Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie SI

Transkript

1 Schulinterner Lehrplan für das Fach Chemie SI Stand: Lehrbuch Bis 2015/2016: Ab 2016/2017: Chemie heute SI, Gesamtband, Schroedel; Bildungshaus Schulbuchverlage, Braunschweig, Auflage 2010, ISBN: NEO Chemie Gesamtband SI, Auflage 2015, Schroedel; Bildungshaus Schulbuchverlage, Braunschweig, ISBN: Sicherheitsbestimmungen Zu Beginn jeden Halbjahres (Nachweis durch Klassenbucheintrag!): Sicherheitsbelehrung nach RISU NRW: Umgang mit Gefahrstoffen und Geräten, Kennzeichnung von Gefahrstoffen nach GHS, Verhalten im Labor und in Fachräumen, Unterweisung zum Verhalten in Notfällen, bei Unfällen etc. 3. Kompetenzen und Kompetenzerwerb im Fach Chemie SI Die Kernlehrpläne unterliegen einer sog. Kompetenzorientierung. Im Chemieunterricht der Sekundarstufe I werden Kompetenzen aus zwei Bereichen erlangt, die als Voraussetzung für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II zu sehen sind: konzeptbezogene Kompetenzen, die die Inhaltsdimension, also das Fachwissen beschreiben, und sich auf die im Unterricht zu vermittelnden naturwissenschaftliche Basiskonzepte 1 Chemische Reaktion, Struktur der Materie und Energie beziehen, sowie prozessbezogene Kompetenzen 2, die naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen wieder spiegeln. Diese sind den drei Bereichen Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation zugeordnet. 1 Vgl. Kernlehrplan Chemie Gymnasium SI NRW, 1. Auflage 2008, Ritterbach Verlag, Frechen; Kapitel 3, S.15 (und S ). 2 Vgl. oben, Kapitel 3.1, S

2 Neben der Kompetenzorientierung findet sich im Kernlehrplan Chemie eine sog. Kontextbindung. Daher sind alle zu erreichenden Kompetenzen an Kontexte gebunden, die Themen und Schwerpunkte vorgeben. In diese Kontexte sind sowohl die konzeptals auch die prozessbezogenen Kompetenzen in ihren Abstufungen eingebunden. Die Kontexte aus dem Lehrplan Chemie sind daher auch für hausinterne Lehrpläne bindend. Sollten Kontexte durch Beschluss der Fachkonferenz verändert oder ausgetauscht werden, so ist sicherzustellen, dass alle Kompetenzen auch unter diesem Kontext zu erarbeiten sind. Die Kompetenzen im Chemieunterricht sind laut landesweitem Lehrplan in ihrer Gesamtheit bis Klasse 9 zu erreichen und es obliegt der Fachkonferenz, den zeitlichen Ablauf selbstständig zu bestimmen 3. Die Fachschaft Chemie des MCG hat die Kontexte ohne inhaltliche Änderungen in den hausinternen Lehrplan übernommen, wobei die Verteilung in die Jahrgansstufen zum Teil umgestellt wurde. Dies ist den unten folgenden Auflistungen für die einzelnen Jahrgangsstufen zu entnehmen. Bei der Verteilung der Kontexte (Themenbereiche etc.) wurde in der Fachkonferenz auf einen logischen Aufbau des Unterrichtsstoffes geachtet, um den SuS durch einen roten Faden ein möglichst effektives Lernen zu ermöglichen. Dies ist besonders in Chemie von Bedeutung, da hier sehr früh die deskriptive Ebene verlassen und ein starkes Abstraktionsvermögen für die Arbeit in Modellen und Theorien nötig wird. Eine Einordnung der Fachinhalte und Kontexte in die drei Basiskonzepte im Unterricht soll den Schülerinnen und Schülern weiterhin die Möglichkeit geben, ihr Wissen zu vernetzen und Zusammenhänge zwischen den einzelnen Bereichen deutlicher zu erkennen, so dass die Erarbeitung und das Lernen effektiver werden. Im weiteren Verlauf werden fachlichen Kontexte und die Inhaltsfelder für jede Jahrgangsstufe dargestellt. Weiterhin sind die in einem Kontext zu erwerbenden Kompetenzen aufgelistet, wobei diese aus Übersichtlichkeitsgründen nur dann ausführlich angegeben sind, wenn sie zum ersten Mal erarbeitet bzw. erlangt werden. Werden sie im weiteren Unterrichtsgang wiederholt und vertieft, so findet man in der unter 5. folgenden Auflistung nur die Kürzelbezeichnung, die mit den zugeordneten Kompetenzen ihren Zuordnungen einer Auflistung im Anhang entnommen werden können. Weiterhin kann der aktuelle Lehrplan (Kernlehrplan Chemie Gymnasium SI NRW, 1. Auflage 2008, Ritterbach Verlag, Frechen) für weitere Informationen in der Schule eingesehen werden. 4. Arbeitsmethoden & Lernerfolgskontrolle a) Arbeitsmethoden und Formen der Leistung mündliche Beiträge, z.b: o Beschreibung, Analyse und Interpretation von Texten, Grafiken oder Diagrammen o Hypothesenbildung, Darstellung von Zusammenhängen, Bewertung von Ergebnissen o qualitatives und quantitatives Beschreiben von Sachverhalten unter korrekter Anwendung der Fachsprache o Referate und Schülervorträge 3 Vgl. Kernlehrplan Chemie Gymnasium SI NRW, 1. Auflage 2008, Ritterbach Verlag, Frechen; S. 31.

