Chemie Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung 2016/2017

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1 Chemie Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung 2016/2017

2 Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung Chemie 2016/2017 (Realschulabschluss) Vorbemerkungen Sowohl für die besondere Leistungsfeststellung als auch für die schriftliche Abschlussprüfung erfolgt jährlich eine landesweite Auswertung. Sie umfasst statistische Angaben wie die Bestehensquote die Ergebnisse für die schriftlichen Leistungsnachweise bzw. Prüfungen im Vergleich zum Vorjahr einen Vergleich zwischen den Ergebnissen der schriftlichen Leistungsnachweise bzw. Prüfungen mit den Jahresnoten sowie eine fachinhaltliche Analyse. Für jedes Fach stützt sich die Analyse auf die statistische Erfassung der Jahres- und Prüfungsergebnisse. Darüber hinaus wurden Fragebögen an jeweils 6 Schulen der 5 Regionalstellen der Sächsischen Bildungsagentur gegeben, die von Fachlehrern beantwortet wurden. 1 Landesweite Ergebnisse An den Oberschulen in öffentlicher Trägerschaft haben im Schuljahr 2016/ Schüler an den Prüfungen zum Erwerb des Realschulabschlusses teilgenommen. Im schriftlichen Prüfungsfach Chemie wurden Noten erteilt, die sich wie folgt verteilen: 1.1 Noten der schriftlichen Prüfung im Fach Chemie (Anzahl und Anteil) (Vergleich mit dem Vorjahr) Note /2017 Durchschnitt 3,2 Gesamtanzahl ,6% 23,8% 31,8% 32,1% 8,0% 0,7% Anteil männlich 51,5% 2,8% 20,9% 31,6% 35,1% 8,8% 0,8% Anteil weiblich 48,5% 4,4% 26,9% 32,0% 29,0% 7,1% 0,6% 2015/2016 Durchschnitt 3,2 Gesamtanzahl ,7% 24,6% 30,3% 31,6% 9,3% 0,5% Anteil männlich 50,9% 3,6% 21,9% 30,5% 34,5% 9,1% 0,4% Anteil weiblich 49,1% 3,8% 27,3% 30,2% 28,6% 9,5% 0,6% Wahlverhalten der Prüfungsteilnehmer: Für das Fach Chemie entschieden etwas über ein Viertel der Prüfungsteilnehmer; ähnlich wie für das Fach Physik. Etwas weniger als die Hälfte wählte das Fach Biologie. Das entspricht dem Wahlverhalten der vergangenen Jahre. Physik 25,9% Chemie 26,6% Biologie 47,5% 1

3 Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung Chemie 2016/2017 (Realschulabschluss) 1.2 Prüfungsleistungen 2016/2017 im Vergleich zur Jahresnote Verbesserung Bestätigung Verschlechterung 51,9% 32,5% 0,2% 10,3% 5,1% zwei und mehr Noten eine Note eine Note zwei und mehr Noten 1.3 Verteilung der Jahres- und Prüfungsnoten im Fach Chemie Realschulabschluss 2016/ ,9% 40,6% 31,8% 32,1% 2016/2017 (3.602 Schüler) Ø JN: 2,9 Ø PN: 3,2 23,8% 20,3% 4,0% 11,8% 8,0% 3,6% 3,1% 4,9% 0,7% 0,1% 0,6% -0,4% Note -8,1% -8,8% Anteil der entsprechenden Note an allen erteilten Jahresnoten (JN) Anteil der entsprechenden Note an allen erteilten Prüfungsnoten (PN) Differenz 1.4 Landesdurchschnitte und Spannweiten Bei einem Landesdurchschnitt von 3,2 reicht die Spannweite der von Schulen erzielten Durchschnittsergebnisse in der schriftlichen Prüfung im Fach Chemie von 1,9 bis 4,6. 2

