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Phy­si­ka­li­sche Che­mie

Vor­be­mer­kun­gen

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

30

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
De­stil­la­ti­on
Rek­ti­fi­ka­ti­on, z. B. von Erd­öl
Was­ser­dampf­de­stil­la­ti­on Dampf­dru­cker­nied­ri­gung
Vis­ko­si­täts­be­stim­mung
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Grund­la­gen der Op­tik

15

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­schei­den die drei phy­si­ka­li­schen Licht­mo­del­le. Sie er­ken­nen und er­läu­tern sie.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren das Licht­strah­len­mo­dell, stel­len den for­mel­mä­ßi­gen Zu­sam­men­hang des Bre­chungs­ge­set­zes her und füh­ren ent­spre­chen­de Be­rech­nun­gen durch.

Licht­strahl

Licht­bre­chung
kon­ka­ve und kon­ve­xe Lin­sen, Git­ter
  • Pris­ma

Bre­chungs­ge­setz

  • Bre­chungs­in­dex
  • mo­no­chro­ma­ti­sches Licht
  • po­ly­chro­ma­ti­sches Licht

To­tal­re­fle­xi­on
Licht­lei­ter
Re­frak­to­me­trie
Di­gi­tal­re­frak­to­me­ter
  • Funk­ti­ons­wei­se ei­nes Ab­bé-Re­frak­to­me­ters

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren das Licht als elek­tro­ma­gne­ti­sche Wel­le, stel­len den for­mel­mä­ßi­gen Zu­sam­men­hang zwi­schen Fre­quenz und Wel­len­län­ge her und füh­ren ent­spre­chen­de Be­rech­nun­gen durch.

Über­blick über das elek­tro­ma­gne­ti­sche Spek­trum

Licht als elek­tro­ma­gne­ti­sche Wel­le

  • Wel­len­län­ge

  • Fre­quenz

  • Licht­ge­schwin­dig­keit

  • Am­pli­tu­de

  • Wel­len­zahl

  • Schwin­gungs­dau­er

Po­la­ri­sier­tes Licht

  • Funk­ti­ons­wei­se ei­nes Po­la­ri­me­ters

BPE 1.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den das Licht­teil­chen­mo­dell an. Sie er­klä­ren die Vor­gän­ge der En­er­gie­ab­sorp­ti­on und En­er­gie­emis­si­on im ato­ma­ren und mo­le­ku­la­ren Be­reich.

Licht­ener­gie, Re­so­nanz­prin­zip

Licht­ab­sorp­ti­on und Emis­si­ons­vor­gän­ge in ato­ma­ren Sys­te­men

Spek­tral­far­ben

Ent­ste­hung von Spek­tren

  • Atom­spek­tren
  • Mo­le­kül­spek­tren

BPE 2

Idea­le und rea­le Ga­se

16

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben das Ver­hal­ten von Ga­sen, un­ter­schei­den da­bei zwi­schen idea­len und rea­len Ga­sen und so er­ken­nen sie die Be­deu­tung ei­nes phy­si­ka­li­schen Mo­dells. Sie ler­nen die ki­ne­ti­sche Wär­me­theo­rie ken­nen und an­wen­den. Zur Ver­an­schau­li­chung wer­den groß­tech­ni­sche Ver­fah­ren zur Gas­ver­flüs­si­gung be­han­delt, die die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in ih­ren Grund­zü­gen be­schrei­ben.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­ben ver­schie­de­ne Zu­stands­glei­chun­gen für idea­le Ga­se an, wen­den sie auf Rein­ga­se und idea­le Gas­ge­mi­sche an und füh­ren hier­zu Be­rech­nun­gen durch.

Gas­druck

  • Teil­chen­mo­dell

Ki­ne­ti­sche Gas­theo­rie

  • qua­li­ta­ti­ve Be­trach­tung der En­er­gie- bzw. Ge­schwin­dig­keits­ver­tei­lung

Tem­pe­ra­tur

  • Cel­si­us­ska­la
  • Kel­vin­ska­la
  • ab­so­lu­ter Null­punkt

Zu­stands­glei­chun­gen idea­ler Ga­se

  • iso­ther­me, is­o­ba­re, iso­cho­re, adia­ba­ti­sche Zu­stands­än­de­run­gen

  • mo­la­res Gas­vo­lu­men

Par­ti­al­druck und Par­ti­al­vo­lu­men

Dal­ton‘sches Ge­setz

An­wen­dung ma­the­ma­ti­scher Funk­tio­nen und Glei­chun­gen auf fach­li­che Zu­sam­men­hän­ge
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1 und 3)
Fach­be­zo­ge­ne An­wen­dung phy­si­ka­li­scher Grö­ßen
vgl. „Phy­sik“ (BPE 1 und 2)

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in­ter­pre­tie­ren den Mo­dell­cha­rak­ter idea­ler Ga­se und stel­len die­sen dem Ver­hal­ten rea­ler Ga­se ge­gen­über.

