"Wenn es knallt und stinkt" oder "Chemie ist nicht alles, aber alles ist Chemie"

Chemische Phänomene begegnen uns in der Natur, in unserem Alltag und in der Technik. Ob wir Essen zubereiten, Abwässer klären, Häuser bauen oder Medikamente herstellen, überall bestimmen chemische Prozesse unser Leben.

Jufo02Damit wir in der Lage sind am gesellschaftlichen Leben teilzuhaben, mitzuwirken und frei eigene Entscheidungen treffen können, ist ein vertieftes Verständnis in chemische Zusammenhänge unerlässlich. Schülerinnen und Schüler bringen viele Vorstellungen, sogenannte Präkonzepte, von chemischen Vorgängen mit in den Unterricht. Der Chemieunterrichte will individuell an diese alltagsweltlichen Konzepte der Schülerinnen und Schüler anknüpfen, sie ausbauen und vernetzen, aber auch Fehlvorstellungen abbauen. Dieses gelingt am besten in einer aktiven Auseinandersetzung der Schülerinnen und Schüler mit dem Phänomen. Durch chemische Schülerexperimente können komplexe Alltagsphänomene zielgerichtet vereinfacht und so für die Schülerinnen und Schüler greifbar gemacht werden. Ein Lernen durch Begreifen, ein Entdecken von Zusammenhängen und neue Erkenntnisse werden möglich.


Der Chemieunterricht in den einzelnen Jahrgangsstufen

Die Sekundarstufe I

Der Anfangsunterricht im Fach Chemie beginnt in Klasse 7. Im Chemieunterricht in Klasse 7 werden Stoffe und Stoffveränderungen untersucht. "Was ist drin?" ist die spannende Frage bei der Untersuchung von Lebensmitteln. Beim Thema "Brände und Brandbekämpfung" können die Schülerinnen und Schüler sehen und fühlen, dass Stoffveränderungen immer mit einem Energieumsatz verbunden sind.

"Chemie entdecken": In nahezu jedem Schuljahr haben in den letzten Jahren Schülerinnen und Schüler des Steingys erfolgreich am Wettbewerb "Chemie entdecken" teilgenommen. "Chemie entdecken" ist ein Experimentalwettbewerb für Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I. Er stellt als Aufgabe chemische Experimente, die mit einfachen Mitteln zu Hause durchgeführt werden können, wobei inhaltlich jeweils ein Alltagsphänomen im Mittelpunkt steht. Die drei Schülerinnen hatten sich - angeregt von ihren Chemielehrern - weitgehend selbstständig mit den Aufgaben des Wettbewerbs auseinander gesetzt, die Experimente durchgeführt und ihre Berichte geschrieben.

Unterrichtlicher Schwerpunkt der Klasse 8 ist die Struktur der Materie. Wie sind die Teilchen aufgebaut, aus denen unsere Welt besteht? Können Metalle brennen? Wie kann man aus Rohstoffen Gebrauchsgegenstände fertigen? Warum hat Wasser so verblüffende Eigenschaften? Schülerinnen und Schüler der Klasse 7 und 8 gestalten und betreuen am Tag der offenen Tür für die Grundschülerinnen und Grundschüler ein Mitmachlabor, in dem die zukünftigen Schülerinnen und Schüler einen Einblick in den Chemieunterricht am Steingy bekommen.

In der Jahrgangsstufe 9 beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler zum einen mit Säuren, Laugen und Salzen. In Kenntnis des Aufbaus dieser Stoffe können dann zukunftssichere Energiekonzepte untersucht und entwickelt werden.

Das Steingy ist Mitglied im Teutolab-Netzwerk. In der Teutolab AG helfen Schüler Schülern. Viele Grundschulklassen haben in den letzten 10 Jahren die Chemieräume des Steingys besucht. So konnten sich die Grundschülerinnen und -schüler spielerisch durch eigenes Experimentieren mit Unterstützung der Schülerinnen und Schüler des Steingys chemische Sachverhalte erschließen.

Ein Besuch des Teutolabs Chemie an der Universität Bielefeld ermöglicht den Schülerinnen und Schülern der 9. Klassen sich einen Tag im Mitmach- und Experimentierlabor mit allen Sinnen der "Kriminalistik", der "Chemie der Zitrusfrüchte" oder der "Regenerativen Energien" auseinanderzusetzen.