4 Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung Chemie 2016/2017 (Realschulabschluss) 2 Analyse der Stichprobe A Stichprobenumfang im Fach Chemie: 323 B Prüfungsnoten in der Stichprobe: Notenverteilung in der Stichprobe 39% 33% Prüfungsnote Durchschnitt absolut ,3 Anteil 1,9% 20,4% 33,0% 38,6% 5,5% 0,6% 2% 20% 5% 1% C Bewältigung der Aufgaben im Pflichtteil: Pflichtaufgabe ~1 1.1~2 1.1~3 1.1~4 1.1~5 1.1~6 1.1~7 gesamt pro Aufgabe BE gesamt prozentual 80,1% 47,5% 59,3% 61,4% 43,8% 37,8% 27,2% 53,1% Pflichtaufgabe ~1 1.2~2 gesamt Pflichtaufgabe ~1 1.3~2 gesamt BE pro Aufgabe pro Aufgabe gesamt BE gesamt prozentual 53,8% 69,2% 60,4% prozentual 77,8% 68,9% 74,0% 80% 48% 59% 61% 44% Pflichtaufgaben 38% 27% 53% 54% 69% 60% 78% 69% 74% 61% 3

5 Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung Chemie 2016/2017 (Realschulabschluss) D Wahlverhalten und Anzahl der bearbeiteten Wahlaufgaben: Wahlaufgabe keine absolut Anteil 42,0% 19,7% 38,0% 0,3% E Bewältigung der Aufgaben im Wahlteil: Wahlaufgabe 4 38 % Wahlaufgabe 3 20 % keine 0 % Wahlaufgabe 2 42 % Wahlaufgabe 2 2.1~1 2.1~2 2.2~1 2.2~2 2.3~1 2.3~2 2.3~3 2.3~4 2.3~5 2.4~a 2.4~b 2.4~c gesamt pro Aufgabe BE gesamt prozentual 97,4% 34,3% 78,3% 51,7% 74,3% 94,9% 80,1% 43,4% 22,8% 65,4% 52,2% 31,6% 58,9% Wahlaufgabe 3 3.1~1 3.1~ ~1 3.3~2 3.3~3 3.3~4 3.3~5 3.4~1a 3.4~1b 3.4~1c 3.4~2 gesamt pro Aufgabe BE gesamt prozentual 60,9% 26,6% 37,5% 66,4% 93,8% 82,0% 74,2% 10,9% 68,8% 53,9% 28,1% 39,1% 53,0% Wahlaufgabe 4 4.1~1 4.1~2 4.2~1 4.2~2 4.2~3 4.3~1 4.3~2 4.3~3 4.3~4 4.3~5 4.4~1a 4.4~1b 4.4~1c gesamt pro Aufgabe BE gesamt prozentual 68,3% 30,5% 81,6% 82,9% 64,6% 58,3% 87,0% 73,6% 68,7% 20,7% 68,3% 77,2% 68,3% 64,7% 97% 34% 78% 52% 74% 95% 80% 43% Wahlaufgabe 2 65% 59% 52% 32% 23% 94% 82% 74% 66% 61% 38% 27% Wahlaufgabe 3 69% 54% 53% 39% 28% Wahlaufgabe 4 87% 82% 83% 77% 74% 68% 69% 68% 68% 65% 65% 58% 30% 21% 11% 4

