Leitgedanken zum Kompetenzerwerb

• 2.10 INFORMATIK
  • 2.10 INFORMATIK
    
• 2.11 Strukturieren und Vernetzen
  • 2.11 Strukturieren und Vernetzen
    
  • mit dem Schulnetz (zum Beispiel Homeverzeichnis, Tauschverzeichnis, mobile Datenträger, Netzwerkdrucker) zielorientiert arbeiten
    
  • Dateien und Bezeichner (zum Beispiel für Variablen, Unterprogramme) aussagekräftig benennen
    
  • Beziehungen zwischen Daten/Objekten (zum Beispiel Hierarchien in Verzeichnisbäumen oder Stammbäumen, die Struktur des Internets, Verkehrsnetz als Graph) erkennen und erläutern
    
  • gleichartige Daten in geeigneten Datenstrukturen zusammenfassen (zum Beispiel Namensliste einer Klasse, Pixel einer Rastergrafik etc.)
    
  • Handlungsschritte chronologisch ordnen (auch aufgrund von kausalen Zusammenhängen)
    
  • Teillösungen zur Lösung des Gesamtproblems nutzen
    
  • Schnittstellen für Teilbereiche definieren, die unabhängig voneinander bearbeitet werden (zum Beispiel Gruppenarbeit, Protokolle bei Client-Server, Parameter und Rückgabewerte bei Unterprogrammen)
    
• 2.12 Modellieren und Implementieren
  • 2.12 Modellieren und Implementieren
    
  • die für die Problemstellung relevanten Informationen herausarbeiten und fehlende beziehungsweise ergänzende Informationen beschaffen
    
  • für (Teil‑)Abläufe notwendige Eingabedaten und Ergebnisse beschreiben und in Form von Testfällen formalisieren
    
  • vorliegende Informationen für die Lösung geeignet aufbereiten (zum Beispiel durch Filtern, Reduktion, Kategorisieren)
    
  • charakteristische und verallgemeinerbare Bestandteile herausarbeiten (Abstraktion)
    
  • relevante Abläufe, Daten und ihre Beziehungen in informatischen Modellen darstellen
    
  • passende Strukturen und Lösungsstrategien für gegebene Problemstellungen auswählen
    
  • geeignete Programme und Hilfsmittel zur grafisch gestützten Modellierung einsetzen
    
  • unterschiedliche Perspektiven in die Entwicklung einer Lösung miteinbeziehen
    
  • Abläufe in einer (zum Beispiel grafischen) Programmiersprache implementieren
    
  • geeignete Codebausteine aus verschiedenen Quellen auswählen, gegebenenfalls adaptieren und in eigene Programme einbauen
    
  • Programme gezielt gegen vorab formulierte Testfälle testen
    
  • Fehler in der Implementierung systematisch aufspüren und beheben (zum Beispiel Debugger)
    
  • die Angemessenheit von Lösungen und die erreichten Resultate bewerten
    
• 2.13 Kommunizieren und Kooperieren
  • 2.13 Kommunizieren und Kooperieren
    
  • fachspezifische Schreib- und Notationsweisen verwenden
    
  • Sachverhalte, eigene Ideen, Lösungswege und Ergebnisse zielgruppenorientiert und unter Beachtung der informatischen Terminologie erläutern und strukturiert darstellen
    
  • eigenen und fremden Programmcode in geeigneter Weise kommentieren und dokumentieren
    
  • vorhandene Dokumentationen und kommentierten Programmcode lesen und verstehen
    
  • arbeitsteilig als Team ihre Aufgaben planen, strukturieren, ausführen, reflektieren und präsentieren
    
  • zielorientiert auf einer vorhandenen Infrastruktur kommunizieren und geeignete digitale Werkzeuge zum Teilen von Informationen (zum Beispiel Arbeitsergebnisse, Fragen, Programmcode) einsetzen
    
  • in Erarbeitung, Kooperation und Darstellung alltagsrelevante rechtliche Regelungen befolgen und verantwortungsvoll mit eigenen und fremden personenbezogenen Daten umgehen
    
  • charakteristische Merkmale verschiedener Kommunikationsformen (Mensch-Mensch, Mensch-Maschine, Maschine-Maschine) auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede analysieren und deren gesellschaftliche Auswirkungen bewerten
    
  • Sicherheitsaspekte bei ihrem Kommunikationsverhalten berücksichtigen und die gesellschaftliche Relevanz von verschlüsselter Kommunikation reflektieren
    
  • Aspekte von Toleranz und Akzeptanz von Vielfalt im Kontext informatischer Fragestellungen diskutieren
    
• 2.14 Analysieren und Bewerten
  • 2.14 Analysieren und Bewerten
    
  • durch Analyse (zum Beispiel „gezieltes Anwenden“/Blackbox oder auch Codebetrachtung/Whitebox) Erkenntnisse über das Verhalten von informatischen Systemen gewinnen
    
  • informatische Modelle mit der jeweiligen Realsituation vergleichen
    
  • unterschiedliche Lösungsansätze und Vorgehensweisen miteinander vergleichen und bewerten
    
  • Optimierungsbedarf ermitteln und gegebenenfalls Lösungswege optimieren
    
  • Kenntnisse über den inneren Ablauf informatischer Systeme im Alltag nutzen
    
  • Einsatzbereiche und Grenzen von Modellen erkennen
    
  • Entscheidungen auf der Grundlage informatischen Sachverstands treffen und diese sachgerecht begründen
    
  • Auswirkungen von Computersystemen auf Gesellschaft, Berufswelt und persönliches Lebensumfeld aus verschiedenen Perspektiven bewerten
    
  • im Zusammenhang einer digitalisierten Gesellschaft einen eigenen Standpunkt zu ethischen Fragen in der Informatik einnehmen und ihn argumentativ vertreten
    
• 2.20 MATHEMATIK
  • 2.20 MATHEMATIK
    
• 2.21 Argumentieren und Beweisen
  • 2.21 Argumentieren und Beweisen
    
  • in mathematischen Zusammenhängen Vermutungen entwickeln und als mathematische Aussage formulieren
    
  • eine Vermutung anhand von Beispielen auf ihre Plausibilität prüfen oder anhand eines Gegenbeispiels widerlegen
    
  • bei der Entwicklung und Prüfung von Vermutungen Hilfsmittel verwenden (zum Beispiel Taschenrechner, Computerprogramme)
    
  • in einer mathematischen Aussage zwischen Voraussetzung und Behauptung unterscheiden
    
  • eine mathematische Aussage in einer standardisierten Form (zum Beispiel Wenn–Dann) formulieren
    
  • zu einem Satz die Umkehrung bilden (E)
    
  • zwischen Satz und Kehrsatz unterscheiden und den Unterschied an Beispielen erklären (E)
    
  • mathematische Verfahren und ihre Vorgehensweisen erläutern und begründen
    
  • beim Erläutern und Begründen unterschiedliche Darstellungsformen verwenden (verbal, zeichnerisch, tabellarisch, formalisiert)
    
  • Beweise nachvollziehen und wiedergeben
    
  • bei mathematischen Beweisen die Argumentation auf die zugrunde liegende Begründungsbasis zurückführen
    
  • ausgehend von einer Begründungsbasis durch zulässige Schlussfolgerungen eine mehrschrittige Argumentationskette aufbauen (E)
    
  • Aussagen auf ihren Wahrheitsgehalt prüfen und Beweise führen (E)
    
  • Beziehungen zwischen mathematischen Sätzen aufzeigen (E)
    
• 2.22 Probleme lösen
  • 2.22 Probleme lösen
    
  • das Problem mit eigenen Worten beschreiben
    
  • Informationen aus den gegebenen Texten, Bildern und Diagrammen entnehmen und auf ihre Bedeutung für die Problemlösung bewerten
    
  • durch Verwendung verschiedener Darstellungen (informative Figur, verbale Beschreibung, Tabelle, Graph, symbolische Darstellung, Koordinaten) das Problem durchdringen oder umformulieren
    
  • Hilfsmittel und Informationsquellen (zum Beispiel Formelsammlung, Taschenrechner, Computerprogramme, Internet) nutzen
    
  • durch Untersuchung von Beispielen und systematisches Probieren zu Vermutungen kommen und diese auf Plausibilität überprüfen
    
  • das Problem durch Zerlegen in Teilprobleme oder das Einführen von Hilfsgrößen oder Hilfslinien vereinfachen
    