Die Sekundarstufe II

Mit der Jahrgansstufe 10, der Einführungsphase der Sekundarstufe II, beginnt der Kursunterricht im Fach Chemie. Hier kommen Schülerinnen und Schüler mit unterschiedlichen Fähigkeiten und Kenntnissen zusammen, sodass das Ziel ist, die Basiskonzepte der Chemie zu wiederholen und zu vertiefen. Dabei steht aber auch wie in der Sekundarstufe I das Experimentieren im Mittelpunkt. Anhand des Themas "vom Alkohol zum Aromastoff" begreifen die Schülerinnen und Schüler, dass Alkohol weit mehr als nur Ethanol ist und dass Ethanol nicht nur Schnaps, sondern auch Treibstoff sein kann. Schnell kann auch aus Ethanol Essig werden und Essig hat noch sehr viele Verwandte.

Seit 2009 haben die Schülerinnen und Schüler der Chemiekurse in der Jahrgangsstufe 11 die Möglichkeit Acetylsalicylsäure im Ausbildungslabor der Firma Baxter in Halle (Westf.) herzustellen und den Weg von der Herstellung des Wirkstoffes bis zur Tablette mitzuerleben.

Im zweiten Halbjahr ist die Steuerung von chemischen Reaktionen das zentrale Thema. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass die Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen beeinflusst werden kann und dass jede chemische Reaktion ein Gleichgewicht anstrebt. Stoffkreisläufe in Natur und Technik - nichts geht verloren - können aufgrund dieser Kenntnisse von den Schülerinnen und Schülern untersucht und entwickelt werden.

In der Qualifikationsphase kann das Fach Chemie von den Schülerinnen und Schülern als Grund- oder Leistungskurs gewählt werden. Der Grundkurs Chemie hat einen Umfang von drei, der Leistungskurs von fünf Wochenstunden. Die inhaltlichen Schwerpunkte im Grund- und Leistungskurs sind im Fach Chemie gleich. Ein Unterschied besteht in der fachlichen Tiefe und Breite, da die Schülerinnen und Schüler im Leistungskurs mehr Zeit haben, sich mit den Themen auseinanderzusetzen. Im ersten Halbjahr der Qualifikationsphase werden die Themen der 9. Klasse wieder aufgegriffen und vertieft. Durch die Kenntnisse der Einführungsphase sind die Schülerinnen und Schüler nun in der Lage chemische Reaktionen der Säuren und Laugen quantitativ zu verfolgen. Auf diese Weise können die Schülerinnen und Schüler selbstständig ermitteln, wie hoch der Säuregehalt im Wein ist. Aber auch wie hoch der Sauerstoffgehalt im Schulsee ist. Wann wird er umkippen?

Das zweite Halbjahr ist geprägt von der Umwandlung chemischer in elektrische Energie. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit Batterien und Akkumulatoren. Wie kann man mithilfe von chemischen Reaktion elektrische Energie gewinnen und speichern? Wie kann man die Verluste beim Speichern von regenerativer Energie minimieren? Ist die Brennstoffzelle oder der Akkumulator der Autoantrieb der Zukunft?

Zweitägige LK-Fachexkursion in den Chemiepark Marl: Im Mai 2010 startete der LK Chemie zu einem innovativen Projekt: Im Ausbildungslabor des Chemieparks Marl können die Schülerinnen und Schüler des LK Chemie Essigsäurebutylester herstellen, reinigen und analysieren. Auf diese Weise konnten die SchülerInnen einen detaillierten Einblick in moderne chemietechnische Anlagen erhalten und den Produktionsbetrieb kennenlernen.

Im zweiten Jahr der Qualifikationsphase werden die Kenntnisse des ersten Halbjahrs Einführungsphase wiederholt und vertieft. Mit dem Thema "Vom Erdöl zum Plexiglas" können die Schülerinnen und Schüler chemische Reaktionswege selbstständig verfolgen und entdecken dabei, viele ähnliche Prinzipien, die auf den ersten Blick völlig unterschiedlichen chemischen Reaktionen zugrundeliegen. Angekommen beim Plexiglas können die Schülerinnen und Schüler weitere Makromoleküle mithilfe der Untersuchung weiterer Kunststoffe, traditionell aus Erdöl, aber auch alternativ aus nachwachsenden Rohstoffen, oder durch die Beschäftigung mit Farbstoffen entdecken.

Quellen:

(1) Kernlehrplan für das Fach Chemie für die Jahrgangsstufen 5-9 des Landes NRW

(2) Kernlehrplan für die Sekundarstufe II Gymnasien/ Gesamtschulen in NRW. Chemie. Entwurf vom 29.4.2013

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