Kompetenzerwartungen am Ende der Schuleingangsphase

Die Schülerinnen und Schüler:

• untersuchen in Versuchen chemische und physikalische Eigenschaften von Stoffen

Kompetenzerwartungen am Ende der Klasse 4

Die Schülerinnen und Schüler:

• erstellen einfache Stromkreise
• beurteilen Gefahrensituationen im Umgang mit elektrischer Energie und beachten Sicherheitsregeln

Kompetenzerwartungen am Ende der Schuleingangsphase

Die Schülerinnen und Schüler:

• benutzen gebräuchliche (auch digitale) Werkzeuge und Materialien sachund sicherheitsgemäß

Kompetenzerwartungen am Ende der Klasse 4

Die Schülerinnen und Schüler:

• untersuchen den Aufbau und die Funktion einfacher technischer Geräte aus ihrem Alltag und beschreiben ihre Wirkungsweise
• bewerten technische und digitale Entwicklungen im Hinblick auf die individuelle und die gesellschaftliche Bedeutung

Charakteristisch für (natur-)wissenschaftliches Vorgehen ist das Bemühen um eine möglichst große Objektivität (Unabhängigkeit vom Beobachter) und Sachbezogenheit. Es bildet die Voraussetzung, um evidenzbasierte Entscheidungen treffen bzw. entsprechende Urteile fällen zu können. Eine zentrale Rolle beim naturwissenschaftlichen Lernen spielt das Beantworten von Fragen an die Natur (Problemlösen), wobei zunehmend bewusst und intentional explizite Fragestellungen durch Anwendung naturwissenschaftlicher Methoden beantwortet und die gefundenen Ergebnisse im Hinblick auf die Problem- bzw. Fragestellung bewertet werden. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• erste Modellvorstellungen von Naturphänomenen aufbauen (z.B. Naturphänomene in einfachen Prinzipmodellen wiedererkennen) sowie den interpretativen Charakter von Wissen und Modellen (als keine 1:1 Abbilder der Realität)
• aus naturwissenschaftlichen Phänomenen sinnvolle Fragen ableiten

• einfache Versuche zur Überprüfung von Vermutungen bzw. zur Widerlegung von Vermutungen beraten, planen und durchfuhren
• Widersprüche und Unstimmigkeiten beim Untersuchen von Naturvorgängen erkennen, verständlich sprachlich darstellen und bei der Interpretation der Untersuchungsergebnisse berücksichtigen 

Grundlage des erkenntnisorientierten naturwissenschaftlichen Handelns sind naturwissenschaftliche Methoden. Diese sollen von den Schülerinnen und Schülern (als Lernhandlungen) angeeignet und zunehmend intentional und bewusst angewendet werden.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Untersuchungen sachorientiert (z.B. durch betrachten, beobachten, vergleichen, benennen, beschreiben...) durchführen
• Beobachtungen miteinander vergleichen und dabei zunehmend sachbezogene Merkmale (wie z.B. Körperbau, Verhaltens- bzw. Lebensweise bei Lebewesen; Gewicht, Volumen, Geschwindigkeit, Temperatur, Aggregatzustand) benutzen
• Materialien und Gegenstände nach ausgewählten Eigenschaften (z.B. Löslichkeit, Brennbarkeit, Gewicht, Volumen, Elastizität, elektrische Leitfähigkeit, Magnetismus) klassifizieren und ordnen

Bestandteil erfolgreichen (naturwissenschaftlichen) Lernens ist die zu erwerbende Fähigkeit, den eigenen Lernweg geeignet strukturieren, mit Blick auf das Erkenntnis- bzw. Lernziel bewerten sowie Erkenntnisse und Lernwege sprachlich klar darstellen und argumentieren zu können.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• geeignete Informationsquellen auswählen und sachgemäß nutzen, um Fragen zu klären (z.B. Bücher, Internet, andere Kinder, Lehrerinnen, andere Erwachsene, Ausdenken eines geeigneten Versuchs)
• Vorstellungen und Vermutungen entwickeln, sprachlich verständlich darstellen und miteinander vergleichen; dabei auswählen, begründen und argumentieren, was besonders überzeugt und warum
• anderen einen Sachverhalt unter Nutzung und Anwendung der gefundenen Lösungen und Erkenntnisse erklären und dabei sprachlich verständlich und angemessen argumentieren
• ihren Lernprozess in größeren Einheiten zusammenfassen und dabei strukturierende Hilfen (Lernmodelle - z.B. in Form das Lernhandeln geeignet orientierender Schrittfolgen wie etwa eines Algorithmus für das Experimentieren) nutzen 

