In diesem einführenden Themenfeld werden naturwissenschaftliche Arbeitsweisen und Methoden erarbeitet, um die Grundlagen für das Verständnis naturwissenschaftlicher Zusammenhänge zu schaffen. Die Schülerinnen und Schüler lernen, richtig zu beobachten, zu messen und zu ordnen. Sie werden zur Planung, Durchführung und Dokumentation von Experimenten befähigt und lernen, Modelle zur Erklärung naturwissenschaftlicher Sachverhalte zu nutzen. Dabei steht das handlungsorientierte Arbeiten der Schülerinnen und Schüler im Vordergrund.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Stoffe im Alltag
Stoffeigenschaften mit Sinnesorganen unterscheiden; Bestimmung wichtiger Eigenschaften von Stoffen (Masse, Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Löslichkeit); Experimente zur Unterscheidung verschiedener Stoffe; experimentelle Methode;

Lebensraum Wald
Exkursion planen; Beobachten von Lebewesen; Bestimmungsübungen zu Lebewesen; Erstellen von Nahrungsbeziehungen im Ökosystem; Erstellen von Steckbriefen; Sammeln und Auswerten von Daten; Dokumentieren der Artenvielfalt im Lebensraum; Lebewesen sind angepasst; Experimente zu abiotischen Faktoren im Ökosystem Wald; Exkursion z. B mit einem Förster; geschützte Tiere im Wald; regionale Schutzprojekte; Darstellung der Ergebnisse in geeigneter Form (Plakate, Ordner, Herbarium, Portfolio…)

Weitere Kontexte

• Wie Tiere und Menschen bauen und wohnen (Bionik)
• Mit allen Sinnen empfangen
• Wahrnehmen und Messen
• Pflanzen – Keimung und Wachstum
• Auf Humboldts Spuren
• Von der Glühlampe zur LED
• Verbrennungsvorgänge – Kerze, Streichholz, Wunderkerze

In vielfältiger Weise erkunden die Schülerinnen und Schüler ihre Umwelt und nutzen ihre Sinne zur Orientierung. Sie gewinnen einen ersten Einblick in den Bereich der Optik, werden mit einfachen optischen Erscheinungen vertraut gemacht und können ihre Erfahrungen und Beobachtungen zuordnen. Grundlegende Begriffe und Gesetze der Strahlenoptik und Kenntnisse über das Auge, das Sehen und einfache optische Geräte werden vermittelt. Die Schülerinnen und Schüler erlangen erste Fähigkeiten im Experimentieren mit optischen Bauteilen. Dabei werden genaues Arbeiten und sorgfältiger Umgang mit optischen Geräten geübt. Die Effekte sollen zur selbstständigen Beschäftigung mit physikalischen Erscheinungen anregen.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Sehen und gesehen werden
Bau und Funktion des Auges; Bau der Netzhaut; Bildentstehung im Auge; Eigenschaften des Lichts; Lichtabsorption und -reflexion; Anpassungen des Auges an Lichtverhältnisse und Entfernung; optische Täuschungen; Sehen im Tierreich; Erkrankungen des Auges; Sehhilfen – gestern und heute; Warnen und Tarnen; die Gefahr im Dunkeln; Reflektoren

Lichtbrechung
Zusammensetzung des sichtbaren Lichts; elektromagnetische Spektren; Absorption und Reflexion; Funktionsweise eines Prismas; Sehen unter Wasser; Bau des Linsenauges; Fata Morgana und Regenbogen; Diamant - der letzte Schliff; Lichtbrechung im Mikroskop; Grenzen der Mikroskopie; Leben im Wassertropfen

Weitere Kontexte

• Camera obscura
• Sonnenkollektoren
• Nachts sind alle Katzen grau- ein Sprichwort mit biologischem Hintergrund

