Chemie
Der Chemieunterricht beginnt in der Jahrgangsstufe 7 und wird durchgängig bis Ende der Jahrgangsstufe 9 mit zwei Wochenstunden erteilt.
Es besteht die Möglichkeit, ab Jahrgangsstufe 8 einen Differenzierungskurs BC (Biologie/Chemie) zu wählen.
In der Oberstufe werden in allen Jahrgangsstufen dreistündige Grundkurse (in der Regel jeweils zwei Kurse pro Jahrgang) angeboten.
Unterrichtliche Inhalte
Die Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Vorgängen bestimmte früh die Entwicklung der Menschheit. Heute ist die Chemie als Produktionsgrundlage in Technik und Wirtschaft unverzichtbar. Global beeinflusst sie wesentlich die Ernährungssicherung, die medizinisch-pharmazeutische Versorgung, die Werkstoffproduktion, die Energiebereitstellung, die Informationstechnologie, die Umweltschutzmethodik sowie die Bio- und Gentechnik.
Der Chemieunterricht ermöglicht den Schülern und Schülerinnen (SuS) die Bedeutung der Chemie und der chemischen Industrie für Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt zu erkennen. Er fördert deshalb alle Kompetenzen der SuS, die zur Kommunikation über chemische Zusammenhänge – im Sinne eines kritisch-reflektierten, konstruktiven Austauschs – notwendig sind. Chemische Versuche, vor allem auch Schülerexperimente, stehen dabei unverzichtbar im Mittelpunkt der Unterrichtsstunden. Auf der Grundlage ihrer Kenntnisse über Stoffe und chemische Reaktionen können die SuS unter Anwendung vielfältiger Darstellungsmöglichkeiten Vorgänge und Datenmaterial erklären, bewerten und präsentieren. Erkenntnisgewinn und Einordnung in größere Zusammenhänge sind Ziele des Chemieunterrichts, die die SuS befähigen, Nutzen und Gefahren der Chemie zu beurteilen.
Sekundarstufe I
Der Unterricht wird in der Sekundarstufe I nach dem aktuellen Kernlehrplan (dieser, aber auch der Kernlehrplan für die Oberstufe können hier aufgerufen werden) des Faches Chemie erteilt. Dieser orientiert sich in Form von Kontextbezügen an Alltag und Umfeld der SuS. Den Einstieg in die Chemie (Jahrgangsstufe 7) bilden motivierende Untersuchungen von Lebensmitteln: „Speisen und Getränke – alles Chemie?“ Feuer, Luft und Wasser stehen im Mittelpunkt spannender chemischer Reaktionen, bei denen auch Themen wie Brandbekämpfung und Schutz unserer Umwelt bearbeitet werden. Als „Reise in die Nano-Welt“ ergeben sich erste, wichtige Einblicke in die „Welt der kleinsten Teilchen“ und deren Beschreibung durch chemische Symbole und Modelle.
Unsere Fachschaft Chemie
Die faszinierende Welt der Mineralien, das jedem bekannte Kochsalz oder die Schätze aus tiefen Quellen, die Mineralwässer, bieten Schülern der 8. Jahrgangsstufe interessante Verknüpfungen mit der Theorie der Ionenbindung. Unser „blauer“ Planet: Schüler lernen das lebensnotwendige Wasser und dessen beeindruckende Eigenschaften „neu“ kennen, indem sie die erstaunlichen Beobachtungen auf der Ebene der Moleküle und deren Bindungsart erklären. Metalle und Metallgewinnung, Korrosion und Korrosionsschutz sind alltagsnahe Themen, denen überwiegend elektrochemische Reaktionen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip zugrunde liegen.
In Jahrgangsstufe 9 werden Säuren und Laugen und ihre Anwendung in Alltag und Beruf untersucht; hier steht der Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor-Prozess im Sinne eines Basiskonzepts theoretisch im Vordergrund. Auch aus der Vielfalt der Organischen Chemie lernen Schüler Stoffe und Reaktionen kennen: z.B. Kohlenstoffverbindungen aus der Natur und der modernen Kunststoffchemie. Eine zukunftssichere Energieversorgung betrifft jeden: Energiegewinnung aus chemischen Reaktionen fossiler oder regenerativer Kraftstoffe bzw. elektrochemischen Vorgängen (z.B. einfache Batterie/ Brennstoffzelle) sind wichtige Themen zum Abschluss der Mittelstufenchemie.
Der Unterricht im Differenzierungsbereich Biologie/Chemie der Sekundarstufe I greift in der Jahrgangsstufe 8 schwerpunktmäßig neben Untersuchungsmethoden zur Qualität verschiedener Gewässer auch die chemisch-biologischen Vorgänge bei Alkoholkonsum und -abbau im menschlichen Körper auf. Mit ausgewählten, auch quantitativen Analyseverfahren werden in der nachfolgenden Jahrgangsstufe verschiedene Nahrungsmittel, wie Kohlenhydrate oder Vitamine experimentell untersucht und zugehörige Regelkreise (Blutzuckerregelkreis) vorgestellt.
