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Kompetenzentwicklung

Die Astronomie ist eine Wissenschaft, die stark mit den Naturwissenschaften vernetzt ist, insbesondere mit der Physik. Sie greift Methoden und Zusammenhänge der Mathematik, der Geowissenschaften und der Informatik auf. Damit bietet die Astronomie die besondere Möglichkeit, zuvor in anderen Fächern erworbenes Wissen und Können aufzugreifen und unter neuen Aspekten zu verknüpfen und zu vertiefen. Der Astronomieunterricht, der als Wahlpflichtunterricht (Berlin) oder als Schwerpunktkurs in den Jahrgangsstufen 9 und 10 (Brandenburg) umgesetzt werden kann, leistet folgende Beiträge:

    Die Schülerinnen und Schüler lernen Modelle kennen, mit denen sie sich die Entstehung, Entwicklung und Zukunft des Universums sowie die räumliche und zeitliche Position des Menschen darin erklären können. Die Astronomie leistet dadurch einen Beitrag zu einem wissenschaftlich fundierten, ganzheitlichen Weltbild.

    Die Schülerinnen und Schüler nehmen das Universum unter ausgewählten Aspekten wahr. Sie beschreiben und erklären astronomische Phänomene, kommunizieren über astronomische Sachverhalte und sind in der Lage, auf der Grundlage von astronomischem Wissen persönlich, sachbezogen und kritikoffen Stellung zu beziehen.

    Sie entwickeln ein Verständnis dafür, welchen Nutzen die astronomische Forschung für die Gesellschaft erbringt. Dieser wird beispielsweise deutlich bei der Entwicklung von Navigations- und Kommunikationssystemen sowie bei der geologischen und meteorologischen Erkundung der Erde aus dem Weltall. Dabei erfahren die Lernenden, wie technologischer Fortschritt und Erkenntnisgewinn in der Astronomie voneinander abhängen.

    Die Schülerinnen und Schüler wenden naturwissenschaftliche Methoden an, die auch in anderen lebensweltlichen Zusammenhängen von Bedeutung sind, wie z. B. das Aufstellen und das Prüfen von Hypothesen und das Experimentieren. Dabei entwickelt die Astronomie spezielle Methoden zur Beobachtung und Erforschung von weit entfernten Objekten, die nicht direkt durch Experimente zugänglich sind. Hierbei kommen verschiedene Methoden zur Anwendung, wie z. B. die Beobachtung in verschiedenen Wellenlängenbereichen im optischen und nichtoptischen Bereich, die Spektroskopie sowie die satellitengestützte Erkundung von Himmelskörpern.

Lernprozesse finden in situativen Sinn- und Sachzusammenhängen statt. Dabei sollen Kontexte aufgegriffen werden, die an die Alltagserfahrungen der Lernenden anknüpfen und die für Schülerinnen und Schüler gleichermaßen interessant sind.

Die digitalen Medien stellen eine Komponente der für den Unterricht verfügbaren Medien dar. Bei der Planung des Unterrichts werden diejenigen Medien ausgewählt, mit denen in bestimmten Unterrichtssituationen die jeweiligen Lernziele am besten erreicht werden können. Der Computer wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn ein Mehrwert gegenüber dem Einsatz anderer Medien offensichtlich zu erwarten ist.

Die Schülerinnen und Schüler erfahren die Vorteile des Hilfsmittels Computer für die Bearbeitung physikalischer Fragestellungen. Bei den Schülerinnen und Schülern sind allgemeine Kompetenzen, die auch in anderen Fächern eine Rolle spielen, aufzugreifen und weiter zu entwickeln, z. B. Wissen mithilfe geeigneter Softwarewerkzeuge zu präsentieren sowie zielgerichtet Informationen mithilfe von Internetdiensten zu beschaffen. Daneben bietet der Astronomieunterricht weitere Möglichkeiten der Entwicklung spezieller Fähigkeiten und Fertigkeiten, wie das Auswerten von Messdaten mit Tabellenkalkulationssoftware und das Arbeiten mit Computersimulationen zur Veranschaulichung von Phänomenen und Zusammenhängen.

