Der Chemieunterricht in der Oberstufe
Von der Wahrnehmung zum Gesetz
In unserer Oberstufe wird das Fach Chemie in den Klassen 9 bis 11 in jeweils dreiwöchigen Epochen unterrichtet. Der Chemieunterricht soll anhand von Phänomenen Kenntnisse über chemische Prozesse, chemische Zusammenhänge und chemische Stoffe vermitteln, die in der belebten und unbelebten Natur sowie in der alltäglichen Technik eine Rolle spielen. Im Gegensatz zur Mittelstufe geschieht das ab der 9. Klasse unter zunehmend wissenschaftlichen Gesichtspunkten, wobei auch vermehrt die chemische Fachsprache eingeführt wird. Der Schüler lernt nun, chemische Reaktionsgleichungen zu formulieren. Auf abstrakte Formel- und Modellvorstellungen wird allerdings weitestgehend bis in die obersten Klassen verzichtet.
Im Zentrum des Chemieunterrichts steht der Demonstrationsversuch auf dem Experimentiertisch, der von den Schülern in ihrem Epochenheft möglichst exakt textlich beschrieben und durch eine Skizze illustriert wird. Dabei wirken die Schüler beim Aufbau und bei der Durchführung der Versuche aktiv mit. Durch die eigene Formulierung der Versuchsbeschreibung üben die Schüler, zwischen der Beobachtung (Wahrnehmung des Schülers) und der Schlussfolgerung (abgeleitetes Gesetz) zu unterscheiden. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist die Anbindung der Unterrichtsinhalte an aktuelle Themen wie zum Beispiel das Thema der globalen Klimaerwärmung oder der Erdölförderung in der 9. Klasse, das Thema der Lagerung radioaktiver Abfälle in Salzstöcken in Klasse 10 oder das Thema großtechnischer Verfahren wie die Eisenverhüttung und die Stromerzeugung in Kohlekraftwerken in Klasse 11.
Inhaltlich beschäftigt sich der Chemieunterricht der 9. Klasse mit folgenden Themen:
• Zusammensetzung der Raumluft
• Eigenschaften verschiedener Gase
• Photosynthese der Pflanzen
• Atmung und Verbrennung
• Kohlenstoffkreislauf
• Verschwelung und Inkohlungsprozesse
• Entstehung, Gewinnung, Verarbeitung und wirtschaftliche Bedeutung von Erdöl
• Destillation als thermisches Trennverfahren
• Alkoholische Gärung von Zucker
• Eigenschaften des Alkohols
• Veresterung und Ester in der Nahrungsmittelindustrie (Aromen)
Im Chemieunterricht der 10. Klasse werden folgende Themen behandelt:
• Entstehung von Salzlagerstätten
• Gewinnung und Bedeutung von Salz in Geschichte und Gegenwart
• Eigenschaften verschiedener Salze
• Biologische Bedeutung von Diffusion und Osmose
• Salzbildung durch die Neutralisation von Basen und Säuren
• Elektrolyse
• Indikatoren, pH-Wert, Wasserhärte
In der 11. Klasse erlernt der Schüler die quantitativen Gesetzmäßigkeiten in der Welt der Chemie, sodass er schließlich stöchiometrische Gleichungen formulieren kann. Wesentlich ist nun, Ordnung in der großen Fülle der Stoffe zu schaffen. Anhand von Versuchen werden wichtige chemische Elemente betrachtet und dabei wird die Logik des Periodensystems mit Hilfe eines einfachen Atommodells erarbeitet. Der Schüler lernt zwischen einem Reinstoff und einem Stoffgemisch, zwischen einer Atombindung und einer Ionenbindung sowie zwischen Synthese und Analyse zu unterscheiden.
In der 12. und 13. Klasse werden die Grundlagen der organischen Chemie im prüfungsrelevanten Biologieunterricht wiederholt und deutlich erweitert, sodass Stoffwechselvorgänge der Zellen und der Organismen verständlich werden.
Dr. Dirk Lederbogen & Bernd Leibfarth