Sekundarstufe II
Der Unterricht in der Sekundarstufe II wird nach den derzeit noch gültigen Richtlinien und Lehrplänen des Faches Chemie erteilt. (Hinweis: Ab dem Schuljahr 2014/15 ist ein neuer KLP vorgesehen.)
Leitthema der Einführungsphase: Ablauf und Steuerung chemischer Reaktionen in Natur und Technik
Die SuS erkennen auf der Grundlage des chemischen Gleichgewichts, dass Stoffumwandlungen dynamische Vorgänge sind, die der Mensch gezielt beeinflussen kann, was sowohl für Eingriffe in natürliche Reaktionsfolgen als auch für technische Prozesse gilt.
Unterrichtsreihen wie „Vom Traubensaft zum Essig“, „Vom Alkohol zum Aromastoff“ oder „Kohlenstoffdioxid im natürlichen Stoffkreislauf“ sind an Alltag und Umwelt der SuS orientiert.
Leitthema in der Qualifikationsphase 1: Chemie in Anwendung und Gesellschaft
In dieser Jahrgangsstufe werden unterschiedliche Themenfelder angeboten:
A. Gewinnung, Speicherung und Nutzung elektrischer Energie in der Chemie
B. Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie
C. Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung
Unterrichtsinhalte mit unmittelbarem Lebensbezug und Zukunftsrelevanz werden bearbeitet, z.B.: „Batterie, Akkumulator, Brennstoffzelle“, „Vom Raps, Rapsöl zu Anwendungsprodukten wie Dieselkraftstoff im Sinne nachwachsender Rohstoffe“ oder „pH-Wert-Bestimmung in Gewässern und Böden“.
Leitthema in der Qualifikationsphase 2: Chemische Forschung – Erkenntnisse, Entwicklungen und Produkte
Es bieten sich mehrere Themenfelder an, von denen zwei auch aufgrund ihrer Abiturrelevanz bisher vorzugsweise umgesetzt werden:
A. Farbstoffe und Farbigkeit
C. Natürliche und synthetische Werkstoffe
Die Grundlagen zum Verständnis von Fragen wie „Welche Eigenschaften muss ein Indikatorfarbstoff besitzen?“, „Welches Färbeverfahren führt zum bekannten „Jeansblau?“ oder „Wie entstehen eigentlich die Kunststoffe PE oder PVC?“ werden durch Integration chemischer Modellvorstellungen in Form von Theoriekonzepten (hier „das aromatische System“ bzw. „Makromoleküle“) mit den SuS erarbeitet.
Besonderheiten des Faches
Im Mittelpunkt des Chemieunterrichts am FJMG steht die starke Schülerorientierung in Form von zahlreichen Schülerexperimenten, die oft in Kontexte aus dem Alltag der SuS integriert sind. Sowohl die geforderten prozessorientierten Kompetenzen als auch die konzeptgebundenen Fähigkeiten der SuS lassen sich durch Experimentieren, aber auch durch damit verknüpftes Erörtern und Einordnen in fachliche Zusammenhänge gleichermaßen fördern.
Eine weitere Besonderheit, die die Durchführung von Schülerversuchen unterstützt, ist die gute Ausstattung der Unterrichtsräume mit Beamer, interaktivem Whiteboard und „Notebook-Wagen“. Die Sammlung wurde im Zuge der Renovierung des naturwissenschaftlichen Traktes übersichtlich und modern eingerichtet. Sie enthält auch ein großes Angebot an Materialien und Gerätschaften für Schülerübungen, die nicht zuletzt durch finanzielle Unterstützung des Fördervereins und des Fonds der Chemischen Industrie angeschafft werden konnten.
Hervorzuheben ist, dass die Unterrichtsräume auch durch drei andere Institutionen der Lehreraus- und -fortbildung genutzt werden: nämlich zur Ausbildung von Chemie-Referendaren (ZfsL Siegen) und Lehramtsstudenten (Chemiedidaktik der Uni Siegen) sowie zu Fortbildungsveranstaltungen für Chemielehrer (Bezirksregierung Arnsberg). Auch hier ist die gute Kooperation zwischen den Fachkollegen zu betonen.
Außerunterrichtliche Veranstaltungen
Wiederholt wurden Betriebserkundungen durchgeführt, z.B. zu den Deutschen Stahlwerken in Siegen-Geisweid oder zur Schott Glashütte in Mainz. Auch die Chemie-Messe Achema in Frankfurt oder der Industriepark in Marl wurden schon besichtigt. Besuche in Chemie-Laboren oder dem Science Forum der Uni Siegen gelten bei den Chemieschülern als Highlights.
Regelmäßig einmal in der Woche findet eine Chemie-AG statt, in der sich SuS aller Jahrgangsstufen ab Klasse 7 engagieren können. Hier werden viele Schülerversuche ausprobiert, Fragen zum chemischen Verständnis geklärt und chemische Phänomene beeindruckend gestaltet. Hier verbinden sich verschiedene Interessen an diesem Fach – ein kreativer „Schmelztiegel“ der Chemie.
Unsere Curricula zum Fach Chemie:
