Im Laufe des Schuljahres 2008/09 wurden im Auftrag des Ministeriums für Bildung und Frauen MBF in Schleswig-Holstein zwei Folgeprojekte zu Chemie im Kontext gestartet. Eines davon – NaWi_Kontext – war für die gymnasiale Oberstufe, dieses hier – NaWi 5/6 – für die Eingangsphase der Sekundarstufe I vorgesehen.

Das Projekt war an der Idee orientiert, dass es wünschenswert sei, für die Eingangsphase der Sekundarstufe I einen zweijährigen, die Fächer verbindenden naturwissenschaftlichen Unterricht zu etablieren, der an den Kompetenzbereichen der nationalen Bildungsstandards orientiert ist.

Die nationalen Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss benennen vier,  für die Fächer Biologie, Chemie und Physik identische Kompetenzbereiche, welche die Schule den Schülerinnen und Schülern vermitteln muss, damit zentrale Bildungsziele erreicht werden.

►Fachwissen

Biologische, chemische und physikalische Phänomene, Begriffe, Prinzipien, Fakten kennen und den Basiskonzepten zuordnen. In der Biologie geht es darüber hinaus um Artenkenntnis.

Basiskonzepte Biologie:

Struktur und Funktion – System – Entwicklung

Basiskonzepte Chemie:

Stoff-Teilchen Beziehungen – Struktur-Eigenschafts-Beziehungen – chemische Reaktion – energetische Betrachtungen bei Stoffumwandlungen

Basiskonzepte Physik:

Materie – Wechselwirkung – System – Energie

►Erkenntnisgewinnung (für alle Fächer gleich):

Beobachten – Vergleichen – Experimentieren – Modelle nutzen und Arbeitstechniken anwenden

►Kommunikation (für alle Fächer gleich):

Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen

►Bewertung (für alle Fächer gleich):

Biologische, chemische und physikalische Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten.

Da die anzustrebenden Kompetenzen zur „Erkenntnisgewinnung“, „Kommunikation“ und „Bewertung“ für alle Fächer gleich sind, muss gesondert nur über die „Basiskonzepte“ nachgedacht werden. Ein Vergleich zwischen den Fächern Biologie, Chemie und Physik zeigt, dass es weitreichende Übereinstimmungen in den Bereichen Wechselwirkung, Energie und Materie gibt:

Die Bezeichnung Materie  ist der Physik entliehen. In der Chemie erschließt sich dieses Konzept im Zusammenhang mit „Stoff und Teilchen“, in der Biologie über Betrachtungen zur „Struktur und Funktion“. Im Zusammenspiel aller drei Fächer geht es um Aggregatzustände, Form und Volumen von Körpern, den Aufbau von Stoffen aus Teilchen bzw. von Organismen aus Zellen.

Das Basiskonzept „Energie“ wird nur in der Physik explizit herausgestellt, obwohl das Konzept für alle drei Fächer bedeutsam ist, beispielsweise in der Biologie bei der Fotosynthese oder in der Chemie bei der Aktivierung chemischer Prozesse. Die Formulierung „energetische Betrachtungen bei Stoffumwandlungen“ ist hier wenig treffend, weil der Energieumsatz bei chemischen Reaktionen im Anfangsunterricht kaum thematisiert werden dürfte. Vielmehr sollte auf die Speicherung, Übertragung und Umwandlung von Energie eingegangen werden.

Die Physik hebt darauf ab, dass durch unterschiedliche „Wechselwirkungen“,   beispielsweise bei der Änderung des Bewegungszustandes durch Einwirkung von Kräften, immer Veränderungen verursacht werden. Dieser Grundgedanke gilt auch für die chemische Reaktion und bereitet diese vor: Ohne eine Wechselwirkung von zwei oder mehreren Stoffen miteinander kommt es in der Regel zu keiner chemischen Reaktion. Auch für die Biologie ist das Konzept der Wechselwirkung essenziell, auch wenn es in den Bildungsstandards (leider) nicht expliziert erwähnt ist: Die dort beschriebenen Vorgänge in Systemen, der zentrale Bereich der Entwicklung ist ohne Wechselwirkung nicht denkbar.

Vgl. dazu: R. Demuth (verstorben), Bildungsstandards für den naturwissenschaftlichen Unterricht in den Klassen 5 und 6, in: Praxis der Naturwissenschaften, Heft 5/57 Juli 2008 (Download).