Naturwissenschaftliches Arbeiten erfolgt unabhängig von der speziellen Fachrichtung stets nach den gleichen Prinzipien. Auch das Fach Astronomie folgt diesen Prinzipien und orientiert sich am Kompetenzmodell der Naturwissenschaften und an den Basiskonzepten des Fachs Physik.

Um diese Gemeinsamkeiten zu verdeutlichen und Anhaltspunkte für fachübergreifendes und fächerverbindendes Arbeiten aufzuzeigen, sind nachfolgend die Kompetenzen für die naturwissenschaftlichen Fächer gemeinsam beschrieben:

 

Mit Fachwissen umgehen

Die Schülerinnen und Schüler erwerben Kompetenzen in der Auseinandersetzung mit fachlichen Fragestellungen und Inhalten. Dabei erfordern die Breite der Astronomie, ihr Wissensstand und ihre Dynamik eine Reduktion auf wesentliche Fachinhalte und ein exemplarisches Vorgehen.

Die Basiskonzepte Materie, Wechselwirkung, System und Energie, die für das Fach Physik entwickelt worden sind, spielen auch bei der Kompetenzentwicklung im Astronomieunterricht eine wichtige Rolle.

Basiskonzepte sind grundlegende Leitideen, mit denen die Inhalte des Fachs strukturiert werden können. Sie ermöglichen den Schülerinnen und Schülern, neu erworbenes Wissen mit bekanntem Wissen zu verknüpfen und einzuordnen und unterstützen so die Systematisierung des eigenen Wissens. Dabei erheben die genannten Basiskonzepte nicht den Anspruch, das Fachwissen vollständig abzubilden. In der Abbildung sind wichtige Aspekte der vier Basiskonzepte aufgeführt.

Erkenntnisse gewinnen

Die Naturwissenschaften nutzen als grundlegende wissenschaftsmethodische Verfahren die Beobachtung, den Vergleich, das Experiment sowie die Modellbildung. Dabei weist die Astronomie die Besonderheit auf, dass nahezu sämtliche Informationen aus der elektro-magnetischen Strahlung erschlossen werden, die von astronomischen Objekten ausgeht. Die Schülerinnen und Schüler beobachten und beschreiben Phänomene, formulieren Fragestellungen und stellen Hypothesen auf. Sie planen ihr Vorgehen und erschließen sachgerechte Informationen mithilfe entsprechender Untersuchungs- sowie Recherchemethoden. Sie wenden dabei fachspezifische und allgemeine naturwissenschaftliche Arbeitstechniken an: Zurückführen auf und Einordnen in bereits Bekanntes, Systematisieren, Vergleichen, Aufstellen von Hypothesen, Experimentieren. Die Lernenden werten gewonnene Daten bzw. Ergebnisse aus, überprüfen Hypothesen und beantworten die Fragestellungen.

Modelle und Modellbildung kommen im naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess besonders dann zur Anwendung, wenn komplexe Phänomene bearbeitet oder veranschaulicht werden müssen. Die Lernenden verwenden ein Modell als eine idealisierte oder generalisierte Darstellung eines existierenden oder gedachten Objekts, Systems oder Prozesses. Die Auswahl eines geeigneten Modells unter Beachtung der Fragestellung und das kritische Reflektieren des Modells sind bedeutsamer Teil der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung.

Kommunizieren

Die Fähigkeit zu adressatengerechter und sachbezogener Kommunikation unter Einbeziehung geeigneter Medien ist ein wesentlicher Bestandteil naturwissenschaftlicher Grundbildung.

Dazu ist eine sachgemäße Verknüpfung von Alltags- und Fachsprache erforderlich.