Van-der-Waal­s‘sche Gas­glei­chung

  • Ei­gen­vo­lu­men und Ko­hä­si­ons­druck
  • Druck-Vo­lu­men-Dia­gramm für rea­le Ga­se

BPE 2.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben phy­si­ka­li­sche Prin­zi­pi­en der Gas­ver­flüs­si­gung und for­mu­lie­ren das Funk­ti­ons­prin­zip groß­tech­ni­scher Ver­fah­ren.

Druck­ver­flüs­si­gung

  • kri­ti­sche Tem­pe­ra­tur
  • kri­ti­scher Druck

Joule-Thom­son-Ef­fekt

  • Lin­de-Ver­fah­ren
  • In­ver­si­ons­tem­pe­ra­tur

BPE 3

Fest­stof­fe, Flüs­sig­kei­ten

8

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den in­ne­ren Auf­bau von Fest­stof­fen, Flüs­sig­kei­ten und die sich dar­aus er­ge­ben­den Ei­gen­schaf­ten.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die ty­pi­schen Ei­gen­schaf­ten von kris­tal­li­nen und amor­phen Fest­stof­fen und er­klä­ren die­se.

Kris­tal­li­ner und amor­pher Zu­stand
qua­li­ta­ti­ve Be­trach­tung
Ad­sorp­ti­on

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­schei­den Ad­hä­si­on und Ko­hä­si­on und deu­ten die Ober­flä­chen­span­nung und Vis­ko­si­tät un­ter­schied­li­cher Flüs­sig­kei­ten.

Ad­hä­si­on, Ko­hä­si­on
qua­li­ta­ti­ve Be­trach­tung
Ober­flä­chen­span­nung

Vis­ko­si­tät

BPE 4

Wär­me

15

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler deu­ten die Wär­me­men­gen, die zum Er­wär­men, Schmel­zen und Sie­den not­wen­dig sind, im Teil­chen­mo­dell und be­rech­nen sie quan­ti­ta­tiv. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler erklä­ren das Zu­stan­de­kom­men der Mi­schungs­tem­pe­ra­tur bei Wärm­emi­schun­gen. Sie be­schrei­ben ka­lo­ri­sche Mes­sun­gen zur Er­mitt­lung von Stoff­kon­stan­ten, wie z. B. spe­zi­fi­sche Wär­me­ka­pa­zi­tä­ten und Schmel­z­wär­men.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­mit­teln den quan­ti­ta­ti­ven Zu­sam­men­hang zwi­schen Län­ge­naus­deh­nung von Fest­kör­pern und Er­wär­mung. Sie er­klä­ren die Wär­me­aus­deh­nung von Kör­pern mit dem Teil­chen­mo­dell. Sie be­rech­nen die Län­gen- und Vo­lu­men­än­de­rung aus der Tem­pe­ra­tur­än­de­rung.

Wär­me­aus­deh­nung von Fest­stof­fen und Flüs­sig­kei­ten

Aus­deh­nungs­ko­ef­fi­zi­en­ten

Ano­ma­lie des Was­sers

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Be­grif­fe Wär­me und Tem­pe­ra­tur. Sie er­mit­teln die spe­zi­fi­sche Wär­me­ka­pa­zi­tät von Was­ser. Sie be­rech­nen den Wär­me­um­satz bei Tem­pe­ra­tur­än­de­run­gen.

Wär­me als Pro­zess­grö­ße

Un­ter­schei­dung von Wär­me und Tem­pe­ra­tur

Wär­me­ka­pa­zi­tät

Spe­zi­fi­sche Wär­me­ka­pa­zi­tät

Fach­be­zo­ge­ne An­wen­dung von Glei­chun­gen
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 3)
Ener­gie als Zu­stands­grö­ße und Ar­beit als Pro­zess­grö­ße
vgl. „Phy­sik“ (BPE 3)

BPE 4.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in­ter­pre­tie­ren die Än­de­rung des Ag­gre­gat­zu­stan­des mit dem Teil­chen­mo­dell. Sie skiz­zie­ren den Tem­pe­ra­tur­ver­lauf beim Schmel­zen und Sie­den. Sie er­mit­teln die spe­zi­fi­sche Schmel­z­wär­me von Was­ser. Sie be­rech­nen den Wär­me­um­satz bei der Än­de­rung des Ag­gre­gat­zu­stan­des.