3 Experimentieren und Verhalten beim Experimentieren o selbständige Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten o Grad der Selbständigkeit und/oder Teamfähigkeit, Beachtung der Vorgaben, Genauigkeit der Durchführung Hausaufgaben Dokumentation o Erstellung von Dokumentationen und Präsentationen zu Aufgaben, Untersuchungen und Experimenten o Erstellung von Thesenpapieren zu Referaten o Führung eines Heftes, Lerntagebuches oder Portfolios Beiträge zur Gruppenarbeit b) Lernerfolgskontrolle Allgemeine Kriterien o Qualität o Häufigkeit o Kontinuität mündliche Beiträge (obligatorisch), z.b. im o Unterrichtsgespräch o Wiederholung/ Abfrage Hausaufgaben (obligatorisch) Heftführung (obligatorisch) Beobachtung von Schülerhandlungen (obligatorisch) o beim Experimentieren o in Gruppen- oder Partnerarbeiten Einsatz der vorgegebenen Operatoren schriftliche Überprüfungen (angekündigt) o Dauer ca. 25 Minuten, Bezug: max. Inhalt der vergangenen 6 Unterrichtsstunden o bis zu 2 Überprüfungen pro Halbjahr o Der Stellenwert leitet sich aus dem Bezugszeitraum der Überprüfung ab. 5. Themenfelder 4 Für den Kompetenzerwerb im Fach Chemie sind folgende Kontexte nach Beschluss der Fachkonferenz Chemie festgelegt worden. Innerhalb dieser Kontexte sollen die obligatorischen konzept- und prozessbezogenen Kompetenzen erworben werden. Eine Auflistung folgt auf der nächsten Seite. 4 Vgl. oben, S. 33f.