Körper bzw. Stoffe weisen (physikalische und chemische) Eigenschaften auf, die im Alltag und der Arbeitswelt für menschliche Zwecke genutzt werden. Beispiele sind u.a. der Aggregatzustand, die Brennbarkeit oder die Lösbarkeit, z.B. in Ab- hängigkeit von der Temperatur oder dem Stoff. Physikalische Eigenschaften der Körper können mit entsprechenden (Zustands-)Größen gemessen und beschrieben werden. Beispiele dafür sind Gewicht, Volumen, Luftdruck, Weg, Zeit, Geschwindigkeit oder Energie. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur technischen sowie zur geographischen Perspektive gegeben.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• physikalische Eigenschaften von Körpern exemplarisch erfassen (messen) und beschreiben (z.B. Fähigkeit, Strom zu leiten, (Ferro-)Magnerismus, Geschwindigkeit, Gewicht, Kraft - Druck, Löslichkeit, Temperatur, Volumen, Weg, Zeit)
• die Bedeutung (Nutzen und Gefahren) der entsprechenden Eigenschaften für den Menschen erfassen und geeignet dokumentieren

Körper verändern sich in physikalischen Vorgängen/ Prozessen (der Stoff bleibt dabei erhalten). Diese weisen grundlegende Regelhaftigkeiten auf, zu deren Beschreibung wesentliche Konzepte genutzt werden (z.B. Konzept der Erhaltung von Energie, Konzept der Wechselwirkung und der Energie). In diesem Themen- bereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur technischen sowie zur geographischen Perspektive gegeben.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Veränderungen von Körpern in einfachen physikalischen Vorgängen (z.B. Veränderung des Aggregatzustands, Verdrängung, Schwimmen und Sinken, Kraftwirkungen, Magnetismus, Schall, Licht und Lichtausbreitung oder Wärmedämmung) untersuchen, beobachten und beschreiben
• Energiearten (z.B. Wärme-, Bewegungs- und elektrische Energie) unterscheiden
• an Beispielen aus dem Alltag Umwandlungsprozesse zwischen den Energiearten beschreiben (z.B. mechanische in elektrische Energie und umgekehrt - Dynamo / Generator, Motor)
• erste Modellvorstellungen über den Aufbau der Materie entwickeln und anwenden (z.B. das Lösen und Verdunsten von Stoffen, der Substanzcharakter von Luft und anderen Gasen, einfache Teilchenvorstellung) 

Das Konstruieren und Herstellen von technischen Objekten gehört zu den zentralen technischen Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen. Es umfasst das Verstehen einer Aufgabe oder eines Problems, das Entwerfen einer Lösung unter Berücksichtigung der gegebenen Rahmenbedingungen, das Planen des Fertigungsprozesses und die Fertigung sowie gegebenenfalls die Optimierung der Problemlösung. Kinder konstruieren bzw. fertigen auf verschiedenen Kompetenzniveaus: Zu unterscheiden sind einfache und komplexe Aufgabenstellungen, Fertigungsprozesse mit mehr oder weniger Hilfen sowie nachvollzogene und selbst entwickelte Lösungsentwürfe und technische Experimente. Über das eigene Konstruieren und Herstellen entwickeln Kinder Interesse für technische Funktionen und Zusammenhänge. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Fertigungsprozesse durchführen (z.B. Fahr- oder Spielzeuge herstellen), indem sie die dafür benötigten Mittel bereit stellen, Fertigungsschritte planen, ihren Arbeitsplatz einrichten, die Planung umsetzen und gegebenenfalls auf Schwierigkeiten reagieren 
• technische Lösungen erfinden bzw. nach-erfinden, d.h. einfache technische Problem- bzw. Aufgabenstellungen erfassen, entsprechende Ansätze für Lösungen entwerfen, realisieren und optimieren sowie dabei die zur Verfügung stehenden Mittel und Bedingungen berücksichtigen (z.B. ein Fahrzeug mit guten Rolleigenschaften konstruieren) 
• technische Experimente durchführen oder selbst entwickeln bzw. sich an der Entwicklung beteiligen sowie die Ergebnisse der Experimente auswerten (z.B. Tragfähigkeit einer Balkenbrücke mit unterschiedlich hohen Randprofilen überprüfen) 

