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Schulinterner Lehrplan zum Kernlehrplan für die gymnasiale Oberstufe am Alexander-von-Humboldt Gymnasium in Neuss

Chemie

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Inhalt Seite

1 Die Fachgruppe Chemie am Alexander-von-Humboldt-

Gymnasium in Neuss

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2 Entscheidungen zum Unterricht 4

2.1 Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben 6

2.1.1 Einführungsphase – Unterrichtsvorhaben I 10

2.1.2 Einführungsphase – Unterrichtsvorhaben II 13

2.1.3 Einführungsphase – Unterrichtsvorhaben III 18

2.1.4 Einführungsphase – Unterrichtsvorhaben IV 24

2.2.1 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben I 29

2.2.2 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben II 36

2.2.3 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben III 41

2.2.4 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben IV&V 44

2.2.5 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben VI 49

2.3.1 Grundkurs Qualifikationsphase Q2 – Unterrichtsvorhaben I 53

2.3.2 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben II 58

2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit 62

2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung 64

2.4 Lehr- und Lernmittel 69

3 Entscheidung zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen 70

4 Qualitätssicherung und Evaluation 71

3

1 Die Fachgruppe Chemie am Alexander-von-Humboldt Gymnasium in Neuss

Das Alexander-von-Humboldt-Gymnasium liegt im Schulzentrum in Neuss. Die Schule nimmt jährlich AbsolventInnen mit mittlerem Abschluss und Qualifikation für die gymnasiale Oberstufe der benachbarten Realschule bzw. zukünftig der benachbarten Sekundarschule in die Oberstufe auf, sodass zwei bis drei Chemie-Kurse in der Einführungsphase angeboten werden. Aus diesen Kursen resutieren im Schnitt in der Qualifikationsphase zwei Grundkurse sowie ein Leistungskurs (Kooperationskurs). Insbesondere durch eine Kooperation mit dem Nelly-Sachs-Gymnasium ist es möglich, regelmäßig Chemie-Leistungskurse anzubieten. Insgesamt unterrichten am Alexander-von-Humboldt-Gymnasium sieben LehrerInnen das Fach Chemie (Stand November 2014). Im Schnitt besuchen 550 SchülerInnen die Sekundarstufe I und 400 SchülerInnen die Sekundarstufe II. In der gymnasialen Oberstufe besuchen durchschnittlich 100 SchülerInnen Chemie-Kurse in der Einführungsphase und 70 SchülerInnen in der Qualifikationsphase. Zentrales Element des Chemie-Unterrichts ist das Experiment: neben Demonstrationsexperimenten werden so häufig wie möglich Schülerexperimente durchgeführt. Zur Auswertung der experimentellen Arbeit greift der Chemie-Unterricht auch auf moderne Auswertungsmethoden wie den grafikfähigen Taschenrechner zurück. Auf diese Art und Weise lernen die Schülerinnen und Schüler einen vertieften Einblick in die elementaren Zusammenhänge naturwissenschaftlicher Alltagsphänomene und deren Erforschung kennen sowie aktuelle Methoden der Datenauswertung. Nach dem Umbau der Schule stehen der Chemie neben zwei neu ausgestatteten Fachräumen eine gut ausgestattete Sammlung zur Vorbereitung einer Vielzahl von Schüler- und Demonstrationsexperimenten zur Verfügung. Das Gymnasium ist eine Ganztagsschule mit MINT-Schwerpunkt. In der Sekundarstufe I wird das Fach Chemie im siebten, achten und neunten Jahrgang zweistündig unterrichtet. Zusätzlich wird jedes Jahr in mindestens einer Klasse eine Math-Nat-Klasse eingerichtet. Neben Zusatzstunden in Biologie, Physik und Mathematik findet zum regelmäßigen Chemie-Unterricht in der Jahrgangsstufe sieben eine zusätzliche Experimentierstunde statt, an der jeweils die Hälfte der

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SchülerInnen der Klasse abwechselnd teilnehmen. Zudem nehmen SchülerInnen der Sekundarstufe I an Chemie-AGs oder fachübergreifenden naturwissenschaftlichen AGs und an Wettbewerben, beispielsweise der Internationalen Junior Science Olympiade oder dem Dechemax teil. In der Sekundarstufe II wird von der EF bis zur Qualifikationsphase II dreistündig im Grundkurs bzw. fünfstündig im Leistungskurs unterrichtet. Das Konzept des projektorientierten sowie forschend-entwickelnden Chemie-Unterrichts wird in der Oberstufe fortgesetzt bspw. in Zusammenarbeit mit dem zdi oder der Bayer-Stiftung. So kann der reguläre Chemie-Unterricht durch Wettbewerbsangebote (Internationale Chemie Olympiade) und AG-Angebote sowie Exkursionen und Schülerlaborbesuche bereichert werden. 2 Entscheidungen zum Unterricht

Hinweis: Die nachfolgend dargestellte Umsetzung der verbindlichen Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans findet auf zwei Ebenen statt. Das Übersichtsraster gibt den Lehrkräften einen raschen Überblick über die laut Fachkonferenz verbindlichen Unterrichtsvorhaben pro Schuljahr. In dem Raster sind außer dem Thema des jeweiligen Vorhabens das schwerpunktmäßig damit verknüpfte Inhaltsfeld bzw. die Inhaltsfelder, inhaltliche Schwerpunkte des Vorhabens sowie Schwerpunktkompetenzen ausgewiesen. Die Konkretisierung von Unterrichtsvorhaben führt weitere Kompetenzerwartungen auf und verdeutlicht vorhabenbezogene Absprachen, z.B. zur Festlegung auf einen Aufgabentyp bei der Lernerfolgsüberprüfung durch eine Klausur.

2.1 Unterrichtsvorhaben

Die Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitzt den Anspruch, sämtliche im Kernlehrplan angeführten Kompetenzen abzudecken. Dies entspricht der Verpflichtung jeder Lehrkraft, alle Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans bei den Lernenden auszubilden und zu entwickeln.

Die entsprechende Umsetzung erfolgt auf zwei Ebenen: der Übersichts- und der Konkretisierungsebene.

Im „Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben“ (Kapitel 2.1.1) wird die für alle Lehrerinnen und Lehrer gemäß Fachkonferenzbeschluss verbindliche

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Verteilung der Unterrichtsvorhaben dargestellt. Das Übersichtsraster dient dazu, den Kolleginnen und Kollegen einen schnellen Überblick über die Zuordnung der Unterrichtsvorhaben zu den einzelnen Jahrgangsstufen sowie den im Kernlehrplan genannten Kompetenzen, Inhaltsfeldern und inhaltlichen Schwerpunkten zu verschaffen. Um Klarheit für die Lehrkräfte herzustellen und die Übersichtlichkeit zu gewährleisten, werden in der Kategorie „Kompetenzen“ an dieser Stelle nur die übergeordneten Kompetenzerwartungen ausgewiesen, während die konkretisierten Kompetenzerwartungen erst auf der Ebene konkretisierter Unterrichtsvorhaben Berücksichtigung finden. Der ausgewiesene Zeitbedarf versteht sich als grobe Orientierungsgröße, die nach Bedarf über- oder unterschritten werden kann. Um Spielraum für Vertiefungen, besondere Schülerinteressen, aktuelle Themen bzw. die Erfordernisse anderer besonderer Ereignisse (z.B. Praktika, Kursfahrten o.ä.) zu erhalten, wurden im Rahmen dieses schulinternen Lehrplans nur ca. 75 Prozent der Bruttounterrichtszeit verplant. (Als 75 % wurden für die Einführungsphase 90 Unterrichtsstunden, für den Grundkurs in der Q1 ebenfalls 90 und in der Q2 60 Stunden und für den Leistungskurs in der Q1 150 und für Q2 90 Unterrichtsstunden zugrunde gelegt.)

Während der Fachkonferenzbeschluss zum „Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben“ zur Gewährleistung vergleichbarer Standards sowie zur Absicherung von Lerngruppenübertritten und Lehrkraftwechseln für alle Mitglieder der Fachkonferenz Bindekraft entfalten soll, besitzt die exemplarische Ausweisung „konkretisierter Unterrichtsvorhaben“ (Kapitel 2.1.2) empfehlenden Charakter. Referendarinnen und Referendaren sowie neuen Kolleginnen und Kollegen dienen diese vor allem zur standardbezogenen Orientierung in der neuen Schule, aber auch zur Verdeutlichung von unterrichtsbezogenen fachgruppeninternen Absprachen zu didaktisch-methodischen Zugängen, fächerübergreifenden Kooperationen, Lernmitteln und -orten sowie vorgesehenen Leistungsüberprüfungen, die im Einzelnen auch den Kapiteln 2.2 bis 2.4 zu entnehmen sind. Abweichungen von den vorgeschlagenen Vorgehensweisen bezüglich der konkretisierten Unterrichtsvorhaben sind im Rahmen der pädagogischen Freiheit der Lehrkräfte jederzeit möglich. Sicherzustellen bleibt allerdings auch hier, dass im Rahmen der Umsetzung der Unterrichtsvorhaben insgesamt alle Kompetenzen des Kernlehrplans Berücksichtigung finden.

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2.1.1 Einführungsphase – Unterrichtsvorhaben I

Kontext: Nicht nur Graphit und Diamant – Erscheinungsformen des Kohlenstoffs Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Struktur – Eigenschaft Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: bestehendes Wissen aufgrund neuer chemischer Erfahrungen und Erkenntnisse

modifizieren und reorganisieren (UF4).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: Modelle begründet auswählen und zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage

chemischer Vorgänge verwenden, auch in einfacher formalisierter oder mathematischer Form (E6).

an ausgewählten Beispielen die Bedeutung, aber auch die Vorläufigkeit naturwissenschaftlicher Regeln, Gesetze und Theorien beschreiben (E7).

Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatengerecht

sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten darstellen (K3).

Inhaltsfeld: Kohlenstoffverbindungen und Gleichgewichtsreaktionen Inhaltlicher Schwerpunkt:

Nanochemie des Kohlenstoffs Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten

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2.1.2 Einführungsphase - Unterrichtsvorhaben II

Kontext: Kohlenstoffdioxid und das Klima – Die Bedeutung der Ozeane Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Struktur – Eigenschaft Basiskonzept Chemisches Gleichgewicht Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: in vorgegebenen Situationen chemische Probleme beschreiben, in Teilprobleme

zerlegen und dazu Fragestellungen angeben (E1). unter Beachtung von Sicherheitsvorschriften einfache Experimente zielgerichtet

planen und durchführen und dabei mögliche Fehler betrachten (E4). Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und

überzeugenden Argumenten begründen bzw. kritisieren (K4). Kompetenzbereich Bewertung: in bekannten Zusammenhängen ethische Konflikte bei Auseinandersetzungen mit

chemischen Fragestellungen darstellen sowie mögliche Konfliktlösungen aufzeigen (B3).

Möglichkeiten und Grenzen chemischer und anwendungsbezogener Problemlösungen und Sichtweisen mit Bezug auf die Zielsetzungen der Naturwissenschaften darstellen (B4).

