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Kompetenzen
2. Kompetenzbereiche, Inhaltsfelder und Kompetenzerwartungen
Die in den allgemeinen Aufgaben und Zielen des Faches beschriebene übergreifende fachliche Kompetenz wird ausdifferenziert, indem fachspezifische Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder identifiziert und ausgewiesen werden. Dieses analytische Vorgehen erfolgt, um die Strukturierung der fachrelevanten Prozesse einerseits sowie der Gegenstände andererseits transparent zu machen. In den Kompetenzerwartungen werden beide Seiten miteinander verknüpft. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass der gleichzeitige Einsatz von Können und Wissen bei der Bewältigung von Anforderungssituationen eine zentrale Rolle spielt.
Kompetenzbereiche repräsentieren die Grunddimensionen des fachlichen Handelns. Sie dienen dazu, die einzelnen Teiloperationen entlang der fachlichen Kerne zu strukturieren und den Zugriff für die am Lehr-Lernprozess Beteiligten zu verdeutlichen.
Inhaltsfelder systematisieren mit ihren jeweiligen inhaltlichen Schwerpunkten die im Unterricht der Realschule verbindlichen und unverzichtbaren Gegenstände und liefern Hinweise für die inhaltliche Ausrichtung des Lehrens und Lernens.
Kompetenzerwartungen führen Prozesse und Gegenstände zusammen und beschreiben die fachlichen Anforderungen und intendierten Lernergebnisse, die bis zum Ende der Jahrgangsstufen 8 und 10 verbindlich erreicht werden sollen.
Kompetenzerwartungen
- beziehen sich auf beobachtbare Handlungen und sind auf die Bewältigung von Anforderungssituationen ausgerichtet,
- stellen im Sinne von Regelstandards die erwarteten Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten auf einem mittleren Abstraktionsgrad dar,
- ermöglichen die Darstellung einer Progression von der Jahrgangsstufe 8 bis zum Ende der Sekundarstufe I und zielen auf kumulatives, systematisch vernetztes Lernen,
- können in Aufgabenstellungen umgesetzt und überprüft werden.
Insgesamt ist der Unterricht in der Sekundarstufe I nicht allein auf das Erreichen der aufgeführten Kompetenzerwartungen beschränkt, sondern soll es Schülerinnen und Schülern ermöglichen, diese weiter auszubauen und darüber hinausgehende Kompetenzen zu erwerben.
2.1 Kompetenzbereiche und Inhaltsfelder des Faches
Der naturwissenschaftliche Unterricht im Wahlpflichtfach Chemie der Realschule ermöglicht den Erwerb von Kompetenzen, die insgesamt zu einer erweiterten naturwissenschaftlichen Grundbildung beitragen.
Kompetenzbereiche
In naturwissenschaftlichen Arbeitsprozessen werden meist Kompetenzen aus mehreren, nicht immer scharf voneinander abzugrenzenden Bereichen benötigt. Teilkompetenzen lassen sich den folgenden vier Kompetenzbereichen zuordnen:
- Umgang mit Fachwissen
- Erkenntnisgewinnung
- Kommunikation
- Bewertung
Der Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen bezieht sich auf die Fähigkeit von Schülerinnen und Schülern, zur Lösung von Aufgaben und Problemen fachbezogene Konzepte auszuwählen und zu nutzen. Ein Verständnis ihrer Bedeutung einschließlich der Abgrenzung zu ähnlichen Konzepten ist notwendig, um Wissen in variablen Situationen zuverlässig einsetzen zu können. Schülerinnen und Schüler können bei fachlichen Problemen besser auf ihr Wissen zugreifen, wenn sie dieses angemessen organisieren und strukturieren. Gut strukturierte Wissensbestände erleichtern ebenfalls die Integration und Vernetzung von neuem und vorhandenem Wissen.
Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung beinhaltet die Fähigkeiten und methodischen Fertigkeiten von Schülerinnen und Schülern, naturwissenschaftliche Fragestellungen zu erkennen, diese mit Experimenten und anderen Methoden hypothesengeleitet zu untersuchen und Ergebnisse zu verallgemeinern. Naturwissenschaftliche Erkenntnis basiert im Wesentlichen auf einer Modellierung der Wirklichkeit. Modelle, von einfachen Analogien bis hin zu mathematisch-formalen Modellen, dienen dabei zur Veranschaulichung, Erklärung und Vorhersage. Eine Reflexion der Erkenntnismethoden verdeutlicht den besonderen Charakter der Naturwissenschaften mit ihren spezifischen Denk- und Arbeitsweisen und grenzt sie von anderen Möglichkeiten der Weltbegegnung ab.
Der Kompetenzbereich Kommunikation beschreibt erforderliche Fähigkeiten für einen produktiven fachlichen Austausch. Kennzeichnend dafür ist, mit Daten und Informationsquellen sachgerecht und kritisch umzugehen sowie fachsprachliche Ausführungen in schriftlicher und mündlicher Form verstehen und selbst präsentieren zu können. Dazu gehört auch, gebräuchliche Darstellungsformen wie Tabellen, Grafiken, Diagramme zu beherrschen sowie bewährte Regeln der fachlichen Argumentation einzuhalten. Charakteristisch für die Naturwissenschaften sind außerdem das Offenlegen eigener Überlegungen bzw. die Akzeptanz fremder Ideen und das Arbeiten in Gemeinschaften und Teams.
Der Kompetenzbereich Bewertung bezieht sich auf die Fähigkeit, überlegt zu urteilen. Dazu gehört, Kriterien und Handlungsmöglichkeiten sorgfältig zusammenzutragen und gegeneinander abzuwägen. Auf dieser Grundlage ist es möglich, Entscheidungen zu finden und dafür zielführend zu argumentieren und Position zu beziehen. Für gesellschaftliche und persönliche Entscheidungen sind diesbezüglich die Kenntnis und Berücksichtigung von normativen und ethischen Maßstäben bedeutsam, nach denen Interessen und Folgen naturwissenschaftlicher Forschung beurteilt werden können.
Inhaltsfelder
Kompetenzen zeigen sich in der Auseinandersetzung mit Problemstellungen, bei denen spezifische fachliche Inhalte relevant sind. Kompetenzen basieren deshalb stets auf der Verfügbarkeit von konzeptuellem und methodischem Wissen. Eine erweiterte naturwissenschaftliche Grundbildung soll deshalb im Blick auf die im Folgenden beschriebenen Inhaltsfelder entwickelt werden.
