Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- setzen Nachweisreaktionen und fachgemäße Arbeitstechniken bei der selbständigen sicherheitsgerechten Durchführung qualitativer und quantitativer naturwissenschaftlicher Untersuchungen ein.
- stellen theoriebasiert zu chemischen Fragestellungen Hypothesen auf und planen ausgehend von diesen selbständig naturwissenschaftliche Untersuchungen.
- beurteilen die Validität von erhobenen oder recherchierten Daten, benennen mögliche Ursachen für Mess- und Verfahrensfehler und optimieren davon ausgehend das Untersuchungsdesign.
- bereiten erhobene oder recherchierte Daten für die Auswertung auf, finden in diesen Daten Trends, Strukturen und Beziehungen und verifizieren bzw. falsifizieren die zugrunde liegende Hypothese.
- beschreiben für Laborversuche und ausgewählte technische Prozesse Möglichkeiten und Grenzen der Beeinflussung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen.
- beschreiben Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge auch mathematisch und treffen auf der Grundlage von mathematischen Gesetzmäßigkeiten Vorhersagen zum Ablauf chemischer Reaktionen.
- verwenden Modelle zur Veranschaulichung von Bindungsverhältnissen, Wechselwirkungen und räumlichen Anordnungen in komplexen organischen Molekülen (z. B. Proteinmoleküle), um die Reaktivität der jeweiligen Teilchen und die zugehörigen Stoffeigenschaften zu erklären.
- bewerten die Aussagekraft von Modellen und begründen die Auswahl eines Modells zur Erklärung des vorliegenden Sachverhalts.
- erklären die Beeinflussung der Entwicklung naturwissenschaftlichen Wissens durch soziale, kulturelle und technologische Aspekte und erklären Eigenschaften naturwissenschaftlichen Wissens, um es sinnvoll in Argumentationsprozesse der persönlichen und gesellschaftlichen Entscheidungsfindung einzubringen.
- nutzen die Symbol- und Formelsprache zur Darstellung räumlicher Verhältnisse und zur Beschreibung von Polyreaktionen.
- überführen Sachverhalte zur Bearbeitung chemischer Problemstellungen in eine sach-, adressaten-, und situationsgerechte Darstellungsform und reflektieren die Verwendung dieser Darstellungsform.
- reflektieren sozio-ökonomische und ökologische Auswirkungen chemisch-technischer Entwicklungen und bewerten diese im Hinblick auf eine nachhaltige Entwicklung.
- schätzen selbständig beschaffte Quellen im Hinblick auf ihre Eignung ein und nutzen sie, um Sachverhalte zu bewerten.
- entwerfen differenzierte Handlungsoptionen und beurteilen diese unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse und auf der Basis eines Wertesystems. Dabei sind sie sich der prinzipiellen Möglichkeit von Dilemma-Situationen bewusst.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Nachweisreaktionen und fachgemäße Arbeitstechniken: u. a. Nachweis von Proteinen, Elektrophorese, Titration
- naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg (Fragestellung, Hypothese, Experiment planen und durchführen, Datenauswertung und –interpretation): u. a. Sicherheitsvorschriften, Ursachen für Mess- und Verfahrensfehler (z. B. Konzentrationseinstellung, pH-Wert, Indikatorwahl, Temperaturwahl)
- Anfertigung und Auswertung verschiedener Darstellungsformen, Wechsel der Darstellungsform: u. a. logarithmische Auftragung, Näherungsformeln zur pH-Wert-Berechnung, grafische Bestimmung von Wendepunkten, Elektropherogramm; Sach-, Adressaten- und Situationsbezug (Perspektivwechsel, Vorteile von Darstellungsformen)
- Möglichkeiten und Grenzen der Beeinflussung chemischer Reaktionen: u. a. Prinzip der Variablenkontrolle (z. B. Puffersysteme), Prinzip von Le Chatelier, Wahl der Reaktionsbedingungen (z. B. zur Steuerung von Polyreaktionen)
- Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge: u. a. Näherungsformeln zur pH-Wert-Berechnung, Henderson-Hasselbalch-Gleichung
- Eigenschaften, Aussagekraft, Grenzen und Erweiterung von materiellen und ideellen Modellen: u. a. Möglichkeiten zur 3D-Darstellung von Makromolekülen, Schlüssel-Schloss-Modell
- Entwicklung und Eigenschaften naturwissenschaftlichen Wissens: u. a. Vorläufigkeit und Subjektivität naturwissenschaftlichen Wissens, Wandel von wissenschaftlichen Methoden als Ursache für moralische Konfliktfelder, Diskurs in der Gesellschaft
- Reaktionsschema, Nomenklatur, Symbol- und Formelsprache: u. a. Fischer-Projektion, Haworth-Projektion, Repetiereinheit
- Quelle: v. a. populär- und fachwissenschaftliche Literatur
- Entscheidungsfindung als systematischer und begründeter Prozess: u. a. nachhaltige Entwicklung (Stoffkreisläufe, ggf. weitere Themen)