4 Jahrgangsstufe 7 Fachliche Kontexte Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen prozessbezogene Kompetenzen Speisen und Getränke alles Chemie? Stoffe und Stoffveränderungen Was ist drin? Wir Stoffeigenschaften untersuchen Lebensmittel, Gemische und Reinstoffe Getränke und ihre Einfache Teilchenvorstellung Bestandteile Trennverfahren Wir gewinnen Stoffe aus Chemische Reaktion und Lebensmitteln Kennzeichen chem. Wir verändern Lebensmittel Reaktionen durch Kochen und Backen CR I.1a: Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben CR I.1b: chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden. M I.1a: zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden. M I.1b: Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z. B. Metalle, Nichtmetalle), Verbindungen (z. B. Oxide, Salze, organische Stoffe). M I.2a: Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. Farbe, Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit) M I.3b: Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen M I.5: die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten. M.I.6b: einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. M I.7b: Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben E I.2a: Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Trennung von Stoffgemischen). E I.2b: Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. PE 1:... beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. PE 2:... erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. PE 3:... analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. PE 4:... führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. PE 7:... stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. PE 9:... stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. PE 10:..beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen. PK 1:... argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. PK 3:... planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. PK 4:... beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. PK 9:... protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. PB 4:... beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. PB 11:... nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen.

5 Brände und Brandbekämpfung Feuer und Flamme Brände und Brennbarkeit Brandbekämpfung Verbrannt ist nicht vernichtet! Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen Oxidationen Elemente und Verbindungen Analyse und Synthese Endo- und exotherme Reaktionen Aktivierungsenergie Gesetz von der Erhaltung der Masse Reaktionsschemata (Wortgleichungen) CR I.1a CR I.2a: Stoffumwandlungen herbeiführen. CR I.2b: Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten. CR I.3: den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen durch die konstante Atomanzahl erklären. CR I.4: chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben. CR I.5: chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl. in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlenverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern. CR I/II.6: chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis). CR I.7a: Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. CR I.10: Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. M I.1b M I.2b: Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen. M I.2c: Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. M I.4: die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Metalle, Oxide). M I.6a: einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. E I.1: chemischen Reaktionen energetisch differenziert beschreiben, z.b. mit Hilfe eines Energiediagramms. E I.3: erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. E.I/II.4: Energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen. E I.5: konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff)und Reduktionen als PE 1, 3, 4, 7, 9 PE 5:... recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. PK 1, 3, 4, 9 PK 5:... dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen. PB 4 PB 2:... stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. PB 3:... nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag. PB 7:... nutzen Modelle und Modell-vorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. PB 12:... entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können.

6 Nachhaltiger Umgang mit Ressourcen Luft zum Atmen Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser; Gewässer als Lebensräume Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände Gewinnung von Eisen aus den Erzen (Kupfer als Gebrauchsmetall) Vom Eisen zum Hightechprodukt Stahl Schrott Abfall oder Rohstoff wichtige chemische Reaktionen benennen sowie deren Energiebilanz qualitativ darstellen. E I.6: erläutern, dass zur Auslösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysators deuten. E I.7b: vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. Luft und Wasser CR I.5, I/II.6, I.7, I.10 CR I/II.8: die Umkehrbarkeit chemischer Luftzusammensetzung Luftverschmutzung, saurer Regen Wasser als Oxid Nachweisreaktionen Lösungen und Gehaltsangaben Abwasser und Wiederaufbereitung Metalle und Metallgewinnung (ggf. Jahrgangsstufe 8) Gebrauchsmetalle Reduktionen/Redoxreaktionen Gesetz von den konstanten Massenverhältnissen Recycling Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben. CR I.9: Saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen. M I.3b, I.4, I.7b E I.7a: das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung erläutern. E I.8: beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog). CR I.5 CR I.7b: Redoxreaktionen nach dem Donator- Akzeptor-Prinzip als Reaktionen deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird. CR I.11: Kenntnisse über Reaktionsabläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erklären (z. B. Verhüttungsprozesse). CR II.10: einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten. CR II.11a: wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern M I.1b M II.3: Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen. E I.5, I.7b PE 1, 2, 3, 4 PE 6:... wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressatenund situationsgerecht. PE 8:... interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. PE 11: zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissender Chemie auf. PK 1, 4, 5 PK 2:... vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch. PK 7:... beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. PB 9:... beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswwirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. PB 10:..erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern Aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. PE 3, 4, 6, 8, 9, 11 PK 1, 3 PK 6:... veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln. PB 2 PB 8:... beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. PB 13:... diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung.