Inhaltsfeld 1: Stoffe
In diesem Inhaltsfeld geht es um den Aufbau von Stoffen sowie um ihre Eigenschaften und deren Veränderung. Es geht um Reinstoffe und Stoffgemische sowie einfache Trennverfahren. Grundlegende Kenntnisse zu Stoffen, Stoffeigenschaften und deren Klassifizierung sind einerseits als zentrale fachliche Grundlagen, andererseits für eine Erziehung zum sicheren Umgang sowie der sachgemäßen Lagerung und Entsorgung von Stoffen von wesentlicher Bedeutung.
Inhaltsfeld 2: Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen
Im Fokus dieses Inhaltsfeldes stehen Stoffumwandlungen und Energieumsätze in endothermen und exothermen Reaktionen sowie in Oxidationsreaktionen. Diese Kenntnisse spielen sowohl in der Chemie als auch im Alltag sowie in zahlreichen Berufsfeldern, wie z. B. bei der Brandbekämpfung, eine wichtige Rolle.
Inhaltsfeld 3: Luft und Atmosphäre
Dieses Inhaltsfeld beschäftigt sich mit der Erdatmosphäre und den Bestandteilen der Luft. Es legt zudem einen Schwerpunkt auf den Klimawandel und den Treibhauseffekt. Diese Inhalte sind im Hinblick auf eine Teilhabe an der globalen Kontroverse um den Klimawandel und eine nachhaltige Entwicklung sehr bedeutsam.
Inhaltsfeld 4: Wasser
Dieses Inhaltsfeld setzt einen Schwerpunkt auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wassers. Diese sind zum einen von fachlicher und fachübergreifender Bedeutung. Zum anderen sind diese Kenntnisse wichtige Grundlagen für die Entwicklung eines Bewusstseins für den Schutz und die nachhaltige Nutzung der lebensnotwendigen Ressource Wasser.
Inhaltsfeld 5: Metalle und Metallgewinnung
In diesem Inhaltsfeld geht es um edle und unedle Metalle. Dies beinhaltet sowohl ihre Eigenschaften und wesentliche Verfahren ihrer Gewinnung als auch Korrosion und Korrosionsschutz. Diese Kenntnisse stellen Grundlagen für einen verantwortungsvollen Umgang mit Rohstoff- und Energieressourcen und die Einsicht in die Notwendigkeit des Recyclings dar. Sie sind vor allem unter dem Gesichtspunkt einer nachhaltigen, globalen Entwicklung bedeutsam.
Inhaltsfeld 6: Elemente und ihre Ordnung
Im Fokus dieses Inhaltsfeldes stehen der Atombau, das Periodensystem sowie die Elemente und ihre Eigenschaften. Die Beziehungen zwischen den Elementen und die Verwandtschaften innerhalb der Elementfamilien bilden die Grundlagen für differenzierte Modelle zum Aufbau der Materie und für die Beschreibung chemischer Reaktionen.
Inhaltsfeld 7: Salze
In diesem Inhaltsfeld geht es um den Aufbau von Salzen und Mineralien. Es geht um Ionenbildung, Ionenbindung und um den technischen und den natürlichen Kalkkreislauf. Schülerinnen und Schüler begegnen Salzen in zahlreichen Kontexten des Alltags wie z. B. in der Landwirtschaft und in Nahrungsmitteln. Diese Kenntnisse sind vor allem unter den Gesichtspunkten fachliche Konzeptbildung, nachhaltige Entwicklung und Gesundheitserziehung von wesentlicher Bedeutung.
Inhaltsfeld 8: Säuren und Laugen
Die inhaltlichen Schwerpunkte dieses Inhaltsfeldes liegen bei den Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen sowie deren Stoffmengenkonzentration und Neutralisation. Schülerinnen und Schüler begegnen Säuren und Laugen in vielen Bereichen des Alltags und der Berufs- und Arbeitswelt. Daher sind Kenntnisse über die Wirkung, den Einsatz und die sichere Handhabung dieser Stoffe von Bedeutung.
Inhaltsfeld 9: Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen
Dieses Inhaltsfeld befasst sich mit elektrochemischen Energiespeichern und Wandlern wie der Brennstoffzelle sowie den dabei zentralen Vorgängen der Elektrolyse und Synthese. Die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie bildet die Grundlage für die Funktion mobiler Energiespeicher, die für moderne Kommunikations- und Unterhaltungsgeräte sowie Fahrzeuge zunehmend als Energiequellen eingesetzt werden. Mit Blick auf die Entwicklung neuer Energiespeicher und Brennstoffzellen im Sinne einer nachhaltigen Energienutzung sind die inhaltlichen Schwerpunkte dieses Inhaltsfeldes von wesentlicher Bedeutung.
Inhaltsfeld 10: Stoffe als Energieträger
Im Mittelpunkt dieses Inhaltsfeldes stehen die Stoffgruppen der Alkane und Alkanole sowie fossile und regenerative Energieträger. Durch Kenntnisse über fossile Energierohstoffe werden chemisch-technische Verfahren ihrer Weiterverarbeitung, die in vielen Berufsfeldern der chemischen Industrie von großer Relevanz sind, nachvollziehbar. Außerdem sind diese Kenntnisse unter dem Gesichtspunkt eines nachhaltigen Umgangs mit knappen natürlichen Ressourcen im Sinne einer nachhaltigen, globalen Entwicklung bedeutsam.
Inhaltsfeld 11: Produkte der Chemie
In diesem Inhaltsfeld stehen einerseits Makromoleküle in Natur und Technik und andererseits Nanoteilchen und neue Werkstoffe im Vordergrund. Durch die Betrachtung der Strukturen und Eigenschaften ausgesuchter Verbindungen dieser Bereiche, die in Produkten des alltäglichen Gebrauchs enthalten sind, werden sowohl Chancen als auch Risiken dieser Produkte nachvollziehbar. Diese Kenntnisse sind vor allem unter den Gesichtspunkten Gesundheitserziehung und aufgeklärte Verbraucherbildung sehr bedeutsam.
2.2 Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte
2.2.1 Jahrgangstufen 7/8
Der Unterricht soll es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, dass sie – aufbauend auf der Kompetenzentwicklung in den naturwissenschaftlichen Fächern der Erprobungsstufe – am Ende der Jahrgangsstufe 8 über die im Folgenden genannten Kompetenzen verfügen. Dabei werden zunächst übergeordnete Kompetenzerwartungen zu allen Kompetenzbereichen aufgeführt. Diese werden im Anschluss inhaltsfeldbezogen konkretisiert.
Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
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UF1 Fakten wiedergeben und erläutern | natürliche Phänomene und einfache technische Prozesse mit chemischen Konzepten beschreiben und erläutern, |
UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen | chemische Konzepte zur Lösung einfacher vorgegebener Aufgaben sinnvoll auswählen, |
UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren | chemische Objekte und Vorgänge nach vorgegebenen Kriterien ordnen, |
UF4 Wissen vernetzen | in einfachen chemischen Zusammenhängen neue Erkenntnisse mit Bekanntem verbinden. |
Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
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E1 Fragestellungen erkennen | Fragestellungen, die einer chemischen Untersuchung zugrunde liegen, erkennen und formulieren, |
E2 Bewusst wahrnehmen | bei der Beobachtung von Vorgängen und Phänomenen zwischen der Beschreibung der Beobachtung und ihrer Deutung unterscheiden, |
E3 Hypothesen entwickeln | einfache chemische Konzepte nutzen, um Vermutungen zu chemischen Fragestellungen zu begründen, |
E4 Untersuchungen und Experimente planen | einfache Versuche zur Überprüfung von Vermutungen zu chemischen Fragestellungen selbst entwickeln, |
E5 Untersuchungen und Experimente durchführen | einfache Untersuchungen unter Beachtung eines Versuchsplans sowie von Sicherheits- und Umweltaspekten durchführen, |
E6 Untersuchungen und Experimente auswerten | Messdaten und Beobachtungen protokollieren und in Bezug auf eine chemische Fragestellung qualitativ auswerten, |
E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben | einfache vorgegebene Modelle zur Veranschaulichung und Erklärung von chemisch-technischen Zusammenhängen beschreiben und Modelle von der Wirklichkeit unterscheiden, |
E8 Modelle anwenden | mithilfe einfacher Modellvorstellungen chemische Phänomene und technische Vorgänge beschreiben und erklären, |
E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren | anhand vorgegebener Kriterien ihr Vorgehen beim chemischen Arbeiten kritisch reflektieren. |
Kompetenzbereich Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
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K1 Texte lesen und erstellen | bei der Erstellung einfacher chemischer Sachtexte (Beschreibung, Bericht) Schriftsprache in Abgrenzung zur gesprochenen Sprache verwenden und eingeübte Formen einfacher Skizzen, Diagramme und Tabellen zur Veranschaulichung einsetzen, |
K2 Informationen identifizieren | Daten aus einfachen fachtypischen Darstellungen wie Tabellen und Diagrammen ablesen und bei einfachen chemischen Darstellungen die Absichten und die Kernaussagen benennen, |
K3 Untersuchungen dokumentieren | in einer vorgegebenen Protokollstruktur Versuchsaufbauten schematisch zeichnen und beschriften, Versuchsabläufe und Beobachtungen verständlich beschreiben und gewonnene Erkenntnisse sorgfältig und objektiv festhalten, |
K4 Daten aufzeichnen und darstellen | für erhobene Daten nach Vorgaben angemessene Tabellen und Diagramme anlegen sowie Datenpunkte in Diagramme mit vorgegebener Skalierung und Beschriftung eintragen, |
K5 Recherchieren | eine Recherche in gedruckten und in digitalen Medien auf vorgegebene Fragestellungen und vorgegebene Suchbegriffe beziehen sowie angemessene Suchhilfen wie Bibliothekskataloge, Inhalts- und Stichwortverzeichnisse verwenden, |
K6 Informationen umsetzen | Gefahrenpiktogramme und Sicherheitsvorschriften beachten und vorgeschriebene Schutzmaßnahmen einhalten, |
K7 Beschreiben, präsentieren, begründen | Arbeitsergebnisse nach vorgegebenen Kriterien bzw. Mustern fachlich korrekt und verständlich präsentieren und dabei strukturierende Gestaltungselemente einsetzen, |
K8 Zuhören, hinterfragen | in Diskussionen Beiträgen anderer Personen aufmerksam zuhören und bei Unklarheiten nachfragen sowie andere Standpunkte anerkennen, aber auch kritisch hinterfragen, |
K9 Kooperieren und im Team arbeiten | chemische Probleme im Team bearbeiten und dafür Aufgaben untereinander aufteilen sowie Verantwortung für Arbeitsprozesse und Produkte übernehmen. |
Kompetenzbereich Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
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B1 Bewertungen an Kriterien orientieren | in chemisch-technischen Zusammenhängen Kriterien für Bewertungen und Entscheidungen angeben, |
B2 Argumentieren und Position beziehen | in altersgemäßen Entscheidungssituationen unter Verwendung chemisch-technischen Wissens begründete Entscheidungen treffen, |
B3 Werte und Normen berücksichtigen, | vorgegebene Entscheidungen in chemisch-technischen Zusammenhängen auf der Grundlage eigener Kriterien und Wertungen beurteilen. |
Die Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler sollen im Rahmen der Behandlung der nachfolgenden obligatorischen Inhaltsfelder entwickelt werden:
- Stoffe
- Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen
- Luft und Atmosphäre
- Wasser
- Metalle und Metallgewinnung
Bezieht man die übergeordneten Kompetenzerwartungen sowie die unten aufgeführten inhaltlichen Schwerpunkte aufeinander, so ergeben sich die nachfolgenden konkretisierten Kompetenzerwartungen:
Inhaltsfeld 1: Stoffe
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Eigenschaftsänderungen von Stoffen Basiskonzept Struktur der Materie Teilchenvorstellungen, Lösungsvorgänge Basiskonzept Energie Wärme, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustandsänderungen | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- den Aufbau von Stoffen auf der Teilchenebene beschreiben (UF1),
- Ordnungsprinzipien für Stoffe nennen und diese in Stoffgemische und Reinstoffe einteilen (UF3),
