Kompetenzerwartungen am Ende der Schuleingangsphase

Die Schülerinnen und Schüler:

• finden Lösungen für einfache technische Aufgaben, planen und realisieren deren Umsetzung
• fertigen und nutzen zum Bau ihrer Modelle einfache Modellzeichnungen

Kompetenzerwartungen am Ende der Klasse 4

Die Schülerinnen und Schüler:

• simulieren und beschreiben das EVAPrinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe) als Grundprinzip der Datenverarbeitung in Informatiksystemen anhand eines Beispiels
• programmieren eine Sequenz

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

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:

• Grenzen der naturwissenschaftlichen Erkenntnismöglichkeiten (z.B. bei normativen Fragen) erkennen erkennen
• aus naturwissenschaftlichen Phänomenen sinnvolle Fragen ableiten

• einfache Versuche zur Überprüfung von Vermutungen bzw. zur Widerlegung von Vermutungen beraten, planen und durchfuhren
• 
komplexere Versuche nach Anleitung zunehmend selbständig durchführen und auswerten
• 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) benutze

Charakteristisch für naturwissenschaftliches Denken ist der Versuch, Phänomene der Natur auf Regelhaftigkeiten zurückzuführen und auf diese Weise zu verstehen und zu erklären. Dies führt zu naturwissenschaftlichen „Gesetzmäßigkeiten", die sich dann in der Erklärung neuer Phänomene bewähren müssen. Somit ist es erforderlich, die hinter der Oberfläche der Phänomene (und damit außerhalb der direkten Wahrnehmbarkeit) liegenden Regelhaftigkeiten der Naturvorgänge zu suchen, zu erkennen und geeignet sprachlich darzustellen.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• einfache Ursache-Wirkungszusammenhänge erkennen (z.B. die Verdrängung von Wasser durch Luft) und angemessen sprachlich darstellen
• Systeme (definiert durch Abhängigkeiten und Wechselwirkungen ihrer Systemelemente) in der Natur exemplarisch erkennen (z.B. Lebensräume wie Teiche, Wälder, Wiesen oder Hecken, oder Zusammenhänge wie die Nahrungskette oder Kreisläufe) 

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

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-)Magnetismus, 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 Themenbereich 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
• erkennen, dass sich Körper (allgemeiner: Materie) in ihrem Verhalten nur dann verändern, wenn auf sie ein Einfluss ausgeübt wird 
• ausgewählte Phänomene in der Natur und im Alltag mit Hilfe des Konzepts der Wechselwirkung beschreiben (z.B. die Bewegung und Stellung der Himmelskörper)

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 Gegenstände, Abläufe sowie Arbeit und Berufe begegnen den Kindern in ihrer alltäglichen Umgebung. Häufig jedoch sind Funktionen und Abläufe verdeckt bzw. erschließen sich erst bei aufmerksamer Beobachtung oder Untersuchung. Kinder sollen an einfachen Gegenständen und überschaubaren Abläufen technische Funktionsweisen, den Ablauf von Herstellungsverfahren und Arbeitsprozessen erkunden und verstehen, Einblicke in unterschiedliche Berufsfelder und Arbeitsbedingungen erhalten und Interesse für Technik und die Arbeitswelt entwickeln. Hier sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur sozialwissenschaftlichen Perspektive gegeben. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• einfache mechanische Gegenstände (z.B. Luftpumpe, Fahrradklingel, Taschenlampe, Handbohrmaschine, Salatschleuder) untersuchen und ihre Funktionsweisen erkennen (z.B. das Hebelprinzip bei Wippe, Waage, Kran, Hammer, Flaschenöffner; Getriebeübersetzungen beim Fahrrad oder Handquirlgerät; feste und lose Rollen beim Kran oder Flaschenzug)

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

Das Erreichen von Stabilität ist eine der Grundaufgaben von Technik. Technische Gebilde müssen so stabil gebaut sein, dass sie den einwirkenden Kräften standhalten. Die Kinder erschließen sich Prinzipien des stabilen Bauens (das Herstellen von Standfestigkeit und Gleichgewicht durch Gegengewichte, das Auffangen von Druck-, Zug- und Schubkräften durch Stützen, Träger, Umformung, Aussteifung) durch das Bauen und Analysieren von technischen Gebilden wie z.B. Mauern, Hütten, Türme, Brücken, Gleichgewichtsspielfiguren, Balkenwaagen, Kräne, Schiffe. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur naturwissenschaftlichen und zur historischen Perspektive gegeben.

Die Schülerinnen und Schüler können:

• technische Gebilde (wie z.B. Wippe, Balkenwaage, Mobile oder balancierende Figuren) durch Anbringen von Gewichten ins Gleichgewicht bringen und das entsprechende Prinzip in technischen Gebilden in der Alltagswelt wiedererkennen (z.B. beim Kran)

Die Erfindung und Nutzung von Werkzeugen, Geräten und Maschinen gehört zu den genuinen menschlichen Kulturleistungen. Im Verlaufe der technischen Entwicklung wurden technische Mittel differenziert und optimiert. Diese Entwicklung ist eng mit der Entwicklung von Fertigungstechniken und Berufen verbunden. Kinder sollen nicht nur den sach- und sicherheitsgerechten Umgang mit Werkzeugen sowie einfachen Geräten und Maschinen erlernen, sondern auch die Funktionsprinzipien sowie die Entwicklung von Werkzeugen und Maschinen kennenlernen. In diesem Themenbereich sind in besonderem Maße Verknüpfungen zur historischen Perspektive gegeben. 

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Funktionsprinzipien einfach aufgebauter Geräte und Maschinen zur Bewältigung vorgegebener Aufgaben (z.B. Kran mit Seilwinde und Rollen, Sägemaschine, Bleistiftanspitzmaschine, Scheibenwischanlage, durch Wind- oder Wasserkraft angetriebene Getreidemühle) erfinden, realisieren (z.B. unter Nutzung technischer Baukästen), zeichnerisch darstellen und bewerten 

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:

• einfache Geräte und Maschinen mit unterschiedlichen Antrieben konstruieren (z.B. mit Muskel-, Motor-, Solar-, Wind- oder Wasserkraft)

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 
• Auswirkungen von Erfindungen auf das Leben und Arbeiten der Menschen in der jeweiligen Zeit erkennen und bewerten (z.B. bzgl. erwünschter und nicht erwünschter Auswirkungen) sowie die kulturelle Leistung von Erfindungen für unser Leben würdigen