  • mit formalen Rechenstrategien (unter anderem Äquivalenzumformung von Gleichungen) Probleme auf algebraischer Ebene bearbeiten
    
  • das Aufdecken von Regelmäßigkeiten oder mathematischen Mustern für die Problemlösung nutzen
    
  • durch Vorwärts- oder Rückwärtsarbeiten Lösungsschritte finden
    
  • Sonderfälle oder Verallgemeinerungen untersuchen
    
  • das Problem auf Bekanntes zurückführen oder Analogien herstellen
    
  • Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Teilgebieten der Mathematik zum Lösen nutzen
    
  • Ergebnisse, auch Zwischenergebnisse, auf Plausibilität oder an Beispielen prüfen
    
  • kritisch prüfen, inwieweit eine Problemlösung erreicht wurde
    
  • Fehler analysieren und konstruktiv nutzen
    
  • Lösungswege vergleichen
    
• 2.23 Modellieren
  • 2.23 Modellieren
    
  •  wesentliche Informationen entnehmen und strukturieren
    
  •  ergänzende Informationen beschaffen und dazu Informationsquellen nutzen
    
  •  Situationen vereinfachen
    
  • relevante Größen und ihre Beziehungen identifizieren
    
  • die Beziehungen zwischen diesen Größen mithilfe von Variablen, Termen, Gleichungen, Funktionen, Figuren, Diagrammen, Tabellen oder Zufallsversuchen beschreiben
    
  • Grundvorstellungen zu mathematischen Operationen nutzen und die Eignung mathematischer Verfahren einschätzen
    
  • zu einer Situation passende mathematische Modelle (zum Beispiel arithmetische Operationen, geometrische Modelle, Terme und Gleichungen, stochastische Modelle) auswählen oder konstruieren
    
  • Hilfsmittel verwenden
    
  • rechnen, mathematische Algorithmen oder Konstruktionen ausführen
    
  • die Ergebnisse aus einer mathematischen Modellierung in die Realität übersetzen
    
  • die aus dem mathematischen Modell gewonnene Lösung in der jeweiligen Realsituation überprüfen
    
  • die aus dem mathematischen Modell gewonnene Lösung bewerten und gegebenenfalls Überlegungen zur Verbesserung der Modellierung anstellen (E)
    
• 2.24 Mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik umgehen
  • 2.24 Mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik umgehen
    
  • zwischen natürlicher Sprache und symbolisch-formaler Sprache der Mathematik wechseln
    
  • mathematische Darstellungen zum Strukturieren von Informationen, zum Modellieren und zum Problemlösen auswählen und verwenden
    
  • zwischen verschiedenen mathematischen Darstellungen wechseln
    
  • Berechnungen ausführen
    
  • Routineverfahren anwenden und miteinander kombinieren
    
  • Algorithmen reflektiert anwenden
    
  • Ergebnisse und die Eignung des Verfahrens kritisch prüfen
    
  • Hilfsmittel (zum Beispiel Formelsammlung, Geodreieck und Zirkel, Taschenrechner, Software) problemangemessen auswählen und einsetzen
    
  • Taschenrechner und mathematische Software (Tabellenkalkulation, Dynamische Geometriesoftware) bedienen und zum Explorieren, Problemlösen und Modellieren einsetzen
    
  • Ergebnisse, die unter Verwendung eines Taschenrechners oder Computers gewonnen wurden, kritisch prüfen
    
• 2.25 Kommunizieren
  • 2.25 Kommunizieren
    
  • mathematische Einsichten und Lösungswege schriftlich dokumentieren oder mündlich darstellen und erläutern
    
  • ihre Ergebnisse strukturiert präsentieren
    
  • eigene Überlegungen in kurzen Beiträgen sowie selbstständige Problembearbeitungen in Vorträgen verständlich darstellen
    
  • bei der Darstellung ihrer Ausführungen geeignete Medien einsetzen
    
  • vorläufige Formulierungen zu fachsprachlichen Formulierungen weiterentwickeln
    
  • ihre Ausführungen mit geeigneten Fachbegriffen darlegen
    
  • aus Quellen (Texten, Bildern und Tabellen) und aus Äußerungen anderer mathematische Informationen entnehmen
    