7 Jahrgangsstufe 8 Fachliche Kontexte Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen prozessbezogene Kompetenzen Die Welt der Mineralien Böden, Elementfamilien, Atombau und PE 2, 3, 4, 8, 9, 10 Mineralwasser & Gesteine Periodensystem PK 1, 3, 4, PK 8:... prüfen Darstellungen in Medien Wasser Element oder Atomsymbole hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit. Verbindung? Chemische PB 4, 7, 11, 12 Aus tiefen Quellen oder Formelschreibweise und PB 5:... benennen und beurteilen Aspekte der natürliche Baustoffe Reaktionsgleichungen Auswirkungen der Anwendung chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und Streusalz und Dünger wie Alkali-, Erdalkalimetalle gesellschaftlichen Zusammenhängen an viel verträgt der Boden Halogene ausgewählten Beispielen. Salzbergwerke Nachweisreaktionen PB 6:... binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Salze und Gesundheit Kern-Hülle-Modell Lösungsstrategien und wenden diese nach Elementarteilchen Möglichkeit an. Schalenmodell und Besetzungsschema Periodensystem Atomare Masse Ionenbindung und Ionenkristalle Leitfähigkeit von Salzlösungen Ionenbildung und -bindung Salzkristalle CR I.5 CR II.1: Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären CR II.2: mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. CR II.5: Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen. M II.1: Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden. M II.2: die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären (z. B. Ionenverbindungen, anorganische Molekülverbindungen, polare unpolare Stoffe, Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe). M II.4: Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen /Strukturformeln, Isomere). M II.6: den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären. M II.7a: chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben. Metalle schützen und veredeln Elektronenübertragungen CR II.7: elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse Dem Rost auf der Spur Oxidationen als Unedel dennoch stabil Elektronenübertragungsreaktionen Metallüberzüge: nicht nur Schutz vor Korrosion Reaktionen zwischen Metallen und Metallionen Galvanisieren (Elektrolyse) und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird. CR II.11b: Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern. E II.3: erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen PE 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 11 PK 1, 4, 5, 9, PK 10: recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus. PB 2, 8, 12 PB 1:... beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich

8 Zukunftssichere Energieversorgung Strom ohne Steckdose Mobilität die Zukunft des Autos (ggf. als Anschluss an das Thema Brennstoffe in Klasse 9-(Zeitfrage)) Energie aus chemischen Reaktionen Beispiel einer einfachen Batterie Elektrolyse Akkumulator Energiebilanzen Brennstoffzelle verbunden sind E II.5: die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären. CR I/II.8 E II.7: das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. einfache Batterie, Brennstoffzelle). E II.8: die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen. ihrer Grenzen und Tragweiten. PB 6:... binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. PE 6, 9, 11 PK 8 PB 1, 2, 3 Jahrgangsstufe 9 Fachliche Kontexte Inhaltsfelder konzeptbezogene Kompetenzen prozessbezogene Kompetenzen Wasser mehr als ein Unpolare und polare PE 1, 2, 3, 7, 8, 10 PK 1, 4, 5, 9 einfaches Lösemittel Elektronenpaarbindung PB 6, 7, 8 Wasser und seine Die Atombindung / unpolare besonderen Eigenschaften Elektronenpaarbindung und Verwendbarkeit Wasser-, Ammoniak und Wasser als Reaktionspartner Chlorwasserstoffmoleküle als Dipole H-brücken, Hydratisierung Reinigungsmittel, Säuren und Laugen im Alltag Anwendungen von Säuren im Alltag und Beruf Haut und Haar alles im neutralen Bereich Saure und alkalische Lösungen Ionen in sauren und alkalischen Lösungen Neutralisation Protonenaufnahme und Abgabe an einfachen Beispielen Stöchiometrische Berechnungen CR II.2 M II.2, II.6, II.7a M II.5a: Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären. M II.5b: Kräfte zwischen Molekülen als Van-der- Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen. M II.7b: mithilfe des Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären. E II.3 CR I.2b, I.9, II.1, II.5, I/II.6 CR II.4: Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen beschreiben. CR II.9a: Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-ionen enthalten. CR II.9b: die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxidionen zurückführen. CR II.9c: den Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor-Prinzip einordnen. M I.2a, I.2b, I.6a, I.6b, II.2, II.4, II5a, II.6 M I.3a: Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten PE 1, 2, 3, 4, 9, 11 PK 1, 6, 7 PB 4, 6, 10, 12

