4. Inhaltsfelder und fachliche Kontexte für das Fach Chemie

Der Unterricht in den Fächern Chemie, Biologie und Physik in den Jahrgangsstufen 5 bis 9 wird durch Inhaltsfelder und fachliche Kontexte strukturiert, die in einem thematischen Zusammenhang stehen.

Sie ermöglichen eine schülerorientierte Erarbeitung naturwissenschaftlicher Sachverhalte, die Entwicklung und Nutzung fachlicher Kompetenzen und die Kommunikation und Reflexion naturwissenschaftlicher Aussagen. Sie knüpfen an Erfahrungen und an Vorwissen der Schülerinnen und Schüler an und greifen diese unter relevanten Fragestellungen auf, die mit naturwissenschaftlichen Verfahren bearbeitet werden können. Damit ermöglichen sie Zugänge zu einer naturwissenschaftlichen Betrachtungsweise der Welt. Sie schaffen die Möglichkeit, prozessbezogene und konzeptbezogene Kompetenzen in geeigneten fachlichen Kontexten zu erwerben und Basiskonzepte weiter zu entwickeln.

Geeignete Kontexte genügen in der Regel folgenden Kriterien:

  • Sie bieten Schülerinnen und Schülern Gelegenheiten, Kompetenzen zu entwickeln und erworbene Kompetenzen in unterschiedlichen Bereichen sinnvoll und erfolgreich anzuwenden.
  • Sie tragen zur Entwicklung der Basiskonzepte bei.
  • Sie erhalten durch ihren Bezug zu Erfahrungen der Schülerinnen und Schüler besondere Bedeutung.
  • Sie bieten Schülerinnen und Schülern vielfältige Handlungsmöglichkeiten für einen aktiven Lernprozess.
  • Sie verbinden Konzepte, Sichtweisen und Verfahren der Fächer Chemie, Physik und Biologie.

In diesem Zusammenhang ist Folgendes zu beachten:

Alle Inhaltsfelder mit ihren Schwerpunkten sind verbindlich, ebenso das Arbeiten in fachlichen, zusammenhängenden Kontexten. Werden andere als die vorgeschlagenen Kontexte gewählt, müssen diese gleichwertig sein und die Fachkonferenz muss hierüber einheitlich verbindlich entscheiden. Dabei ist zu beachten, dass die Kompetenzen in ihrer Gesamtheit bis Klasse 9 erreicht werden können.

Die in der Übersicht angegebene Abfolge der Inhaltsfelder folgt einer an den Kompetenzen orientierten Entwicklung. Sie ist allerdings nicht starr, sondern kann durch die Fachkonferenzen didaktisch begründet verändert werden. Die Stundentafeln der drei naturwissenschaftlichen Fächer sowie organisatorische Entscheidungen der einzelnen Schule müssen ebenfalls aufeinander abgestimmt werden. Dabei ist besonders darauf zu achten, dass ein aufbauender Kompetenzerwerb in Konzepten und Prozessen weiterhin gesichert ist. Ebenso sind die Möglichkeiten zur Zusammenarbeit der Fächer zu nutzen.
Der Kontext „Zukunftssichere Energieversorgung“ eignet sich sehr gut zu fächerübergreifenden Absprachen mit dem Fach Physik, da hier der Kontext „Effiziente Energieversorgung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik“ im Zusammenhang mit dem Inhaltsfeld „Energie, Leistung, Wirkungsgrad“ angesprochen wird.

Inhaltsfelder mit zugeordneten Kontexten sollten möglichst in einem zusammenhängenden Abschnitt unterrichtet werden. Eine Aufteilung kann jedoch sinnvoll sein, wenn z. B. der Unterricht an aktuelle Ereignisse angepasst wird. Der zeitliche Umfang für die Behandlung kann durch Tiefe und Breite der Ausgestaltung variiert werden. Ein ausgewogenes Verhältnis der fachlichen Kontexte bezogen auf ihren zeitlichen Umfang ist dabei anzustreben.

Zur Nutzung von Synergieeffekten ist eine Zusammenarbeit der Fachkonferenzen Chemie, Biologie und Physik erforderlich. Dabei geht es um Absprachen im inhaltlichen, methodischen und organisatorischen Bereich ebenso wie um das gemeinsame Verständnis von Konzepten. Es ist Aufgabe der Fachkonferenzen, diese Zusammenarbeit und die Bezüge zu planen und festzulegen.

Gleiches gilt für eine Reihe übergeordneter Fragestellungen (Gesundheit, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung, Umweltschutz, Nutzung der Kernenergie, Gentechnologie, ethische Fragen, Verantwortung der Naturwissenschaften…), die im Unterricht nicht isoliert betrachtet werden sollten. Absprachen innerhalb und zwischen den Fachkonferenzen sind notwendig, um Redundanzen zu vermeiden.

