Hier erhalten Sie eine Übersicht über alle Themen, welche aktuell im Julius-Wagner-Schülerlabor für das Gymnasium angeboten werden. Zusätzlich sind jeweils die empfohlenen Klassenstufen angegeben.
Lehrplanvertiefende Themen für die Sekundarstufe
Die nachfolgenden Themen sind unmittelbar auf Lernbereiche des Sächsischen Gymnasiallehrplans für das Unterrichtsfach Chemie bezogen.
Schokolade –
die Speise der Götter
Bier –
eine chemische Verführung?
Eine Welt voll Düfte
Säuren –
nicht nur ätzend!
Welcher Einkaufsbeutel
ist der umweltfreundlichste?
Tödliches Dinner –
Spurensuche im Labor
Jeder mag sie. Schokolade kann mit allen Sinnen genossen werden, wenn man sich nur Zeit nimmt. Geruch und Geschmack können süchtig machen. Tauchen Sie mit Ihren Schüler:innen in die spannende Welt der Schokolade ein. Lassen Sie Ihre Schüler:innen das Stoffgemisch Schokolade von allen Seiten untersuchen und viele interessante Dinge über die Schokolade chemisch erforschen.
Schüler:innen der siebten Klasse wird so der Einsteig in das schulrelevante Thema der Stofftrennung ermöglicht (Lernbereich 1 – Stofftrennung (inkl. Chromatografie) – Klasse 7).
Inhalt: Bestimmung des Schmelzbereiches von Schokolade, Löslichkeit in Wasser und Fett, Extraktion des Fetts, Herstellung von Schokolade, Identifizierung von Lactose in Schokolade, Bedeutung des Emulgators
Die häufig nur als gefährlich angesehenen Säuren spielen in der Natur eine wichtige Rolle. Ohne Säuren könnten Pflanzen keine Nährsalze aufnehmen. Unsere Früchte würden vor der eigentlichen Reife schon aufgefressen sein. Unsere kleinen Waldarbeiter wären ohne ihre nach ihnen benannte Ameisensäure völlig schutzlos. An diesem Schülerlabortag können Ihre Schüler:innen erfahren, welche Bedeutung Säuren in der Natur haben und über biologische Kontexte in das Thema Eigenschaften und Bedeutung von Säuren einsteigen.
Inhalt: Bedeutung von Säuren für die Nährsalzaufnahme bei Pflanzen, Säureschutzmantel der Haut, Bedeutung für die Verdauung im Menschen, pflanzliche Indikatoren und Universalindikator, Säure und Kalk
Inhalt: Experimente zur Untersuchung der Bedeutung von Stärke im Gerstenkorn, zur Untersuchung des Keimungsprozesses von Gerstenkörnern, zur Entstehung des malzigen Geschmacks, zur Beeinflussung der Gärung, zur Bestimmung des Alkoholgehalts, zur Untersuchung des Schaums auf dem Bier
und die Frage: Warum kann ein Parfümeur erkennen, wann eine Frau aufgestanden ist?
Die Schüler:innen begeben sich auf die Suche nach dem perfekten Parfüm. Sie lernen unterschiedliche Gewinnungsverfahren von Duftölen, wie die Wasserdampfdestillation, die Extraktion und die heiße Mazeration, kennen. Darüber hinaus lernen sie die Maillard-Reaktion kennen und können herausfinden, dass die Reaktion von zwei nichtduftenden Stoffen einen duftenden Stoff erzeugen kann. Auch die synthetische Herstellung von Düften steht in unserem Schülerlabor im Vordergrund. Die Schüler:innen sollen in die Welt der Düfte eintauchen, sie wahrnehmen und die Beeinflussbarkeit unserer Wahrnehmung von Düften erkennen.