In diesem Themenfeld werden Lebewesen und die nicht lebende Natur in ihren systematischen Verknüpfungen von klein bis groß miteinander in Beziehung gebracht, um weltliche und auch kosmische Zusammenhänge in Raum und Zeit strukturiert zu verdeutlichen. Die Schülerinnen und Schülern lernen, sich selbst und die unmittelbare Umwelt als Teil eines zusammenhängenden Gesamtsystems in übergeordneten Systemen zu begreifen. Durch die Kenntnis von strukturellen Abhängigkeiten sollen umweltbewusstes und nachhaltiges Handeln gefördert werden.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Verschmutzung der Atmosphäre, Ursachen, Folgen und Auswege
Aufbau der Atmosphäre; Aufbau und Funktion der Ozonschicht; kleine Moleküle (FCKW) und die Zerstörung der Ozonschicht; Zusammensetzung der Luft aus kleinen Gasteilchen; der Treibhauseffekt: CO2, Methan und andere Treibhausgase; Giftstoffe (Schwermetalle, Pestizide, Schwefeldioxid, Stickoxide) in der Luft und wie diese auf die belebte (z. B. Kressesamen) und die unbelebte Natur (z. B. Kalksteine) wirken; Einblick in die Vergangenheit – was kleine Gasblasen und Staubpartikel in Eisbohrkernen über die frühere Atmosphäre verraten; kleine Änderung des ozeanischen pH-Wertes – Auswirkungen auf das Wachstum von Kieselalgen und weitere Folgen; ABCs (athmospheric brown clouds) – Ursachen, Folgen für das Himalaya Gebirge und seine Bewohner, Auswirkungen auf das globale Klima

Entstehung des Lebens und Entwicklung riesiger Lebewesen
Was sind Atome?; chemische Evolution – wie sich unter Einfluss passender Reaktionsbedingungen organische Moleküle bilden können; Aufbau und Extraktion von Makromolekülen (z. B. DNA); Bau von selbst gefärbten Tier- und Pflanzenzellen mit dem Mikroskop untersuchen; Entwicklung mehrzelliger Lebensformen; Untersuchen von ein- und mehrzelligen Lebewesen heute; Voraussetzungen für das Wachstum von Organismen im Wasser, an Land und in der Luft; die größten Tiere im Wasser, an Land und in der Luft in der Erdgeschichte

Weitere Kontexte

• Ordnen, Klassifizieren und Systematisieren in naturwissenschaftlichen Sammlungen
• Alexander von Humboldt – Leben und Werk
• Charles Darwin und Alfred Russel Wallace – zwei Wege zur Evolutionstheorie
• Astronomie damals und heute
• Wie real ist Science-Fiction?
• Auf der Suche nach einer zweiten Erde
• Marsbesiedelung und künstliche Biosphären
• Kann der Mensch die Atmosphäre verändern?

Ohne Wasser wäre ein Leben auf der Erde unvorstellbar. Wasser begegnet den Schülerinnen und Schülern in ihrem Alltagsleben in vielen Zusammenhängen und es wird zunehmend notwendiger, auf die Reinhaltung des Wassers zu achten. Weltweit zählt die Sicherung der Versorgung von Mensch und Tier mit sauberem Wasser zu einem der großen Probleme unserer Zeit.

In diesem Themenfeld sollen die Kenntnisse der Schülerinnen und Schüler über das Thema Wasser vertieft und erweitert werden. Die Auseinandersetzung mit diesem Thema soll sie außerdem für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser sensibilisieren.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Wasser bewegt uns
Energie aus Wasser; Wasserkraftwerke; Speicherkraftwerke; Energiegewinnung und Umweltschutz; Wasserversorgung an unserem Ort; Exkursion Wasserwerke; Renaturierung; Wasser- und Landschaftsschutz; Hochwasserschutz vor Ort; Biotop oder Freizeitgewässer; gefährdete Arten; globale Aspekte (Kampf um das Wasser)

