NWL - Was ist das eigentlich?

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Category: NW Labor

Published on Tuesday, 23 September 2008 18:49

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NWL - Was ist das eigentlich?

An vielen Schulen in Österreich laufen Schulversuche und autonome Änderungen bezüglich der Naturwissenschaften BIUK, CH und PH. Es sollte schließlich doch im Interesse der Schüler unser gemeinsames Ziel sein, Informationen auszutauschen und Ideen zu sammeln. Jede Schule hat natürlich ihr eigenes Profil, das von sehr vielen Dingen abhängt (engagierte Lehrer, Schüler, Eltern, Direktion, Standort,...). Vielleicht findet sich hier auf den Seiten über das NW Labor auch das eine oder andere, das hilfreich ist, um den Unterricht auch in anderen Schulen anders zu gestalten.

Ein Hinweis: Die meisten dieser "Neuregelungen" bedurften mühevoller Kleinarbeit und viele Kompromisse wurden eingegangen. Letzen Endes brachten sie aber in vielen Fällen eine positive Veränderung im naturwissenschaftlichen Bereich mit sich - nicht nur aus der Sicht der Lehrenden, sondern vor allem aus der Sicht der Schüler, wie man aus diversen Umfragen herauslesen und den Kommentaren der Betroffenen entnehmen kann.

An dieser Stelle soll auch erwähnt werden, dass wir bei der Erarbeitung des Lehrplanes und der Stundentafeln bei den Kollegen des BG/BRG Judenburg und des BG/BRG Leibnitz wohlwollende Unterstützung fanden und zum Teil bis heute noch finden. An diesen beiden steirischen Schulen werden ähnliche Modellversuche unter - aus der Sicht der naturwissenschaftlichen Fächer - insgesamt aber besseren Rahmenbedingungen schon seit einigen Jahren erfolgreich durchgeführt. Nach dem Erfolg dieses Modells in der Unterstufe gibt es auch schon Bestrebungen, in der Oberstufe ebenfalls Schulversuche mit naturwissenschaftlichem Bezug einzurichten.

Impressionen

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Category: NW Labor

Published on Tuesday, 23 September 2008 18:52

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Einige Impressionen aus dem Naturwissenschaftlichen Labor

images will follow...

Schulautonomer Lehrplan: NWL

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Category: NW Labor

Published on Tuesday, 23 September 2008 18:53

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Schulautonomer Lehrplan: Naturwissenschaftliches Labor
(4.Klasse Realgymnasium - 2 Wochenstunden)


1. Allgemeine Bildungsziele

Der Unterricht im Naturwissenschaftlichen Labor (NWL) soll dem Schüler helfen, sich in seiner Umwelt zu orientieren und entsprechend verantwortungsbewußt zu handeln. Dazu ist es notwendig, dem Schüler das Verständnis für Zusammenhänge sowohl innerhalb des Naturgeschehens, als auch zwischen Natur, Technik und Leben in Alltag, Beruf, Freizeit und Öffentlichkeit zu vermitteln. Dieses Verständnis setzt den Erwerb von Kenntnissen und Einsichten, Fähigkeiten und Fertigkeiten, Einstellung und Werthaltungen voraus, wobei Querverbindungen zur Physik, zur Chemie und zur Biologie und Umweltkunde sowie zu den anderen Naturwissenschaften und Wissensbereichen herzustellen sind.

Ein deutlicher Schwerpunkt soll auf die Durchführung von physikalischen, chemischen und bilogischen Laborübungen sowie deren theoretische Auswertung gelegt werden. Ausgehend von einfachen, praxisbezogenen Beispielen soll der Schüler Erkenntnisse über naturwissenschaftliche Gesetzmäßigkeiten erwerben, Modellvorstellungen entwickeln und durch weitere Beispiele deren Bedeutung erkennen. Dabei ist der Schüler zu eigenständigem Denken anzuregen und zu selbständigem Bildungserwerb anzuleiten. Der Schüler soll einfache Arbeitsweisen der Naturwissenschaften kennen und anwenden können, wie etwa Beobachten, Beschreiben, Messen, Formulieren von Problemfragen sowei Durchführen und Auswerten von Versuchen und Formulieren von Ergebnissen. Dabei soll auch der Computer als System zur Bearbeitung und Auswertung von Meßdaten eingesetzt werden.

