Schulentwicklung NRW - Lehrplannavigator S I - Gesamtschule - Naturwissenschaften - Hinweise und Beispiele - Chemie Klasse 9.1/2: Mobile Energiespeicher (ca. 8 Unterrichtsstunden, 60 min)

Chemie Klasse 9.1/2: Mobile Energiespeicher (ca. 8 Unterrichtsstunden, 60 min)

Im Folgenden werden die Unterrichtsvorhaben konkretisiert und die erforderlichen Absprachen der Fachkonferenz festgehalten. Die Konkretisierung ist nur für eine Auswahl von Vorhaben vollständig ausgeführt. Für andere Vorhaben finden sich in der Download-Fassung Vorlagen, die noch um verbindliche Absprachen zu Inhalten und zur Unterrichtsgestaltung ergänzt werden müssen.

Folgende Elemente finden sich in den Konkretisierungen: Eine erste tabellarische Übersicht beschreibt den Rahmen des entsprechenden Unterrichtsvorhabens. Es finden sich Bezüge zum Lehrplan wie die ausführlicheren Formulierungen der Kompetenzschwerpunkte sowie Angaben zu zentralen Konzepten bzw. Basiskonzepten. Außerdem werden Vereinbarungen zur Leistungsbewertung genannt, und es wird auf Vernetzungen innerhalb des Fachs und zwischen Fächern hingewiesen.

In einer zweiten Tabelle werden die für die Abstimmung der Fachgruppe notwendigen und damit verbindlichen Absprachen festgehalten. Dieses betrifft Absprachen zu konkreten Inhalten und zum Unterricht mit Bezug auf die im Lehrplan beschriebenen konkretisierten Kompetenzen des jeweiligen inhaltlichen Schwerpunkts.

Am Schluss jedes konkretisierten Unterrichtsvorhabens finden sich Hinweise, Tipps usw. zum Unterricht, die zwar nicht verbindlich, aber zur Gestaltung des Unterrichts hilfreich sind.

Bezug zum Lehrplan:

Inhaltsfeld:

Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen

Inhaltlicher Schwerpunkt:

Batterie und Akkumulator
Brennstoffzelle
Elektrolyse

Schwerpunkte der Kompetenzerwartungen

Schülerinnen und Schüler können …

Prinzipien zur Strukturierung und zur Verallgemeinerung chemischer Sachverhalte entwickeln und anwenden. (UF3)
chemische Probleme erkennen, in Teilprobleme zerlegen und dazu Fragestellungen formulieren. (E1)
Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage verwenden. (E8)
selbstständig chemische und technische Informationen aus verschiedenen Quellen beschaffen, einschätzen, zusammenfassen und auswerten. (K5)
für Entscheidungen in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien angeben und begründet gewichten. (B1)

Verbindung zu den Basiskonzepten

Basiskonzept Chemische Reaktion

Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen

Basiskonzept Struktur der Materie

Elektronenübertragung, Donator-Akzeptor-Prinzip

Basiskonzept Energie

Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung

Vernetzung im Fach und zu anderen Fächern

Chemie: Säuren und Laugen, Metalle, Schwermetalle, Gifte

Physik: Zukunftssichere Energieversorgung, Elektrischer Strom

Arbeitslehre/Technik: Ressourcen, Energieversorgung, Technische Innovationen

Leistungsbewertung

neben schriftlichen Überprüfungen sollen auch in die Bewertung einfließen:

Qualität von Referaten nach umfassenden Recherchen zu unterschiedlichen Energiespeichern
Präsentation von Modellen der Wirkungsweise mobiler Energiespeicher
Qualität von Lernplakaten

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

Umgang mit Fachwissen

Reaktionen zwischen Metallatomen und Metallionen als Redoxreaktionen deuten, bei denen Elektronen übergehen. (UF1)

Verkupfern, Verzinken, Metallabscheidung

Veredlung von unedlen Metallen

den grundlegenden Aufbau und die Funktionsweise von Batterien, Akkumulatoren und Brennstoffzellen beschreiben. (UF1, UF2, UF3)

Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie, Umkehrung des Entladungsvorgangs, Brennstoffzelle: Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff

Zitronenbatterie, verschiedene Typen von Batterien und Akkumulatoren, galvanische Zelle, Bleiakkumulator

elektrochemische Reaktionen, bei denen Energie umgesetzt wird, mit der Aufnahme und Abgabe von Elektronen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip deuten. (UF3)

Anoden- und Kathodenvorgänge

Internetrecherche

die Elektrolyse und die Synthese von Wasser durch Reaktionsgleichungen unter Berücksichtigung energetischer Aspekte darstellen. (UF3)

Vorgänge an Kathode und Anode, Energieaufwand und –ertrag aus Tabellen

Die Brennstoffzelle – der Autoantrieb von morgen?, Umwandlung von Energieformen

Erkenntnisgewinnung

einen in Form einer einfachen Reaktionsgleichung dargestellten Redoxprozess in die Teilprozesse Oxidation und Reduktion zerlegen. (E1)

Batterie und Akkumulator

Folien

Kommunikation

schematische Darstellungen zum Aufbau und zur Funktion elektrochemischer Energiespeicher adressatengerecht erläutern. (K7)

Schemazeichnung selber erstellen

Überblick über mobile Spannungsquellen und deren Funktionsweise im Modell als Museumsgang

aus verschiedenen Quellen Informationen zu Batterien und Akkumulatoren beschaffen, ordnen, zusammenfassen und auswerten. (K5)

Energieeffizienz, Verwendungszwecke, Möglichst einfache Erklärungen und Darstellungen verwenden

Recherche über handelsübliche Batterien, deren Einsatzmöglichkeiten und möglichen Gefahren in übersichtlichen Tabellen zusammenfassen, Testergebnisse der Stiftung Warentest

Bewertung

Kriterien für die Auswahl unterschiedlicher elektrochemischer Energiewandler und Energiespeicher benennen und deren Vorteile und Nachteile gegeneinander abwägen. (B1, B2)

Akkumulatoren und Batterien im Vergleich, Kosten - Nutzen – Gefahren im Vergleich, Umweltaspekte

Diskussion in Gruppen und Vorstellung der Ergebnisse, eigene Position beziehen, anderen erläutern, Historische Entwicklungen, aktuelle Forschungsergebnisse, Recycling

Bemerkungen/ Tipps/ Hinweise:

Batterie

http://de.wikipedia.org/wiki/Batterie_(Elektrotechnik)

Akkumulator

http://de.wikipedia.org/wiki/Akkumulator

Batterierecycling

http://de.wikipedia.org/wiki/Batterierecycling

Elektrolyse

http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolyse

Brennstoffzelle

http://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle

Brennstoffzelle