Der Teich – ein naturnaher Lebensraum
Zonierung; Pflanzen am und im Teich; Anpassungen im Bau der Pflanzen; Tiere am und im Teich; Warum geht der Wasserläufer nicht unter? Wirkung abiotischer Faktoren im Teich; der Teich im Jahresverlauf; Gewässerschutz; Planung eines Teiches auf dem Schulgelände und Umsetzung des Projekts; Pflege und Wartung

Experimente mit Wasser
Untersuchung der Dichte von Wasser bei unterschiedlichen Temperaturen; Bestimmung der Luftfeuchtigkeit; Wasser braucht zum Verdampfen Wärme; Verdunstungskälte; Wasser als Lösungsmittel; Reinigung von Schmutzwasser; Wasser als Reaktionspartner (Redoxreaktionen); Wasser als Wasserstofflieferant (Brennstoffzelle); Wasseranalyse eines Gewässers

Weitere Kontexte

• Zu Besuch bei Frosch & Co
• Tiere am und im Wasser
• Lebensmittel Wasser
• Wasser im 21. Jahrhundert
• Lösungsmittel Wasser
• Wasser – Wasserstofflieferant für Brennstoffzellen
• Wie wird aus Wasser Glucose?
• Der Wasserfußabdruck

Dieses Themenfeld bietet die Möglichkeit, das Grundverständnis von Systemen und Energie zu vertiefen. Ziel ist es zudem, dass Schülerinnen und Schüler ein Verständnis für die Bedeutung des Klimas im Zusammenhang mit dem Energiebedarf der Menschheit erwerben. Schülerinnen und Schüler lernen mit zukunftsweisenden, energietechnischen Systemen verantwortungsvoll und reflektierend umzugehen. Dazu gehören insbesondere der nachhaltige Umgang mit Energie und die Auseinandersetzung mit neusten technischen Entwicklungen.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Neue Wege in der Energieversorgung: Brennstoffzellen
Perpetuum mobile; Geschichte der Brennstoffzelle; Klimaschutz und Wassertechnologie; Funktionsprinzip der Brennstoffzelle; Wirkungsgrad und Leistung; Elektrolyse von Wasser; Wasserstoff durch Solarenergie; Brennstoffzellen als alternative Energiequellen für Fahrzeuge oder Mobilfunkgeräte – die Brennstoffzelle vom Band; Probleme auf dem Weg zum serienreifen Produkt

Die Nutzung von Pflanzen als Energielieferanten
Die Sonne als natürliche Energiequelle; Fotosynthese – Grundlage des Lebens; Stoffspeicherung in Pflanzen; Stoffkreisläufe in Ökosystemen; Beeinflussung von Stoffkreisläufen; Klimawandel; Energie aus nachwachsenden Rohstoffen; Biomasse und Nachhaltigkeit; Biokraftstoffe; Wärme aus Holz

Strom von der Sonne – sauber und umsonst?
Elektrische Energie und Leistung; Solarzelle als Energiewandler; Zusammenhang zwischen Beleuchtungsstärke, Spannung und Stromstärke; Planung einer Schaltung von Solarzellen für einen Verbraucher; Bau einer Solarzelle

Weitere Kontexte

• Blitz und Donner
• Wärmeströmung in der Natur
• Treibstoffe der Zukunft
• Auf dem Weg zum Null-Energie-Haus
• Wärmepumpe – ein umgekehrt arbeitender Kühlschrank
• Exotherme und endotherme chemische Reaktionen im Alltag

Der Unterricht zu diesem Themenfeld soll zu einer zeitgemäßen Gesundheitserziehung beitragen. Ziel ist es, eine gesundheitsfördernde Einstellung der Schülerinnen und Schüler zu erreichen. Positive und negative Perspektiven werden aufgezeigt und grundlegende Kenntnisse zur Funktion des Menschen und seiner Ernährung vermittelt. Dazu gehört auch die kritische Auseinandersetzung mit den eigenen Ernährungs- und Bewegungsgewohnheiten.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Olympische Spiele – eine Sportwelt zum Frühstück
Ländergruppen; klimatische Bedingungen und landesspezifische Einflüsse; Grundnahrungs-mittel des Landes; Inhaltsstoffe; Nährstoffnachweise; Ursachen und Folgen für einseitige Ernährung/Fehlernährung; biologische Bedeutung der Nahrungsaufnahme; Stoffwechselprozesse im menschlichen Körper; Aktivität und entsprechende Ernährungspläne für Sportler; Sportgetränke; Zubereitung eines Welt-Frühstücks