Die Gültigkeitsgrenzen von Gesetzen sollen dem Schüler bewußt gemacht werden. Der Unterricht im Fach NWL soll im Schüler das Bewußtsein für Umweltfragen wecken und verantwortungsvolles Verhalten sowie die Fähigkeit zu vernetztem Denken im naturwissenschaftlichen Bereich fördern. Dazu gehört das Verständnis für die Vielschichtigkeit des Umweltbegriffes. Der Schüler soll die Zusammenhänge zwischen Ökonomie und Ökologie erkennen, um Einsicht in Ursachen und Folgen von Umweltschäden zu erhalten. Der Unterricht soll Kenntnisse über wichtige Schad- und Abfallstoffe, deren Quellen und Gefahren vermitteln und im Schüler die Bereitschaft wecken, als Konsument umweltbewußt zu handeln. Neben der Vermittlung von Wissen über Energie und Rohstoffe sowie deren Bereitstellung soll der Unterricht auch die Bereitschaft zu ihrem sinnvollen und sparsamen Gebrauch fördern.

Die ständige Erweiterung des Verständnisses, der Fähigkeiten und des Erkennens von Zusammenhängen soll den Schüler immer mehr zu einer möglichst eigenständigen Meinungsbildung hinführen, die ihn zu einer bewußten, selbstkritischen, der Altersstufe entsprechenden Handlungsweise befähigt.


2. Lerninhalte

1. Themenbereich: Arbeitstechniken in den Naturwissenschaften

a) Lernziel: Grundlegende Meßtechniken
Längen- und Volumsbestimmung fester, flüssiger und gasförmiger Körper. Arbeit mit unterschiedlichen Waagen, Massebestimmung - Dichtebestimmung, Schemlz- und Siedepunktsbestimmung.

b) Lernziel: chemische Eigenschaften von Stoffen und Stoffgemischen
Geruch, Geschmack, basisches oder saures Verhalten, Reaktion mit Säuren oder Basen ("Brausepulver"), thermisches Verhalten von Metallen, Schwefel und Traubenzucker.

c) Lernziel: physikalische Eigenschaften von Stoffen
Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, magnetische Eigenschaften.

d) Lernziel: Stofftrennung
Erlernen der Fertigkeiten des Filtrierens, Sedimentierens und Dekantierens bzw Destillierens. Beurteilung des Reinheitsgrades eines Produktes. Chromatographie und Adsorption.

2. Themenbereich: Energie

a) Lernziel: Experimenteller Zugang zum Energiebegriff
Grundversuch: Elektrizität: Messung bzw Berechnung von Stromstärke, Spannung, Leistung und Arbeit (elektr. Energie), Bau eines einfachen Stromkreises.

b) Lernziel: Umwandlung von Energieformen, Energie bei chemischen Reaktionen
elektrische Energie > Licht-, Bewegungs-, magnetische Energie, chemische Energie > elektrische Energie (galvanische Elemente, Batterie, Elektrolyse einer Kupfersalzlösung), exotherme und endotherme Energie.

3. Themenbereich: Stoffe in Alltag und Technik

a) Lernziel: Elektromagneten
Bau, Wirkungsweise und Anwendung: Elektromotor, Relais und Selbstunterbrecher

b) Lernziel: Elemente und Verbindungen
Reindarstellung chemischer Elemente: Sauerstoff und Wasserstoff und Nachweise, Silber (aus Silbernitrat durch metallisches Kupfer oder Traubenzucker). Aufbau eines einfachen Gasentwicklers (Kohlendioyid, Nachweis mit Kalkwasser). Ev. Verbrennungvorgänge an der Luft, in reinem Sauerstoff und in Kohlendioxid.

c) Lernziel: Übertragung elektrischer Energie
Transformator.

d) Lernziel: Sären und Basen im Alltag
Gewinnung eines Indikators aus einem Naturstoff (Blaukraut). Untersuchung von verschiedenen Alltagschemikalien (Essig, Waschmittel...) mit Hilfe von Indikatoren, Vergleich mit ph-Indikatoren.

e) Lernziel: Überträger von Informationen
Grundlegende Versuche zur Halbleitertechnik.

f) Lernziel: Salze im Haushalt
Möglichkeiten der Gewinnung und Anwendung, Anwendung von Salzen in der Halbleitertechnik Ätzverfahren), qualitative Analyse ausgewählter Ionen.

g) Lernziel: Bleich- und Reinigungsmittel
Zusammensetzung und Herstellung diverser Reinigungsmittel für Küche, Bad bzw WC.

h) Lernziel: optische Systeme
Grundlegende Versuche zur Optik.

