Lehrplan für das Grundlagenfach Chemie

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1 (August 2011) Lehrplan für das Grundlagenfach Chemie Richtziele des schweizerischen Rahmenlehrplans Grundkenntnisse 1.1 Stoffliche Phänomene genau beobachten und mit Hilfe von Teilchenmodellen und Vorstellungen über Gleichgewichte deuten und in grössere Zusammenhänge einordnen 1.2 Chemische Zusammenhänge in der Fachsprache und mit Hilfe von chemischen Formeln ausdrücken Grundfertigkeiten 2.1 Erkennen, dass der Weg zu naturwissenschaftlicher Erkenntnis über Fragestellungen, Hypothesen und reproduzierbare Experimente führt, und dies unter Verwendung von Fachliteratur 2.2 Alltagserfahrungen und experimentelle Ergebnisse mit theoretischem Wissen verknüpfen 2.3 Mit einfacher Laborausrüstung verantwortungsvoll umgehen und die Laborarbeit aufgrund einer Vorschrift selbstständig ausführen Grundhaltungen Aussagen in den Massenmedien über Umwelt, Rohstoffe, Energie, Ernährung usw. verstehen, kritisch hinterfragen und sich eine eigene Meinung bilden Klarheit gewinnen darüber, dass die Chemie mit den anderen Naturwissenschaften eng verknüpft ist und dass naturwissenschaftliche Erkenntnis nur in transdisziplinärer Zusammenarbeit mit Technik und Geisteswissenschaften zur Lösung der Probleme unserer Zivilisation beitragen kann Aufgrund solider chemischer Kenntnisse zu Lösungen beitragen, die auch ökologische und ethische Aspekte berücksichtigen Richtziele des kantonalen Lehrplans gymnasialer Bildungsgang Kenntnisse/Fertigkeiten Die Gymnasiastinnen und Gymnasiasten gewinnen naturwissenschaftliche Erkenntnisse über Fragestellungen, Hypothesen und reproduzierbare Experimente, beobachten stoffliche Phänomene genau, deuten sie mit Hilfe von Modellen und ordnen sie in grössere Zusammenhänge ein, drücken chemische Zusammenhänge in der Fachsprache und mit chemischen Formeln aus, verknüpfen Alltagserfahrungen und experimentelle Ergebnisse mit theoretischem Wissen und gehen mit der Laborausrüstung verantwortungsvoll um, führen Laborarbeit aufgrund einer Vorschrift selbstständig aus und entwickeln selber Herangehensweisen an praktische Probleme. Haltungen Die Gymnasiastinnen und Gymnasiasten hinterfragen Aussagen über Chemie und Umwelt, Rohstoffe, Energie, Ernährung usw. und bilden sich mit einer rationalen Haltung eine eigene Meinung, suchen die Verknüpfung der Chemie mit den anderen Naturwissenschaften und allgemeinen gesellschaftlichen Fragen, sind sich der Notwendigkeit der Zusammenarbeit mit Technik, Wissenschaft und Politik zur Lösung der Zivilisationsprobleme bewusst, tragen aufgrund solider chemischer Kenntnisse zu Lösungen bei, die auch ökologische und ethische Aspekte berücksichtigen und gehen verantwortungsvoll mit Stoffen und der Umwelt um. 154