- charakteristische Stoffeigenschaften zur Unterscheidung bzw. Identifizierung von Stoffen beschreiben und die Verwendung von Stoffen ihren Eigenschaften zuordnen (UF2, UF3),
- einfache Trennverfahren für Stoffe und Stoffgemische beschreiben (UF1).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Laborgeräte für verschiedene Trennverfahren versuchsbezogen auswählen und fachgerecht und planungsgemäß aufbauen (E4, E5),
- einfache Versuche (u. a. zur Trennung von Stoffen in Stoffgemischen unter Nutzung relevanter Stoffeigenschaften) planen und sachgerecht durchführen (E4, E5),
- Trennprinzipien von Trennverfahren mithilfe eines Teilchenmodells erklären (E7, E8),
- Messreihen zu Temperaturänderungen durchführen und zur Aufzeichnung der Messdaten einen angemessenen Temperaturbereich und sinnvolle Zeitintervalle wählen (E5, E6),
- Aggregatzustände und Übergänge zwischen ihnen mithilfe eines Teilchenmodells erklären (E7, E8).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Texte mit chemierelevantem Inhalt (u. a. zum Recycling von Rohstoffen) in Schulbüchern und in altersgemäßen populärwissenschaftlichen Schriften Sinn entnehmend lesen und zusammenfassen (K1, K2),
- fachtypische, einfache Zeichnungen von Versuchsaufbauten erstellen (K7),
- einfache Darstellungen oder Modelle verwenden, um Aggregatzustände und Lösungsvorgänge zu veranschaulichen und zu erläutern (K7),
- bei Versuchen in Kleingruppen (u. a. zu Stofftrennungen) Initiative und Verantwortung übernehmen, Aufgaben fair verteilen und diese im verabredeten Zeitrahmen sorgfältig erfüllen (K9, K8),
- Messdaten in ein vorgegebenes Koordinatensystem eintragen und gegebenenfalls durch eine Messkurve verbinden sowie aus Diagrammen Messwerte ablesen (K4, K2),
- Schmelz- und Siedekurven interpretieren und Schmelz- und Siedetemperaturen aus ihnen ablesen (K2).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- bei der Durchführung von Experimenten auf der Grundlage von Angaben zu Stoffen und Laborgeräten geeignete Sicherheitsmaßnahmen auswählen und ihre Entscheidungen begründen (B1),
- auf der Grundlage von Gefahrenpiktogrammen begründete Entscheidungen zum Umgang mit Stoffen (u.a. des alltäglichen Gebrauchs) sowie zu deren Lagerung und Entsorgung treffen (B1),
- in vorgegebenen Situationen geeignete Trennverfahren nach ihrer Angemessenheit beurteilen und begründet auswählen (B1).
Inhaltsfeld 2: Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Gesetz von der Erhaltung der Masse, Umgruppierung von Teilchen Basiskonzept Struktur der Materie Element, Verbindung, einfaches Teilchenmodell | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Reinstoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung in Elemente und Verbindungen einteilen und Beispiele dafür nennen (UF3),
- die Bedingungen für einen Verbrennungsvorgang beschreiben und auf dieser Basis Brandschutzmaßnahmen erläutern (UF1),
- chemische Reaktionen, bei denen Sauerstoff aufgenommen wird, als Oxidation einordnen (UF3),
- ausgewählte chemische Reaktionen als endotherm oder exotherm klassifizieren (UF2),
- die Bedeutung der Aktivierungsenergie zum Auslösen einer chemischen Reaktion erläutern (UF1),
- ein einfaches Atommodell (Dalton) beschreiben und zur Veranschaulichung nutzen (UF1),
- Stoffumwandlungen als chemische Reaktionen von physikalischen Veränderungen abgrenzen (UF2, UF3),
- an Beispielen die Bedeutung des Gesetzes von der Erhaltung der Masse durch die konstante Atomanzahl erklären (UF1).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- die Umgruppierung von Atomen bei chemischen Reaktionen mit einem Teilchenmodell beschreiben (E7),
- Verbrennungen nach vorgegebenen Kriterien beobachten und beschreiben, als Oxidationsreaktionen interpretieren und mögliche Edukte und Produkte benennen (E2, E6),
- Experimente zur Überprüfung der für Brände notwendigen Faktoren unter Berücksichtigung der zu untersuchenden Variablen planen (E4),
- einfache Experimente zum Einfluss des Zerteilungsgrades von Brennstoffen auf die Entstehung eines Brandes konstruieren und durchführen (E4, E5),
- Vorschläge zu verschiedenen Möglichkeiten der Brandlöschung machen und diese mit dem Branddreieck begründen (E3),
- Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid experimentell nachweisen und die Nachweisreaktion beschreiben (E4, E5),
- für die Oxidation bekannter Stoffe ein Reaktionsschema in Worten formulieren (E8),
- Experimente zur Massenveränderung von Stoffen bei chemischen Reaktionen unter Antizipation von möglichen Fehlerquellen planen (E3, E4),
- Massenänderungen von Reaktionspartnern bei Oxidationsreaktionen vorhersagen und mit der Umgruppierung von Atomen erklären und vorhersagen (E3, E8),
- Grundgedanken der Phlogistontheorie als überholte Erklärungsmöglichkeit für das Phänomen Feuer erläutern und mit heutigen Vorstellungen vergleichen (E9).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- die Formelschreibweise von Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff erläutern (K2),
- Wortgleichungen für chemische Reaktionen in einfache Formelgleichungen übersetzen (K1),
- Verfahren des Feuerlöschens in Modellversuchen demonstrieren (K7),
- Energiediagramme unter dem Gesichtspunkt exothermer oder endothermer Reaktionen deuten (K2),
- Gefahrenpiktogramme und Sicherheitsvorschriften erläutern und Verhaltensweisen im Umgang mit entsprechenden Stoffen beschreiben (K6),
- die Vorgehensweise der Feuerwehr bei der Brandbekämpfung mit chemischen Konzepten erläutern und adressatengerecht begründen (K7),
- die Bedeutung chemischer Kenntnisse für Berufe aus den Bereichen Brandbekämpfung und Pyrotechnik erläutern (K5, K7, K9).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- in vorgegebenen Situationen Handlungsmöglichkeiten zum Umgang mit brennbaren Stoffen und offenem Feuer bewerten und sich begründet für eine Handlung entscheiden (B1).