6 Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung Chemie 2016/2017 (Realschulabschluss) 3 Einschätzung der schriftlichen Abschlussprüfung durch die befragten Lehrerinnen und Lehrer Auswahl und Anforderungsniveau der Prüfungsaufgaben Pflicht- und Wahlteil der schriftlichen Prüfung entsprachen den Anforderungen des Lehrplans und stellen eine passende und vielgestaltige, aus verschiedenen Lernbereichen des Lehrplanes stammende Auswahl dar. Die Aufgaben wurden insgesamt als klar und eindeutig formuliert bewertet. Das Anforderungsniveau wurde von den befragten Schulen als angemessen eingeschätzt. Es entspricht dem eines Realschulabschlusses. Nach wie vor wurde deutlich, dass das Übertragen von Kenntnissen auf neue Sachverhalte und Experimente noch zu wenigen Schülern gelingt. Verbessert haben sich die selbstständige Planung der Schülerexperimente, sowie das formale Durchführen von Berechnungen. Die aufgabenbezogene Bearbeitung von Sachtexten scheitert teilweise an der Lesekompetenz der Schüler. Demonstrations- und Schülerexperiment Das Demonstrationsexperiment wurde sowohl als neue Erfahrung, als auch als Herausforderung eingeschätzt. Die Schülerexperimente wurden insgesamt positiv bewertet. Der organisatorische Aufwand in Vorbereitung und Durchführung wird unter den gegebenen Bedingungen als zunehmend schwieriger wahrgenommen. Angemessenheit der Zeitvorgabe Die Prüfungsteilnehmer hatten ausreichend Zeit zur Lösung der Aufgaben sowie zur Selbstkontrolle. Zeitvorgabe und Umfang der Prüfungsaufgaben standen in einem ausgewogenen Verhältnis. Verteilung der Bewertungseinheiten Die Verteilung der Bewertungseinheiten wurde als ausgeglichen beurteilt. Sie waren den Lösungen eindeutig zuzuordnen. Die Korrektur war gut durchführbar. Art und Umfang der Hinweise für den prüfenden Fachlehrer Die Hinweise für den prüfenden Fachlehrer wurden als eindeutig eingeschätzt. Als sehr positiv wurde die Informationen zur Aufgabenstellung und Durchführung der Schülerexperimente bewertet. Hinweise bzgl. der künftigen Gestaltung der Abschlussprüfung Bezüglich des Aufbaus, der Struktur und der inhaltlichen Schwerpunktsetzung der schriftlichen Abschlussprüfung im Fach Chemie herrscht grundsätzliche Zustimmung. Die Aufgaben werden auch weiterhin einen hohen Praxisbezug aufweisen und dabei an die Erfahrungswelt der Schüler anknüpfen. Bekannte chemische Inhalte werden auch künftig mithilfe eines Experiments in neuen Zusammenhängen dargestellt. Dabei kann Neues aus Wissenschaft und Technik auch in Einleitungs- oder Sachtexten eingearbeitet sein. Die Anforderungen aus den geltenden Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Bildungsabschluss ( 2004/2004_12_16- Bildungsstandards-Chemie.pdf) werden stärker zum Tragen kommen. 5

7 Auswertung der schriftlichen Abschlussprüfung Chemie 2016/2017 (Realschulabschluss) Materialien zur Unterstützung der Unterrichtsarbeit Auf den Seiten des Sächsischen Bildungsservers sind z. B. folgende unterstützende Materialien verfügbar: Lehrpläne und Arbeitsmaterialien Hier werden auch Erläuterungen zu den Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss gegeben ( Wählen Sie dazu unter Allgemeinbildende Schulen die Schulart Oberschule sowie das Fach Chemie. Operatoren Die einheitliche Verwendung von Operatoren (Schlüsselwörtern) in Aufgabenstellungen sowohl von zentralen Leistungsermittlungen als auch von individuellen Klassenarbeiten und Kurzkontrollen erhöht die Transparenz bezüglich der geforderten Schüler-Tätigkeiten sowie der Art und Weise der Lösungsdarstellungen und damit der Bewertung der erbrachten Leistungen. Die Operatorenliste finden Sie unter rechts im Download-Bereich. Abschlussprüfungen Für eine Nachnutzung in sächsischen Schulen stehen auf dem Sächsischen Bildungsserver ( die schriftlichen Prüfungsarbeiten der vergangenen Schuljahre zur Verfügung. Beachten Sie bitte die Nutzungsrechte. Für die Ersttermine sind die schulspezifischen Zugangsdaten nach persönlicher Anmeldung im Schulportal unter abrufbar. Die Nachtermine können nur vom Schulleiter gedownloadet werden. Lernaufgabendatenbank In einem passwortgeschützten Aufgabenpool stehen komplexe Lernaufgaben mit Arbeitsblättern zur Gestaltung eines kompetenzorientierten Unterrichts und zur Entwicklung von Kompetenzen im Fachunterricht zur Verfügung. Sie sind zu finden unter: Handreichung Fachpraktisches Arbeiten im naturwissenschaftlichen Unterricht" Die Broschüre umfasst 80 Seiten. Es werden u. a. auch Hinweise und Anregungen zur Durchführung fachpraktischer Prüfungssituationen in den naturwissenschaftlichen Fächern gegeben. Sie ist unter bestell- bzw. downloadbar. 6