In ihrer Lebenswelt begegnen den Schülerinnen und Schülern Phänomene, die sie sich und anderen aufgrund ihrer Kenntnisse unter Nutzung der Fachsprache erklären können. In der anzustrebenden Auseinandersetzung erkennen sie die Zusammenhänge, suchen Informationen und werten diese aus. Dazu ist es notwendig, dass sie die entsprechende Fachsprache verstehen, korrekt anwenden und gegebenenfalls in die Alltagssprache umsetzen.

Die Schülerinnen und Schüler stellen ihre Position fachbezogen dar, durchdenken sie, finden Argumente oder revidieren gegebenenfalls ihre Auffassung aufgrund der vorgetragenen Einwände.

Bewerten

Naturwissenschaftliches Denken und Arbeiten tragen wesentlich zum Verständnis und zur Bewertung naturwissenschaftlicher, technischer und gesellschaftlicher Entscheidungen bei. Sie sind Teil einer zukunftsorientierten Allgemeinbildung.

Die gezielte Auswahl von Kontexten ermöglicht es den Lernenden, naturwissenschaftliche Kenntnisse auf neue Fragestellungen zu übertragen, Probleme in realen Situationen zu erfassen, Interessen-konflikte auszumachen, mögliche Lösungen zu erwägen und deren Konsequenzen zu diskutieren. Bei der Betrachtung gesellschaftsrelevanter Themen aus unterschiedlichen Perspektiven erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass Problem-lösungen von Wertentscheidungen abhängig sind. Sie prüfen Argumente auf ihren sachlichen und ideologischen Anteil und treffen Entscheidungen sachgerecht, selbstbestimmt und verantwortungsbewusst.

Sie differenzieren nach belegten, hypothetischen oder nicht naturwissenschaftlichen Aussagen in Texten und Darstellungen und kennen die Grenzen der naturwissenschaftlichen Sichtweise.

Die Astronomie liefert somit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Entwicklung der Weltbilder.

Zudem ermöglicht die Astronomie eine ganzheitliche Sicht des Systems Erde und verdeutlicht damit die besondere Verantwortung für unseren einzigartigen Planeten.

Weitere Hinweise zu den Kompetenzbereichen

Für den Kompetenzbereich „Mit Fachwissen umgehen“ sind im Kapitel 2.1 für die jeweiligen naturwissenschaftlichen Fächer fachspezifische Standards formuliert. Die Standards orientieren sich an den Basiskonzepten des jeweiligen Fachs, ohne diese jedoch vollständig abzubilden.

Für die Kompetenzbereiche „Erkenntnisse gewinnen“(Kapitel 2.2), „Kommunizieren“ (Kapitel 2.3) und „Bewerten“ (Kapitel 2.4) sind gemeinsame Standards für die Fächer Naturwissenschaften 7 – 10 und Biologie, Chemie, Physik in ihrer Progression angegeben.

Die Standards des Kompetenzbereiches „Erkenntnisse gewinnen“ beschreiben die Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler, aus Beobachtungen oder Modellen Daten zu gewinnen, daraus Schlussfolgerungen zu ziehen und dabei auch die Grenzen der Aussagefähigkeit zu erfassen. Die Kompetenzentwicklung zeigt sich im Grad der Selbstständigkeit bei der Aneignung naturwissenschaftlicher Erkenntnismethoden.

Bei den Standards des Kompetenzbereiches „Kommunizieren“ wurden neben den KMK-Standards für den Mittleren Schulabschluss der Fächer Biologie, Chemie und Physik auch die Standards des Basiscurriculums Sprachbildung berücksichtigt.

Die drei Teilbereiche des Kompetenzbereichs „Bewerten“ werden auf der Grundlage der KMK-Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss und unter Berücksichtigung des Basiscurriculums Medienbildung fachübergreifend dargestellt. Das Wissen über nachhaltige Entwicklung bildet das Fundament für den Erwerb der Kompetenzen der drei Teilbereiche beim Bewertungsprozess.