Inhaltsfeld: Kohlenstoffverbindungen und Gleichgewichtsreaktionen Inhaltliche Schwerpunkte:

(Organische und) anorganische Kohlenstoffverbindungen Gleichgewichtsreaktionen Stoffkreislauf in der Natur

Zeitbedarf: ca. 22 Std. à 45 Minuten

15

2.1

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konstru

ktion

http

://ww

w.m

axw

issen.d

e/F

ach

wisse

n/sh

ow

/0/H

eft/K

limam

odelle

.htm

l Inform

ationen zum Film

„Treibhaus Erde“: http

://ww

w.p

lanet-sch

ule

.de/w

issensp

ool/to

tal-p

haenom

enal/in

halt/se

ndung

en/tre

ibhaus-e

rde.h

tml

19

2.1.3 Einführungsphase – Unterrichtsvorhaben III

Kontext: Methoden der Kalkentfernung im Haushalt

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen:

Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen:

ausgewählte Phänomene und Zusammenhänge erläutern und dabei Bezüge zu

übergeordneten Prinzipien, Gesetzen und Basiskonzepten der Chemie herstellen

(UF1).

die Einordnung chemischer Sachverhalte und Erkenntnisse in gegebene fachliche

Strukturen begründen (UF3).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung:

zur Klärung chemischer Fragestellungen begründete Hypothesen formulieren und

Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben (E3).

Daten bezüglich einer Fragestellung interpretieren, daraus qualitative und quantitative

Zusammenhänge ableiten und diese in Form einfacher funktionaler Beziehungen

beschreiben (E5).

Kompetenzbereich Kommunikation:

Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten nach gegebenen

Strukturen dokumentieren und stimmig rekonstruieren, auch mit Unterstützung

digitaler Werkzeuge (K1).

Inhaltsfeld: Kohlenstoffverbindungen und Gleichgewichtsreaktionen

Inhaltlicher Schwerpunkt:

Gleichgewichtsreaktionen

Zeitbedarf: ca. 18 Std. à 45 min

2.1

.3 K

onkre

tisierte

Unte

rrichtsvo

rhaben

Ein

füh

run

gsp

hase

Un

terrichtsvo

rhab

en III

Ko

ntext: M

eth

od

en

der K

alke

ntfe

rnun

g im

Hau

sha

lt

Inh

altsfeld: K

ohle

nsto

ffverb

indung

en u

nd G

leich

gew

ichtsre

aktio

nen

Inh

altliche S

chw

erpu

nkte

:

G

leich

ge

wich

tsreaktio

ne

n

Zeitb

edarf: ca

. 18

Std

. à 4

5 m

in

Sch

werp

un

kte üb

ergeo

rdn

eter Ko

mp

etenzerw

artun

gen

:

U

F1

Wie

de

rga

be

U

F3

Syste

ma

tisieru

ng

E

3 H

ypo

the

sen

E

5 A

usw

ertu

ng

K

1 D

oku

me

nta

tion

Basis

kon

zept (S

chw

erpu

nkt):

Ba

siskon

zep

t Ch

em

isches G

leich

ge

wich

t (Re

aktio

nsg

esch

win

dig

keit)

Ba

siskon

zep

t En

erg

ie (K

ata

lyse)

Seq

uen

zieru

ng

inh

altliche

r Asp

ekte

Ko

nkretis

ierte

Ko

mp

etenzerw

artun

gen

d

es

Kern

lehrp

lans

Die Schülerinnen und Schüler …

Leh

rmittel / M

aterialien / M

etho

den

V

erbin

dlich

e Ab

spra

chen

Did

aktisch

-meth

od

ische

En

tscheid

un

gen

Säu

ren co

ntra

Kalk

- V

erw

en

du

ng vo

n

Sä

ure

n zu

r

Ka

lkentfe

rnu

ng

- S

aure

Lösu

ng

- R

ea

ktionsg

leich

ung

form

ulie

ren

H

ypo

the

sen

zu

m

Ein

fluss (ve

rschie

de

ne

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ktore

n

auf d

ie R

eaktio

nsg

esch

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dig

keit

und

e

ntw

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V

ersu

che

zu

dere

n Ü

berp

rüfu

ng

(E3).

Pro

blem

atisierun

g

Wa

sserko

cher

soll

en

tkalkt

we

rden

(mö

glich

st schne

ll, da B

esu

ch a

nste

ht), zu

r Ve

rfügu

ng

steht

Am

eise

nsä

ure

(a

ltern

ativ

Essig

säure

) u

nte

rschie

dlich

er

Ko

nze

ntra

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Sch

üle

rexperim

ent

De

r E

instie

g

die

nt

der

Pro

ble

mfo

rmu

lieru

ng

u

nd

Hyp

oth

ese

nb

ildun

g

(bsp

w.

Die

Ka

lkentfe

rnu

ng

ve

rläu

ft a

bh

än

gig

von

der

verw

en

dete

n

Sä

ure

unte

rschie

dlich

sch

ne

ll, d

ie

21

zur K

alke

ntfe

rnu

ng

- A

bh

äng

igke

it de

r

Ge

schw

ind

igke

it de

r

Re

aktio

n vo

n

Kon

zen

tratio

n u

nd

Zerte

ilun

gsg

rad

(qua

litativ)

inte

rpre

tiere

n

den

ze

itliche

n

Abla

uf ch

em

ischer R

ea

ktione

n in

Ab

hä

ng

igke

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versch

iede

ne

n

Pa

ram

ete

rn

(u.a

. O

berflä

che,

Ko

nze

ntra

tion, T

em

pera

tur) (E

5).

doku

me

ntie

ren

E

xperim

en

te

in

ang

em

esse

ne

r Fa

chsp

rach

e (K

1).

erklä

ren

d

en

ze

itliche

n

Ab

lauf

chem

ischer

Re

aktio

ne

n

au

f d

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Ba

sis e

infa

cher

Mo

delle

a

uf

mole

kula

rer

Eb

en

e

(u.a

.

Sto

ßth

eo

rie fü

r Ga

se) (E

6).

Ca

lcium

carb

on

at

mit

Am

eise

nsä

ure

(E

ssigsä

ure

) a

) m

it

versch

ied

en

ko

nze

ntrie

rten

S

äure

lösu

nge

n

und

b

) m

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Pu

lver,

Kö

rne

r u

nd

S

tücke

n

Ca

lcium

carb

on

at;

Au

fnah

me

des e

ntste

he

nde

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O2

mit K

alkw

asse

r

Au

fstellen d

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eaktio

ns

gleich

un

gen

- d

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roto

lyseg

leich

un

g

- R

ea

ktionsg

leich

ung

von K

alk m

it saure

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ösu

nge

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Bere

chn

un

gen

zu

r E

rmittlu

ng

d

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Sto

ffme

ng

en

kon

zentra

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d

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zur

Ve

rfügu

ng

steh

en

de

n

Sä

ure

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Erg

ebn

is:

- Erke

nn

tnis: R

ea

ktione

n h

ab

en

ein

e G

esch

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dig

keit, d

ie

von

bestim

mte

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ara

me

tern

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hän

gig

ist

- Be

trach

tet m

an d

en

zeitlich

en

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rlau

f ein

er ch

em

ischen

Re

aktio

n e

rfasst m

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ie R

eaktio

nsg

esch

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dig

keit

- R

ea

ktionsg

esch

win

dig

keit

ist a

bh

äng

ig

von

d

er

Ko

nze

ntra

tion d

er S

äure

-Lösu

ng

un

d vo

m Z

erte

ilun

gsg

rad

des C

alciu

mca

rbo

nats

u

mso

h

öh

er

die

K

on

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tratio

n,

de

sto

schne

ller

die

Re

aktio

n, d

esto

grö

ße

r der Z

erte

ilun

gsg

rad

, de

sto sch

nelle

r

die

Re

aktio

n

- nach

ein

iger Z

eit fla

cht d

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ase

ntw

icklung

ab

Ka

lkentfe

rnu

ng

lä

uft

mit

der

konze

ntrie

rten

Sä

ure

schn

elle

r ab);

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Hyp

oth

ese

mu

ss exp

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ente

ll

übe

rprü

ft we

rde

n.

Gg

f. F

orm

ulie

run

g

we

itere

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Hyp

oth

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n

zum

E

influ

ss a

uf

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aktio

nsg

esch

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dig

keit

(Ve

rteilu

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rad

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eite

re

Ein

flussfa

ktore

n!?

!

Wie

de

rho

lung

: (S

toffm

eng

en

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Kon

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tratio

n, P

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leich

un

g,

Do

nato

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pto

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zip

der

Säure

-Ba

se-R

ea

ktion,

saure

Eig

ensch

aft d

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ässrig

en

Lösu

ng

ein

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äu

re.

Da

d

ie

the

ore

tischen

G

rund

lag

en

zur

Ve

rifikatio

n

/ F

alsifika

tion

d

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Hyp

oth

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fe

hle

n,

wird

d

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ind

uktive

Z

we

ig

des

forsch

en

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entw

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de

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Un

terrich

tsverfa

hre

ns

ge

wä

hlt

und

die

Lösu

ng

exp

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ente

ll ge

fund

en

.

Die

e

xpe

rime

nte

ll g

ew

on

nen

Re

aktio

nsg

esch

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dig

keit n

imm

t im V

erla

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ktion

ab

Lern

temp

od

uett

zur

Sto

ßth

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rie

(Arb

eitsb

latt

und

Prä

senta

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de

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rge

bnisse

so

wie

E

rkläru

ng

d

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Be

ob

ach

tung

en

an

ha

nd

der

Th

eo

rie),

Ein

führu

ng

d

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Ge

schw

ind

igke

itskonsta

nte

k

als

für

jede

R

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ktion

chara

kteristisch

er W

ert b

ei d

efin

ierte

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ed

ing

un

ge

n

Alte

rnativ

o

der

zusätzlich

: M

ode

llversu

ch

zur

Re

aktio

nsg

esch

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dig

keit

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nn

tnisse

w

erd

en

zusa

mm

eng

etra

ge

n

un

d

abstra

hie

rt. Z

ur

Erklä

run

g

de

r

Vo

rgä

nge

a

uf

subm

ikrosko

pisch

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Eb

en

e / M

od

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ll die

Sto

ßth

eorie

hera

ng

ezo

ge

n w

erd

en

.

Reaktio

nsg

eschw

ind

i

gkeit

de

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Kalk m

it Säu

re

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ua

ntita

tiv

- D

efin

ition

- M

ittlere

Re

aktio

nsg

esch

win

d

igke

it

- M

om

enta

ne

Re

aktio

nsg

esch

win

d

igke

it

pla

nen

qu

an

titative

Ve

rsuch

e zu

r

Un

tersu

chu

ng

des

zeitlich

en

Abla

ufs

ein

er

chem

ischen

Re

aktio

n,

führe

n

die

se

zielg

erich

tet

durch

u

nd

doku

me

ntie

ren

B

eo

bach

tung

en

und

Erg

eb

nisse

(E2

, E4

).

Erlä

ute

rn

de

n

Ab

lauf

ein

er

chem

ischen

R

ea

ktion u

nte

r d

em

Asp

ekt

der

Ge

schw

ind

igke

it u

nd

defin

iere

n

die

Re

aktio

nsg

esch

win

dig

keit

als

Differenzquotient ∆c/∆t (U

F1).

Üb

ergan

g W

ie ka

nn

die

Ge

schw

ind

igke

it ein

er ch

em

ischen

Re

aktio

n d

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iert w

erd

en?

a

llg.