Sie­de­tem­pe­ra­tur, Schmelz­tem­pe­ra­tur

Spe­zi­fi­sche Um­wand­lungs­wär­men
Er­star­rungs­wär­me, Kon­den­sa­ti­ons­wär­me
  • Schmel­z­wär­me
  • Ver­damp­fungs­wär­me

BPE 4.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lei­ten die Mi­schungs­tem­pe­ra­tur bei Wärm­emi­schun­gen aus der auf­ge­nom­me­nen und ab­ge­ge­be­nen Wär­me­men­ge ab. Sie er­klä­ren den Auf­bau ei­nes ein­fa­chen Ka­lo­ri­me­ters und wer­ten ka­lo­ri­sche Mes­sun­gen aus.

Wärm­emi­schun­gen

  • Mi­schungs­tem­pe­ra­tur

Wär­me­über­tra­gung

  • Wär­me­lei­tung
  • Wär­me­strah­lung
  • Kon­vek­ti­on
  • De­war­ge­fäß
  • Wär­me­iso­la­ti­on

Ka­lo­ri­me­ter

Ka­lo­ri­sche Mes­sun­gen

BPE 5

En­er­gie­um­satz bei che­mi­schen Re­ak­tio­nen

15

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­tie­fen ih­re Er­fah­run­gen, dass Ener­gie bei Re­ak­ti­ons­ab­läu­fen ei­ne wich­ti­ge Rol­le spielt. Sie un­ter­su­chen Re­ak­ti­ons­ab­läu­fe un­ter en­er­ge­ti­schen Ge­sichts­punk­ten und ent­wi­ckeln ein Ver­ständ­nis da­für, wie en­er­ge­ti­sche Pa­ra­me­ter den Ab­lauf ei­ner che­mi­schen Re­ak­ti­on be­ein­flus­sen.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Be­deu­tung der Re­ak­ti­ons­ener­gie und Re­ak­ti­ons­ent­hal­pie. Sie be­schrei­ben den En­er­gie­um­satz bei che­mi­schen Re­ak­tio­nen quan­ti­ta­tiv.

In­ne­re Ener­gie

  • 1. Haupt­satz der Ther­mo­dy­na­mik
  • Ka­lo­ri­me­trie

Vo­lu­men­ar­beit

Ent­hal­pie

  • Be­rech­nung der Re­ak­ti­ons­ent­hal­pie aus den Stan­dard­bil­dungs­ent­hal­pi­en
  • Be­rech­nung von Re­ak­ti­ons­ent­hal­pi­en aus ka­lo­ri­me­tri­schen Be­stim­mungen
  • Satz von Hess

Re­ak­ti­ons­wär­me bei kon­stan­tem Druck und bei kon­stan­tem Vo­lu­men
exo­therm und en­do­therm
Stan­dar­dre­ak­ti­ons­en­tro­pie

Freie Ent­hal­pie (Gibbs-Helm­holt­z-Glei­chung)
ex­ergo­nisch und end­ergo­nisch

BPE 6

Dampf­druck

6

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Dampf­druck, be­schrei­ben des­sen Tem­pe­ra­tur­ab­hän­gig­keit und er­läu­tern Pha­sen­dia­gram­me von Rein­stof­fen.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Dampf­druck, ge­ben die Tem­pe­ra­tur­ab­hän­gig­keit des Sät­ti­gungs­dampf­drucks in ei­nem Dia­gramm wie­der und lei­ten dar­aus die Aus­sa­gen über die Ag­gre­gat­zu­stan­d-Um­wand­lungs­punk­te und de­ren Druck­ab­hän­gig­keit her.

Dampf­druck

  • Sät­ti­gungs­dampf­druck
  • Tem­pe­ra­tur­ab­hän­gig­keit des Sät­ti­gungs­dampf­drucks
  • Druck­ab­hän­gig­keit des Sie­de- und Ge­frier­punk­tes

Pha­sen­dia­gram­me

  • Tri­pel­punkt
  • kri­ti­scher Punkt
Ano­ma­lie des Was­sers

Schul­jahr 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Bat­te­ri­en
Brenn­stoff­zel­le
Tech­ni­sche Elek­tro­ly­se­ver­fah­ren Gal­va­ni­sie­ren
Mas­sen­spek­tro­me­trie
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 7

Frei­wil­li­ge elek­tro­che­mi­sche Vor­gän­ge

18

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen am Auf­bau und Funk­ti­on von gal­va­ni­schen Zel­len das Prin­zip ken­nen, wie durch die rich­ti­ge An­ord­nung von elek­tro­che­mi­schen Halbzel­len aus che­mi­scher Ener­gie elek­tri­sche Ener­gie ge­won­nen wer­den kann und wie man die­ses Bau­prin­zip auch für po­ten­zio­me­tri­sche Mess­tech­ni­ken ein­set­zen kann.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau und die Funk­ti­on gal­va­ni­scher Zel­len und for­mu­lie­ren die Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen der ab­lau­fen­den Re­dox­pro­zes­se. Sie er­mit­teln die Span­nung gal­va­ni­scher Zel­len un­ter Stan­dard­be­din­gun­gen und mit der Nerns­t‘schen Glei­chung.

Gal­va­ni­sche Zel­len
his­to­ri­sche Be­trach­tung: Vol­ta­sche Säu­le
  • Da­ni­el­l-Ele­ment

  • Halb­zel­len

  • Zell­dia­gramm und Zell­span­nung

  • Elek­tro­den­po­ten­zia­le
  • Stan­dard­was­ser­stoffelek­tro­de
  • Stan­dard­elek­tro­den­po­ten­zia­le
  • elek­tro­che­mi­sche Span­nungs­rei­he
  • Nerns­t‘sche Glei­chung

  • Kon­zen­tra­ti­ons­zel­len
als Spe­zi­al­fall der Gal­va­ni­schen Zel­le
Fach­be­zo­ge­ne An­wen­dung lo­ga­rith­mi­scher Funk­tio­nen
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 2)
An­wen­dung der Elek­tri­zi­täts­leh­re
vgl. „Phy­sik“ (BPE 4)

BPE 7.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben und er­läu­tern den Auf­bau und die Funk­ti­on ei­nes po­ten­zio­me­tri­schen Mess­krei­ses. Sie er­läu­tern den Auf­bau und die Funk­ti­on von Mess- und Be­zug­s­elek­tro­den und be­grün­den de­ren Ein­satz. Sie er­läu­tern die Grund­la­gen und die Durch­füh­rung von po­ten­zio­me­tri­schen Di­rekt­mes­sun­gen und po­ten­zio­me­tri­schen Ti­tra­tio­nen und stel­len bei­de Me­tho­den ge­gen­über.

Elek­tro­me­tri­scher Mess­kreis

  • Mes­s­elek­tro­den
  • Be­zug­s­elek­tro­den
io­nen­sen­si­ti­ve Elek­tro­den
Po­ten­zio­me­tri­sche Di­rekt­mes­sung

Po­ten­zio­me­tri­sche Ti­tra­ti­on
pH-Mes­sung
Po­ten­zi­al­ver­lauf

  • Ein­zel- und Si­mult­an­be­stim­mung
  • Äqui­va­lenz­punkt­be­stim­mun­gen

BPE 8

Elek­tro­ly­se und Leit­fä­hig­keit

10

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­ken­nen die Zu­sam­men­hän­ge und An­wen­dun­gen der Elek­tro­ly­se. Sie er­fas­sen Stoff­um­sät­ze der Elek­tro­ly­se quan­ti­ta­tiv. Sie wen­den das Do­na­tor-Ak­zep­tor-Prin­zip auf Elek­tro­nen­über­gän­ge an und be­schrei­ben mithil­fe von Leit­fä­hig­keits­be­grif­fen kon­duk­to­me­tri­sche Ti­tra­tio­nen.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Elek­tro­den­vor­gän­ge bei der Elek­tro­ly­se. Sie wen­den die grund­le­gen­den Ge­setz­mä­ßig­kei­ten der elek­tro­ly­ti­schen Stoff­ab­schei­dung an und be­rech­nen die­se.

Re­duk­ti­ons- und Oxi­da­ti­ons­vor­gän­gen an den Elek­tro­den
Ver­gleich gal­va­ni­sche Zel­le
Fa­ra­day-Ge­set­ze
elek­tro­ly­ti­sche Kup­fer­raf­fi­na­ti­on
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 3), vgl. „Phy­sik“ (BPE 1 und 4)

BPE 8.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die ver­schie­de­nen Leit­fä­hig­keits­be­grif­fe und ge­ben die Zu­sam­men­hän­ge for­mel­mä­ßig wie­der. Sie er­läu­tern die An­wen­dung von Leit­fä­hig­keits­mes­sun­gen.