9 bewerten. Der Natur abgeschaut Organische Chemie CR I/II.6, II.4, II.9a CR II.10: einen Stoffkreislauf als eine Abfolge Vom Traubenzucker zum Alkohol (alt. zu Klasse 8: Mobilität die Zukunft des Autos, s.o.) Nachwachsende Rohstoffe Moderne Kunststoffe Typische Eigenschaften organischer Verbindungen Alkane als Erdölprodukte Van-der-Waals-Kräfte Funktionelle Gruppen: Hydroxyl- und Carboxylgruppe Bioethanol oder Biodiesel Struktur-/ Eigenschaftsbeziehungen Veresterung Beispiel eines Makromoleküls Katalysatoren verschiedener Reaktionen deuten. CR II.11a: wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (z. B. Eisenherstellung, Säureherstellung, Kunststoffproduktion). CR II.12: das Schema einer Veresterung zwischen Alkoholen und Carbonsäuren vereinfacht erklären. M II.2, II.4, II.5b M II.3: Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen. E I.7b: vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. E II.1: die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ einordnen E II.6: den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen Prozessen beschreiben und begründen E II.7: das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. einfache Batterie, Brennstoffzelle). E II.8: die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen PE 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 PK 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 PB 1, 2, 4, 7, 10, 11, 13

10 Anhang: Konzeptbezogene Kompetenzen 5 Wie bereits erwähnt sind diese Kompetenzen den drei Basiskonzepten chemische Reaktion, Struktur der Materie und Energie zugeordnet. Auch diese sind in der Gesamtheit bis Ende der Jahrgangsstufe 9 zu erreichen: Stufen der Lernprogression zum Basiskonzept Chemische Reaktion Stufe I Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Stoffumwandlung zum Konzept der chemischen Reaktion so weit entwickelt, dass sie CR I.1a: Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben CR I.1b: chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden. CR I.1c: chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen abgrenzen. CR I.2a: Stoffumwandlungen herbeiführen. CR I.2b: Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten. CR I.3: den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen durch die konstante Atomanzahl erklären. CR I.4: chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben. CR I.5: chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl. in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlenverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern. Stufe II Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der chemischen Reaktion so weit differenziert, dass sie... CR II.1: Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären CR II.2: mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. CR II.4: Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen beschreiben. CR II.5: Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen. CR I/II.6: chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis). CR I.7a: Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. CR I.7b: Redoxreaktionen nach dem Donator- Akzeptor-Prinzip als Reaktionen deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird. CR II.7: elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird. CR I/II.8: die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben. CR I.9: Saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen. CR II.9a: Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-ionen enthalten. CR II.9b: die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxidionen zurückführen. CR II.9c: den Austausch von Protonen als Donator- Akzeptor-Prinzip einordnen. 5 Vgl. Kernlehrplan Chemie Gymnasium SI NRW, 1. Auflage 2008, Ritterbach Verlag, Frechen; S