8 Sächsisches Staatsministerium für Kultus Schuljahr 2016/2017 Geltungsbereich: Klassenstufe 10 an - Oberschulen - Förderschulen - Abendoberschulen Schriftliche Abschlussprüfung Chemie Realschulabschluss Allgemeine Arbeitshinweise Die schriftliche Abschlussprüfung besteht aus zwei Teilen: Teil I Pflichtaufgaben Teil II Wahlaufgaben Die Aufgabe 1 ist von allen Prüfungsteilnehmern zu lösen. Von den Wahlaufgaben 2, 3 und 4 ist nur eine zu bearbeiten. Wird mehr als eine Wahlaufgabe bearbeitet, so wird für die Gesamtbewertung der Arbeit nur die Wahlaufgabe berücksichtigt, bei der die höchste Anzahl von Bewertungseinheiten (BE) erreicht wurde. Vor der planmäßigen Arbeitszeit stehen Ihnen 15 Minuten zum Vertrautmachen mit den Aufgaben zur Verfügung. Die Arbeitszeit zur Lösung der Aufgaben beginnt nach dem Demonstrationsexperiment zu den Pflichtaufgaben und beträgt 150 Minuten. Insgesamt können 50 Bewertungseinheiten erreicht werden. Davon werden 25 Bewertungseinheiten für den Pflichtteil und 25 Bewertungseinheiten für den Wahlteil vergeben. Die Lösungsdarstellung muss einen erkennbaren Weg aufzeigen. Schwerwiegende und gehäufte Verstöße gegen die fachliche oder die äußere Form können mit einem Abzug von insgesamt maximal 2 Bewertungseinheiten geahndet werden. Folgende Hilfsmittel sind zugelassen: - Periodensystem der Elemente in gedruckter Form - Tabellen- und Formelsammlung in gedruckter Form ohne ausführliche Musterbeispiele und ohne Wissensspeicheranhang - Taschenrechner (nicht grafikfähig, nicht programmierbar) - Wörterbuch der deutschen Rechtschreibung in gedruckter Form. Teilnehmer mit Migrationshintergrund können zusätzlich ein zweisprachiges Wörterbuch (Deutsch-Herkunftssprache / Herkunftssprache-Deutsch) in gedruckter Form verwenden. Sign

9 Teil I Pflichtaufgaben Aufgabe 1 Stoffe Teilchen Chemische Reaktionen 1.1 Ihnen wird folgendes Experiment demonstriert: Eine Stoffprobe Magnesiumpulver wird mit einer Stoffprobe Siliciumdioxid gemischt. Das Gemisch wird erhitzt. Bei dieser chemischen Reaktion entstehen Magnesiumoxid und Silicium. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. - Erläutern Sie anhand Ihrer Beobachtungen ein Merkmal chemischer Reaktionen. - Notieren Sie ein weiteres Merkmal chemischer Reaktionen. - Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für die chemische Reaktion von Magnesium mit Siliciumdioxid. - Ordnen Sie diese chemische Reaktion einer Reaktionsart zu. - Begründen Sie Ihre Zuordnung. - Geben Sie die Funktion von Magnesium bei dieser chemischen Reaktion an. Für 1.1 erreichbare BE: Magnesium reagiert ebenfalls mit Glucose. Dabei entstehen unter Freisetzung von Wasserstoff Magnesiumoxid und Kohlenstoff. - Übernehmen Sie die folgende Tabelle zu dem beschriebenen Experiment und ergänzen Sie diese. Name des Stoffes Magnesium chemisches Zeichen C 6 H 12 O 6 Teilchenart Bindungsart Ionen Ionenbindung - Erstellen Sie für Wasserstoff einen Steckbrief mit sechs Angaben zu Eigenschaften und Verwendung. Für 1.2 erreichbare BE: Magnesium steht als Element im Periodensystem der Elemente. - Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen wahr oder falsch sind. - Berichtigen Sie die falschen Aussagen. a) Magnesium hat die Ordnungszahl 13. b) Ein Magnesium-Ion besitzt 12 Protonen. c) Magnesiumatom und Magnesium-Ion besitzen die gleiche Anzahl an besetzten Elektronenschalen. d) Magnesium bildet zweifach negativ geladene Ionen. Für 1.3 erreichbare BE: 7 Sign