Kinder nutzen Technik selbstverständlich in ihrem Alltag. Meist handelt es sich um die Bedienung komplexer technischer Geräte und Prozesse, die kaum einsichtig sind (z.B. Telefon, Computer, Fernsehen). In der Grundschule können sich Kinder im Umgang mit Materialien und Werkzeugen als technisch Wirkende erleben. Sie lernen, sich bei der Auseinandersetzung mit Technik sachgerecht und sicherheitsgemäß zu verhalten. Zudem soll die Wartung technischer Produkte als wichtige Kompetenz bewusst gemacht und auf Gefahren im Umgang mit technischen Geräten aufmerksam gemacht werden. Schließlich sollen Kinder erkennen, dass die sachgerechte Entsorgung von technischen Gegenständen wiederum technischen Aufwand erfordert. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Werkzeuge (z.B. Schere, Hammer, Säge, Feile, Raspel, Zange, Handbohrer, Laubsäge), Hilfsmittel (z.B. Schneidlade, Lineal, Geodreieck, Waage) und einfache technische Maschinen sowie Geräte (z.B. Handbohrmaschine, Dekupiersäge) sachgemäß und sicher benutzen sowie mit Materialien (z.B. Holz, Ton, Metall) sachgerecht umgehen 
• Gefahren bei der Nutzung technischer Geräte/ Maschinen einschätzen und sich entsprechend verhalten (z.B. beim Umgang mit Haushaltsgeräten und -maschinen oder bzgl. der Lautstärke bei MP3-Playern) 
• die Notwendigkeit füi eine sachgerechte Entsorgung technischer Erzeugnisse begründen und Möglichkeiten für eine solche Entsorgung nennen (z.B. Batterien, Computer)

Technisches Handeln verfolgt das Ziel, einen angestrebten Zweck zu erreichen. Technische Produkte und Problemlösungen sind deshalb im Hinblick auf den angestrebten Zweck zu beurteilen. Auch Qualität, Ökonomie, Machbarkeit und die Originalität der technischen Lösung sind wichtige Bewertungskriterien für technisches Handeln. Technische Produkte und Problemlösungen wirken zudem auf Mensch und Umwelt ein - durch Veränderung von Lebens- und Arbeitsweisen wie durch Umweltbelastungen. Insofern ist technisches Handeln immer auch vor dem Hintergrund unerwünschter Wirkungen zu bewerten. Kinder können an einfachen, ausgewählten Beispielen erste Kompetenzen im Bewerten des eigenen technischen Handelns wie auch im Bewerten technischer Entwicklungen erwerben. Hier sind im besonderen Maße Bezüge zur sozialwissenschaftlichen Perspektive gegeben. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• technische Problemlösungen im Hinblick auf den technischen Zweck, Materialökonomie und Originalität vergleichen und bewerten (z.B. selbst gebaute Papierflieger, Brücken, Fahrzeuge) 
• Veränderungen des Lebens durch veränderte Technik an einem ausgewählten Beispiel (z.B. beim Waschen, Kochen, Heizen, Drucken) beschreiben und Vor- und Nachteile der Veränderung analysieren 
• die Bedeutung technischer Entwicklungen und Erfindungen für den Menschen bewerten (z.B. Buchdruck, Brücken, Computer, Fahrzeuge und Flugzeuge, Nachrichtenübermittlung, Papierherstellung, Rad) und ihre - auch ambivalenten - Folgewirkungen für Mensch und Umwelt einschätzen (z.B. Arbeitserleichterung, Informationsweitergabe, Transporterleichterung, aber auch Umweltbelastung durch erhöhten Energiebedarf, Arbeitslosigkeit durch Wegfall von Berufen, wie z.B. beim Setzer) 