Sport und Bewegung: Geschwindigkeit, Ergometrie, Bewegungssystem des Menschen; der richtige Schuh; Vergleich/Rechnung: Energiebedarf für die Aktivität; Energieversorgung durch Nährstoffe (Traubenzuckerwürfel); Versuche zum Grundumsatz: Atemvolumen;
Verbrennung von Zucker; CO2-Nachweis; Energieinhalte von Lebensmitteln: Fette, Kohlenhydrate, Eiweiß, Tages-Energie-Bilanz aufstellen; Mahlzeit eines Marathonläufers und eines 100-m-Läufers im Vergleich; Schweiß und Getränke; Energiefluss einer Muskelzelle, Muskelaufbau; Steigerung der Zellatmung und Leistungssteigerung durch Training

Weitere Kontexte

• Fit um jeden Preis
• Fit for food: Der Mensch ist, was er isst
• Energy-Food
• Wir eröffnen eine Verbraucherzentrale
• Was leistet unser Körper?
• Genügt der Energiegehalt eines Apfels für eine Bergtour?

Der Mensch beeinflusst durch sein Handeln das Klima der Erde. Die lokalen Erscheinungen des Klimas sind durch das Wetter wahrnehmbar. In der Alltagssprache wird oft kein scharfer Unterschied zwischen „Klima" und „Wetter" gemacht. Das Wetter hat wie kaum etwas anderes direkten Einfluss auf die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Ausgehend von der alltäglichen Präsenz des Themas bietet das Themenfeld die Möglichkeit, die Schülerinnen und Schüler für Umweltsituationen zu sensibilisieren, eine nachhaltige Einstellung zu fördern, Wahl- und Handlungsmöglichkeiten zu erörtern und Handlungsoptionen aufzuzeigen.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
In der Wetterküche der Erde - von lokal bis global
Bau einer Wetterstation mit Low-Cost; Messung von Wetterfaktoren: Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Regenmenge, Temperatur, Niederschläge; Bau und Nutzung von Messgeräten (Barometer, Hygrometer); Wettervorhersage: Arbeit des Wetterdienstes, Wetterkarten und Symbole; Erstellung eines Wetterberichts

Weltklima in Gefahr?
Aufbau der Atmosphäre; Treibhauseffekt; Veränderungen des Klimas (Geschichte und Gegenwart, natürlich und anthropogen); Umweltberichte; Folgen und Gefährdungen für Natur und Mensch (lokal, regional, global); Ursachen und Folgen von Wirbelstürmen und Überschwemmungen; Veränderung der Vegetation (Waldsterben, Wüstenausbreitung); Ozonloch und Ozonalarm; Staub, Smog und saurer Regen; Entwerfen von Zukunftsszenarien;
Abschluss: Klimawandel entgegenwirken (lokal, regional, global)

Weitere Kontexte

• Meine Ernährung und das Klima
• Global denken – lokal speisen
• Jedem Menschen seine Atemmaske?
• Der Klimawandel vor Gericht

Bei Gegenständen aus der direkten häuslichen Umgebung denken wir meist an technische Geräte. Die vielen anderen Dinge um uns herum nutzen wir dagegen so selbstverständlich, dass sie uns gar nicht mehr auffallen: Nahrung, Kleidung, Kosmetik, Verpackungen.

Das Themenfeld bietet die Möglichkeit, solche alltäglichen Dinge stärker ins Bewusstsein zu rücken: Woher kommen sie? Woraus bestehen sie? Wie funktionieren sie? Wo bleiben sie?