Inhaltsfeld 3: Luft und Atmosphäre
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Sauerstoff Basiskonzept Struktur der Materie Luftzusammensetzung Basiskonzept Energie Wärme | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Ursachen und Vorgänge der Entstehung der Luftschadstoffe CO2 und SO2 erläutern und deren Wirkungen benennen (UF1),
- Treibhausgase benennen und Folgen des natürlichen sowie des vom Menschen verstärkten Treibhauseffekts beschreiben (UF1).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- ein Verfahren zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts der Luft erläutern (E4, E5),
- die wichtigsten Bestandteile des Gasgemisches Luft nachweisen und ihre prozentualen Anteile benennen (E5, E6, UF1),
- die Analogien zwischen Vorgängen in einem Treibhaus und Vorgängen beim Treibhauseffekt der Erdatmosphäre erläutern (E7, E8),
- aus einfachen Modellversuchen begründet auf den Einfluss des Schmelzens von Landeis und Meereis auf den Meeresspiegel schließen (E4, E7).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Messwerte, u. a. zu Belastungen der Luft mit Schadstoffen, aus Tabellen herauslesen und in Diagrammen darstellen (K2, K4),
- zuverlässigen Quellen im Internet aktuelle Messungen zur Luftqualität entnehmen (K2, K5),
- die Formeln von Sauerstoff und Ozon sowie die Eigenschaften dieser Gase angeben und den Zerfall von Ozon modellhaft beschreiben (K7, E8),
- Beiträgen anderer bei Diskussionen über chemische Ideen und Sachverhalte, u. a. zur Klimaproblematik, konzentriert zuhören und bei eigenen Beiträgen sachlich Bezug auf deren Aussagen nehmen (K8),
- Schaubilder und Grafiken mit unterschiedlichen Aussagen zum Klimawandel interpretieren und vergleichen (K2).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Gefährdungen, die von Schadstoffen aus der Luft ausgehen, anhand von Grenzwerten beurteilen (B2, B3).
Inhaltsfeld 4: Wasser
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Nachweis von Wasser, Sauerstoff und Wasserstoff, Analyse und Synthese von Wasser Basiskonzept Struktur der Materie Dichteanomalie des Wassers, Oberflächenspannung des Wassers Basiskonzept Energie Wasserkreislauf | |
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Oxidation, Reduktion, Redoxreaktion Basiskonzept Struktur der Materie Metallgitter, Legierungen Basiskonzept Energie Energiebilanzen, endotherme und exotherme Redoxreaktionen | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- wichtige Gebrauchsmetalle und Legierungen benennen, deren typische Eigenschaften beschreiben und Metalle von Nichtmetallen unterscheiden (UF1),
- den Weg der Metallgewinnung vom Erz zum Roheisen und Stahl beschreiben (UF1),
- chemische Reaktionen, bei denen Sauerstoff abgegeben wird, als Reduktion einordnen (UF3),
- chemische Reaktionen, bei denen es zu einer Sauerstoffübertragung kommt, als Redoxreaktion einordnen (UF3),
- Korrosion als Oxidation von Metallen erklären und einfache Maßnahmen zum Korrosionsschutz erläutern (UF4),
- an einfachen Beispielen die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern (UF1).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Metalle auf der Grundlage der Heftigkeit ihrer Reaktion mit Sauerstoff als edel und unedel einstufen und ihr Verhalten mithilfe ihrer Affinität zu Sauerstoff deuten (E8, E6, E3),
- Versuche zur Reduktion von ausgewählten Metalloxiden selbstständig planen und dafür sinnvolle Reduktionsmittel benennen (E4),
- für eine Redoxreaktion ein Reaktionsschema als Wortgleichung und als Reaktionsgleichung formulieren und dabei die Oxidations- und Reduktionsvorgänge kennzeichnen (E8),
- Hypothesen zur Rostbildung formulieren und unter systematischer Veränderung der Versuchsbedingungen experimentell überprüfen (E4, E5),
- den Einfluss der Metallgewinnung auf den technischen Fortschritt, historische Entwicklungen und das Entstehen neuer Berufe erläutern (E9).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Experimente (u. a. zur Korrosion) in einer Weise protokollieren, die eine nachträgliche Reproduktion der Ergebnisse ermöglicht (K3),
- Möglichkeiten der Produktion von Metallen und ihren Legierungen in verschiedenen Quellen recherchieren und die Ergebnisse unter Verwendung relevanter Fachbegriffe präsentieren (K1, K5, K7),
- in kurzen Vorträgen chemische Zusammenhänge (u. a. im Bereich Metallgewinnung) anschaulich darstellen (K7),
- die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten verschiedener Stähle recherchieren und aufzeigen (K5),
- an einem Beispiel die Entwicklung einer Industrieregion vom Beginn der Industrialisierung bis zur Gegenwart skizzieren sowie die Auswirkungen der Industrialisierung auf Mensch und Umwelt kritisch hinterfragen (K5, B1).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- die Bedeutung des Metallrecyclings im Zusammenhang mit Ressourcenschonung und Energieeinsparung darstellen und auf dieser Basis das eigene Konsum- und Entsorgungsverhalten bewerten (B3).
2.2.2 Jahrgangsstufen 9 und 10
Der Unterricht soll es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, dass sie – aufbauend auf der Kompetenzentwicklung bis zum Ende der Jahrgangsstufe 8 – am Ende der Jahrgangsstufe 10 über die im Folgenden genannten Kompetenzen verfügen. Dabei werden zunächst übergeordnete Kompetenzerwartungen zu allen Kompetenzbereichen aufgeführt. Diese werden im Anschluss inhaltsfeldbezogen konkretisiert.