Inhalt: Wahrnehmung von Düften, Parfümherstellung, synthetische Duftherstellung, Extraktion, Wasserdampfdestillation, heiße Mazeration, Maillard-Reaktion
Eine alltagsbezogene Einführung in die Kunststoffe
Plastiktüten gelten als wenig umweltfreundlich, aber stimmt das? Dieses Schülerlaborkonzept dient der Einführung in das Thema Kunststoffe. Neben Experimenten zu den Eigenschaften der Kunststoffe, zur Polykondensation, zur Verbrennung und zum Recycling wird anhand von Daten aus Lebenscyclusanalysen die Umweltfreundlichkeit von Plastik-, Baumwoll- und Papier-Einkaufsbeuteln verglichen. So können auch die Bewertungskompetenz und die Umwelthandlungskompetenz geschult werden.
Ein neuer Fall für Kommissar Blumenthal. Diesmal soll er den Mord an Rechtsanwalt Rudolf Meisner aufklären. Viele Personen stehen unter Verdacht. Aber wer hat die Tat begangen? Gehen Sie mit Ihren Schüler:innen auf analytische Spurensuche. Ihre Schüler:innen lernen bei der Verbrecherjagd schulrelevante analytische Untersuchungsmethoden kennen und anwenden. Nicht nur mittels Chromatographie, sondern auch mit Hilfe von Fällungsreaktionen oder Blutgruppenbestimmung finden Ihre Schüler:innen Schritt für Schritt den Täter.
Inhalt: Flammenfärbung, Bestimmung von Sulfat- und Carbonat-Ionen, Nachweis von Chlorid-Ionen, Iodid--Ionen und Bromid-Ionen, Fingerabdrücke sichtbar machen,usw.
Lehrplanergänzende Themen für die Sekundarstufe
Die nachfolgenden Themen lassen sich häufig bestimmten Lernbereichen zuordnen, gehen aber über deren Inhalt hinaus. Dabei ermöglichen sie z.B. die Schulung von Umwelthandlungskompetenz, dienen der Gesundheitsförderung, ermöglichen einen Einblick in chemische Forschung oder fördern eine reflektierte Einstellung zur chemischen Industrie.
Ein Projekttag für die Klasse 5 und 6
Im ersten Teil des Projekttages gehen Ihre Schüler:innen auf Tätersuche. Sie identifizieren Fingerabdrücke, untersuchen die Eigenschaften von Stoffen und führen eine erste Chromatografie durch. Anhand dieser Aktivitäten wird der Täter gefunden.
Warum schwimmen Eisberge auf dem Wasser? Fehlt das Salz in der Suppe? Wie kann ich einen Feuerlöscher selber bauen? Diese Fragen werden Ihre Schüler:innen selbstständig im zweiten Teil des Projekttages experimentell beantworten können.
Selbstständig experimentieren und selbstständig Experimente planen - genau das sollen Ihre Schüler:innen an diesem Projekttag lernen.
Variante A: Was machen eigentlich chemische Forscher:innen?
Schüler:innen haben häufig keine realistische Vorstellung von chemischer Forschung und von Personen, die in der chemischen Forschung tätig sind.
Dieses Schülerlaborkonzept ermöglicht den Lernenden einen Einblick in ein Forschungsprojekt an der Universität Leipzig. Im Rahmen des ausgewählten Teilprojekts werden von den Forscher:innen Möglichkeiten untersucht, um Wirkstoffmoleküle für spätere Medikamente an bestimmten Stellen mit schweren Wasserstoff-Atomen zu markieren. Dies können die Schüler:innen anhand von Modellexperimenten und Videoausschnitten mit Interviews der beteiligten Forscher:innen kennenlernen. Sie erarbeiten sich die verschiedenen Wasserstoff-Isotope, untersuchen die Eigenschaften von schwerem Wasser und führen Experimente zur Katalyse und zur Photokatalyse durch. Außerdem erfahren sie, was die Arbeit von chemischen Forscher:innen ausmacht und was chemische Forschung kennzeichnet.