10 Teil II Wahlaufgaben Aufgabe 2 Rund um das Auto 2.1 In jedem Auto steckt eine Menge Chemie. Um ein Auto herzustellen und zum Fahren zu bringen, werden unter anderem Glas, Kunststoffe, Lacke, Klebstoffe, Metalle sowie Kraftstoffe benötigt. - Wählen Sie von den genannten Stoffen zwei aus und notieren Sie jeweils eine Einsatzmöglichkeit im Auto. - Notieren Sie einen im Kraftstoff enthaltenen Kohlenwasserstoff und geben Sie für diesen Stoff fünf Eigenschaften an. Für 2.1 erreichbare BE: Von den über Bauteilen eines Autos bestehen ca aus Kunststoffen. - Notieren Sie zwei Vorteile von Kunststoffen beim Einsatz im Auto. - Positionieren Sie sich anhand von zwei Argumenten zur Entsorgung bzw. Wiederverwendung von Kunststoffabfällen. Für 2.2 erreichbare BE: Experiment: Umweltgerechte Entsorgung verdünnter Schwefelsäure Die in der Autobatterie vorhandene verdünnte Schwefelsäure (37%ig) muss umweltgerecht entsorgt werden. Sie erhalten verdünnte Schwefelsäure. - Entwickeln Sie einen Plan zur umweltgerechten Entsorgung verdünnter Schwefelsäure. Legen Sie Ihren Plan dem Lehrer vor. - Führen Sie das Experiment durch. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. - Werten Sie Ihre Beobachtungen aus, indem Sie dabei auf die in den Lösungen enthaltenen Teilchen eingehen. - Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung in verkürzter Ionenschreibweise für die umweltgerechte Entsorgung der Schwefelsäure. Für 2.3 erreichbare BE: In einem Kraftfahrzeug besitzen Stahl- und Eisenwerkstoffe einen hohen Anteil. Die Herstellung von Eisen kann durch folgende Reaktionsgleichung beschrieben werden. Fe 2 O CO 2 Fe + 3 CO 2 - Berechnen Sie das Volumen von Kohlenstoffmonooxid, das zur Herstellung von 5 Tonnen Eisen benötigt wird. Für 2.4 erreichbare BE: 4 Sign

11 Aufgabe 3 Stoffe Stoffgemische 3.1 Die Menge der uns umgebenden Stoffe ist sehr groß und wächst durch neue Erkenntnisse ständig. - Ordnen Sie die folgenden Stoffe den Reinstoffen oder Stoffgemischen zu: Erdöl, Gold, Meerwasser, Traubenzucker, Kochsalz und Kohle. - Begründen Sie Ihre Zuordnung für Erdöl. Für 3.1 erreichbare BE: Die meisten Rohstoffe sind Stoffgemische und können in ihre Bestandteile getrennt werden. Dabei werden Eigenschaften der Stoffe genutzt. - Übernehmen Sie folgende Tabelle in Ihre Arbeit und ergänzen Sie diese. Trennverfahren Dekantieren zur Trennung genutzte Eigenschaft Teilchengröße geeignet für Meerwasserentsalzung Für 3.2 erreichbare BE: Experiment: Unterscheidung von Stoffgemischen Im Rahmen eines Eignungstests sollen drei Stoffgemische durch geschicktes Experimentieren erkannt werden. Sie erhalten Stoffgemische mit folgender Zusammensetzung: Kochsalz Kristallzucker Citronensäure Kochsalz Kristallzucker Citronensäure Ermitteln Sie experimentell, welche Stoffgemische sich in den Gefäßen A, B und C befinden. - Planen Sie Ihr Vorgehen und legen Sie den Plan dem Lehrer vor. - Führen Sie die Experimente durch. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. - Ordnen Sie die Stoffgemische dem jeweiligen Gefäß zu. - Entwickeln Sie für einen möglichen Nachweis die Reaktionsgleichung in verkürzter Ionenschreibweise. Für 3.3 erreichbare BE: Bei einem Stadtfest kommen propanbetriebene Heizstrahler zum Einsatz. - In einer Stunde werden 0,87 kg Propan verbraucht. Berechnen Sie das Volumen von Sauerstoff, das dafür benötigt wird. C 3 H O 2 3 CO H 2 O Die Hersteller der Heizstrahler geben zu ihren Produkten den Hinweis: Heizstrahler nicht in geschlossenen Räumen betreiben. - Begründen Sie diesen Hinweis der Hersteller. Für 3.4 erreichbare BE: 6 Sign

12 Aufgabe 4 Ionensubstanzen als chemische Verbindungen 4.1 Ionensubstanzen sind chemische Verbindungen. - Notieren Sie Name und Formel von zwei chemischen Verbindungen, die zu den Ionensubstanzen gehören. - Erläutern Sie den Begriff chemische Verbindung an einem Beispiel. Für 4.1 erreichbare BE: Lesen Sie den Text Calciumsulfat" und bearbeiten Sie die nachfolgenden Aufgaben. Calciumsulfat Calciumsulfat ist ein weißer, geruchloser Feststoff. Er löst sich sehr schwer in Wasser. In einem Liter Wasser lösen sich bei 20 C ca. zwei Gramm. Bei einer Temperatur von 800 C zersetzt sich Calciumsulfat. Dabei entstehen Calciumoxid und Schwefeltrioxid. Calciumsulfat wird im Handel unter der Bezeichnung Gips verkauft. Chemisch ist diese Bezeichnung nicht ganz korrekt, da Gips erst entsteht, wenn das Calciumsulfat mit Wasser reagiert. Nach dem Trocknen weist Gips eine hohe Härte auf, deshalb wird er z. B. in der Bauindustrie als Estrich für Fußböden verwendet. Auch bei der Stabilisation von Knochenbrüchen und zur Herstellung von Gipsmodellen werden die besonderen Eigenschaften von Gips genutzt. - Stellen Sie drei der im Text genannten Eigenschaften von Calciumsulfat den Eigenschaften von Natriumchlorid gegenüber. - Geben Sie je eine Verwendungsmöglichkeit für Calciumsulfat und Natriumchlorid an. - Stellen Sie für das Calciumsulfat einen Zusammenhang zwischen einer Eigenschaft und einer Verwendung her. Für 4.2 erreichbare BE: Experiment: Identifizierung eines Sulfates und eines Carbonates In drei mit A, B und C gekennzeichneten Gefäßen befinden sich weiße pulverförmige Stoffe. Identifizieren Sie das Sulfat und das Carbonat. - Planen Sie Ihr Vorgehen und legen Sie den Plan Ihrem Lehrer vor. - Führen Sie das Experiment durch. - Notieren Sie Ihre Beobachtungen. - Geben Sie an, in welchem Gefäß sich das Sulfat bzw. das Carbonat befindet. - Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für den Nachweis des Sulfat-Ions in verkürzter Ionenschreibweise. Für 4.3 erreichbare BE: Calciumsulfat entsteht bei vielen chemischen Prozessen. H 2 SO 4 + CaCO 3 CaSO 4 + H 2 O + CO 2 - Berechnen Sie die Masse an Calciumsulfat, die bei der chemischen Reaktion von Schwefelsäure mit 6 kg Calciumcarbonat entsteht. Für 4.4 erreichbare BE: 4 Sign

13 L E E R S E I T E Sign