Die Themenbeispiele zur Bearbeitung mit naturwissenschaftlichen Arbeitsweisen geben Antworten und führen zu einem vertieften Verständnis der (Um-)Welt. Dabei hat der verantwortungsbewusste und nachhaltige Umgang mit den Stoffen eine zentrale Bedeutung.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Getränke & Co
Cola: Zusammensetzung, Zuckergehalt, Löslichkeit, Kohlensäure; Mineralwasser: Ionennachweise, mit/ohne Kohlensäure; Säfte: Herstellung, trüb/klar, natürlich/künstlich; Milch und Milchprodukte; heiße Getränke: Kaffee, Tee, Schokolade – Extrahieren und Filtrieren; alkoholische Getränke: Wein – Branntwein/Destillieren, Alkoholgehalt; Verpackung: Glas, PET, Karton, Dose (Alu, Weißblech), Recycling-Verfahren; Werbung: Collage; Mix-Getränke aus eigener Produktion in umweltschonenden Verpackungen

Zahnpflege – damit das Lachen nicht vergeht
Geschichte der Zahnpflege; Funktion und Analyse ausgewählter Inhaltsstoffe von Zahnpasta (Ionennachweise, Wirkungsweise von Fluorid, Schleifpartikel, Zuckerersatzstoffe, Bleichmittel, Feuchthaltemittel, Titandioxid, Kräuter); Zahnaufbau; Zähne und Ernährungsweisen; Mundflora; Karies und Ursachen; Abschluss: Werbung für selbsthergestellte Zahnpasta

Vom Erdöl zur PET-Flasche und zur Kleidung
Kunststoffsorten; Kunststoffprodukte (Supermarkt, Hausmüll); Identifizierung von Kunststoffen; Erdölentstehung, -gewinnung und -transport; Erdölaufbereitung, Cracken; Alkane – qualitative Analyse; Bindungsverhältnisse; Strukturen; Polymersynthese (Modelle, Nylonseiltrickversuch); Entsorgung; Biokunststoffe; Weichmacher

Weitere Kontexte

• Energiebilanzen im Haushalt
• Fleck ist nicht gleich Fleck - Fleckentfernung
• Haarige Angelegenheiten – Naturkosmetik
• Verpackungen – nicht nur Papier
• Salze – nicht nur zum Kochen
• Der beste Abfall ist kein Abfall
• Arzneimittel – von Pille bis Placebo
• Ätherische Öle – mehr als nur Duftstoffe
• Wer schön sein will, muss wissen
• Alles Müll oder was?
• Der Getränkecheck

Wohnen ist ein menschliches Grundbedürfnis. Die meisten Menschen wünschen sich einen Ort, der ihnen Schutz vor Umwelteinflüssen, Ruhe und Sicherheit bietet.

Die Art der Verwendung von Baustoffen und die Technik bestimmen den Wohnkomfort und auch die Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit der Wohnung. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler für den gesundheitlichen und nachhaltigen Aspekt dieses Themenfeldes zu sensibilisieren.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Wir renovieren unseren Klassenraum
Reparaturen durchführen und den naturwissenschaftlichen Hintergrund erschließen: Eigenschaften verschiedener Farben und Lacke; Lösen und Anbringen von Tapeten; anorganische Kleber (Mörtel, Gips, Zement); Eigenschaftsuntersuchungen von Gips, Mörtel, Zement; Aushärtungsversuche; Experimente zum Kalkkreislauf; Metallrohre löten

Rund ums Holz
Welche Holzsorten gibt es? Holz als nachwachsender Rohstoff; Eigenschaften von Hölzern im Vergleich (Dichte, Härte, Biegefestigkeit, Witterungseigenschaften und Gewicht); Härtetest für Parkettfußböden (z. B. Brinellhärte, Eindringtiefe von Metallstiften); Biegebelastung und Faserrichtung von Hölzern; Holzwerkstoffe für Möbel und Innenausbau (Span-, OSB-, Faserplatten, Holz-Polymere); Holzfäule, Varianten des Holzschutzes (Beständigkeitsprüfung); Abschluss: Herstellung/Restaurierung eines Möbelstücks

