Chemie

DER BEITRAG DES FACHES CHEMIE ZUR ERREICHUNG DER ZIELSETZUNG DES GYMNASIUMS

Naturwissenschaftliche Bildung ist ein wichtiger und wesentlicher Aspekt von Allgemeinbildung. Die Erkenntnisse der Naturwissenschaften haben die Entwicklung unserer europäischen Kultur, unserer Denk- und Lebensweise und unserer Lebensqualität nachhaltig geprägt.
Der naturwissenschaftliche Unterricht hat daher das Ziel, eine naturwissenschaftliche Grundbildung aufzubauen, die den Zugang zu einem wichtigen kulturellen Erbe der Menschheit ermöglicht und dazu befähigt, sich in einer sowohl natürlichen als auch durch den Menschen geprägten Umwelt zurechtzufinden sowie an Entscheidungen in einer von Naturwissenschaft und Technik bestimmten Welt verantwortungsvoll teilzuhaben.
Deshalb muss sich eine naturwissenschaftliche Grundbildung in erster Linie an den Bedürfnissen derjenigen Menschen orientieren, die später einen Beruf außerhalb des naturwissenschaftlichen Bereiches ausüben.
Darüber hinaus hat die naturwissenschaftliche Ausbildung großen Einfluss auf die Entscheidung über die Berufsausbildung oder für ein Studium. Sie muss daher auch eine sichere fachliche Basis für naturwissenschaftlich-technische Berufe bereitstellen.
Die Chemie befasst sich mit der Charakterisierung, Zusammensetzung und Umwandlung von Stoffen. Sie hat damit an der Entwicklung der Naturwissenschaften einen bedeutenden Anteil.


Zentrale Ziele des Chemieunterrichts bis zum Abitur

Der Chemieunterricht hat die Aufgabe,

• Kenntnisse über die spezifischen Aufgabenfelder und Methoden der Chemie zu vermitteln,
• die historische Entwicklung der Chemie und ihren Beitrag zum Gesamtverständnis unserer Welt darzustellen,
• ein gesichertes Fachwissen, allgemeine Prinzipien und fachspezifische Konzepte zu vermitteln,
• Hilfen für die Orientierung im Alltag und die Lebensgestaltung in Einklang mit der Natur bereitzustellen,
• Problembewusstsein und Offenheit für die Bedeutung chemischer Erkenntnisse zu wecken.

Folgende zentrale Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten bestimmen das didaktische Konzept des Unterrichts zur Verwirklichung dieser Ziele:

• Beobachtung und Untersuchung von Stoffen und Stoffumwandlungen,
• Formulieren chemischer Fragestellungen,
• Bildung von Hypothesen,
• Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten,
• Sprachliche Darstellung und adressatenbezogene Präsentation von Versuchsergebnissen,
• Herleitung chemischer Gesetze,
• chemische Interpretation mathematisch bzw. symbolisch formulierter Zusammenhänge,
• Entwicklung und Anwendung von Modellen und Theorien zur Erklärung chemischer Phänomene,
• Kenntnis fachspezifischer Fakten und Methoden,
• Darstellung der Wechselbeziehungen von Mensch, Chemie und Umwelt.

Nachhaltige und dauerhafte Lernerfolge setzen eine sorgfältige Auswahl und Variation methodischer Vorgehensweisen voraus. Zu beachten sind insbesondere folgende Leitgedanken:

• Der Unterricht stellt die Entwicklung angemessener Grundvorstellungen über wesentliche fachliche Inhalte und Strategien in den Mittelpunkt.
• Der Unterricht widmet dem Erarbeiten der Inhalte durch Versuche und dem Herstellen von Querbezügen auch zu anderen Fächern besondere Aufmerksamkeit. Er ermöglicht und praktiziert eine systematische Wiederholenskultur.
• Im Mittelpunkt des Unterrichts stehen sowohl Demonstrationsexperimente als auch eigenständige Schülerversuche, bei deren Durchführung geeignete Hilfsmittel und Medien eingesetzt werden.
• Der Unterricht befasst sich verstärkt mit Fragestellungen, die sich auf die enge Wechselbeziehung zwischen der Chemie und der Lebenswirklichkeit, insbesondere auch der Technik, beziehen.
• Von besonderer Bedeutung für einen erfolgreichen Chemieunterricht ist die Praktizierung von Methodenvielfalt, die der jeweiligen Altersstufe und den Themenbereichen Rechnung trägt.

Bis zum Eintritt in die gymnasiale Oberstufe ist die Vermittlung einer altersgemäßen chemischen Grundbildung primäres Ziel des Chemieunterrichts. Diese Gru8ndbildung besteht einerseits in der Kenntnis fachspezifischer Fakten und Methoden, andererseits aber auch in der Fähigkeit zu einem fächerübergreifenden, vernetzenden Denken, das die Verbindung zur Lebenswelt der Schüler und Schülerinnen herstellt, ihnen hilft, sich im hoch technisierten Alltag besser zurechtzufinden und das ihre Bereitschaft zur Übernahme gesellschaftlicher Mitverantwortung für Gegenwarts- und Zukunftsfragen fördert.


Lehrplan Chemie für die Klassenstufe 8 (für den sprachlichen und mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig des Gymnasiums)

Schon der Chemieunterricht in der Klassenstufe 8 verfolgt das integrative Zusammenwirken von drei Arbeitsfeldern:
Das Beobachten und experimentelle Untersuchen von Stoffen und Stoffumwandlungen, das Erklären chemischer Phänomene mit Modellen und Theorien und das Entwickeln von Verständnis für die Wechselwirkungen zwischen Mensch, Chemie und Umwelt.

Die Schülerinnen und Schüler in der Klasse 8 werden daher zunächst die Eigenschaften von Stoffen aus ihrer unmittelbaren Umgebung erforschen und dadurch ihre Primärerfahrung zu erweitern. Die Ausgangspunkte dafür sind die Themen "Luft und Wasser". Einfache Modellvorstellungen über den Aufbau der Materie interpretieren die ersten Beobachtungen und Versuchsergebnisse. Diese chemischen Erkenntnisse ermöglichen den Schülerinnen und Schülern eine differenzierte Betrachtung und erste Orientierung in ihrer Umwelt.
Im mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig werden zusätzlich noch die Elemente der ersten, zweiten und siebten Hauptgruppe betrachtet. An diesen Beispielen soll auch gezeigt werden, wie sich Stoffeigenschaften innerhalb einer Elementgruppe ändern. Weiterhin ist eine erste Einführung in quantitative Betrachtungen des Faches Chemie vorgesehen.


Lehrplan Chemie für die Klassenstufe 9 (für den sprachlichen und mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig des Gymnasiums)

Im sprachlichen Zweig der Klassenstufe 9 lernt der Schüler ausgewählte Stoffe kennen und fasst diese auf Grund ihrer Eigenschaften sinnvoll zu Stoffgruppen zusammen. Er wird mit der chemischen Symbolik vertraut, erlernt den sicheren Umgang mit der chemischen Formelsprache, übt das Formulieren von Reaktionsgleichungen und erkennt erste, daraus resultierende quantitative Beziehungen.

Die letztgenannten Themen wurden im mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig bereits in der Klassenstufe 8 unterrichtet. Sie werden in der Klassenstufe 9 an weiteren Beispielen vertieft und gefestigt. Ein Unterrichtsschwerpunkt liegt in diesem Zweig auch in der Erweiterung der Stoffkenntnisse: Wichtige anorganische Säuren und ihre Salze werden vorgestellt. Dabei wird der Unterricht so gestaltet, dass der Schüler deutliche Beziehungen zwischen Chemie und Alltagserfahrungen erkennt und für Umweltprobleme sensibilisiert wird.

Einen weiteren Unterrichtsschwerpunkt sowohl im sprachlichen als auch im naturwissenschaftlichen Zweig bilden die Themen "Atombau" und "Chemische Bindung". Das Thema "Atombau" wird in dieser Klassenstufe von den Fächern Chemie und Physik fächerübergreifend behandelt, wobei die Chemie den Schwerpunkt auf die Atomhülle, die Physik auf den Atomkern legt.


Lehrplan Chemie für die Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe (für den sprachlichen und mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig des Gymnasiums)

Der Lehrplan für die Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe führt das Konzept aus den Klassen 8 und 9 fort und vermittelt weitere grundlegende Kenntnisse über Stoffgruppen und deren Eigenschaften. Er schafft damit die Voraussetzungen für den Unterricht im G-Kurs Chemie in der Hauptphase der gymnasialen Oberstufe.

Im sprachlichen Zweig beginnt der Lehrplan mit Rücksicht auf den Biologieunterricht mit dem Kapitel "Organische Chemie". Anschließend wird im Kapitel "Periodisches System der Elemente" die Verbindung mit dem Kapitel "Bau der Materie" der Klasse 9 hergestellt. Dieses Thema leitet über zu der Behandlung der wichtigsten Säuren und ihrer Salze, auf die eine kurze Besprechung von Ammoniak und den Ammoniumsalzen folgt.

Im mathematisch-naturwissenschaftlichen Zweig werden ebenfalls organische Stoffe einschließlich der wichtigsten Naturstoffe und ihrer Eigenschaften behandelt. Tiefergehende Strukturbetrachtungen und insbesondere Reaktionsmechanismen bleiben dem Unterricht des G-Kurses vorbehalten.


Lehrplan für den G-Kurs Chemie in der Hauptphase der gymnasialen Oberstufe

Im Chemieunterricht in der Hauptphase der gymnasialen Oberstufe wird das fachsystematische Lehren und Lernen weiter ausgebaut. Dies geschieht durch konsequente Weiterentwicklung der bereits in der Sekundarstufe I und in der Einführungsphase angelegten zentralen Basiskonzepte,

• des Teilchenkonzepts,
• des Donator-Akzeptor-Konzepts,
• des Struktur-Eigenschaften-Konzepts,
• des Energie-Konzepts.

Neben diesen Basiskonzepten treten im Verlauf des Grundkurses im 1. Jahr der Hauptphase

• das Reaktionsgeschwindigkeits-Konzept und
• das Gleichgewichts-Konzept hinzu.

Im Rahmen des Struktur-Eigenschaften-Konzeptes werden im 2. Jahr der Hauptphase

• Struktur-Reaktion-Beziehungen entwickelt.

Diese Basiskonzepte sind eng miteinander vernetzt und werden im Verlauf des Oberstufenunterrichts an verschiedenen Stellen des Lehrplans immer wieder gezielt angesprochen und Verbindungen aufgezeigt.
Komplexe Themen machen deutlich, dass die Umsetzung chemischer Kenntnisse in alltäglichen, technischen und industriellen Zusammenhängen grundlegende Bedeutung für Entscheidungen und Bewertungen im ökonomischen, ökologischen und sozialen Bereich hat.

Dabei sollen Schülerinnen und Schüler, die nach der Schule ein naturwissenschaftliches oder verwandtes Studium anstreben als auch diejenigen, die für ihr weiteres Leben -voraussichtlich- keine vertieften Kenntnisse im Fach Chemie benötigen, adäquate Kompetenzen erwerben.
An dieser Stelle können Kompetenzen aus folgenden Kompetenzbereichen genannt werden:

• Fachkenntnisse
• Fachmethoden
• Kommunikation
• Reflexion.

Im Verlauf der Hauptphase sollen die Schüler folgende handlungsbezogene Fähigkeiten erwerben oder weiter entwickeln:

• die Fähigkeit, Arbeitsprozesse selbst zu organisieren und Arbeitsvorhaben zu verfolgen,
• die Fähigkeit, Experimente selbst zu planen und auszuwerten,
• die Fähigkeit, Ergebnisse unter Anwendung der Fachsprache verständlich zu verbalisieren, im Zusammenhang darzustellen und adressatenbezogen zu präsentieren,
• die Team-, Kooperations- und Kommunikationsfähigkeit durch gemeinsames Experimentieren oder andere Formen der Gruppenarbeit weiter zu entwickeln.

Über die fachbezogenen Fähigkeiten geben die Lerninhalte im G-Kurs der Oberstufe in den nachfolgenden Themen Auskunft: Jahrgangsstufe 11:

• Orbitalmodell
• Energie chemischer Reaktionen
• Reaktionsgeschwindigkeit
• Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz
• Protolysen

Jahrgangsstufe 12:

• Redoxreaktionen
• Organische Chemie.

Auszüge aus dem saarländischen Lehrplan Chemie für Gymnasien (G8)

O. Üstüntas, Fachvorsitz Chemie Otto-Hahn-Gymnasium Saarbrücken