Be

rech

nu

ng

der

Ge

schw

ind

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rückg

ele

gte

r

Weg

du

rch Z

eit; g

gf. Im

puls: Z

eit-W

eg-D

iagra

mm

Pro

blem

atisierun

g

allg

. D

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ition

hilft

bei

chem

ischen

Rea

ktione

n n

icht w

eite

r; Hyp

oth

ese

nfo

rmu

lieru

ng

: Än

de

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g

der M

asse

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. Sto

ffme

ng

e p

ro Z

eit

Sch

üle

rexperim

ent

Su

S e

ntw

ickeln

gg

f. ein

Exp

erim

ent se

lbst;

Exp

.: Re

aktio

n vo

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arm

or m

it Am

eise

nsä

ure

/ Essig

säure

;

Be

stimm

ung

der M

asse

de

s entste

hen

de

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O2

s üb

er d

ie

Masse

na

bna

hm

e d

es R

eaktio

nsg

em

ischs

Erste

llen d

es Z

eit-S

toffm

eng

e-D

iagra

mm

s

Be

stimm

ung

d

er

mittle

ren

un

d

de

r m

om

enta

ne

n

An

ha

nd

d

es

Ge

schw

ind

igke

itsbe

griff

ein

es

fahre

nd

en

A

uto

s o

de

r flie

gen

den

Flu

gze

ug

s A

ktivieru

ng

vo

n

Vo

rwisse

n

un

d

Au

fstelle

n

de

r

ma

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atisch

en

B

ezie

hu

ng

zur

späte

ren

H

erle

itun

g

de

r D

efin

ition

der

mittle

ren

/

mom

enta

ne

n

Re

aktio

nsg

esch

win

dig

keit.

Au

ch

hie

r w

ird

das

forsch

en

d-

entw

ickeln

de

U

nte

rrichtsve

rfahre

n

entla

ng

d

es

indu

ktiven

Z

we

igs

verfo

lgt.

Indire

kte

Wie

de

rho

lung

:

Be

rech

nu

ng

d

er

Sto

ffmen

ge

u

nd

23

Re

aktio

nsg

esch

win

dig

keit

(anh

and

d

es

Ve

rgle

ichs

zum

Ge

schw

ind

igke

itsdia

gra

mm

We

g g

eg

en

die

Ze

it??

?)

Alte

rnativ

od

er zus

ätzlich:

Sch

üle

rexperim

ent:

R

ea

ktion vo

n M

ag

ne

sium

ban

d / M

ag

nesiu

msp

än

en

mit A

me

isensä

ure

und

Au

fnah

me

des e

ntste

he

nd

en

Wasse

rstoffs im

Ko

lben

pro

ber

A

ufste

llen d

er R

eaktio

nsg

leich

un

g (e

vt. Vo

rversu

ch

mit K

nallg

asp

rob

e)

E

rstelle

n

des

Ze

it-Vo

lum

en-D

iagra

mm

s,

Be

grü

nd

un

g,

wa

rum

d

ie

Ge

schw

ind

igke

it d

er

Wasse

rstoffe

ntw

icklung

ü

ber

die

M

essu

ng

d

er

Masse

na

bn

ah

me

nich

t ratsa

m ist

Verallg

emein

eru

ng

: ma

the

ma

tische D

efin

ition m

ittlere

und

mom

enta

ne

R

ea

ktionsg

esch

win

dig

keit

(als

Än

deru

ng

d

er

Sto

ffme

ng

e / d

er S

toffm

eng

en

kon

zen

tratio

n p

ro Z

eitin

terva

ll

bzw

. ge

gen

Nu

ll ge

he

nd

er Z

eitin

terva

ll)

Gg

f. gra

ph

ische H

erle

itun

g d

er G

esch

win

dig

keitsko

nsta

nte

durch

A

uftra

ge

n

de

r R

ea

ktionsg

esch

win

dig

keit

ge

ge

n

die

Sto

ffme

ng

en

kon

zentra

tion

Zu

m A

bsch

lus

s:

Rückgriff auf den Kontext „M

ethoden der Kalkentfernung“

Au

fstelle

n

von

th

eore

tisch

be

grü

nd

ete

n

Krite

rien

(beg

rün

dete

n

Hyp

oth

ese

n),

die

b

ei

der

En

tsche

idu

ngsfin

du

ng vo

n B

ed

eu

tun

g sin

d (K

on

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tratio

n

der

Sto

ffme

ng

en

kon

zentra

tion

sow

ie

der

Re

aktio

n

Sä

ure

n

mit

une

dle

n M

eta

llen

.

Gra

ph

ische

Da

rstellu

ng

u

nd

Aufste

llen d

er G

ese

tzmä

ßig

keit zu

r

Ab

straktio

n

der

ge

wo

nn

en

Erke

nn

tnisse

.

Rü

ckgriff a

uf d

as E

instie

gsm

ediu

m

zum

En

de

der U

nte

rrichtsse

qu

en

z.

der zur

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Mittel,

…,

auch

Sich

erh

eitsa

spekte

)

Alte

rnativ

: D

ie

CO

2-G

asu

hr

(mit

Fo

rschun

gsa

uftra

g):

Erste

llen

e

ine

r C

O2

-Ga

suhr,

be

i d

er

sich

durch

pne

um

atisch

es

Au

ffang

en

vo

n

CO

2

be

im

Löse

n

vom

Marm

or d

as R

eag

en

zgla

s in g

en

au

2 M

inu

ten

füllt

Sch

neller

du

rch

Katalys

e

- W

irkung

swe

ise

ein

es K

ata

lysato

rs

- H

ete

rog

en

e u

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hom

oge

ne

Ka

talyse

,

Au

toka

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- E

nerg

etisch

e,

Betra

chtu

ng

en

besch

reib

en

und

e

rläute

rn

de

n

Ein

fluss

ein

es

Ka

talysa

tors

auf

die

R

eaktio

nsg

esch

win

dig

keit

mith

ilfe vo

rge

ge

ben

er g

rap

hisch

er

Da

rstellu

ng

en

(UF

1, U

F3

).

Ein

stieg

Dia

gra

mm

W

asse

rstoffe

ntw

icklung

b

ei

der

Re

aktio

n

Magn

esiu

m

/ Z

ink

mit

Sa

lzsäure

/

Am

eise

nsä

ure

,

Be

rech

un

g d

er m

ittlere

n R

eaktio

nsg

esch

win

dig

keit m

it und

ohn

e K

ata

lysato

r

E

rkenn

tnis:

die

R

ea

ktionsg

esch

win

dig

keit

ist m

it

Ka

talysa

tor g

röß

er

Hyp

oth

esenfo

rmu

lierun

g zu

r Wirku

ng

ein

es K

ata

lysato

rs.

Wied

erho

lun

g: E

nth

alp

ied

iagra

mm

Arb

eitsblatt: E

rarb

eitu

ng d

es E

nth

alp

ied

iag

ram

ms a

nh

an

d

der

hete

rog

en

en

Ka

talyse

. E

rge

bn

is: K

ata

lysato

ren

verrin

gern

die

Aktivie

run

gse

ne

rgie

un

d e

rhö

hen

da

mit d

ie

Gesch

win

dig

keit d

er ch

em

ischen

Rea

ktion

.

Erklä

run

g d

er V

org

än

ge m

ittels d

er S

toß

the

orie

.

Gg

f. S

chüle

rexp

erim

ent

zur

Au

toka

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u

nd

g

rap

hisch

e

Insb

eso

nd

ere

d

ie

Ko

mp

ete

nz

im

Um

gan

g

mit

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phisch

en

Da

rstellu

ng

soll in

die

ser S

eq

uen

z

vertie

ft we

rde

n, d

ahe

r wird

bere

its

als E

instie

g d

ie B

esch

reib

ung

un

d

Au

swertu

ng

ein

es

Dia

gra

mm

s

ge

wä

hlt.

Zu

de

m

könn

en

d

ie

Erke

nn

tnisse

a

us

der

vorh

erig

en

Se

qu

en

z wie

derh

olt w

erd

en

.

Wie

de

rho

lung

zu

m

ene

rge

tische

n

Ve

rlauf e

ine

r chem

ischen

Re

aktio

n.

An

ha

nd

d

er

Era

rbe

itun

g

de

r

Vorg

än

ge

b

ei

der

he

tero

ge

nen

Ka

talyse

ist

die

e

ige

nstä

nd

ige

Era

rbe

itun

g

ein

es

En

erg

ied

iag

ram

ms

und

d

esse

n

De

utu

ng g

eg

ebe

n.

25

Au

swe

rtun

g,

ho

mo

ge

ne

K

ata

lyse

als

Üb

erg

an

g

zum

näch

sten U

nte

rrichtsvo

rha

be

n.

2.1.4 Ein

füh

run

gsp

hase – U

nterrich

tsvo

rhab

en IV

Ko

ntext: O

rganisch

e S

toffe

in N

atu

r und T

ech

nik

In

ha

ltliche

Sch

werp

un

kte:

Org

an

ische u

nd a

no

rga

nisch

e

Ko

hle

nsto

ffverb

ind

ung

en

K

on

texte: V

om

Alko

ho

l zum

Aro

ma

stoff

Bas

isko

nzep

t Stru

ktu

r-E

igen

sch

aft

Sto

ffklasse

n u

nd ih

re fu

nktio

ne

llen

G

rup

pe

n: A

lkoh

ole

, Ald

eh

yde

, K

eto

ne

, Ca

rbon

säu

ren

, Este

r

Hom

olo

ge

Reih

en

und

Isom

erie

Bin

du

ng

en

u

nd

zw

ischenm

ole

-ku

lare

Wech

selw

irkun

ge

n

Bas

isko

nzep

t Do

nato

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tor

Oxid

atio

nsre

ihe

de

r Alko

hole

Um

ga

ng

mit F

ac

hw

iss

en

:

be

schre

ibe

n Z

usa

mm

enh

äng

e zw

ischen

V

orko

mm

en

, Ve

rwe

nd

un

g u

nd E

ige

nsch

afte

n

wich

tige

r Ve

rtrete

r de

r Sto

ffklasse

n d

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Alko

ho

le, A

ldeh

yde

, Keto

ne, C

arb

onsä

ure

n

un

d E

ster (U

F2

),

o

rdn

en o

rgan

ische

Ve

rbin

du

ng

en

a

ufg

run

d ih

rer fu

nktio

ne

llen

Gru

pp

en in

S

toffkla

ssen e

in (U

F3

),

b

esch

reib

en d

en A

ufb

au

ein

er h

om

olo

ge

n

Reih

e u

nd

die

Stru

kturiso

me

rie

(Ge

rüstiso

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rie u

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Po

sition

sisom

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) am

B

eisp

iel d

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lkan

e u

nd

Alko

ho

le (U

F1

, U

F3

),

e

rkläre

n a

n d

en

Ve

rbin

du

nge

n a

us d

en

S

toffkla

ssen d

er A

lkan

e u

nd

Alke

ne d

as C

-C-

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rknüp

fung

sprin

zip (U

F2

)

b

en

enn

en

ausg

ew

äh

lte o

rgan

ische

V

erb

indu

nge

n m

ithilfe

de

r Re

ge

ln d

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system

atisch

en

Nom

enkla

tur (IU

PA

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F3

), e

rläu

tern

au

sge

wä

hlte

Eig

ensch

afte

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org

an

ische

r Ve

rbin

du

ng

en

mit

Wech

selw

irkun

gen

zwisch

en

de

n M

ole

küle

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(u.a

. Wasse

rstoffb

rücke

n, V

an-d

er-W

aals-

Krä

fte) (U

F1, U

F3

),

e

rkläre

n d

ie O

xida

tionsre

ihe

n d

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Alko

ho

le a

uf m

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kula

rer E

be

ne

un

d o

rdne

n

de

n A

tom

en

Oxid

atio

nsza

hle

n zu

(UF

2),

o

rdn

en V

ere

steru

ng

sreaktio

nen

dem

R

ea

ktion

styp d

er K

on

den

satio

nsre

aktio

n

be

grü

nd

et zu

(UF

1).