Wärme bei uns zu Hause
Temperatur und Thermometer; Temperaturverteilung im Raum; Wärmetransport: Wärmeströmung (Warmwasserheizung); Wärmeleitung von Stoffen; Wärmestrahlung (Sonnen¬kollektoren); Bau eines Modellhauses zur Wärmedämmung; Wärmespeicherung und Kühlung im Haus; Wärmespeicherkapazitäten verschiedener Baustoffe; Latentwärmespeicher (warm im Winter, kalt im Sommer); Einfach-, Doppel-, Dreifachverglasung; Wärmebilder; Exkurs: Lebewesen als Wärmespeichersysteme; Abschluss: Haus der Zukunft gestalten

Weitere Kontexte

• Bionik – Natur als Vorbild des Bauens
• Baustoff der Zukunft – Holz oder Beton
• Wie kann man eine energieeffiziente Heizungsanlage bauen?
• Wenn aus Schall Lärm wird

Informationsaufnahme, -weiterleitung, -verarbeitung und -speicherung sind charakteristische Eigenschaften lebender Systeme. Diese Aufgaben werden bei höheren Organismen von komplexen Systemen übernommen. Kommunikation stellt hierbei die wechselseitige Informationsübertragung dar, die auf allen Systemebenen lebender Organismen stattfindet. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit der Verschlüsselung der Erbinformation, der neuronalen und hormonellen Vorgänge im Körper und der Speicherung von Informationen in verschiedenen Systemen auseinander.

Das Informationszeitalter verspricht völlig neue Möglichkeiten für das Leben und Wirtschaften der Menschen. Aber wie nutzt man moderne Informations- und Kommunikationsmittel, um deren Missbrauch vorzubeugen und gesundheitliche Probleme zu vermeiden?

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Ich sehe was, was du nicht siehst
Bau des Auges; Leistungen und Grenzen des Auges; Lupe und Mikroskop als technische Hilfsmittel; aus der Geschichte des Mikroskops; pflanzliche und tierische Zellen; Zelle-Gewebe-Organ; Was schwimmt denn da? – tierische Einzeller; Experimente zur Reizbarkeit mit Pantoffeltierchen- und Augentierchen; vom Einzeller zum Vielzeller; Reizbarkeit bei Pflanzen

Autogenes Training
Bau des Nervensystems; vom Reiz zur Reaktion; Reizarten; das vegetative Nervensystem; Sympathikus – fight and flight; Parasympathikus – feed and breed; Stress; Burnout – wenn nichts mehr geht; gesunde Lebensweise

Handyclip
Filmtheorie und Medienrechte (Kameraeinstellungen, Kameraperspektiven, Filmen mit Handy, Musik/Soundtrack); Filmdreh; Filmschnitt; Präsentation und Reflexion

Weitere Kontexte

• Informationen drucken, faxen oder per E-Mail senden
• Nachrichtenaustausch – Skype, SMS, MMS, WhatsApp
• Wie funktioniert ein Smartphone?
• Die Kamera – ein technisches Auge
• Wie werden wir in der Zukunft kommunizieren?
• Von Bits und Bytes – Umgang mit Datenmengen
• Wie funken Synapsen?
• Der gläserne Mensch – Datenschutz und Sicherheit

In diesem Themenfeld werden Schülerinnen und Schüler für das Thema Sucht vertiefend sensibilisiert. Zur Erweiterung des Basiswissens aus der Biologie und der Chemie werden die substanzgebundenen und substanzungebundenen Süchte interdisziplinär thematisiert. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass die Grenze zwischen Genuss und Sucht fließend ist und jeder Genuss auch zur Sucht werden kann. Dadurch sollen sie befähigt werden, Süchte frühzeitig zu erkennen, Gefahren zu beurteilen und präventiv zu handeln.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Alkohol in aller Munde
Geschichte des Alkohols und seiner Herstellung; Einstiegsdroge Alkohol; Wirkung von Ethanol auf den Organismus; Alkoholkonsum und Alkoholsucht weltweit; Suchtentstehung; Folgen der Alkoholsucht: psychologisch, physiologisch und sozial; Suchttherapie