Kompetenzbereich Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
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UF1 Fakten wiedergeben und erläutern | Konzepte der Chemie unter Bezug auf übergeordnete Modelle, Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten erläutern, auch unter Verwendung von Beispielen, |
UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen | gegebene chemisch-technische Probleme analysieren, Konzepte und Analogien für Lösungen begründet auswählen und dabei zwischen wesentlichen und unwesentlichen Aspekten unterscheiden, |
UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren | chemische Sachverhalte nach fachlichen Strukturen und Kategorien einordnen und dabei von konkreten Kontexten abstrahieren, |
UF4 Wissen vernetzen | chemisch-technische Vorgänge, Muster, Gesetzmäßigkeiten und Prinzipien in unterschiedlichen Situationen erkennen und bestehende Wissensstrukturen durch neue Erkenntnisse ausdifferenzieren bzw. erweitern. |
Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
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E1 Fragestellungen erkennen | komplexere chemisch-technische Probleme in Teilprobleme zerlegen und dazu zielführende Fragestellungen formulieren, |
E2 Bewusst wahrnehmen | kriteriengeleitet Beobachtungen, auch unter Verwendung besonderer Apparaturen und Messverfahren, vornehmen und die Beschreibung einer Beobachtung von ihrer Deutung abgrenzen, |
E3 Hypothesen entwickeln | zu chemischen Fragestellungen begründete Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben, |
E4 Untersuchungen und Experimente planen | auf der Grundlage vorhandener Hypothesen zu untersuchende Variablen (unabhängige und abhängige Variablen, Kontrollvariablen) identifizieren und diese in Untersuchungen und Experimenten systematisch verändern bzw. konstant halten, |
E5 Untersuchungen und Experimente durchführen | Untersuchungen und Experimente hypothesengeleitet, zielorientiert, sachgerecht und sicher durchführen und dabei den Einfluss möglicher Fehlerquellen abschätzen sowie vorgenommene Idealisierungen begründen, |
E6 Untersuchungen und Experimente auswerten | Aufzeichnungen von Beobachtungen und Messdaten mit Bezug auf zugrundeliegende Fragestellungen und Hypothesen interpretieren und daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge sowie funktionale Beziehungen ableiten, |
E7 Modelle auswählen und Modellgrenzen angeben | Elemente wesentlicher chemischer Modellierungen situationsgerecht und begründet auswählen und dabei ihre Grenzen und Gültigkeitsbereiche beachten, |
E8 Modelle anwenden | Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage chemisch-technischer Vorgänge verwenden, |
E9 Arbeits- und Denkweisen reflektieren | anhand historischer Beispiele Einflüsse auf die Entstehung und Veränderung chemischer Erkenntnisse, insbesondere von Regeln, Gesetzen und theoretischen Modellen, erläutern. |
Kompetenzbereich Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
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K1 Texte lesen und erstellen | bei der Erstellung chemischer Sachtexte (Beschreibung, Erklärung, Bericht, Stellungnahme) im notwendigen Umfang Elemente der Fachsprache und fachtypischer Sprachstrukturen sowie bekannte Arten von Übersichten, Zeichnungen und Diagrammen gebrauchen, |
K2 Informationen identifizieren | Daten und andere Informationen aus fachlichen Texten, Abbildungen, Grafiken, Schemata, Tabellen und Diagrammen entnehmen und diese, ggf. im Zusammenhang mit erklärenden Textstellen, sachgerecht interpretieren, |
K3 Untersuchungen dokumentieren | ein gegliedertes Protokoll anlegen, Versuchsabläufe und Beobachtungen nachvollziehbar beschreiben und die gewonnenen Daten vollständig und in angemessener Genauigkeit darstellen, |
K4 Daten aufzeichnen und darstellen | für Daten und deren Auswertung zweckdienliche Tabellen und Diagramme anlegen, diese skalieren und unter Angabe von Messeinheiten eindeutig beschriften sowie Datenpunkte eintragen und mit geeigneten Kurven verbinden, |
K5 Recherchieren | für eine Recherche klare und zielführende Fragestellungen und Suchbegriffe formulieren, Ergebnisse nach Relevanz filtern, ordnen und beurteilen sowie Informationsquellen dokumentieren und nach vorgegebenen Mustern korrekt zitieren, |
K6 Informationen umsetzen | Geräte nach Bedienungsanleitungen und unter Beachtung von Sicherheitshinweisen sachgerecht verwenden sowie verbindliche Vorgaben bei Verfahrensschritten und Rezepturen beachten und präzise umsetzen, |
K7 Beschreiben, präsentieren, begründen | eine Präsentation von Arbeitsergebnissen unter Verwendung von Medien sowie strukturierender und motivierender Gestaltungselemente adressaten- und situationsgerecht gestalten und dabei unter Beachtung von Urheberrechten eigene und fremde Anteile kenntlich machen, |
K8 Zuhören, hinterfragen | Elemente einer Argumentation (Behauptung, Begründung, Stützung, Schlussfolgerung) benennen und in Diskussionen Argumente mit Fakten, Beispielen, Analogien und logischen Schlussfolgerungen unterstützen oder widerlegen, |
K9 Kooperieren und im Team arbeiten | beim Arbeiten im Team unterschiedliche Interessen abwägen, fair und rücksichtsvoll miteinander umgehen, Ziele und Teilaufgaben aushandeln und Teilergebnisse zusammenführen. |
Kompetenzbereich Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
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B1 Bewertungen an Kriterien orientieren | für Entscheidungen in chemisch-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien und Handlungsoptionen ermitteln und diese einander zuordnen, |
B2 Argumentieren und Position beziehen | in Situationen mit mehreren Entscheidungsmöglichkeiten Kriterien gewichten, Argumente abwägen, Entscheidungen treffen und diese gegenüber anderen Positionen begründet vertreten, |
B3 Werte und Normen berücksichtigen | Entscheidungen im Hinblick auf zugrundeliegende Kriterien, Wertungen und Folgen analysieren. |
Die Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler sollen im Rahmen der Behandlung der nachfolgenden, für die Jahrgangsstufen 9 und 10 obligatorischen Inhaltsfelder entwickelt werden:
- Elemente und ihre Ordnung
- Salze
- Säuren und Laugen
- Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen
- Stoffe als Energieträger
- Produkte der Chemie
Bezieht man die übergeordneten Kompetenzerwartungen sowie die unten aufgeführten inhaltlichen Schwerpunkte aufeinander, so ergeben sich die nachfolgenden konkretisierten Kompetenzerwartungen:
Inhaltsfeld 6: Elemente und ihre Ordnung
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Elementfamilien Basiskonzept Struktur der Materie Protonen, Neutronen, Elektronen, Elemente, Atombau, atomare Masse, Isotope, Kern-Hülle-Modell, Schalenmodell Basiskonzept Energie Energiezustände | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- die Gliederung des Periodensystems in Hauptgruppen und Perioden erläutern (UF1),
- den Aufbau eines Atoms mithilfe eines differenzierten Kern-Hülle-Modells beschreiben (UF1),
- ausgewählte Elemente anhand ihrer charakteristischen Eigenschaften den Elementfamilien (Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Halogene, Edelgase) zuordnen (UF3),
- aus dem Periodensystem der Elemente wesentliche Informationen zum Atombau der Hauptgruppenelemente sowie deren Atommasse entnehmen (UF3, UF4),
- unter Bezugnahme auf das Periodensystem die Edelgasregel erläutern (UF1),
- die charakteristische Reaktionsweise eines Alkalimetalls mit Wasser erläutern und diese für andere Elemente verallgemeinern (UF3),
- an Beispielen die Eigenschaften von Isotopen erläutern (UF1, UF3).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Eigenschaften von Alkali- und Erdalkalimetallen sowie Halogenen und Edelgasen mithilfe ihrer Stellung im Periodensystem erklären (E7),
- am Beispiel von Atommodellen den beschreibenden, erklärenden und vorhersagenden Charakter von Modellen aufzeigen (E9),
- Schlussfolgerungen aus den Streuversuchen von Rutherford erläutern und begründen (E6, E8),
- gegenständliche Modelle auf der Grundlage von Sachinformationen zum Aufbau der Materie erstellen und erläutern (K9, E7),
- die Entwicklung von Atommodellen im historischen Kontext im Hinblick auf deren Möglichkeiten und Grenzen zur Deutung des Aufbaus der Materie darstellen (E7, E9).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- den Atombau und dessen Größenverhältnisse an einem gegenständlichen Modell erläutern (K3),
- hinsichtlich einfacher Fragestellungen zielgerichtet Informationen zum Atombau aus dem Periodensystem entnehmen (K2),
- Vorstellungen vom Aufbau der Materie mit Modellen veranschaulichen und erläutern (K7).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Vorstellungen zu Teilchen, Atomen und Elementen, auch in ihrer historischen Entwicklung, beschreiben und beurteilen und für gegebene Fragestellungen ein angemessenes Modell zur Erklärung auswählen (B1, E9).
Inhaltsfeld 7: Salze
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Hydration, Elektronenübergänge Basiskonzept Struktur der Materie Ionenbindung, Ionengitter Basiskonzept Energie Exotherme und endotherme Reaktionen | |
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Neutralisation, pH-Wert, Indikatoren Basiskonzept Struktur der Materie Elektronenpaarbindung, Wassermolekül als Dipol, Wasserstoffbrückenbindung, Protonenakzeptor und -donator Basiskonzept Energie Exotherme Reaktionen | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- an den Beispielen Salzsäure, Natronlauge und Ammoniak typische Eigenschaften von sauren bzw. alkalischen Lösungen beschreiben (UF1),
- Säuren bzw. Basen als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-Ionen bzw. Hydroxid-Ionen enthalten (UF3),
- unter Verwendung des Donator-Akzeptor-Konzeptes Säuren als Protonendonatoren und Basen als Protonenakzeptoren definieren (UF3),
- verschiedene natürliche und synthetische Indikatoren nennen und deren Verwendung beschreiben (UF2),
- an einfachen Beispielen die Elektronenpaarbindung erläutern (UF2),
- die räumliche Struktur und den Dipolcharakter von Wassermolekülen mithilfe der polaren Elektronenpaarbindung erläutern (UF1),
- am Beispiel des Wassers die Wasserstoff-Brückenbindung und die Oberflächenspannung erklären (UF1),
- die Salzbildung bei Neutralisationsreaktionen an Beispielen erläutern (UF1),
- Stoffmengenkonzentrationen an einfachen Beispielen saurer und alkalischer Lösungen erklären und die Bedeutung der Oxonium- und Hydroxid-Ionen für den pH-Wert erläutern (UF1, UF3),
- den Unterschied zwischen pH-neutral und pH-hautneutral erklären (UF1).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- mit Indikatoren Säuren und Basen nachweisen und den pH-Wert von Lösungen bestimmen (E3, E5, E6),
- die Bildung von Säuren und Basen an Beispielen wie Salzsäure und Ammoniak mithilfe eines Modells zum Protonenaustausch erklären (E7),
- die pH-Wertskala mithilfe einer Verdünnungsreihe ableiten (E4, UF1),
- die Neutralisationsreaktion als Grundlage für die Titration erläutern (E4),
- eine Säure-Base-Titration mit vorgegebenen Lösungen durchführen, dokumentieren und auswerten (E2, E5),
- Neutralisationsreaktionen mithilfe von Reaktionsgleichungen erklären und die entstehenden Salze benennen (E8, K7),
- das Entfernen von Kalkrückständen an Gegenständen des täglichen Gebrauchs mithilfe von Essigsäure erklären (E8),
- Modellversuche zu Neutralisationsreaktionen (u. a. zur Wirkung von Antazida) selbstständig planen und durchführen (E4, E7).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- in einer strukturierten schriftlichen Darstellung chemische Abläufe sowie Arbeitsprozesse und Ergebnisse (u. a. einer Neutralisation) erläutern (K1),
- den Einsatz von Säuren und Laugen zur Konservierung von Lebensmitteln, auch aus historischer Sicht, illustrieren und deren Wirkung auf Mikroorganismen herausstellen (K5),
- sich mithilfe von Gefahren- und Sicherheitshinweisen und entsprechenden Tabellen über die sichere Handhabung von Lösungen informieren (K2, K6).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- beim Umgang mit Säuren und Laugen Risiken und Nutzen abwägen und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen einhalten (B3).
Inhaltsfeld 9: Elektrische Energie aus chemischen Reaktionen
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Umkehrbare und nicht umkehrbare Redoxreaktionen Basiskonzept Struktur der Materie Elektronenübertragung, Donator-Akzeptor-Prinzip Basiskonzept Energie Elektrische Energie, Energieumwandlung, Energiespeicherung | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Redoxreaktionen mithilfe des Prinzips der Elektronenübertragung erklären (UF1),
- bei ausgewählten elektrochemischen Reaktionen die Teilreaktionen an Anode und Kathode formulieren (UF2),
- den grundlegenden Aufbau und die Funktionsweise von Batterien, Akkumulatoren und Brennstoffzellen beschreiben (UF1, UF2, UF3),
- aus der Funktionsweise eines Bleiakkumulators Entsorgungs- und Sicherheitsaspekte begründet ableiten (UF2, UF4),
- elektrochemische Reaktionen mit dem Donator-Akzeptor-Prinzip erklären (UF3),
- die Elektrolyse und die Synthese von Wasser durch Reaktionsgleichungen unter Berücksichtigung energetischer Aspekte darstellen (UF3).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- den Reduktions- und Oxidationsschritt einer Elektronenübertragungsreaktion zu einer Redoxgleichung zusammenfassen und dabei den Elektronenübergang in angemessener Weise kennzeichnen (E8),
- am Beispiel des Daniell-Elementes die Funktion elektrochemischer Energiespeicher erläutern (E8),
- aus der Position von Metallen in der Spannungsreihe auf ihren edlen bzw. unedlen Charakter und somit auf ihre Fähigkeit zur Elektronenaufnahme und Elektronenabgabe schließen (E6),
- anhand historischer elektrochemischer Entdeckungen (u. a. des Galvanischen Elements und der Volta'schen Säule) die Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher beschreiben (E9).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- schematische Darstellungen zum Aufbau und zur Funktion elektrochemischer Energiespeicher adressatengerecht erläutern (K7),
- aus verschiedenen Quellen Informationen zu unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten von Batterien und Akkumulatoren zusammenfassen (K5),
- Informationen zur umweltgerechten Entsorgung von Batterien und Akkumulatoren umsetzen (K6).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Kriterien für die Auswahl unterschiedlicher elektrochemischer Energiewandler und Energiespeicher benennen und deren Vorteile und Nachteile gegeneinander abwägen (B1, B2),
- die Umwandlung der Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie als Beispiel für die Nutzung regenerativer Energien unter den Aspekten Nachhaltigkeit und Ressourcennutzung bewerten (B1).