fo

rmulie

ren

für a

usg

ew

äh

lte

Gle

ichg

ew

ichtsre

aktio

ne

n d

as M

WG

(UF

3)

in

terp

retie

ren

Gle

ichg

ew

ichtsko

nsta

nte

n

2

Ein

stiegsse

ite:

Org

an

ische

Sto

ffe

in

Na

tur u

nd

Te

chnik

2.1

Vom

Alko

hol zu

m A

rom

asto

ff A

lko

ho

le

2.2

Die

He

rstellu

ng

von A

lkoho

l A

lkoho

lische

Gäru

ng

, Destilla

tion

2

.3 P

raktiku

m A

lkoh

olisch

e G

äru

ng

2

.4 D

er A

ufb

au d

es E

tha

no

lmo

lekü

ls H

ydro

xy-Gru

pp

e

2.5

Die

hom

olo

ge

Reih

e d

er A

lkan

ole

h

om

olo

ge

R

eih

e,

system

atisch

e

Nom

enkla

tur,

Stru

kturiso

me

rie,

Unte

rsche

idu

ng

p

rimä

rer,

seku

nd

äre

r u

nd

tertiä

rer A

lkan

ole

2

.6 E

igen

scha

ften

und

Ve

rwe

nd

un

g vo

n

Alka

no

len

Wasse

rstoffb

rücke

n,

Va

n-d

er-W

aals-

Krä

fte

2.7

Exku

rs Me

hrw

ertig

e A

lkoho

le

2.8

Exku

rs He

rstellu

ng vo

n A

lkoh

ole

n in

d

er T

ech

nik

Au

friss d

er

Th

em

atik

übe

r B

ilde

r de

s S

chü

lerb

uch

s u

nd

S

toffp

rob

en

d

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Sa

mm

lun

g

Vo

m T

rau

ben

zucke

r zum

Alko

ho

l, Au

fga

be

A1

au

fgre

ifen u

nd zu

de

n K

ap

iteln

2.2

un

d

2.3

übe

rleite

n.

Ka

p.

2.2

u

nd

K

ap

. 2

.3

solle

n

nach

M

ög

lichke

it zu

sam

me

n

beh

an

de

lt w

erd

en

. V

1

Ve

rgä

run

g

von

Fru

chtsä

ften

u

nd

V2

Be

de

utu

ng

d

er

Hefe

d

urch

füh

ren.

Ku

rsmitg

liede

r a

rbe

iten

se

lbststä

ndig

2

.2

du

rch u

nd lö

sen

A1

aus d

em

Ka

pite

l 2.1

D

a d

as E

than

olm

ole

kül b

ere

its in d

er S

ek. I

in d

er R

ege

l au

sfüh

rlich b

eha

nd

elt w

ord

en

ist, gilt e

s, die

fun

ktione

lle G

rup

pe

in d

en

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lpu

nkt

zu

rücke

n.

Das

Pra

ktikum

zu

r U

nte

rsuch

un

g d

es E

tha

no

ls (S. 4

1) ist n

icht

verp

flichte

nd

. D

er

Le

rnzirke

l K

ap.

2.9

so

ll in

d

er

Re

ge

l d

urch

ge

füh

rt w

erd

en

. B

eg

leite

nd

setze

n

sich d

ie K

ursm

itglie

de

r selb

ststän

dig

mit d

er

ho

molo

ge

n R

eih

e (K

ap

. 2

.5)

de

r A

lkano

le

un

d

de

n

Eig

ensch

afte

n

un

d

de

r V

erw

en

du

ng

d

er

Alka

no

le

(Ka

p.

2.6

) a

use

inan

de

r. D

ie

Le

hrkra

ft u

nte

rstützt

ind

ividu

ell

die

e

inze

lnen

Le

rnen

de

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insb

eso

nd

ere

in

d

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Au

sein

an

de

rsetzu

ng

mit d

en

zwisch

enm

ole

kula

ren K

räfte

n. D

er

„Exkurs Mehrw

ertige Alkohole“ (Kap. 2.7) w

ird

für

Sch

üle

rkurzvo

rträge

ge

nu

tzt. D

er

„Exkurs Herstellung von Alko

ho

len

in

d

er

Te

chn

ik ka

nn

, m

uss

abe

r n

icht

ge

nu

tzt w

erd

en

.

27

in B

ezu

g a

uf d

ie G

leich

ge

wich

tslag

e (U

F 4

)

Erk

en

ntn

isg

ew

inn

un

g:

ste

llen

an

han

d vo

n S

truktu

rform

eln

V

erm

utu

ng

en

zu E

ige

nsch

afte

n

au

sge

wä

hlte

r Sto

ffe a

uf u

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schla

ge

n

ge

eig

ne

te E

xpe

rime

nte

zur Ü

be

rprü

fun

g vo

r (E

3),

b

esch

reib

en B

eo

ba

chtu

nge

n vo

n

Exp

erim

ente

n zu

Oxid

atio

nsre

ihe

n d

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Alko

ho

le u

nd

inte

rpre

tiere

n d

iese

un

ter d

em

A

spekt d

es D

ona

tor-A

kzep

tor-P

rinzip

s (E2

, E

6),

e

rläu

tern

die

Gru

nd

lag

en

de

r En

tsteh

ung

e

ines G

asch

rom

ato

gra

mm

s un

d e

ntn

ehm

en

die

sem

Info

rma

tion

en

zur Id

entifizie

run

g

ein

es S

toffe

s (E5

).

Inte

rpre

tiere

n e

in e

infa

che

s Ene

rgie

-R

ea

ktion

swe

g-D

iag

ram

m (E

5, K

3)

Ko

mm

un

ika

tion

:

do

kum

entie

ren

Exp

erim

ente

in

an

gem

esse

ne

r Fach

spra

che (u

.a. zu

r U

nte

rsuch

un

g d

er E

ige

nsch

afte

n o

rga

nisch

er

Ve

rbin

du

nge

n, zu

r Ein

stellu

ng

ein

es

chem

ischen

Gle

ichg

ew

ichts, zu

Sto

ffen

und

R

ea

ktion

en

ein

es n

atü

rlichen

Kre

islau

fes)

(K1

),

nu

tzen

an

ge

leite

t und

selb

ststän

dig

ch

em

iesp

ezifisch

e T

ab

elle

n u

nd

N

ach

schla

ge

we

rke zu

r Pla

nu

ng

un

d

Au

swe

rtun

g vo

n E

xpe

rime

nte

n u

nd

zur

Erm

ittlun

g vo

n S

toffe

ige

nsch

afte

n (K

2),

b

esch

reib

en u

nd visu

alisie

ren

an

ha

nd

g

ee

ign

ete

r An

schau

ung

smo

delle

die

S

truktu

ren

org

anisch

er V

erb

ind

un

gen

(K3

),

wä

hle

n b

ei d

er D

arste

llun

g ch

em

ische

r S

ach

verh

alte

die

jew

eils a

ngem

esse

ne

F

orm

elsch

reib

we

ise a

us (V

erh

ältn

isform

el,

Su

mm

en

form

el, S

truktu

rform

el) (K

3),

2.9

Imp

ulse

Le

rnzirke

l Alko

ho

le

2.1

0

Alko

holg

en

uss

–

Alko

ho

lmissb

rau

ch

Vo

lum

en

kon

zen

tratio

n, M

asse

na

nte

il 2

.11

A

lkoh

ol

im

Blu

t u

nd

Ga

schro

ma

tog

rafie

G

run

dla

ge

n

be

schrä

nkt

au

f d

ie

un

tersch

iedlich

e

Wan

de

run

g

du

rch

die

m

ob

ile

Ph

ase

, A

usw

ertu

ng

e

ines

Chro

ma

tog

ram

ms

2.1

2 E

xkurs W

ichtig

e E

the

r – M

TB

E u

nd

E

TB

E

Ald

eh

yd

e, K

eto

ne

un

d C

arb

on

sä

ure

n

2.1

3

Oxid

atio

nsza

hle

n

un

d

Red

oxg

leich

un

gen

Oxid

atio

n

als

Abg

ab

e

von

E

lektro

ne

n,

Erh

öh

ung

de

r Oxid

atio

nsza

hl, R

ed

uktio

n

als

Au

fna

hm

e

von

E

lektro

ne

n,

Ern

ied

rigu

ng

de

r Oxid

atio

nza

hl; R

eg

eln

zu

r Erm

ittlun

g e

ine

r Oxid

atio

nsza

hl

2.1

4 O

xida

tion

von

Alko

hole

n

prim

äre

, seku

nd

äre

, tertiä

re A

lkoh

ole

, C

arb

on

yl-Gru

ppe

, Carb

oxy-G

rup

pe

2.1

5

Pra

ktikum

G

ew

inn

un

g

ein

es

Aro

masto

ffs W

asse

rdam

pfd

estilla

tion

, Extra

ktion

Das

Ka

pite

l A

lkoh

olg

en

uss

–

Alko

ho

lmissb

rau

ch

ist in

tensiv

zu

be

ha

nd

eln

. H

ier

sind

in

sbe

son

de

re

Ku

rsmitg

liede

r, die

ge

rad

e e

ine

Fah

rschule

b

esu

chen

, ein

zub

ezie

he

n.

Die

g

en

au

e

Alko

holb

estim

mu

ng

im

B

lut,

ab

er

auch

d

er

Nach

we

is vo

n

Dop

ing

/

Dro

ge

n

ist ein

A

nla

ss, d

ie

Ga

schro

ma

tog

rafie

a

ls ein

m

od

ern

es

qu

an

titative

s Ve

rfah

ren

zu b

eh

an

deln

. Hie

r ist

en

twe

de

r d

er

schu

leig

en

e

ein

fach

e

Ga

schro

ma

tog

raf zu

nutze

n o

de

r ein

Film

e

inzu

setze

n.

Der

„Exkurs W

ichtige Ether

-MT

BE

u

nd

ETBE“

kann in

der Q

ualifikationsphase g

en

utzt w

erd

en

. A

nkn

üp

fend

an

die

ein

fach

sten

Ke

nn

tnisse

a

us

de

r S

ek.

I w

ird

au

f d

as

Dona

tor-

Akze

pto

r-Prin

zip

zug

eg

an

gen

. A

uch

d

ie

Bindungstypen „Elektronenpaarbindung“

und „Ionenbindung“ sind einzub

ind

en

. D

ie

ne

ue

n D

efin

itione

n w

erd

en

im L

eh

rervo

rtrag

verm

ittelt.

Die

L

ern

end

en

g

ew

inn

en

Sich

erh

eit d

urch

Übu

ng. D

ie A

ufg

abe

n A

1

un

d A

2 sin

d fü

r alle

Le

rne

nden

verb

ind

lich.

Die

A

ufg

ab

en

A

3

un

d

A4

we

rde

n

zur

Diffe

ren

zieru

ng

g

en

utzt,

die

L

ösu

ng

en

we

rde

n L

ern

en

de

n a

usg

eh

än

dig

t. A

usg

eh

en

d vo

n d

er O

xida

tion

von

Eth

an

ol

zu

Eth

an

al,

we

rde

n

Rege

ln

erm

ittelt;

Unte

rsche

idu

ng

d

er

Alka

no

le

au

s K

ap

itel

2.5

wird

au

fge

griffe

n

Pra

ktikum

ist verb

ind

lich

a

na

lysiere

n A

ussa

ge

n zu

Pro

du

kten

de

r o

rga

nisch

en C

he

mie

(u.a

. au

s de

r We

rbu

ng

) im

Hin

blick a

uf ih

ren

che

misch

en

Sa

chg

eh

alt

un

d ko

rrigie

ren

un

zutre

ffen

de

Au

ssag

en

sach

lich fu

ndie

rt (K4

),

rech

erch

iere

n a

nge

leite

t un

d u

nte

r vo

rge

ge

be

ne

n F

rage

stellu

ng

en

E

ige

nsch

afte

n u

nd

Ve

rwe

nd

ung

en

a

usg

ew

äh

lter S

toffe

un

d p

räse

ntie

ren

die

R

ech

erch

ee

rge

bn

isse a

dre

ssate

ng

ere

cht

(K2

, K3

). B

ew

ertu

ng

:

zeig

en

Vo

r- un

d N

ach

teile

au

sge

wä

hlte

r P

rod

ukte

de

s Allta

gs (u

.a. A

rom

asto

ffe,

Alko

ho

le) u

nd

ihre

r An

we

nd

ung

au

f, g

ew

ichte

n d

iese

un

d b

ezie

he

n b

eg

rün

de

t S

tellu

ng

zu d

ere

n E

insa

tz (B1

, B2

).

Ste

llen

für R

eaktio

ne

n zu

r Unte

rsuch

ung

d

er R

eaktio

nsg

esch

win

dig

keit d

en

S

toffu

msa

tz in A

bhä

ngig

keit vo

n d

er Z

eit

tab

ella

risch u

nd

gra

ph

isch d

ar (K

1)

B

esch

reib

en

un

d b

eu

rteile

n C

ha

nce

n u

nd

G

ren

zen

de

r Bee

influ

ssun

g d

er

Rea

ktion

sgesch

win

dig

keit u

nd d

es

chem

ischen

Gle

ichg

ew

ichts (B

1)

2.1

6

Ald

eh

yde

, K

eto

ne

u

nd

Carb

on

säu

ren

im Ü

be

rblick

Fu

nktio

ne

lle G

rup

pe

n, h

om

olo

ge

Re

ihe

n

2.1

7 W

ichtig

e A

lde

hyd

e u

nd

Ke

ton

e

Eig

ensch

afte

n u

nd

Ve

rwe

nd

ung

2

.18

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29

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31

2.2.1 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben Qualifikationsphase (Q1) Grundkurs Unterrichtsvorhaben I Kontext: Strom für Taschenlampe und Mobiltelefon Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Energie und Donator-Akzeptor und Chemisches Gleichgewicht Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: Phänomene und Sachverhalte im Zusammenhang mit Theorien, übergeordneten

Prinzipien und Gesetzen der Chemie beschreiben und erläutern (UF1). Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen

Vorgängen auf der Grundlage eines gut vernetzten chemischen Wissens erschließen und aufzeigen (UF4).

Chemische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und strukturieren (UF3).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: Experimente mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und diese zielbezogen

unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien einschließlich der Sicherheitsvorschriften durchführen oder deren Durchführung beschreiben (E4).

Komplexe Apparaturen für Beobachtungen und Messungen erläutern und sachgerecht verwenden (E2).

Daten/Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder auch mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern (E5).

Modelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Simulationen chemische Prozesse erklären oder vorhersagen (E6).

bedeutende naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Veränderungen in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen (E7).

Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung

situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren (K3).

sich mit anderen über chemische Sachverhalte und Erkenntnisse kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen (K4).

Kompetenzbereich Bewertung: fachliche, wirtschaftlich-politische und ethische Maßstäbe bei Bewertungen von

naturwissenschaftlich technischen Sachverhalten unterscheiden und angeben (B1).

Auseinandersetzungen und Kontroversen zu chemischen und anwendungsbezogenen Problemen differenziert aus verschiedenen Perspektiven

darstellen und eigene Standpunkte auf der Basis von Sachargumenten vertreten (B2).

Zu chemischen und anwendungsbezogenen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen (K2).

Inhaltsfeld: Elektrochemie Inhaltliche Schwerpunkte:

Mobile Energiequellen Zeitbedarf: ca. 30 Std. à 45 Minuten

33

2.2

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m A

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35

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-4

2.2.2 Grundkurs Qualifikationsphase Q 1 – Unterrichtsvorhaben II

Kontext: Von der Wasserelektrolyse zur Brennstoffzelle Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Donator-Akzeptor Basiskonzept Energie Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: zur Lösung chemischer Probleme zielführende Definitionen, Konzepte sowie

funktionale Beziehungen zwischen chemischen Größen angemessen und begründet auswählen (UF2). Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung:

Modelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Simulationen chemische Prozesse erklären oder vorhersagen (E6).

bedeutende naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Veränderungen in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen (E7).

Kompetenzbereich Kommunikation: bei der Dokumentation von Untersuchungen, Experimenten, theoretischen

Überlegungen und Problemlösungen eine korrekte Fachsprache und fachübliche Darstellungsweisen verwenden (K1).

sich mit anderen über chemische Sachverhalte und Erkenntnisse kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen (K4).

Kompetenzbereich Bewertung: fachliche, wirtschaftlich-politische und ethische Maßstäbe bei Bewertungen von

naturwissenschaftlich-technischen Sachverhalten unterscheiden und angeben (B1).

an Beispielen von Konfliktsituationen mit chemischen Hintergründen kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten (B3).

Inhaltsfeld: Elektrochemie Inhaltliche Schwerpunkte:

Mobile Energiequellen Elektrochemische Gewinnung von Stoffen

Zeitbedarf: ca. 14 Std. à 45 Minuten

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2.2

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43

2.2.3 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben Qualifikationsphase (Q1) Grundkurs Unterrichtsvorhaben III Kontext: Korrosion vernichtet Werte Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Donator-Akzeptor Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: Phänomene und Sachverhalte im Zusammenhang mit Theorien, übergeordneten

Prinzipien und Gesetzen der Chemie beschreiben und erläutern (UF1). Chemische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und

strukturieren (UF3). Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: Modelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen

Modellierungen, Gedankenexperimenten und Simulationen chemische Prozesse erklären oder vorhersagen (E6).

Kompetenzbereich Kommunikation: Zu chemischen und anwendungsbezogenen Fragestellungen relevante

Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen (K2).

Chemische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren (K3).

Kompetenzbereich Bewertung: Auseinandersetzungen und Kontroversen zu chemischen und

anwendungsbezogenen Problemen differenziert aus verschiedenen Perspektiven darstellen und eigene Standpunkte auf der Basis von Sachargumenten vertreten (B2).

Inhaltsfeld: Elektrochemie Inhaltliche Schwerpunkt:

Korrosion Zeitbedarf: ca. 6 Std. à 45 Minuten

2.2

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2.2.4 Konkretisierte Unterrichtsvorhaben Qualifikationsphase (Q1) Grundkurs Unterrichtsvorhaben IV und V Kontext: Säuren und Basen in Alltagsprodukten: Konzentrationsbestimmungen von Essigsäure in Lebensmittel; Starke und schwache Säuren und Basen Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Chemisches Gleichgewicht und Donator-Akzeptor Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: Phänomene und Sachverhalte im Zusammenhang mit Theorien, übergeordneten

Prinzipien und Gesetzen der Chemie beschreiben und erläutern (UF1). zur Lösung chemischer Probleme zielführende Definitionen, Konzepte sowie

funktionale Beziehungen zwischen chemischen Größen angemessen und begründet auswählen (UF2).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: komplexe Apparaturen für Beobachtungen und Messungen erläutern und

sachgerecht verwenden (E2). Experimente mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und diese zielbezogen

unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien einschließlich der Sicherheitsvorschriften durchführen oder deren Durchführung beschreiben (E4).

Daten/Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder auch mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern (E5).

Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung

situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren (K3).

Kompetenzbereich Bewertung: fachliche, wirtschaftlich-politische und ethische Maßstäbe bei Bewertungen von

naturwissenschaftlichtechnischen Sachverhalten unterscheiden und angeben (B1).

Inhaltsfeld: Säuren, Basen und analytische Verfahren Inhaltliche Schwerpunkte:

Eigenschaften und Struktur von Säuren und Basen Konzentrationsbestimmungen von Säuren und Basen durch Titration

Zeitbedarf: ca. 30 Std. à 45 Minuten

47

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1)

51

2.2.6 Grundkurs Qualifikationsphase Q1 – Unterrichtsvorhaben VI

Kontext: Vom fossilen Rohstoff zum Anwendungsprodukt Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Struktur – Eigenschaft Basiskonzept Chemisches Gleichgewicht Basiskonzept Energie Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: chemische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und

strukturieren (UF3). Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen

Vorgängen auf der Grundlage eines gut vernetzten chemischen Wissens erschließen und aufzeigen (UF4).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: mit Bezug auf Theorien, Konzepte, Modelle und Gesetzmäßigkeiten auf deduktive

Weise Hypothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten (E3).

Experimente mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und diese zielbezogen unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien einschließlich der Sicherheitsvorschriften durchführen oder deren Durchführung beschreiben (E4).

Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung

situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren (K3).

Kompetenzbereich Bewertung: an Beispielen von Konfliktsituationen mit chemischen Hintergründen kontroverse

Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten (B3).

Inhaltsfeld: Organische Produkte – Werkstoffe und Farbstoffe Inhaltliche Schwerpunkte:

Organische Verbindungen und Reaktionswege Zeitbedarf: ca. 14 Std. à 45 Minuten

2.2

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avarie eines Erdöltankers findet man im

Film „M

ultitalent Erdöl“ des Schulfernsehens (Planet Sch

ule

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w.p

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ule

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(4602475) „Erdölverarbeitung“ die Aspekte: 1. A

tmosp

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(6:3

0 M

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aku

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in.), 3

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:20 M

in.), 4

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in.), 6

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(3

:50 M

in.) b

ehandelt.

In d

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ideo

-DVD

„Der Viertakt-O

ttomotor“ (4605559) w

ird in den ersten 8 Minuten das Funktionsprinzip des M

otors veranschaulicht. In

der V

ideo

-DVD

„Der Viertakt-D

iese

lmoto

r (4605560) w

ird in

den e

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2.1.2 Grundkurs Qualifikationsphase Q 2 – Unterrichtsvorhaben I Kontext: Maßgeschneiderte Produkte aus Kunststoffen Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Struktur – Eigenschaft Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: zur Lösung chemischer Probleme zielführende Definitionen, Konzepte sowie

funktionale Beziehungen zwischen chemischen Größen angemessen und begründet auswählen (UF2).

Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines gut vernetzten chemischen Wissens erschließen und aufzeigen (UF4).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: mit Bezug auf Theorien, Konzepte, Modelle und Gesetzmäßigkeiten auf deduktive

Weise Hypothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten (E3).

Experimente mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und diese zielbezogen unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien einschließlich der Sicherheitsvorschriften durchführen oder deren Durchführung beschreiben (E4).

Experimente mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und diese zielbezogen unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien durchführen oder deren Durchführung beschreiben (E5).

Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung

situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren (K3).

Kompetenzbereich Bewertung: an Beispielen von Konfliktsituationen mit chemischen Hintergründen kontroverse

Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten (B3).

Inhaltsfeld: Organische Produkte – Werkstoffe und Farbstoffe Inhaltliche Schwerpunkte:

Organische Verbindungen und Reaktionswege Organische Werkstoffe

Zeitbedarf: ca. 28 Std. à 45 Minuten

57

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kula

ren

Verb

indung

en

T

herm

opla

ste

D

uro

mere

Ela

stom

ere

erlä

ute

rn d

ie E

igensch

afte

n vo

n P

olym

ere

n

aufg

rund d

er m

ole

kula

ren S

truktu

ren (u

.a.

Kette

nlä

ng

e, V

ern

etzu

ngsg

rad) u

nd e

rkläre

n

ihre

pra

ktische V

erw

endung (U

F2, U

F4).

unte

rsuch

en K

unststo

ffe a

uf ih

re

Eig

ensch

afte

n, p

lanen d

afü

r zielg

erich

tete

E

xperim

ente

(u.a

. zum

therm

ischen

Verh

alte

n), fü

hre

n d

iese

durch

und w

erte

n sie

aus (E

1, E

2, E

4, E

5).

Dem

on

stration

: P

lastiktü

te, P

ET

-Fla

sche,

Jog

hurtb

ech

er, S

chaum

stoff,

Gehäuse

ein

es E

lektro

gerä

ts (D

uro

mer)

S-E

xp.: th

erm

ische u

nd a

ndere

E

igensch

afte

n vo

n K

un

ststoffp

roben

Ein

gan

gstest:

inte

rmole

kula

re W

ech

selw

irkung

en,

Au

sgehend vo

n K

unststo

ffen in

A

lltag

spro

dukte

n w

erd

en d

ere

n

Eig

ensch

afte

n u

nd

Ve

rwend

ung

en e

rläu

tert.

Th

ermo

plaste

(lineare

und

strauch

ähnlich

verzw

eig

te

Makro

mole

küle

, Van-d

er-

Waals-K

räfte

, Dip

ol-D

ipol-

Krä

fte, W

asse

rstoffb

rücke

n;

am

orp

he u

nd

kristallin

e

Be

reich

e),

zw

ischenm

ole

kula

re

Wech

selw

irkung

en

erm

itteln

Eig

ensch

afte

n vo

n o

rganisch

en

Werksto

ffen u

nd e

rkläre

n d

iese

anhand d

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Stru

ktur (u

.a. T

herm

opla

ste, E

lasto

mere

und

Duro

mere

) (E5).

funktio

nelle

Gru

ppen, V

ere

steru

ng

M

aterialien:

Kunststo

ffe a

us d

em

Allta

g

Du

rom

ere u

nd E

lastom

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(Vern

etzu

ng

sgra

d)

Vo

m M

on

om

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P

olym

er: B

au vo

n P

olym

eren u

nd

K

un

ststoffsyn

thesen

Reaktio

nssch

ritte d

er

radikalisch

en

Po

lymerisatio

n

Po

lykon

den

sation

P

olye

ster

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olya

mid

e:

Nylo

nfa

sern

besch

reib

en u

nd e

rläute

rn d

ie

Reaktio

nssch

ritte e

iner ra

dika

lischen

Polym

erisa

tion (U

F1, U

F3).

prä

sentie

ren d

ie H

erste

llung a

usg

ew

ählte

r org

anisch

er P

rodukte

und Z

wisch

enpro

dukte

unte

r Verw

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geeig

nete

r Skizze

n o

der

Sch

em

ata

.(K3)

schätze

n d

as R

eaktio

nsve

rhalte

n o

rganisch

er

Verb

indung

en a

us d

en M

ole

külstru

kture

n a

b

(u.a

. I-Effe

kt, sterisch

er E

ffekt) (E

3).

erklä

ren d

en A

ufb

au vo

n M

akro

mo

lekü

len

aus M

onom

er-B

auste

inen u

nd u

nte

rscheid

en

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ffe a

ufg

rund ih

rer S

ynth

ese

als

Polym

erisa

te o

der P

olyko

ndensa

te (u

.a.

Polye

ster, P

olya

mid

e) (U

F1, U

F3).

erlä

ute

rn d

ie P

lanung d

er S

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ese

ausg

ew

ählte

r org

anisch

er V

erb

indung

en

sow

ohl im

nie

derm

ole

kula

ren a

ls auch

im

makro

mole

kula

ren B

ere

ich (E

4).

Sch

ülerexp

erimen

te:

Polym

erisa

tion vo

n S

tyrol

P

olyko

ndensa

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ese

ein

fach

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olye

ster a

us

Haush

altsch

em

ikalie

n, z.B

. P

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ilchsä

ure

ode

r P

olycitro

nensä

ure

.

„N

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chriftlich

e Üb

erprü

fun

g

Währe

nd d

er U

nte

rrichtsre

ihe

kann a

n vie

len S

telle

n d

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Bezu

g zu

m K

onte

xt P

lastikg

esch

irr he

rgeste

llt w

erd

en.

Po

lystyrol ist W

erksto

ff für

Pla

stikgesch

irr. R

eaktio

nssch

ritte d

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radika

lischen P

olym

erisa

tion

können in

Lern

pro

gra

mm

en

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rbe

itet w

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en.

Ku

nststo

ffverarbeitu

ng

V

erfahren

, z.B.:

S

pritzg

ieß

en

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sionsb

lasfo

rmen

F

ase

rn sp

innen

Gesch

ichte

der K

unst-

rech

erch

iere

n zu

r Herste

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esch

ichte

ausg

ew

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r org

anisch

er

Verb

indung

en u

nd ste

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ie E

rgebnisse

adre

ssate

ng

ere

cht vo

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3).

Ein

satz vo

n F

ilmen

und

An

imatio

nen

zu d

en

Vera

rbeitu

ng

spro

zesse

n.

Inte

rnetre

cherch

e zu

den

versch

iedenen

Ve

rarb

eitu

ng

sverfa

hre

n

mög

lich.

Die

Gesch

ichte

ausg

ew

ählte

r

59

stoffe

K

unststo

ffe ka

nn in

Form

von

Re

fera

ten e

rarb

eite

t werd

en.

Maß

gesch

neid

erte K

un

ststoffe:

Stru

ktur-E

igensch

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bezie

hung

en vo

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ffen m

it beso

ndere

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Eig

ensch

afte

n u

nd d

ere

n

Syn

these

weg

e a

us

Basisch

em

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n z.B

.:

SA

N:

Styro

l- Acryln

itril- C

oplym

erisa

te

Cyclo

de

xtrine

S

upera

bso

rber

verkn

üpfe

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eaktio

nen zu

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nsfo

lgen

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eaktio

nsw

eg

en zu

r gezie

lten

Herste

llung e

ines e

rwünsch

ten P

rodukte

s (U

F2, U

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verw

enden g

eeig

nete

gra

phisch

e

Darste

llung

en b

ei d

er E

rläute

rung vo

n

Reaktio

nsw

eg

en u

nd R

eaktio

nsfo

lgen (K

1,

K3).

dem

onstrie

ren a

n a

usg

ew

äh

lten B

eisp

iele

n

mit g

eeig

nete

n S

chem

ata

den A

ufb

au u

nd d

ie

Funktion „maßgeschneiderter“ M

oleküle (K

3).

Rech

erche:

Syn

these

weg

zur H

erste

llung

von

SA

N a

us B

asisch

em

ikalie

n.

Mod

ifikatio

n d

er

Werksto

ffeig

ensch

afte

n vo

n

Polystyro

l durch

Copolym

erisa

tion m

it A

crylnitril.

Flu

ssdiag

ramm

e zu

r V

era

nsch

aulich

ung vo

n

Reaktio

nsw

eg

en

Arb

eitsteilige P

rojektarb

eit zu

we

itere

n a

usg

ew

ählte

n K

unststo

ffen,

z.B.: S

upera

bso

rber, C

yclodextrin

e.

S-P

räsentatio

nen

z.B. in

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von

Po

stern m

it Mu

seum

sgan

g.

Als B

eisp

iel fü

r m

aß

gesch

neid

erte

Ku

nststo

ffe

eig

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Copolym

erisa

te

des P

olystyro

ls, z.B. S

AN

. D

ie S

chüle

rgru

ppen

info

rmie

ren sich

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ie

Syn

the

sew

eg

e, d

ie S

truktu

r-E

igensch

afts-B

ezie

hung

en u

nd

die

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endun

g w

eite

rer

Ku

nststo

ffe u

nd p

räse

ntie

ren

ihre

Erg

ebnisse

. Z

ur a

rbeitste

iligen

Gru

ppenarb

eit kö

nnen a

uch

kle

ine S

-Exp

erim

ente

durch

gefü

hrt w

erd

en.

Ku

nststo

ffmü

ll ist w

ertvoll:

Ku

nststo

ffverwertu

ng

stofflich

e V

erw

ertu

ng

rohsto

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.

energ

etisch

e V

. Ö

konom

ische u

nd

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log

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zum

E

insa

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Ein

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ohsto

ffen fü

r die

H

erste

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n P

rodukte

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es A

lltag

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der T

ech

nik (B

3).

disku

tiere

n W

ege zu

r Herste

llung

ausg

ew

äh

lter A

lltag

spro

dukte

(u.a

. K

unststo

ffe) b

zw. in

dustrie

ller

Zw

ischenpro

dukte

aus ö

konom

ischer u

nd

öko

log

ischer P

ersp

ektive

(B1, B

2, B

3).

beurte

ilen N

utze

n u

nd R

isiken a

usg

ew

ählte

r P

rodukte

der o

rganisch

en C

hem

ie u

nte

r vo

rgeg

ebenen F

rag

este

llung

en (B

4).

Sch

üler-E

xperim

ent:

Herste

llung vo

n S

tärke

folie

n

Po

diu

msd

iskussio

n: z.B

. zum

T

hem

a „Einsatz von Plastikgeschirr E

inw

eg

gesch

irr auf ö

ffentlich

en

V

era

nstaltungen!“

Fäch

erüb

ergreifen

der

As

pekt:

Pla

stikmüll ve

rschm

utzt d

ie

Meere

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log

ie: Ö

kolo

gie

). E

insa

tz von F

ilmen

zur

Visu

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der

Ve

rwertu

ng

spro

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.

Dia

gnose

von S

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pte

n:

S

chriftlich

e Ü

berp

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zum

Ein

gang

, Prä

senta

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Leistu

ngsb

ew

ertu

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P

räse

nta

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efe

rate

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iskussio

n), sch

riftliche Ü

bung, A

nte

il an G

rupp

en

arb

eite

n B

eispielh

afte Hin

weise zu

weiterfü

hren

den

Info

rmatio

nen

: A

llgem

ein

e In

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atio

nen u

nd S

chule

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ente

:http

://ww

w.se

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w

ww

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xperim

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rvorsch

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Ein

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Polystyro

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://ww

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Inte

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unststo

fferze

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Mate

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ET

-Fla

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http

://ww

w.fo

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Um

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nte

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ihen_12/B

__O

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Film

zum

Kunststo

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http

://ww

w.g

ruener-p

unkt.d

e/co

rpora

te/p

resse/vide

oth

ek.htm

l

61

2.1.2 Grundkurs Qualifikationsphase Q 2 – Unterrichtsvorhaben II

Kontext: Bunte Kleidung Basiskonzepte (Schwerpunkt): Basiskonzept Struktur – Eigenschaft Basiskonzept Energie Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen: Phänomene und Sachverhalte im Zusammenhang mit Theorien, übergeordneten

Prinzipien und Gesetzen der Chemie beschreiben und erläutern (UF1). chemische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und

strukturieren (UF3).

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung: Modelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen

Modellierungen, Gedankenexperimenten und Simulationen chemische Prozesse erklären oder vorhersagen (E6).

bedeutende naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Veränderungen in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen (E7).

Kompetenzbereich Kommunikation: chemische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung

situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren (K3).

Kompetenzbereich Bewertung: begründet die Möglichkeiten und Grenzen chemischer und

anwendungsbezogener Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen bewerten (B4).

Inhaltsfeld: Organische Produkte – Werkstoffe und Farbstoffe Inhaltliche Schwerpunkte:

Farbstoffe und Farbigkeit Zeitbedarf: ca. 26 Std. à 45 Minuten

2.1

.2 K

on

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rte K

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für d

ie Q

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nsp

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(Q2)

Gru

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Kern

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chüle

r ….

Leh

rmittel/ M

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etho

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erbin

dlich

e Ab

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en

Did

aktisch-m

etho

disch

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Farb

ige T

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- F

arb

igke

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bso

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-

Farb

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n

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Farb

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lich a

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3).

werte

n

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rptio

nssp

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n

foto

metrisch

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ng

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Bild

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–

ge

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E

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ng

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Fach

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E

xperim

ent:

Foto

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und

A

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rptio

nssp

ektre

n

Arb

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Mole

külstru

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n

von

63

inte

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ie E

rgebnisse

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org

anisch

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Sto

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Verg

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D

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g

- S

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Benzo

ls -

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l als

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matisch

es

Syste

m

- R

eaktio

nen

des

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Ele

ktrophile

S

ubstitu

tion

besch

reib

en

die

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r und

Bin

dung

sverh

ältn

isse

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matisch

er

Verb

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en

mith

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meso

mere

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renzstru

kture

n

und

erlä

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Gre

nze

n

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ng

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benzo

l In

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öntg

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Erarb

eitun

g: e

lektro

phile

Substitu

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am

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l A

rbeitsb

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erg

leich

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ele

ktrophile

n

Substitu

tion

mit

der

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ktrophile

n A

dditio

n

Train

ing

sblatt: R

eaktio

nssch

ritte

Gele

ge

nheit zu

r Wie

derh

olu

ng

d

er R

eaktio

nssch

ritte a

us Q

1

Vo

m

Ben

zol

zum

A

zofarb

stoff

- F

arb

ige

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ls -

Konju

gie

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Doppelb

indung

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ppen

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-

Azo

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ren d

ie F

arb

igke

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eb

enen S

toffe

n (u

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Azo

farb

stoffe

) durch

Lich

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n u

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ute

rn d

en Z

usa

mm

enhang zw

ischen

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igke

it und M

ole

külstru

ktur m

ithilfe

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eso

merie

modells (m

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mere

G

renzstru

kture

n, D

elo

kalisa

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n

Ele

ktronen, D

onato

r-/ Akze

pto

rgru

ppen)

(UF

1, E

6).

erklä

ren

verg

leich

end

die

S

truktu

r und

dere

n

Ein

fluss

auf

die

F

arb

igke

it ausg

ew

ählte

r org

anisch

er

Farb

stoffe

(u

.a. A

zofa

rbsto

ffe) (E

6).

Leh

rerinfo

: F

arb

igke

it d

urch

S

ubstitu

ente

n

Ein

fluss

von

Do

na

tor-/

Akze

pto

rgru

ppen,

konju

gie

rten

Doppelb

indung

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65

2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit

In Absprache mit der Lehrerkonferenz sowie unter Berücksichtigung des Schulprogramms hat die Fachkonferenz Chemie die folgenden fachmethodischen und fachdidaktischen Grundsätze beschlossen. In diesem Zusammenhang beziehen sich die Grundsätze 1 bis 14 auf fächerübergreifende Aspekte, die auch Gegenstand der Qualitätsanalyse sind, die Grundsätze 15 bis 27 sind fachspezifisch angelegt.

Überfachliche Grundsätze:

1.) Geeignete Problemstellungen zeichnen die Ziele des Unterrichts vor und bestimmen die Struktur der Lernprozesse.

2.) Inhalt und Anforderungsniveau des Unterrichts entsprechen dem Leistungsvermögen der Schülerinnen und Schüler.

3.) Die Unterrichtsgestaltung ist auf die Ziele und Inhalte abgestimmt. 4.) Medien und Arbeitsmittel sind lernernah gewählt. 5.) Die Schülerinnen und Schüler erreichen einen Lernzuwachs. 6.) Der Unterricht fördert und fordert eine aktive Teilnahme der

Lernenden. 7.) Der Unterricht fördert die Zusammenarbeit zwischen den Lernenden

und bietet ihnen Möglichkeiten zu eigenen Lösungen. 8.) Der Unterricht berücksichtigt die individuellen Lernwege der einzelnen

Schülerinnen und Schüler. 9.) Die Lernenden erhalten Gelegenheit zu selbstständiger Arbeit und

werden dabei unterstützt. 10.) Der Unterricht fördert strukturierte und funktionale Einzel-, Partner-

bzw. Gruppenarbeit sowie Arbeit in kooperativen Lernformen. 11.) Der Unterricht fördert strukturierte und funktionale Arbeit im Plenum. 12.) Die Lernumgebung ist vorbereitet; der Ordnungsrahmen wird

eingehalten. 13.) Die Lehr- und Lernzeit wird intensiv für Unterrichtszwecke genutzt. 14.) Es herrscht ein positives pädagogisches Klima im Unterricht. Fachliche Grundsätze:

15.) Der Chemieunterricht ist problemorientiert und an Unterrichtsvorhaben und Kontexten ausgerichtet.

16.) Der Chemieunterricht ist kognitiv aktivierend und verständnisfördernd.

17.) Der Chemieunterricht unterstützt durch seine experimentelle Ausrichtung Lernprozesse bei Schülerinnen und Schülern.

66

18.) Im Chemieunterricht wird durch Einsatz von Schülerexperimenten Umwelt- und Verantwortungsbewusstsein gefördert und eine aktive Sicherheits- und Umwelterziehung erreicht.

19.) Der Chemieunterricht ist kumulativ, d.h., er knüpft an die Vorerfahrungen und das Vorwissen der Lernenden an und ermöglicht den Erwerb von Kompetenzen.

20.) Der Chemieunterricht fördert vernetzendes Denken und zeigt dazu eine über die verschiedenen Organisationsebenen bestehende Vernetzung von chemischen Konzepten und Prinzipien mithilfe von Basiskonzepten auf.

21.) Der Chemieunterricht folgt dem Prinzip der Exemplarizität und gibt den Lernenden die Gelegenheit, Strukturen und Gesetzmäßigkeiten möglichst anschaulich in den ausgewählten Problemen zu erkennen.

22.) Der Chemieunterricht bietet nach Erarbeitungsphasen immer auch Phasen der Metakognition, in denen zentrale Aspekte von zu erlernenden Kompetenzen reflektiert werden.

23.) Im Chemieunterricht wird auf eine angemessene Fachsprache geachtet. Schülerinnen und Schüler werden zu regelmäßiger, sorgfältiger und selbstständiger Dokumentation der erarbeiteten Unterrichtsinhalte angehalten.

24.) Der Chemieunterricht ist in seinen Anforderungen und im Hinblick auf die zu erreichenden Kompetenzen und deren Teilziele für die Schülerinnen und Schüler transparent.

25.) Im Chemieunterricht werden Diagnoseinstrumente zur Feststellung des jeweiligen Kompetenzstandes der Schülerinnen und Schüler durch die Lehrkraft, aber auch durch den Lernenden selbst eingesetzt.

26.) Der Chemieunterricht bietet immer wieder auch Phasen der Übung und des Transfers auf neue Aufgaben und Problemstellungen.

27.) Der Chemieunterricht bietet die Gelegenheit zum regelmäßigen wiederholenden Üben sowie zu selbstständigem Aufarbeiten von Unterrichtsinhalten.

67

2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung

Auf der Grundlage von § 48 SchulG, § 13 APO-GOSt sowie Kapitel 3 des Kernlehrplans Chemie hat die Fachkonferenz im Einklang mit dem entsprechenden schulbezogenen Konzept die nachfolgenden Grundsätze zur Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung beschlossen. Die nachfolgenden Absprachen stellen die Minimalanforderungen an das lerngruppenübergreifende gemeinsame Handeln der Fachgruppenmitglieder dar. Bezogen auf die einzelne Lerngruppe kommen ergänzend weitere der in den Folgeabschnitten genannten Instrumente der Leistungsüberprüfung zum Einsatz. Anforderungsbereiche Die Leistungsbewertung in der Sekundarstufe II bezieht sich auf die im Kernlehrplan benannten vier Kompetenzbereiche und unterscheidet dabei in Anlehnung an die EPA Chemie jeweils die drei verschiedenen Anforderungsbereiche. Anforderungsbereich I Reproduktion und die Anwendung einfacher Sachverhalte und Fachmethoden Anforderungsbereich II Reorganisation und das Übertragen komplexerer Sachverhalte und Fachmethoden Anforderungsbereich III problembezogenes Anwenden und Übertragen komplexer Sachverhalte und Fachmethoden Die folgende Übersicht zeigt Beispiele, wie Schülerleistungen den Anforderungsbereichen zugeordnet werden können: Umgang mit Fachwissen

Wiedergeben von einfachen Daten und Fakten (I) Fachgerechtes Wiedergeben und Anwenden von komplexeren

Zusammenhängen (II) Problembezogenes Verknüpfen von Daten und Fakten mit neuen

Fragestellungen (III) Wiedergeben von einfachen Gesetzen, Formeln und Experimenten

sowie deren Erläuterung (I) Verknüpfen von Formeln, Gesetzen und Experimenten eines

abgegrenzten Gebietes (II) Problembezogenes Einordnen und Nutzen von Wissen in verschiedenen

inner- und außerchemischen Wissensbereichen (III) Erkenntnisgewinnung

68

Aufbau und Beschreibung eines einfachen Experiments nach vorgelegtem Plan (I)

Selbstständiger Aufbau und Durchführung eines Experiments (II) Planung, Aufbau und Durchführung eines Experimentes zu einer

vorgegebenen Fragestellung (III) Auswertung von Ergebnissen nach bekannten, einfachen Verfahren (I) Modellbildung und mathematische Beschreibung chemischer

Phänomene (II) auch in neuen Kontexten (III) Kommunikation

Entnehmen von Informationen aus einfachen Fachtexten (I) Strukturieren von Informationen und adressatengerechte Aufarbeitung

(II) Eigenständiges Recherchieren, Strukturieren, Beurteilen und Aufarbeiten

von Informationen mit Bezug auf neue Fragestellungen oder Zielsetzungen (III)

Darstellen von Sachverhalten in verschiedenen Darstellungsformen als Tabellen, Graphen, Skizzen, Texte, Bilder, Diagramme, Mind-Maps, Concept-Maps, Formeln und Gesetze (I)

Strukturiertes schriftliches oder mündliches Präsentieren komplexer Sachverhalte (II)

Analysieren und Einsetzen komplexer Texte und Darstellungen nach eigener Auswahl (III) Bewertung

Darstellen von Konflikten und ihren Lösungen in wissenschaftlich-historischen Kontexten (I)

Übertragen bekannter Problemlosungen auf Konflikte mit chemisch-technischem Hintergrund (II)

Angabe möglicher Problemlösungen bei Konflikten mit chemisch-technischem Hintergrund (III)

Darstellen von Positionen und Argumenten bei Bewertungen in chemisch-technischen Zusammenhängen (I)

Kriterien geleitetes Abwägen vorliegender Argumente bei Bewertungen in chemisch- technischen Zusammenhangen und Beziehen eines begründeten Standpunkts (II)

Bewertung komplexer chemisch-technischer Zusammenhange aus verschiedenen Perspektiven und auf der Basis von Sachargumenten (III) Überprüfungsformen

69

Im Lehrplan werden Überprüfungsformen angegeben, die Möglichkeiten bieten, Leistungen nach den oben genannten Kriterien im Bereich der „sonstigen Mitarbeit“ oder den Klausuren zu überprüfen. Um abzusichern, dass am Ende der Qualifikationsphase von den Schülerinnen und Schülern alle geforderten Kompetenzen erreicht werden, sind alle Überprüfungsformen notwendig. Besonderes Gewicht wird im Grundkurs auf experimentelle Aufgaben und Aufgaben zur Datenanalyse gelegt. Lern- und Leistungssituationen In Lernsituationen ist das Ziel der Kompetenzerwerb. Fehler und Umwege dienen den Schülerinnen und Schülern als Erkenntnismittel, den Lehrkräften geben sie Hinweise für die weitere Unterrichtsplanung. Das Erkennen von Fehlern und der konstruktiv-produktive Umgang mit ihnen sind ein wesentlicher Teil des Lernprozesses. Lernsituationen sollen, insbesondere was das Auftreten von Fehlern anbetrifft, – auch für die Lernenden erkennbar – weitgehend beurteilungsfrei bleiben. Bei Leistungs- und Überprüfungssituationen steht der Nachweis der Verfügbarkeit der erwarteten bzw. erworbenen Kompetenzen im Vordergrund. Lern- und Leistungssituationen sind nicht immer klar voneinander trennbar: So können insbesondere in vorrangig als Lernsituationen zu bezeichnenden Unterrichtsphasen weiterführende Beitrage der Lernenden, die auf früherem Kompetenzerwerb basieren, durchaus entsprechend beurteilt werden. Sonstige Mitarbeit Folgende Aspekte können bei der Leistungsbewertung der sonstigen Mitarbeit eine Rolle spielen (die Liste ist nicht abschließend):

Sicherheit, Eigenständigkeit und Kreativität beim Anwenden fachspezifischer Methoden und Arbeitsweisen

Verständlichkeit und Präzision beim zusammenfassenden Darstellen und Erläutern von Lösungen einer Einzel-, Partner-, Gruppenarbeit oder einer anderen Sozialform sowie konstruktive Mitarbeit bei dieser Arbeit

Klarheit und Richtigkeit beim Veranschaulichen, Zusammenfassen und Beschreiben chemischer Sachverhalte

sichere Verfügbarkeit chemischen Grundwissens (z. B. chemische Eigenschaften geläufiger Stoffe, deren Einheiten, Formeln, fachmethodische Verfahren und Reaktionsgleichungen)

situationsgerechtes Anwenden geübter Fertigkeiten angemessenes Verwenden der chemischen Fachsprache konstruktives Umgehen mit Fehlern

70

fachlich sinnvolle, sicherheitsbewusste und zielgerichtete Arbeitsweisen bei Experimenten

fachlich sinnvoller und zielgerichteter Umgang mit Modellen, Hilfsmitteln und Simulationen

zielgerichtetes Beschaffen von Informationen Erstellen von nutzbaren Unterrichtsdokumentationen, ggf. Portfolio Klarheit, Strukturiertheit, Fokussierung, Zielbezogenheit und

Adressatengerechtigkeit von Präsentationen, auch mediengestützt

sachgerechte Kommunikationsfähigkeit in Unterrichtsgesprächen und Kleingruppenarbeiten

Einbringen kreativer Ideen fachliche Richtigkeit bei kurzen, auf die Inhalte weniger

vorangegangener Stunden beschränkten schriftlichen Überprüfungen Folgende Formulierungen werden zur Leistungsbewertung im Rahmen der Sonstigen Mitarbeit herangezogen:

sehr gut sehr kontinuierliche, ausgezeichnete Mitarbeit, sehr umfangreiche, produktive und kreative Beitrage, kommunikationsfördernd, souveräner Gebrauch der Fachsprache und souveräne Anwendung der chemischen Kenntnisse und Fähigkeiten, erscheint immer vorbereitet zum Unterricht

gut kontinuierliche, gute Mitarbeit, gute und produktive Beiträge, kommunikationsfördernd, sicherer Gebrauch der Fachsprache und sichere Anwendung der chemischen Grundkenntnisse, erscheint meist vorbereitet zum Unterricht

befriedigend durchschnittliche Mitarbeit, kommunikativ, fachlich korrekte Beiträge, meistens sicherer Gebrauch der Fachsprache und sichere Anwendung der physikalischen Grundkenntnisse, erscheint in der Regel vorbereitet zum Unterricht

ausreichend selten eigenständige Beteiligung, fachliche Ungenauigkeiten, auch unstrukturierte oder unproduktive Beiträge, kann sich grundlegend in der Fachsprache verständlich machen und chemische Grundkenntnisse in der Regel anwenden, erscheint häufig unvorbereitet zum Unterricht

ausreichend minus

Beteiligung nur nach Aufforderung, häufig fachliche Ungenauigkeiten, unstrukturierte oder unproduktive Beiträge, kann sich kaum in der Fachsprache verständlich machen und chemische

71

Grundkenntnisse sporadisch anwenden, erscheint häufig unvorbereitet zum Unterricht

mangelhaft nur sporadische Mitarbeit trotz Aufforderung und Hilfsangeboten, schwerwiegende und anhaltende fachliche Defizite, meistens fehlerhafte oder lückenhafte Anwendung der Fachsprache und der chemischen Grundkenntnisse, erscheint trotz Aufforderung selten vorbereitet zum Unterricht

ungenügend keine Beteiligung trotz Aufforderung und Hilfsangeboten, fehlende fachliche Kenntnisse auch in elementaren Grundlagen, kann die Fachsprache nicht anwenden und sich mit ihr verständlich machen, es ist erkennbar, dass die Defizite nicht in absehbarer Zeit behoben werden können, erscheint unvorbereitet im Unterricht

Klausuren Dauer und Anzahl richten sich nach den Angaben der APO-GOSt. In der Einführungsphase wird im ersten Halbjahr eine, im zweiten Halbjahr werden zwei Klausuren der Länge 90 Minuten geschrieben. Im ersten Halbjahr der Q1 beträgt die Klausurdauer 90 Minuten. Im zweiten Halbjahr der Q1 sowie im ersten Halbjahr der Q2 beträgt die Klausurdauer 135 Minuten. Die Notenfestsetzung erfolgt nach folgendem Schlüssel. In Ausnahmefällen kann begründet davon abgewichen werden. Sofern gehäufte Verstöße gegen die sprachliche Richtigkeit nicht bereits bei der Bewertungskriterien der Darstellungsleistung fachspezifisch berücksichtigt werden, führen sie gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOSt zu einer Absenkung der Leistungsbewertung um eine Notenstufe in der Einführungsphase und um bis zu zwei Notenpunkte in der Qualifikationsphase. Leistungsbeurteilung Erreichte Hilfspunktzahl in %

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72

In der Qualifikationsphase werden die Notenpunkte durch äquidistante Unterteilung der Notenbereiche (mit Ausnahme des Bereichs ungenügend) erreicht. Die Leistungsbewertung in den Klausuren sollte mit der Perspektive schriftliche Abiturprüfung mit Hilfe eines Kriterienrasters zu den Teilleistungen durchgeführt werden. Dieses Kriterienraster soll auch für Schülerinnen und Schüler transparent sein. Mündliche Abiturprüfungen Auch für das mündliche Abitur (im 4. Fach oder bei Abweichungs- bzw. Bestehensprüfungen im 1. bis 3. Fach) soll ein Kriterienraster für den ersten und zweiten Prüfungsteil vorgelegt werden, aus dem auch deutlich wird, wann eine gute oder ausreichende Leistung erreicht wird. 2.4 Lehr- und Lernmittel Für den Chemieunterricht in der Sekundarstufe II ist an der Schule derzeit in der Einführungsphase das Schulbuch elemente chemie Oberstufe Einführungsphase eingeführt. In der Qualifikationsphase wird das Schulbuch elemente chemie Oberstufe Gesamtband benutzt.

73

3 Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen

Die Fachkonferenz Chemie hat sich im Rahmen des Schulprogramms für folgende zentrale Schwerpunkte entschieden:

Zusammenarbeit mit anderen Fächern

Durch die unterschiedliche Belegung von Fächern können Schülerinnen und Schüler Aspekte aus anderen Kursen mit in den Chemieunterricht einfließen lassen. Es wird Wert darauf gelegt, dass in bestimmten Fragestellungen die Expertise einzelner Schülerinnen und Schüler gesucht wird, die aus einem von ihnen belegten Fach genauere Kenntnisse mitbringen und den Unterricht dadurch bereichern.

Vorbereitung auf die Erstellung der Facharbeit

Um eine einheitliche Grundlage für die Erstellung und Bewertung der Facharbeiten in der Jahrgangsstufe Q1 zu gewährleisten, findet im Vorfeld des Bearbeitungszeitraums ein fachübergreifender Projekttag statt, gefolgt von einem Besuch einer Universitäts- und/oder Landesbibliothek. Die AG Facharbeit hat schulinterne Kriterien für die Erstellung einer Facharbeit angefertigt, die die unterschiedlichen Arbeitsweisen in den Fachbereichen berücksichtigen. Im Verlauf des Projekttages werden den Schülerinnen und Schülern in einer zentralen Veranstaltung und in Gruppen diese schulinternen Kriterien vermittelt.

Exkursionen

In der Gymnasialen Oberstufe sollen in Absprache mit der Stufenleitung nach Möglichkeit unterrichtsbegleitende Exkursionen durchgeführt werden. Diese sollen im Unterricht vor- bzw. nachbereitet werden. Die Fachkonferenz hält folgende Exkursionen für sinnvoll:

EF : Besuch eines Science Centers oder des Nanotracks

Q 1: Besuch eines Schülerlabors

Besuch eines Industrieunternehmens

Q 2 Besuch einer Chemieveranstaltung der Universität

Über die Erfahrungen wird in den Fachkonferenzen berichtet.

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