Die Kommunikation von Ideen zur Lösung technischer Aufgaben/ Probleme, das Lesen von Arbeitsanweisungen sowie die Dokumentation von Konstruktionsergebnissen, erschlossenen Funktionsweisen, Herstellungsprozessen und Arbeitsabläufen erfordern technikspezifische Kommunikations- und Verarbeitungsformen. Die sprachliche Darstellung allein reicht häufig nicht aus - Demonstrationen, technische Sachzeichnungen sowie deren Beschriftungen ergänzen bzw. ersetzen sie. Kinder lernen an einfachen Beispielen, ihre Ideen sprachlich und zeichnerisch verständlich darzustellen und zu diskutieren, Erfasstes zu beschreiben sowie Ergebnisse zu dokumentieren. Die (noch nicht notwendigerweise technisch genormte) Zeichnung als Mittel der Darstellung wird sowohl in der Phase der Problemlösung als auch bei der Präsentation von Ergebnissen genutzt. Die Entwicklung der Kommunikationsfähigkeit wird gefördert, da sich das Dargestellte auf Handlungen, Erfahrungen und Gegenstände stützen kann.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Ideen für technische Lösungen, Konstruktionsergebnisse, Funktionszusammenhänge, Herstellungsprozesse sowie Arbeitsabläufe unter Nutzung von Sprache, Zeichnungen oder Demonstrationen verständlich vermitteln, diskutieren und dokumentieren (z.B. durch Skizzen, Sachzeichnungen, Beschreibungen, Abbildungen, Fotos) 
• Anleitungen lesen, verstehen und umsetzen sowie einfache Anleitungen selbst verfassen 
• zu technischen Gegenständen, Entwicklungen und Erfindungen Informationen recherchieren und die Ergebnisse mitteilen

Die umweltgerechte Versorgung und der bewusste Umgang mit Energie ist eine der zentralen Zukunftsaufgaben. Kinder erschließen sich den Bereich der technischen Nutzung von Energie, indem sie am Beispiel der Elektrizität die Umwandlung von Energie in Licht, Wärme und Bewegung kennenlernen, indem sie Primärenergien voneinander unterscheiden und durch verschiedene Energiearten angetriebene Maschinen selbst bauen bzw. analysieren, dabei regenerative und nicht regenerative Energiequellen und deren Vor- und Nachteile kennenlernen sowie über Möglichkeiten eines sparsamen Umgangs mit Energie nachdenken. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur naturwissenschaftlichen Perspektive gegeben. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• am Beispiel des elekttischen Stroms die Umwandlung von Energie in Licht, Wärme/ Kälte und Bewegung bewirken (z.B. durch den Bau von Licht- und Wärmeanlagen oder den Bau bzw. die Nutzung eines Elektromotors), entsprechende elektrische Geräte identifizieren und Gefahren im Umgang mit elektrischen Geräten erkennen

Technik war in Vergangenheit und ist in Zukunft eine Geschichte von Erfindungen. Am Beispiel exemplarischer Erfindungen und ihrer jeweiligen Erfinderinnen und Erfinder sollen deren Bedeutung für das Leben und Arbeiten der Menschen nachvollzogen werden. Technische Erfindungen sollen dabei als menschliche Leistung erkannt und in ihren geschichtlichen und sozialen Kontext eingeordnet werden. Eigenes Erfinden soll zudem bei Schülerinnen und Schülern dazu beitragen, ein Bewusstsein der eigenen technischen Fähigkeiten zu entwickeln. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur historischen Perspektive gegeben. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• eigene Erfindungen planen, zeichnen, bauen, optimieren, bewerten und darstellen (z.B. im Rahmen einer Erfinderwerkstatt) 
• wichtige technische Erfindungen (z.B. Rad, Papier, Buchdruck, Fahrrad, Telefon, Glühlampe, Auto, Scheibenwischer, Computer) nachvollziehen und in ihrer Bedeutung für die Menschen erfassen sowie Erfinder und ihre Erfindungen an ausgewählten Beispielen darstellen