Biologie, Chemie und Geographie klärend aufgreift. An einfachen Beispielen erkennen sie den Nutzen mathematischer Methoden.

Durch die Vernetzung der vier Schwerpunkte erkennen die Schüler typische Merkmale der einzelnen Fachdisziplinen sowie die Vielfalt an Gemeinsamkeiten und Verknüpfungen und lernen, Sachverhalte und Fragestellungen aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten und zu reflektieren.

Auf das ausgewieseneGrundwissen Grundwissen, das Kenntnisse, Fertigkeiten und Haltungen umfasst, kann im späteren Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern zurückgegriffen werden.

Schwerpunkt Naturwissenschaftliches Arbeiten:

Jahrgangsstufe 5

• Arbeitsmethoden: Unter­suchen, Messen, Ordnen, Experimentieren, Dokumentieren, Entdecken und Forschen, Präsen­tieren, Arbeiten im Team
• Themenbereiche: Licht, Luft, Wasser, Boden und Gestein, Stoffe und Materialien, Umwelt und Leben
• Konzepte: Stoff - Teilchenkonzept, Stoff- und Energiewandel

Schwerpunkt Biologie:

• Biologie – die Lehre von den Lebewesen
• Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
• Körperbau und Lebensweise von Säugetieren
• Basiskonzepte der Biologie (vgl. Fachprofil Biologie)

gemeinsames Projekt:

• Untersuchen und Experimentieren in der Biologie

Schwerpunkt Biologie mit propädeutischer Chemie:

Jahrgangsstufe 6

• Wirbeltiere in verschiedenen Lebensräumen
• Bau und Lebenserscheinungen der Blütenpflan­zen
• Basiskonzepte der Biologie (vgl. Fachprofil Biologie)

Schwerpunkt Informatik:

• Information und ihre Darstellung, Graphikdokumente, Textdokumente, Multimediadokumente, hierarchische Informationsstrukturen
• objektorientierte Analyse als Grundkonzept

gemeinsames Projekt:

• Präsentation zum Themenbereich „Wirbeltiere“

Schwerpunkt Physik mit propädeutischer Chemie:

Jahrgangsstufe 7

• elektrischer Strom
• Kräfte in der Natur und in der Technik
• Optik

Schwerpunkt Informatik:

• vernetzte Informationsstrukturen (Internet), Austausch von Information
  (E-Mail), Beschreiben von Abläufen durch Algorithmen
• objektorientierte Analyse als Grundkonzept

gemeinsames Projekt:

• Hypertexte zu einem Thema des Schwerpunkts Physik

Besonderheiten des Faches

Wegen des modularen Aufbaus von Natur und Schulorganisation Technik können zwei verschiedene Lehrkräfte in einer Klasse tätig sein. Die starke inhaltliche Vernetzung der Schwerpunkte erfordert dann eine besonders enge Zusammenarbeit in der Planung und der Durchführung des Unterrichts. Der häufige Umgang mit dem Computer sowie der hohe Anteil an Schülerexperimenten stellen besondere Anforderungen an Räumlichkeiten, Ausstattung und Schulorganisation.

Darüber hinaus sind die Schüler mit den SicherheitsrichtlinienSicherheitsrichtlinien vertraut zu machen, die sie auch bei häuslichen Arbeiten einhalten müssen (vgl. Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht an den Schulen in Bayern in der jeweils geltenden Fassung).

ExkursionenExkursionen stellen einen direkten Bezug zur außerschulischen Lebenswelt her und bereichern den Unterricht durch persönliche Erlebnisse.