Variante B: Selbst zum Forschenden werden
Sollten chemische Forscher:innen kreativ sein? Haben chemische Forscher:innen Hobbys? – Über (chemische) Forscher:innen existieren zahlreiche stereotype Vorstellungen. Um diesen zu begegnen, lernen die Schüler:innen drei Forscher:innen durch Videoausschnitte kennen, werden aber auch selbst zu chemischen Forscher:innen und arbeiten an einem kleinen Forschungsprojekt. Die Aufgabe besteht darin, einen Modellwirkstoff geeignet zu markieren und für eine mögliche Anwendung in eine passende Darreichungsform zu bringen. Dabei spielen die Simulation von Molekülen, die Überprüfung von Hypothesen und das eigenständige Planen von Experimenten eine wichtige Rolle.
Vom Einfluss des Klimawandels auf die biologische Vielfalt der Erde
Wie hängen Klimawandel und Biodiversität zusammen? Dieser Frage wird in einem fächerübergreifenden Schülerlaborkonzept nachgegangen. Nach einer experimentellen Erarbeitung von Ursachen des Klimawandels werden an ausgewählten Organismen und Ökosystemen unter Nutzung von chemischen Experimenten die Auswirkungen des Klimawandels exemplarisch erarbeitet. Bewertungs- und Umwelthandlungskompetenz werden geschult.
Die chemische Industrie stellt eine potenzielle Gefahr für Umwelt und Gesundheit dar, ist aber andererseits für unser Leben unverzichtbar. In diesem Schülerlaborkonzept soll eine reflektierte, ausgewogene Einstellung zur Chemischen Industrie am Beispiel der Textilchemie erarbeitet werden, bei der auch Möglichkeiten zur Minimierung der Gefahren betrachtet werden. Es werden Experimente zur Veredlung von Textilien, zur Abwasserreinigung, zur Nachhaltigkeit von Fasern und zur Textilabnutzung durchgeführt.
Da immer häufiger Resistenzen gegenüber den gängigen Antibiotika auftreten, ist die Suche nach neuen antibiotisch wirksamen Substanzen eine wichtige Forschungsaktivität. Eine mögliche Substanzgruppe sind antimikrobielle Peptide. Im Schülerlabor erfolgt eine Einführung in das Thema Aminosäuren und Peptide im Kontext dieser Forschung.
Palmöl hat viele Vorteile gegenüber anderen pflanzlichen Ölen, nicht zuletzt auch einen höheren Ertrag pro Fläche. Die ökologischen und sozialen Folgen des Anbaus von Ölpalmen und der Ernte der Früchte sind aber gravierend.
Zunächst werden die chemischen Eigenschaften des Palmöls und dessen alkalische Hydrolyse anhand von Experimenten erarbeitet, dann dessen molekularer Aufbau, der zur Erklärung der Eigenschaften genutzt wird. Anhand von kurzen Videos, einem Simulationsspiel und einem kurzen Hörspiel werden die negativen Seiten des Palmöls beleuchtet. Bewertungs- und Umwelthandlungskompetenz werden geschult.
Das Schülerlaborkonzept ist gut in die Behandlung der Fette in Stufe 10 integrierbar.
Das Thema Plastikmüll ist ein viel diskutiertes Thema. Es wird viel gegen den Plastikmüll unternommen. Aber reichen all diese Maßnahmen aus? Was gibt es für Alternativen? In unserem Schülerlabor werden verschiedene Möglichkeiten zur Verringerung des Kunststoffmülls unter Einbezug aktueller Forschung (u.a. Recycling von Kunststoffen, Abbau durch Lebewesen) in den Mittelpunkt gestellt. Ziel ist die Förderung der Umweltkompetenz der Schüler:innen. Thematisch kann es in den Lernbereich 4 – Moderne Werkstoffe – Kunststoffe – Klasse 10 eingeordnet werden.