11 CR I.10: Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. CR II.10: einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten. CR I.11: Kenntnisse über Reaktionsabläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erklären (z. B. Verhüttungsprozesse). CR II.11a: wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (z. B. Eisenherstellung, Säureherstellung, Kunststoffproduktion). CR II.11b: Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern. CR II.12: das Schema einer Veresterung zwischen Alkoholen und Carbonsäuren vereinfacht erklären. Stufen der Lernprogression zum Basiskonzept Struktur der Materie Stufe I Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept zur Struktur der Materie so weit entwickelt, dass sie M I.1a: zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden. M I.1b: Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z. B. Metalle, Nichtmetalle), Verbindungen (z. B. Oxide, Salze, organische Stoffe). M I.2a: Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. Farbe, Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit) M I.2b: Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen. M I.2c: Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. M I.3a: Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten. M I.3b: Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen Stufe II Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept zur Struktur der Materie so weit differenziert, dass sie... M II.1: Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden. M II.2: die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären (z. B. Ionenverbindungen, anorganische Molekülverbindungen, polare unpolare Stoffe, Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe). M II.3: Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen. M I.4: die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Metalle, Oxide). M II.4: Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen /Strukturformeln, Isomere ). M I.5: die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten. M II.5a: Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären. M II.5b: Kräfte zwischen Molekülen als Van-der- Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen. M I.6a: einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. M.I.6b: einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. M II.6: den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären. M I.7a: Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle- Modells darstellen und Protonen, Neutronen als Kernbausteine benennen sowie die Unterschiede zwischen Isotopen erklären. M I.7b: Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben M II.7a: chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben. M II.7b: mithilfe des Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären.

12 Stufen der Lernprogression zum Basiskonzept Energie Stufe I Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Energie so weit entwickelt, dass sie E I.1: chemischen Reaktionen energetisch differenziert beschreiben, z.b. mit Hilfe eines Energiediagramms. E I.2a: Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Trennung von Stoffgemischen). E I.2b: Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. E I.3: erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. Stufe II Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Energie soweit differenziert, dass sie... E II.1: die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ einordnen. E II.3: erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind. E.I/II.4: Energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen. E I.5: konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff)und Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen benennen sowie deren Energiebilanz qualitativ darstellen. E I.6: erläutern, dass zur Auslösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysators deuten. E I.7a: das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung erläutern. E I.7b: vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. E I.8: beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog). E II.5: die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären. E II.6: den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen Prozessen beschreiben und begründen. E II.7: das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. einfache Batterie, Brennstoffzelle). E II.8: die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen. Prozessbezogene Kompetenzen 6 Die prozessbezogenen Kompetenzen aus den drei Bereichen Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation, die den einzelnen Kontexten zugeordnet sind, sind in ihrer Gesamtheit bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9 zu erreichen: Bereich Erkenntnisgewinnung Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen Schülerinnen und Schüler PE 1:... beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. PE 2:... erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. PE 3:... analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. PE 4:... führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. PE 5:... recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. 6 Vgl. Kernlehrplan Chemie Gymnasium SI NRW, 1. Auflage 2008, Ritterbach Verlag, Frechen; S

13 PE 6:... wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. PE 7:... stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. PE 8:... interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. PE 9:... stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. PE 10:..beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen. PE 11: zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. Bereich Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen Schülerinnen und Schüler PK 1:... argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. PK 2:... vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch. PK 3:... planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. PK 4:... beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. PK 5:... dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen. PK 6:... veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln. PK 7:... beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. PK 8:... prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit. PK 9:... protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. PK 10: recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus. Bereich Bewertung Fachliche Sacherhalte in verschiedenen Kontexten erkennen, beurteilen und bewerten Schülerinnen und Schüler PB 1:... beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. PB 2:... stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. PB 3:... nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag. PB 4:... beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. PB 5:... benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. PB 6:... binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. PB 7:... nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. PB 8:... beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. PB 9:... beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. PB 10:..erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. PB 11:... nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen. PB 12:... entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können. PB 13:... diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung.