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Laborübungen in Chemie
Vorbemerkungen
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Allgemeine Vorbemerkungen
Der Bildungsplan zeichnet sich durch Inhalts- und Kompetenzorientierung aus. In jeder Bildungsplaneinheit (BPE) werden in kursiver Schrift die übergeordneten Ziele beschrieben, die durch Zielformulierungen sowie Inhalts- und Hinweisspalte konkretisiert werden. In den Zielformulierungen werden die jeweiligen fachspezifischen Operatoren als Verben verwendet. Operatoren sind handlungsinitiierende Verben, die signalisieren, welche Tätigkeiten beim Bearbeiten von Aufgaben erwartet werden. Die für das jeweilige Fach relevanten Operatoren sowie deren fachspezifische Bedeutung sind jedem Bildungsplan im Anhang beigefügt. Durch die kompetenzorientierte Zielformulierung mittels dieser Operatoren wird das Anforderungsniveau bezüglich der Inhalte und der zu erwerbenden Kompetenzen definiert. Die formulierten Ziele und Inhalte sind verbindlich und damit prüfungsrelevant. Sie stellen die Regelanforderungen im jeweiligen Fach dar. Die Inhalte der Hinweisspalte sind unverbindliche Ergänzungen zur Inhaltsspalte und umfassen Beispiele, didaktische Hinweise und Querverweise auf andere Fächer bzw. BPE.
Der VIP-Bereich im Bildungsplan umfasst Vertiefung, individualisiertes Lernen sowie Projektunterricht. Im Rahmen der hier zur Verfügung stehenden Stunden sollen die Schülerinnen und Schüler bestmöglich unterstützt und bei der Weiterentwicklung ihrer personalen und fachlichen Kompetenzen gefördert werden. Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer nutzen diese Unterrichtszeit nach eigenen Schwerpunktsetzungen auf Basis der fächerspezifischen Besonderheiten und nach den Lernvoraussetzungen der einzelnen Schülerinnen und Schüler.
Der Teil „Zeit für Leistungsfeststellung“ des Bildungsplans berücksichtigt die Zeit, die zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Leistungsfeststellungen zur Verfügung steht. Dies kann auch die notwendige Zeit für die gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen (GFS), Nachbesprechung zu Leistungsfeststellungen sowie Feedback-Gespräche umfassen.
Fachbezogene Vorbemerkungen
„Ich höre und vergesse, ich sehe und behalte, ich handle und verstehe“ (Konfuzius). Ziel eines zeitgemäßen Chemieunterrichtes ist es, jeden Einzelnen zu befähigen, seiner Verantwortung in allen Bereichen der Technik, Wirtschaft, Ökologie und Kultur bewusst nachzukommen. Die Laborübungen in Chemie unterstützen und unterfüttern den Chemieunterricht dabei mit einer laborpraktischen Komponente, die dazu beiträgt, das Interesse der Schülerinnen und Schüler an dieser Naturwissenschaft zu vertiefen. Durch die gezielte Anwendung von Methoden und durch das Einüben von strukturierten naturwissenschaftlichen Vorgehensweisen erlangen die Schülerinnen und Schüler eine grundlegende Handlungs- und Alltagskompetenz im Umgang mit Stoffen, Laborgeräten und Versuchsaufbauten.
Fachliche Aussagen zum Kompetenzerwerb in der Mittelstufe
Naturwissenschaftliche Kompetenz zeigt sich darin, die charakteristischen Eigenschaften unserer Umwelt sowie die Bedeutung der Naturwissenschaften in unserer heutigen Welt zu verstehen. Sie befähigt die Lernenden, naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, um Fragestellungen zu erkennen, naturwissenschaftliche Phänomene zu beschreiben und aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen. Diese Kompetenz schließt auch die Bereitschaft mit ein, sich reflektierend mit naturwissenschaftlichen Ideen und Themen auseinanderzusetzen und ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern darüber hinaus Problemstellungen zu bewältigen, die wir heute noch nicht kennen.
Der Bildungsplan für den Chemieunterricht zielt deshalb auf das Verständnis und die Anwendung grundlegender chemischer Begriffe, Gesetzmäßigkeiten, Konzepte und Modelle ab. Gelungene naturwissenschaftliche Bildung zeigt sich in der Fähigkeit, chemische Fragestellungen zu erkennen, chemisches Wissen anzuwenden, aus chemischen Fakten Schlussfolgerungen zu ziehen und Bewertungen aufgrund einer naturwissenschaftlich-rationalen Abwägung vorzunehmen. Dazu sind sowohl inhaltsbezogene als auch prozessbezogene Kompetenzen nötig.
Die Bildungsstandards der KMK definieren bezüglich der chemischen Fachkompetenz vier Fachkompetenzbereiche, die – wie auch in den anderen Naturwissenschaften – in inhaltsbezogene Kompetenzen (Fachwissen) und prozessbezogene Kompetenzen (Erkenntnisse gewinnen, Kommunizieren und Bewerten) unterschieden werden können. Da sich Kompetenzen nur auf der Grundlage von Wissensinhalten entwickeln können, sind die prozessbezogenen Kompetenzen immer auf die inhaltsbezogene Kompetenz des Fachwissens gegründet:Die Kompetenzbereiche im Einzelnen umfassen im Wesentlichen:- Fachwissen: Die chemischen Fachinhalte (wie z. B. chemische Phänomene, grundlegende Begriffe und Gesetzmäßigkeiten, Prinzipien der Chemie) können in der Sekundarstufe I auf vier Basiskonzepte (Stoff-Teilchen-Beziehungen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, chemische Reaktion und energetische Betrachtung bei Stoffumwandlungen) zurückgeführt und mit deren Hilfe strukturiert und sowohl horizontal wie vertikal vernetzt werden.
- Erkenntnisgewinnung: Die Denk- und Arbeitsweise in der Chemie findet in diesem Fachkompetenzbereich ihren Niederschlag: durch Experimente oder mithilfe geeigneter Modellvorstellungen werden Kompetenzen neu erworben oder vorhandene weiterentwickelt.
Die Verknüpfung gewonnener Erkenntnisse mit bereits geläufigen Konzepten, Modellen und Theorien führt zur Fähigkeit, chemische Phänomene zu erkennen und zu erklären. - Kommunikation: Für einen fachbezogenen reflektierenden Informationsaustausch gilt es eine Kommunikationskompetenz zu entwickeln, in der eine sachgemäße Verknüpfung von Alltags- und Fachsprache gelingt. Neben der verbalen Form des Kommunizierens lassen sich chemische Zusammenhänge je nach Kontext und Inhalt auch in anderen Formen wie der symbolischen und mathematischen Form darstellen.
- Bewertung: Durch eine gezielte Auswahl chemierelevanter Kontexte gelingt es den Schülerinnen und Schülern, die Vernetzungen der Chemie in Lebenswelt, Alltag, Umwelt und Wissenschaft zu erkennen, zu reflektieren, zu bewerten, sachgerecht ihre eigene Meinung zu vertreten und ihr Handeln anzupassen.
Zu beachten ist, dass die Vermittlung sowohl der inhaltsbezogenen wie auch der prozessbezogenen Kompetenzen gezielt in der Unterrichtsplanung und in den Lernzielkontrollen zu berücksichtigen ist. Damit wird es zu einem wichtigen Ziel des Chemieunterrichts, die Schülerinnen und Schüler zum selbstständigen Anwenden chemischer Denk- und Arbeitsweisen zu führen und explizit eine möglichst weitgehende Durchdringung von naturwissenschaftlichen Zusammenhängen zu ermöglichen.
Weitere Hinweise
Diese vier Kompetenzen werden im Chemieunterricht entwickelt, der seinen Beitrag dazu leistet,- bei den Schülerinnen und Schülern Interesse zu wecken und sie zu motivieren, sich mit chemischen Fragestellungen auseinander zu setzen,
- lebensweltbezogene Aspekte einzubeziehen, z. B. durch die Auswahl von „Lerngegenständen“, die für die Schülerinnen und Schülern jetzt und im späteren Leben relevant sind (siehe Gemeinsamer Referenzrahmen für Naturwissenschaften (GeRRN), MNU Oktober 2017),
- durch Demonstrations- und Schülerexperimente in exemplarischer Weise den empirischen Charakter der Naturwissenschaft Chemie zu verdeutlichen,
- das Denken in Modellen und die Modellbildung zu schulen,
- eine korrekte Fachsprache zu nutzen und einzufordern,
- Basiskonzepte (Stoff-Teilchen, Struktur-Eigenschaften, chemische Reaktion, Energiekonzept) zu vermitteln,
- Schülerinnen und Schüler zu einem sicheren, zeitgemäßen und nachhaltigen Umgang mit Ressourcen (Stoffen und Energie) zu erziehen (im Sinne einer Bildung für nachhaltige Entwicklung),
- naturwissenschaftliche Fragestellungen in fächerübergreifenden Kontexten zu betrachten und zu bewerten,
- einen Ausblick auf globale Zusammenhänge zu geben.
Durch die bewusste Entwicklung der genannten Kompetenzen und durch anschlussfähiges, berufsbezogenes Lernen werden die Schülerinnen und Schüler befähigt, die breitgefächerten Angebote des Bildungssystems nach ihren individuellen Interessen und Begabungen wahrzunehmen. Darüber hinaus eröffnet der Chemieunterricht zusammen mit den anderen Naturwissenschaften Perspektiven für den weiteren Bildungsweg und die spätere Berufs- und Studienwahl, insbesondere in chemisch-technischen und weiteren naturwissenschaftlichen Berufsfeldern.
Bildungsplanübersicht
Schuljahr | Bildungsplaneinheiten | Zeitricht-wert | Gesamt-stunden | ||
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Klasse 9 | Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) | 10 | |||
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7 | ||||
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10 | ||||
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6 | ||||
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2 | 35 | |||
Zeit für Leistungsfeststellung | 5 | ||||
40 | |||||
Klasse 10 | Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) | 10 | |||
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5 | ||||
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6 | ||||
|
6 | ||||
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8 | 35 | |||
Zeit für Leistungsfeststellung | 5 | ||||
40 |
Klasse 9
Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) |
10 |
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BPE 1 |
Arbeiten im Labor |
7 |
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Die Schülerinnen und Schüler verinnerlichen die auf den Arbeitsschutzrichtlinien basierenden vorgeschriebenen Verhaltensregeln in naturwissenschaftlichen Fachräumen und wenden alle Schutzmaßnahmen sicher an.
Dadurch erlangen sie Sicherheit für das Arbeiten im laborpraktischen Unterricht sowie für den Umgang mit Gefahrstoffen, Laborgeräten und Versuchsaufbauten. Die Dokumentation und Auswertung von selbst durchgeführten Versuchen verfestigt dabei die naturwissenschaftliche Arbeitsweise. |
BPE 1.1 |
Die Schülerinnen und Schüler wenden allgemeine Regeln für die Arbeit im chemischen Labor und Sicherheitsregeln begründet an. Sie übertragen ihr Wissen auf potentiell mögliche Notfallsituationen. |
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BPE 1.2 |
Die Schülerinnen und Schüler übertragen die Bedeutung von Gefahrstoffpiktogrammen und Gefährdungshinweisen auf die korrekte Handhabung von Stoffen und die zugehörigen Versuchsaufbauten. Sie erläutern Regeln zur Vermeidung von Chemikalienabfällen und zur sachgerechten Entsorgung von Chemikalien und wenden diese an. |
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BPE 1.3 |
Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente durch und dokumentieren Versuchsdurchführungen und Ergebnisse. |
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BPE 2 |
Stoffe und ihre Eigenschaften |
10 |
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Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene naturwissenschaftlich-technische Methoden kennen und erlangen Übung im Umgang mit Geräten und Chemikalien.
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BPE 2.1 |
Die Schülerinnen und Schüler bestimmen experimentell Stoffeigenschaften und dokumentieren Versuchsdurchführungen und Ergebnisse. |
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BPE 2.2 |
Die Schülerinnen und Schüler führen Experimente durch, bei denen verschiedene Trennverfahren zum Einsatz kommen und dokumentieren Durchführungen und Ergebnisse. |
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BPE 3 |
Chemische Reaktionen |
6 |
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Die Schülerinnen und Schüler erleben anhand von einfachen Versuchen typische Phänomene stofflicher und energetischer Veränderungen. Die Dokumentation und Auswertung der Experimente liefert dabei die Grundlage zum Verständnis dieser Phänomene.
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BPE 3.1 |
Die Schülerinnen und Schüler führen Versuche mit typischen Reaktionen von unedlen Metallen durch. |
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BPE 3.2 |
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben energetische Veränderungen anhand geeigneter Reaktionen. Sie dokumentieren die Ergebnisse ihrer Versuche und werten sie aus. |
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BPE 4 |
Salze und Ionenbindung |
2 |
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Die Schülerinnen und Schüler lernen Kristallisationsprozesse hin zur Bildung eines großen Kristalls kennen und steuern. Sie erleben, dass sorgfältiges Einhalten der Durchführungsbedingungen für den Erfolg eines Experiments entscheidend ist.
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BPE 4.1 |
Die Schülerinnen und Schüler führen ein Experiment zur Kristallzüchtung durch und vergleichen die entstandenen Formen mit weiteren Salzen. |
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Klasse 10
Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) |
10 |
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BPE 5 |
Nachweis von Molekülen und Ionen |
5 |
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Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der qualitativen chemischen Analyse als Basis für die Arbeitsweisen in verschiedenen technisch-naturwissenschaftlichen Berufsfeldern kennen.
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BPE 5.1 |
Die Schülerinnen und Schüler führen typische und einfache Versuche zum Nachweis von Stoffen durch. |
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BPE 6 |
Chemisches Rechnen |
6 |
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Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen des quantitativen chemischen Arbeitens anhand von einfachen Versuchen kennen.
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BPE 6.1 |
Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente zur Herstellung von Lösungen bestimmter Gehaltsgrößen durch, wobei ein besonderes Augenmerk auf Berechnung und Überprüfung der entstandenen Lösung gelegt wird. |
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BPE 7 |
Säuren und Basen |
6 |
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Die Schülerinnen und Schüler erleben, dass typische Eigenschaften von Säuren und Basen des Alltags messbar sind und durch chemische Methoden sichtbar gemacht werden können.
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BPE 7.1 |
Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente durch, die die typischen Eigenschaften von sauren und alkalischen Lösungen zeigen. |
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BPE 7.2 |
Die Schülerinnen und Schüler ermitteln den pH-Wert verschiedener Lösungen und Alltagschemikalien anhand geeigneter Methoden. |
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BPE 8 |
Organische Chemie |
8 |
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Die Schülerinnen und Schüler erleben anhand von geeigneten Experimenten, dass die Eigenschaften organischer Stoffe vor allem von den funktionellen Gruppen und der Kettenlänge der ausgewählten unverzweigten organischen Moleküle abhängen.
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BPE 8.1 |
Die Schülerinnen und Schüler bestimmen experimentell die typischen Eigenschaften von Alkanen. |
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BPE 8.2 |
Anhand von einfachen Experimenten bestimmen die Schülerinnen und Schüler die typischen Eigenschaften von Alkanolen. Sie führen mit der alkoholischen Gärung ein grundlegendes Verfahren der biotechnologischen Produktion durch. |
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BPE 8.3 |
Anhand von einfachen Experimenten bestimmen die Schülerinnen und Schüler die typischen Eigenschaften von Alkansäuren. |
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Operatorenliste
Anforderungsbereiche
Anforderungsbereich I umfasst die Wiedergabe von Sachverhalten aus einem abgegrenzten Gebiet im gelernten Zusammenhang sowie die Beschreibung und Verwendung gelernter und geübter Arbeitstechniken und Verfahrensweisen in einem begrenzten Gebiet und in einem wiederholenden Zusammenhang.
Anforderungsbereich II umfasst selbstständiges Auswählen, Anordnen und Darstellen bekannter Sachverhalte unter vorgegebenen Gesichtspunkten in einem durch Übung bekannten Zusammenhang sowie selbstständiges Übertragen des Gelernten auf vergleichbare neue Situationen, wobei es entweder um veränderte Fragestellungen oder um veränderte Sachzusammenhänge oder um abgewandelte Verfahrensweisen geht.
Anforderungsbereich III umfasst planmäßiges und kreatives Bearbeiten komplexerer Problemstellungen mit dem Ziel, selbstständig zu Lösungen, Deutungen, Wertungen und Folgerungen zu gelangen sowie bewusstes und selbstständiges Auswählen und Anpassen geeigneter gelernter Methoden und Verfahren in neuartigen Situationen.
Operator | Erläuterung | Zuordnung AFB |
---|---|---|
analysieren, untersuchen |
unter einer gegebenen Fragestellung wichtige Bestandteile oder Eigenschaften herausarbeiten, Untersuchen beinhaltet unter Umständen zusätzlich praktische Anteile
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II |
anwenden, übertragen |
einen bekannten Sachverhalt oder eine bekannte Methode auf etwas Neues beziehen
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II, III |
auswerten |
Daten, Einzelergebnisse oder sonstige Sachverhalte in einen Zusammenhang stellen oder gegebenenfalls zu einer abschließenden Gesamtaussage zusammenführen
|
II, III |
begründen |
Sachverhalte auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen
|
II |
berechnen, bestimmen |
mittels Größengleichungen eine chemische oder physikalische Größe bestimmen
|
I, II |
beschreiben |
Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge wiedergeben
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I, II |
bestätigen |
die Gültigkeit einer Aussage, z. B. einer Hypothese oder einer Modellvorstellung, durch ein Experiment verifizieren
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II, III |
beurteilen |
zu einem Sachverhalt eine selbstständige Einschätzung unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden begründet formulieren
|
II, III |
bewerten, Stellung nehmen |
eine eigene Position nach ausgewiesenen Kriterien vertreten
|
III |
darstellen |
Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden und Bezüge in angemessenen Kommunikationsformen strukturiert wiedergeben
|
I, II |
diskutieren |
in Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedliche Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen und abwägen
|
II, III |
dokumentieren |
alle notwendigen Erklärungen, Herleitungen und Skizzen darstellen
|
I, II |
durchführen (Experimente) |
eine vorgegebene oder eigene Experimentieranleitung umsetzen
|
I, II |
entwickeln, aufstellen |
Sachverhalte und Methoden zielgerichtet miteinander verknüpfen. Eine Hypothese, eine Skizze, ein Experiment oder ein Modell schrittweise weiterführen und ausbauen
|
II, III |
erklären |
einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich zum Ausdruck bringen
|
I, II |
erläutern |
einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen (chemische Formeln und Gleichungen) veranschaulichen und verständlich machen
|
II |
ermitteln |
einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren
|
II |
interpretieren, deuten |
kausale Zusammenhänge in Hinblick auf Erklärungsmöglichkeiten untersuchen und abwägend herausstellen
|
II, III |
nennen, angeben |
Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten ohne nähere Erläuterungen aufzählen
|
I |
planen (Experimente) |
zu einem vorgegebenen Problem eine Experimentieranleitung erstellen
|
II |
skizzieren |
Sachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduzieren und diese grafisch oder als Fließtext übersichtlich darstellen
|
II |
strukturieren, ordnen |
vorliegende Objekte oder Sachverhalte kategorisieren und hierarchisieren
|
II |
überprüfen, prüfen |
Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und eventuelle Widersprüche aufdecken
|
II |
verallgemeinern |
aus einem erkannten Sachverhalt eine erweiterte Aussage formulieren
|
II |
vergleichen |
Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln
|
II |
zeichnen |
eine anschauliche und hinreichend exakte grafische Darstellung beobachtbarer oder gegebener Strukturen anfertigen
|
I, II |