Inhaltsfeld 10: Stoffe als Energieträger
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Alkoholische Gärung Basiskonzept Struktur der Materie Kohlenwasserstoffmoleküle, Strukturformeln, funktionelle Gruppe, unpolare Elektronenpaarbindung, Van-der-Waals-Kräfte Basiskonzept Energie Katalysator, Treibhauseffekt, Energiebilanzen | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- den grundlegenden Aufbau von Alkanen und Alkanolen mithilfe von Strukturformeln erläutern (UF2, UF3),
- typische Stoffeigenschaften von Alkanen und Alkanolen mithilfe der Molekülstruktur und den zwischenmolekularen Kräften erklären (UF3, UF2),
- an einfachen Beispielen Isomerie erklären und Nomenklaturregeln anwenden (UF2, UF3),
- Beispiele für fossile und regenerative Energieträger nennen (UF1),
- die Entstehung und das Vorkommen von Alkanen in der Natur beschreiben (UF2),
- den Vorgang des katalytischen Crackens von Erdölfraktionen erläutern (UF2),
- die Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe benennen und ihre Eigenschaften beschreiben (UF1),
- die Erzeugung und Verwendung nachwachsender Rohstoffe bei der Herstellung von Bioethanol und Biodiesel beschreiben (UF4),
- die Funktion und Bedeutung von Katalysatoren für chemische Reaktionen am Beispiel des Katalysators für Benzinmotoren erläutern (UF4, UF1).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- für die vollständige Oxidation von Alkanen Wort- und Symbolgleichungen aufstellen (E8),
- die fraktionierte Destillation von Erdöl anhand der Siedetemperaturen von Alkanen erläutern (E7),
- die Bestandteile von Alkanen oder Alkanolen mithilfe von Nachweisreaktionen identifizieren (E5, E6),
- die Struktur des Ethanolmoleküls modellieren (E8),
- anhand einfacher Skizzen und Experimente das Lösungsverhalten ausgewählter Stoffe erläutern (E7, E8),
- bei Verbrennungsvorgängen fossiler Energierohstoffe Aussagen von Energiebilanzen vergleichen (E6),
- aus natürlichen Rohstoffen durch alkoholische Gärung Alkohol herstellen (E1, E4, K7).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- aus fachtypischen Darstellungsformen die Bedeutung des katalytischen Crackens ableiten (K2),
- die Wirkweise des Abgaskatalysators unter Verwendung chemischer Fachsprache darstellen und erläutern (K2),
- anhand von Sicherheitsdatenblättern mit eigenen Worten den sicheren Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten und weiteren Gefahrstoffen beschreiben (K6),
- die Vor- und Nachteile von Treibstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen anhand von Beispielen aus verschiedenen Quellen zusammenfassend adressatengerecht präsentieren (K7),
- die Zuverlässigkeit verschiedener Informationsquellen (u. a. zur Entstehung und zu Auswirkungen des natürlichen und anthropogenen Treibhauseffektes) im Hinblick auf Autoren und Ziele der Veröffentlichungen einschätzen (K5, K8),
- Tätigkeiten und notwendige Qualifikationen bei der industriellen Gewinnung und Verarbeitung von Erdöl adressatengerecht darstellen, auch unter Verwendung angemessener Medien (K7).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Vor- und Nachteile der Nutzung fossiler und regenerativer Energieträger (u. a. Bioethanol und Biodiesel) unter ökologischen, ökonomischen und ethischen Aspekten abwägen (B2, B3),
- neue Verfahren der Gewinnung fossiler Energieträger aus Ölsand, Ölschiefer und durch Fracking unter Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit beurteilen (B3).
Inhaltsfeld 11: Produkte der Chemie
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Inhaltliche Schwerpunkte |
Mögliche Kontexte |
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Basiskonzept Chemische Reaktion Synthese von Makromolekülen aus Monomeren, Esterbildung Basiskonzept Struktur der Materie Funktionelle Gruppen, Tenside, Nanoteilchen | |
Umgang mit Fachwissen
Die Schülerinnen und Schüler können …
- ausgewählte Zusatzstoffe (u. a. Ester) in Lebensmitteln und Kosmetika klassifizieren und ihre Funktion erklären (UF1, UF3),
- die Prinzipien der Kondensationsreaktion und der Hydrolyse an ausgewählten Beispielen erläutern (UF3),
- am Beispiel der Esterbildung die Bedeutung von Katalysatoren für chemische Reaktionen beschreiben (UF2),
- Beispiele für Nanoteilchen und ihre Anwendung angeben und ihre Größe zu Gegenständen aus dem alltäglichen Erfahrungsbereich in Beziehung setzen (UF4).
Erkenntnisgewinnung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- die Waschwirkung von Tensiden und ihre Eigenschaften mithilfe eines Modells erklären (E8, E3),
- für die Darstellung unterschiedlicher Ester Versuche zu deren Synthese planen und zu den jeweiligen Reaktionen die Wort- und Reaktionsgleichungen aufstellen (E4),
- Kunststoffe aufgrund ihres Temperaturverhaltens klassifizieren und dieses mit einer stark vereinfachten Darstellung ihres Aufbaus erklären (E6, E8),
- an Modellen und mithilfe von Strukturformeln die Bildung von Makromolekülen als Polymerisation erklären (E7, E8).
Kommunikation
Die Schülerinnen und Schüler können …
- Informationen zur Anwendung und Herstellung chemischer Produkte beschaffen und die Quellen korrekt zitieren (K5),
- Summen- oder Strukturformeln als Darstellungsform angemessen auswählen und einsetzen (K7).
Bewertung
Die Schülerinnen und Schüler können …
- am Beispiel einzelner chemischer Produkte oder einer Produktgruppe kriteriengeleitet Chancen und Risiken einer Nutzung abwägen, einen Standpunkt dazu beziehen und diesen gegenüber anderen Positionen begründet vertreten (B2, K8),
- Kunststoffe (u. a. PVC, PET, TPS) hinsichtlich ihrer Eigenschaften, Wirtschaftlichkeit, Recyclebarkeit und Umweltverträglichkeit gegeneinander abwägen und im Hinblick auf einen Verwendungszweck einen eigenen Standpunkt begründet vertreten (B2).
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