Doping im Sport
physiologische und motorische Grenzen der menschlichen Leistungsfähigkeit; zwischen Schönheitsidealen und Leistungsoptimierung; Sportsucht; Energiebereitstellung durch Dopingmittel; leistungsbeeinflussende Mittel und Methoden; Was ist Doping?; Wirkung ausgewählter Substanzen auf den menschlichen Körper; Rekorde durch Doping; bekannte Dopingopfer der Geschichte; Auswege aus der Dopingfalle

Weitere Kontexte

• Die gedopte Gesellschaft
• Suchtfalle Handy und Internet – wie uns Flatrates, kostenlose Spiele und soziale Netzwerke beeinflussen
• Ist eine Legalisierung von Cannabis vertretbar?
• Partydrogen – kleine bunte Pillen mit verheerender Wirkung
• Vom Doping beim Pferdesport zum Doping beim Menschen
• Doping und Radsport
• Supermarathonlauf und Ultratriathlon – übermenschlich oder Überdosis?
• Pilze finden und Gefahren erkennen – Unterschied zwischen halluzinogen und giftig

Unter Natur wird im Allgemeinen das verstanden, was nicht vom Menschen geschaffen wurde. Was natürlich und unnatürlich ist, wird vom Verhältnis der Menschen zu ihrer Umwelt geprägt. Lebewesen sind in ihren Lebensräumen abiotischen und biotischen Umweltfaktoren ausgesetzt.

Vielfältige Naturbegegnungen sollen nicht nur dazu führen, die Sinneswahrnehmungen zu schärfen und das Interesse an der Natur zu vertiefen, sondern auch systematische und interdisziplinäre Zusammenhänge zu erkennen. Dabei steht die kritische Reflektion der menschlichen Eingriffe in die Natur im besonderen Fokus der Betrachtungen. Dies soll zum aktiven Umweltschutz motivieren sowie persönliches Verantwortungsbewusstsein für den Erhalt der Natur fördern.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Anthropogene Nutzung der Natur und deren FolgenWasser und Wind – physikalische Größen; Ebbe und Flut; Wie entsteht Wind?; geografische Voraussetzungen zum Bau von Wasser- und Windkraftwerken; Gezeitenkraftwerke, Staudämme, Pump-Speicher-Kraftwerke, Wasserräder zum Antrieb von Mühlen und Hammerschmieden; Windräder damals, Windräder heute – an Land und auf dem Wasser; Stromleitung über große Entfernungen; Auswirkung von Kraftwerken auf Pflanzen, Tiere und Menschen

Alexander von Humboldt – Leben und Werk
Leben und Zeit, in der er lebte; Faktenwissen gegenüber einer philosophischen Denkweise; Feldstudien vorbereiten und durchführen (Bereiche: Physik, Chemie, Geologie, Mineralogie, Vulkanologie, Botanik, Vegetationsgeografie, Zoologie, Klimatologie und Astronomie); auf Forschungsreise um die Welt; Messdaten erfassen, darstellen und auswerten; wissenschaftliches Zeichnen von Zellen, Tieren, Pflanzen, Landschaften, etc.