Leit­wert, spe­zi­fi­sche und mo­la­re Leit­fä­hig­keit, Grenz­leit­fä­hig­keit

Kon­duk­to­me­tri­sche Ti­tra­ti­on
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 3), „Phy­sik“ (BPE 1 und 4)

BPE 9

Spek­tro­sko­pie

22

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen spek­tro­sko­pi­sche Grund­la­gen ken­nen und füh­ren spek­tro­me­tri­sche Be­rech­nun­gen durch.

BPE 9.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Vor­gän­ge der En­er­gie­ab­sorp­ti­on und En­er­gie­emis­si­on im ato­ma­ren und mo­le­ku­la­ren Be­reich.

En­er­gie­ni­veaus
Re­so­nanz­prin­zip, vgl. BPE 1.3
Ab­sorp­ti­ons- und Emis­si­ons­vor­gän­ge

Ent­ste­hung von Spek­tren

BPE 9.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen die ver­schie­de­nen fo­to­me­tri­schen Be­grif­fe und be­rech­nen fo­to­me­tri­sche Grö­ßen mit ge­eig­ne­ten For­meln.

Ab­sorp­ti­on bzw. Ab­sorp­ti­ons­grad

Trans­mis­si­on bzw. Trans­mis­si­ons­grad

Ab­sor­b­anz bzw. Extink­ti­on

Lam­ber­t-Beer‘sches Ge­setz

  • Extink­ti­ons­ko­ef­fi­zi­en­ten
  • Gül­tig­keits­gren­zen

Fach­be­zo­ge­ne An­wen­dung lo­ga­rith­mi­scher Funk­tio­nen
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 2)
An­wen­dung li­nea­rer Funk­tio­nen auf fach­li­che Zu­sam­men­hän­ge
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1)

BPE 9.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern das Durch­füh­rungs­prin­zip der fo­to­me­tri­schen Ana­ly­se.

Quan­ti­ta­ti­ve Be­stim­mungen
rech­ne­ri­sche und gra­fi­sche Aus­wer­tungs­me­tho­den
An­wen­dung li­nea­rer Funk­tio­nen auf fach­li­che Zu­sam­men­hän­ge
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1)

BPE 9.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die An­wen­dung aus­ge­wähl­ter fo­to­me­tri­scher und spek­tro­me­tri­scher Ver­fah­ren.

Auf­bau von Spek­tral­ge­rä­ten, Auf­nah­me und Be­deu­tung von Spek­tren
Atom­emis­si­ons­spek­tro­me­trie (AES), Fluo­res­zenz­spek­tro­sko­pie bzw. ‑spek­tro­me­trie, Kern­spin­re­so­nanz­spek­tro­sko­pie, Ober­flä­chen­spek­tro­sko­pie bzw. ‑spek­tro­me­trie
  • IR-Spek­tro­sko­pie bzw. Spek­tro­me­trie
  • UV-VIS-Spek­tro­sko­pie bzw. Spek­tro­me­trie
  • Atom­ab­sorp­ti­ons­spek­tro­me­trie (AAS)

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Die­se Ziel­for­mu­lie­run­gen le­gen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Re­gel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu ei­nem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren ei­ner Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form so­wie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen so­wie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lö­sen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für ei­ne ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten ei­nes Sach­ver­hal­tes oder ei­nes Ob­jek­tes er­schlie­ßen und de­ren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
II
an­wen­den, über­tra­gen
ei­nen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder ei­ne be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf ei­nen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Da­ten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in ei­nen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Da­ten oder Fak­ten oh­ne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
I
be­ra­ten
ei­ne Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Da­ten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten ge­nau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, da­bei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung ei­ner Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, ei­ne lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen so­wie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. un­ter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. un­ter ei­ner be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu ei­ner Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu ei­nem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
I, II
durch­füh­ren
ei­ne vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge un­ter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um ei­ne ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf ei­ne An­nah­me oder ei­ne Lö­sung für ei­ne Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge ei­nes Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches ei­nes Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
II
er­mit­teln
ei­nen Zu­sam­men­hang oder ei­ne Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren un­d/o­der Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen so­wie et­wai­ge Re­geln in ei­nem Sys­tem um­set­zen
II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge ei­ner be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen un­d/o­der ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
II
op­ti­mie­ren
ei­nen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, ei­nen Quell­code oder ei­ne ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en un­ter ei­nem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
II, III
pla­nen
die Schrit­te ei­nes Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und ei­ne nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
I
über­set­zen
ei­nen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in ei­ner an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung ei­nes do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich ei­ne Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zu­vor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
I
ver­all­ge­mei­nern
aus ei­ner Ein­sicht ei­ne Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach ei­nem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len so­wie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on un­d/o­der de­ren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
I
zeich­nen
ei­nen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. un­ter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert so­wie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

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