2 Lehrplan für das Grundlagenfach Chemie Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Quinta 2.3 Mit Geräten und Chemikalien verantwortungsvoll umgehen, Unfallverhütung und Erste Hilfe kennen, ein Protokoll führen Eigenschaften von Stoffen kennen Mit Stoffen im Labor experimentieren Wichtige Elemente und ihre häufigsten Verbindungen, Aggregatszustände, Periodensystem Teamarbeit Starker Bezug zu einfachen Stoffen aus dem Alltag Querverbindungen zu Deutsch, Biologie, Physik, Medizin Zusammensetzung von Stoffen und Stoffumwandlungen mit Hilfe einfacher Modelle erklären Gemische, Reinstoffe, Elemente Analyse, Synthese Teilchenmodell Exotherme und endotherme Reaktionen Verbrennung Eigenschaften saurer und alkalischer Lösungen Quarta Beobachtungsfähigkeit entwickeln Chemische Begriffe exemplarisch auf Alltagssubstanzen anwenden Sich Stoffe aus kleinsten Teilchen vorstellen und Temperatur als Bewegung dieser Teilchen verstehen Verbrennungen als Umsatz mit Sauerstoff begreifen Chemische Denkweise und Terminologie verstehen Energieumsätze erkennen In Modellen denken und sie anwenden Realisieren, dass jedes Modell ein Hilfsmittel ist, das seine Grenzen hat Spezifische Eigenschaften der Stoffe und Trennverfahren Analyse und Synthese Symbole und Gleichungen Aggregatszustände und Übergänge Exotherme und endotherme Reaktionen Stöchiometrie Katalysator Oxidation und Reduktion Bestandteile der Luft Atombau und Periodensystem mit Hilfe des Bohrmodells Transfer von sinnlicher Beobachtung zu sprachlicher Formulierung Querverbindungen zu Deutsch, Biologie, Physik, Mathematik 155

3 Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Tertia Eine Modellentwicklung im historischen Kontext nachvollziehen Das räumliche Vorstellungsvermögen fördern In Organische Chemie I einführen Reaktionsabläufe quantitativ erfassen Tetraedermodell Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung Zwischenmolekulare Kräfte Einführung in die organische Chemie Formelmässige Lewisdarstellung durch Kalottenmodell und Kugel-Stäbchenmodell räumlich visualisieren Das chemische Gleichgewicht Massenwirkungsgesetz, Le Châtelier Die unterschiedlichen Möglichkeiten erkennen, die sich beim Anwenden des Bohr- und des Kimballmodells eröffnen Querverbindungen zu Philosophie, Mathematik, Physik und Biologie Sekunda 1.1, 1.2,, 2.1, 2.2, 2.3 Reaktionen im Modell als Übertragung von Elementarteilchen begreifen In Organische Chemie II einführen Einfluss funktioneller Gruppen auf das Molekülverhalten beurteilen In Biochemie einführen Protolysen Redoxvorgänge Organische Reaktionstypen (Substitutionen, Additionen, Eliminationen, Kondensationen und Polymerisationen) Grundlagen zu Proteinen, Fetten, Kohlehydraten und DNA Qualitative Behandlung der beiden anorganischen Themen Verbindung der durch Anwendung des Modells gewonnenen Erkenntnisse mit den empirisch festgestellten, stofflichen Befunden Betonung des Modellcharakters Querverbindungen zu Biologie, Physik, Wirtschaft und Medizin 156

4 (August 2011) Lehrplan für das Schwerpunktfach Biologie und Chemie (BC), Teil Chemie Richtziele des schweizerischen Rahmenlehrplans Grundkenntnisse 1.1 Stoffliche Phänomene genau beobachten und mit Hilfe von Teilchenmodellen und Vorstellungen über Gleichgewichte deuten und in grössere Zusammenhänge einordnen 1.2 Chemische Zusammenhänge in der Fachsprache und mit Hilfe von chemischen Formeln ausdrücken Grundfertigkeiten 2.1 Erkennen, dass der Weg zu naturwissenschaftlicher Erkenntnis über Fragestellungen, Hypothesen und reproduzierbare Experimente führt, und dies unter Verwendung von Fachliteratur 2.2 Alltagserfahrungen und experimentelle Ergebnisse mit theoretischem Wissen verknüpfen 2.3 Mit einfacher Laborausrüstung verantwortungsvoll umgehen und die Laborarbeit aufgrund einer Vorschrift selbstständig ausführen Grundhaltungen Aussagen in den Massenmedien über Umwelt, Rohstoffe, Energie, Ernährung usw. verstehen, kritisch hinterfragen und sich eine eigene Meinung bilden Klarheit gewinnen darüber, dass die Chemie mit den anderen Naturwissenschaften eng verknüpft ist und dass naturwissenschaftliche Erkenntnis nur in transdisziplinärer Zusammenarbeit mit Technik und Geisteswissenschaften zur Lösung der Probleme unserer Zivilisation beitragen kann Aufgrund solider chemischer Kenntnisse zu Lösungen beitragen, die auch ökologische und ethische Aspekte berücksichtigen Richtziele des kantonalen Lehrplans gymnasialer Bildungsgang Kenntnisse/Fertigkeiten Das Schwerpunktfach vertieft und erweitert das Basiswissen der Grundlagenfächer, geht über diese hinaus, vertieft sie und ergänzt sie mit quantitativen Betrachtungen, gibt insbesondere den Bereichen «Molekulare Biologie» und «Biochemie» mehr Gewicht und ist vermehrt experiment- und methodenorientiert. Haltungen Das Schwerpunktfach basiert auf den Haltungen der Grundlagenfächer, fördert unter Berücksichtigung historischer, ethischer und kultureller Aspekte die Einsicht, dass fächerübergreifende Zusammenarbeit zur Lösung lokaler und globaler Probleme notwendig ist. 157

5 Lehrplan für das Schwerpunktfach BC, Teil Chemie Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Quarta Laborarbeiten ausführen und protokollieren Reaktionsabläufe quantitativ erfassen Grundlegende Labortechniken Analyse und Synthese Luftschadstoffe und Ökologie Stoffkunde: ausgewählte Beispiele zu Salzen, Metallen und nichtmetallischen Stoffen Transfer von sinnlicher Beobachtung zu sprachlicher Formulierung Querverbindungen zu Deutsch, Biologie, Physik, Mathematik Tertia Sicherheit entwickeln im Umgang mit Laborgeräten Kernreaktionen kennen Triebkraft chemischer Reaktionen begreifen Räumliches Vorstellungsvermögen entwickeln Verschiedene Arten von Isomerie begreifen Wichtigen Prozessen der chemischen Industrie begegnen Verfeinertes Schalenmodell Radioaktivität Enthalpie, Entropie, freie Enthalpie Komplexreaktionen Mathematisches Erfassen des chemischen Gleichgewichtes, Massenwirkungsgesetz Sonderstellung des Benzols Erdöl, Petrochemie, Kunststoffe Gaschromatographie, Massenspektrometrie Fundierte Behandlung der Fachgebiete Verbindung der durch Anwendung des Modells gewonnenen Erkenntnisse mit den empirisch festgestellten, stofflichen Befunden Mathematisch saubere Auswertung der experimentellen Messwerte Sekunda 1.1, 1.2,, 2.1, 2.2, 2.3 Reaktionen im Modell als Übertragung von Elementarteilchen begreifen In Organische Chemie II einführen Einfluss funktioneller Gruppen auf das Molekülverhalten beurteilen In Biochemie einführen Protolysen, ph-berechnungen, Puffersysteme Redoxvorgänge, Elektrolyse, galvanische Elemente, elektrochemische Korrosion Reaktionsmechanismen: elektrophile und nucleophile Reaktionen, Addition, Substitution, Elimination Fette und fette Öle Aminosäuren, Proteine und Kohlenhydrate Qualitative Behandlung der beiden anorganischen Themen Verbindung der durch Anwendung des Modells gewonnenen Erkenntnisse mit den empirisch festgestellten, stofflichen Befunden Betonung des Modellcharakters Querverbindungen zu Biologie, Physik, Wirtschaft und Medizin 158

6 Bezug auf RLP Grobziele Inhalte Bemerkungen Prima 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3 Welle-Teilchen-Dualismus des Elektrons begreifen Mit wellenmechanischem Modell ungeklärte Phänomene besser verstehen Mit Fallstudien und Fachliteratur arbeiten Synthesen durchführen und analytische Methoden im organischen Labor kennen Orbitalmodell der Elektronenhülle Einführung in die Wellenmechanik Atom- und Molekülorbitale, Hybridisierung IR und NMR-Spektroskopie Querverbindungen zu Biologie, Medizin, Physik, Philosophie, Englisch Fachtexte in englischer und französischer Sprache 159