Weitere Kontexte

• Schulgärten gestalten und nutzen
• Heimische Lebensräume (Park, Friedhof, Wald, See, etc.)
• Abnehmender Boden und zunehmender Hunger
• Umweltkatastrophen (Dürren, Fluten, Erdbeben ...), deren Ursachen und Auswirkungen
• Der Wald als Lebensraum
• Kontinentaldrift durch Fossilien und heutige Fauna und Flora belegen
• Berg und Tagebau, Regenwaldabholzungen, die spanischen Tomatentreibhäuser und die Megacities verändern das Gesicht unseres Planeten
• Künstliche Biosphären – ist Leben auf dem Mars möglich?
• Leonardo da Vinci und seine Wasserkraftmaschinen

Farben begegnen uns überall. Wir Menschen nutzen Farben ganz gezielt, beispielsweise bei unserer Kleidung. Doch wie hängen Licht und Farben zusammen? Und was sind Farbstoffe? Wie werden Farben hergestellt und verändert? Was passiert, wenn weißes Licht auf einen Stoff trifft, der für uns farbig aussieht? Um das zu verstehen, wird in diesem Themenfeld von der Wechselwirkung zwischen Licht und Farbigkeit ausgegangen. Grundlagen des Sehvorgangs als Voraussetzung für eine Farbwahrnehmung werden zum einen am menschlichen Auge, aber auch an Augen von Tieren erarbeitet. Es werden historische und aktuelle Aspekte der Fotografie, der Farben im Zusammenhang mit der Malerei, Farbherstellung und Verarbeitung betrachtet.

Beispiele für Unterrichtseinheiten
Tattoos – Farben die unter die Haut gehen
Tattoos und deren Bedeutungen – Naturvölker und Tattoos und Tattoos in unserer Gesellschaft; Vorbild Natur – die Bedeutung von bunter Haut und bunten Federn bei Tieren; Aufbau der menschlichen Haut; Henna-Tattoos oder bleibendes Tattoo – Bedingungen für die Haltbarkeit von Tattoos; Farbstoffe für Tattoos – Unterschiede, Herstellung und Verarbeitung; Permanentmakeup; Entstehen des Farbeindrucks beim Betrachten von farbigen Tattoos; Risiko Tattoo – Infektionskrankheiten, Giftstoffe und Hautkrebs; Tattoos entfernen durch Lasertechnik

Malerei und Farben in der Geschichte
Höhlenmalerei – Farbe, Malerei und die ersten Zeichen von Kultur; Ikonenmalerei – die Sonne mit Gold sichtbar machen; Purpur – ein Zeichen adliger Abstammung; bunte Fresken – Himmel und Erde in Bildern festhalten; Renaissance – perspektivische Darstellung durch Fluchtpunkte und mit Farbe; Romantik – Landschaft und Natur mit Ölfarben so real wie möglich einfangen; Impressionismus – die Kunst der ungenauen Formen und leuchtenden Farben; Expressionismus – Form und Farbe im Zentrum der Kunst; Farben und deren Bedeutung in anderen Kulturen
Herstellung und Verarbeitung von Farbstoffen (z. B. Pigmentfarbstoffe und Farbstoffe aus Pflanzensäften) nach historischem Vorbild; Färben von Stoffen (z. B. mit Indigo) Durch Farbstoffisolation und Farbstoffsynthese zu künstlichen Farbstoffen

Weitere Kontexte

• Farben als Ausdruck von Macht
• Farbcodes in der Natur
• Farbsymboliken in der Vergangenheit und heute
• Was Spektralanalysen über das Universum verraten
• Farben und perspektivische Darstellungen
• Bluejeans – Indigofärberei
• Färben von Naturfasern mit Farbstoffen aus der Natur
• Von der Kerze zur LED – wie unterscheiden sich Lichtquellen in der Farbe?
• Runge und seine Kleckse – Komplexsalze und Chromatografie

Schülerinnen und Schülern wissen häufig nicht, woher unsere Nahrungsmittel stammen, da ihnen unmittelbare Erfahrungen fehlen. Der Mensch nutzt wissenschaftliche Erkenntnisse und naturwissenschaftliche Verfahren, um Nahrungsmittel herzustellen.

Das Themenfeld bietet die Möglichkeit, den Weg der Nahrungsmittelproduktion nachzuvollziehen und die Auswirkungen des eigenen Konsumverhaltens auf Mensch, Tier und Umwelt zu reflektieren.