In diesen und anderen geeigneten Zusammenhängen sind auch Kooperationen mit anderen Fächern wie Mathematik, Erdkunde, Deutsch, Englisch, Kunst, Technik oder Religionslehre möglich.

Inhaltsfelder

 Fachliche Kontexte

Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich im Kapitel 3.1 und 3.3. Die nachfolgend vorgeschlagenen Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt.

Stoffe und Stoffveränderungen

Speisen und Getränke – alles Chemie?

  • Gemische und Reinstoffe
  • Stoffeigenschaften
  • Stofftrennverfahren
  • Einfache Teilchenvorstellung
  • Kennzeichen chem. Reaktionen
  • Was ist drin? Wir untersuchen Lebensmittel, Getränke und ihre Bestandteile
  • Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln
  • Wir verändern Lebensmittel durch Kochen oder Backen

Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen

Brände und Brandbekämpfung

  • Oxidationen
  • Elemente und Verbindungen
  • Analyse und Synthese
  • Exotherme und endotherme Reaktionen
  • Aktivierungsenergie
  • Gesetz von der Erhaltung der Masse
  • Reaktionsschemata (in Worten)
  • Feuer und Flamme
  • Brände und Brennbarkeit
  • Die Kunst des Feuerlöschens
  • Verbrannt ist nicht vernichtet

Luft und Wasser

Nachhaltiger Umgang mit Ressourcen

  • Luftzusammensetzung
  • Luftverschmutzung, saurer Regen
  • Wasser als Oxid
  • Nachweisreaktionen
  • Lösungen und Gehaltsangaben
  • Abwasser und Wiederaufbereitung
  • Luft zum Atmen
  • Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe
  • Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser; Gewässer als Lebensräume

Metalle und Metallgewinnung

Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände

  • Gebrauchsmetalle
  • Reduktionen / Redoxreaktion
  • Gesetz von den konstanten Massenverhältnissen
  • Recycling
  • Das Beil des Ötzi
  • Vom Eisen zum Hightechprodukt Stahl
  • Schrott – Abfall oder Rohstoff

Elementfamilien, Atombau und Periodensystem

Böden und Gesteine – Vielfalt und Ordnung

  • Alkali- oder Erdalkalimetalle
  • Halogene
  • Nachweisreaktionen
  • Kern-Hülle-Modell
  • Elementarteilchen
  • Atomsymbole
  • Schalenmodell und Besetzungsschema
  • Periodensystem
  • Atomare Masse, Isotope
  • Aus tiefen Quellen oder natürliche Baustoffe
  • Streusalz und Dünger – wie viel verträgt der Boden

Ionenbindung und Ionenkristalle

Die Welt der Mineralien

  • Leitfähigkeit von Salzlösungen
  • Ionenbildung und Bindung
  • Salzkristalle
  • Chemische Formelschreibweise und Reaktionsgleichungen
  • Salzbergwerke
  • Salze und Gesundheit

Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen

Metalle schützen und veredeln

  • Oxidationen als Elektronenübertragungs-Reaktionen
  • Reaktionen zwischen Metallatomen und Metallionen
  • Beispiel einer einfachen Elektrolyse
  • Dem Rost auf der Spur
  • Unedel – dennoch stabil
  • Metallüberzüge: nicht nur Schutz vor Korrosion

Unpolare und polare Elektronenpaarbindung

Wasser - mehr als ein einfaches Lösemittel

  • Die Atombindung / unpolare Elektronenpaarbindung
  • Wasser-, Ammoniak- und Chlorwasserstoffmoleküle als Dipole
  • Wasserstoffbrückenbindung
  • Hydratisierung
  • Wasser und seine besonderen Eigenschaften und Verwendbarkeit
  • Wasser als Reaktionspartner

Saure und alkalische Lösungen 

Säuren und Laugen im Alltag

  • Ionen in sauren und alkalischen Lösungen
  • Neutralisation
  • Protonenaufnahme und Abgabe an einfachen Beispielen
  • stöchiometrische Berechnungen
  •  Anwendungen von Säuren im Alltag und Beruf
  • Haut und Haar, alles im neutralen Bereich

Energie aus chemischen Reaktionen

Zukunftssichere Energieversorgung 

  • Beispiel einer einfachen Batterie
  • Brennstoffzelle
  • Alkane als Erdölprodukte
  • Bioethanol oder Biodiesel
  • Energiebilanzen
  • Mobilität - die Zukunft des Autos
  • Nachwachsende Rohstoffe
  • Strom ohne Steckdose

Organische Chemie

Der Natur abgeschaut

  • Typ. Eigenschaften org. Verbindungen
  • Van-der-Waals-Kräfte
  • Funktionelle Gruppen: Hydroxyl- und Carboxylgruppe
  • Struktur-Eigenschaftsbeziehungen
  • Veresterung
  • Beispiel eines Makromoleküls
  • Katalysatoren
  • Vom Traubenzucker zum Alkohol
  • Moderne Kunststoffe