  • Äußerungen und Informationen analysieren und beurteilen
    
• 2.30 PHYSIK
  • 2.30 PHYSIK
    
• 2.31 Erkenntnisgewinnung
  • 2.31 Erkenntnisgewinnung
    
  • Phänomene und Experimente zielgerichtet beobachten und ihre Beobachtungen beschreiben
    
  • Hypothesen zu physikalischen Fragestellungen aufstellen
    
  • Experimente zur Überprüfung von Hypothesen planen (unter anderem vermutete Einflussgrößen getrennt variieren)
    
  • Experimente durchführen und auswerten, dazu gegebenenfalls Messwerte erfassen
    
  • Messwerte auch digital erfassen und auswerten (unter anderem Messwerterfassungssystem, Tabellenkalkulation)
    
  • mathematische Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen herstellen und überprüfen
    
  • aus proportionalen Zusammenhängen Gleichungen entwickeln (E)
    
  • mathematische Umformungen zur Berechnung physikalischer Größen durchführen
    
  • zwischen realen Erfahrungen und konstruierten, idealisierten Modellvorstellungen unterscheiden (unter anderem Unterschied zwischen Beobachtung und Erklärung)
    
  • Analogien beschreiben und zur Lösung von Problemstellungen nutzen
    
  • mithilfe von Modellen Phänomene erklären und Hypothesen formulieren
    
  • Sachtexte mit physikalischem Bezug sinnentnehmend lesen
    
  • ihr physikalisches Wissen anwenden, um Problem- und Aufgabenstellungen zielgerichtet zu lösen
    
  • an außerschulischen Lernorten Erkenntnisse gewinnen beziehungsweise ihr Wissen anwenden
    
• 2.32 Kommunikation
  • 2.32 Kommunikation
    
  • zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung unterscheiden
    
  • funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen verbal beschreiben (zum Beispiel „je-desto“-Aussagen) und physikalische Formeln erläutern (zum Beispiel Ursache-Wirkungs-Aussagen, unbekannte Formeln)
    
  • sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen austauschen (unter anderem Unterscheidung von Größe und Einheit, Nutzung von Präfixen und Normdarstellung)
    
  • physikalische Vorgänge und technische Geräte beschreiben (zum Beispiel zeitliche Abläufe, kausale Zusammenhänge)
    
  • physikalische Experimente, Ergebnisse und Erkenntnisse – auch mithilfe digitaler Medien – dokumentieren (zum Beispiel Skizzen, Beschreibungen, Tabellen, Diagramme und Formeln)
    
  • Sachinformationen und Messdaten aus einer Darstellungsform entnehmen und in andere Darstellungsformen überführen (zum Beispiel Tabelle, Diagramm, Text, Formel)
    
  • in unterschiedlichen Quellen recherchieren, Erkenntnisse sinnvoll strukturieren, sachbezogen und adressatengerecht aufbereiten sowie unter Nutzung geeigneter Medien präsentieren
    
• 2.33 Bewertung
  • 2.33 Bewertung
    
  • bei Experimenten relevante von nicht relevanten Einflussgrößen unterscheiden
    
  • Ergebnisse von Experimenten bewerten (Messfehler, Genauigkeit, Ausgleichsgerade, mehrfache Messung und Mittelwertbildung)
    
  • Hypothesen anhand der Ergebnisse von Experimenten beurteilen
    
  • Grenzen physikalischer Modelle an Beispielen erläutern
    
  • Informationen aus verschiedenen Quellen auf Relevanz prüfen
    
  • Darstellungen in den Medien anhand ihrer physikalischen Erkenntnisse kritisch betrachten (zum Beispiel Filme, Zeitungsartikel, pseudowissenschaftliche Aussagen)
    
  • Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    
  • Chancen und Risiken von Technologien mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    
  • Technologien auch unter sozialen, ökologischen und ökonomischen Aspekten diskutieren
    
  • im Bereich der nachhaltigen Entwicklung persönliche, lokale und globale Maßnahmen unterscheiden und mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    
  • historische Auswirkungen physikalischer Erkenntnisse beschreiben
    
  • Geschlechterstereotype bezüglich Interessen und Berufswahl im naturwissenschaftlich-technischen Bereich diskutieren
    

• [+] [-] BNE
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• [+] [-] Bedeutung und Gefährdungen einer nachhaltigen Entwicklung
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Operatoren

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