4. Themenbereich: Erweiterte Arbeitsmethoden der Naturwissenschaften

a) Lernziel: Einführung in das Mikroskopieren
Bau und Funktion des Lichtmikroskops. Herstellen einfacher mikroskopischer Präparate. Anfertigen von Handschnitten zur mikroskopischen Untersuchung. Unterschied zwischen lebenden und lebloser Materie. Plasmaströmungen (Staubfadenhaare von Tradescantia).

b) Lernziel: Farbe: Farbstoffe, Farbpigmente, Färbemethoden
Synthese von Malachitgrün, Fluorescin und/oder methylorange. Färbeverfahren, Untersuchung von Lebensmittelfarbstoffen.

c) Lernziel: Vergleich pflanzlicher und menschlicher Zellen
Mikroskopische Darstellung von Zwiebelepidermis- und Mundschleimhautzellen. Kennenlernen von Färbemethoden zum Nachweis von Zellorganellen. Nachweis von pflanzlichen Inhaltsstoffen wie Stärke und Anthocyan.

d) Lernziel: Kolorimetrische Verfahren
Einführende Versuche zur Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie. Photometrische Bestimmung von Kupfer u.Ä.

e) Lernziel: Fischsektion
Kennenlernen einfacher Sektionsmethoden, Freilegen und Erkennen verschiedenster Organsysteme. Mikroskopische Untersuchung des Blutes (Herstellung eines Blutausstriches) und der Fischschuppen.

f) Lernziel: Quantitative analytische Verfahren
Bestimmung der Gesamthärte des Wassers und des Säregehaltes von Essig, Fruchtsaft und/oder Wein.

g) Lernziel: Osmose - Plasmolyse
Kennenlernen des Osmoseprinzipes an der Tropischen Zelle. Mikroskopische Plasmolyseversuche an Epidermiszellen der Küchenzwiebel (rote Varietät). Abschätzen der Zellsaftkonzentration durch Feststellen der Grenzplasmolyse.

5. Themenbereich: Ernährung

a) Lernziel: Zucker und Stärke
Chemische Nachweisreaktionen und Reaktionen.

b) Lernziel: Photosynthese
Zusammenhang zwischen Chlorophyll- und Stärkebildung. Licht- und Kohlendioxidabhängigkeit der Photosynthese, Sauerstoffnachweis.

c) Lernziel: Fett

d) Lernziel: Atmung und Blutkreislauf
Messung des Atemvolumens. Kohlendioxidnachweis bei Pflanzen und Tieren. Bestimmung der Atem- und Herzfrequenz. Sauerstoffbindung durch Hämoglobin.

e) Lernziel: Eiweiß

f) Lernziel: Verdauung, Enzyme
Vergleich zwischen anorganischen Katalysatoren und der Katalyse der Leber bzw Kartoffel. Abhängigkeit der Enzymreaktionen von der Temperatur, der Enzymkonzentration und dem pH-Wert. Nachweis der Amylase- und Lipaseaktivität. Ermittlung des Nährstoff- und Energiebedarfs.

6. Themenbereich: Wohnen

a) Lernziel: Kunststoffe im Haushalt
Untersuchung der Eigenschaften der wichtigsten Massenkunststoffe (PE/PP, PVC, PS). Analyse von Kunststoffproben.

b) Lernziel: Zimmerpflanzen
Mikroskopische Untersuchung von Wurzel, Stengel, Blatt und Spaltöffnungen. Blütenökologie, Nachweis der Kapillarwirkung am Beispiel von Zimmerpflanzen.

c) Lernziel: Waschmittel
Untersuchung der Eigenschaften und der Wirkungsweise von Seife und Waschmittel. Untersuchung der Oberflächenspannung des Wassers.

d) Lernziel: Insekten
Körperbau, Sektion und Bestimmung von nützlichen und schädlichen Insekten.

7. Themenbereich: Lebensraum Wasser und Boden

a) Lernziel: Das Ökosystem Wasser
Mikroskopische Untersuchung der Flora und Fauna stehender und fließender Gewässer. Wassergütebestimmung durch Bioindikatoren. Detergentienwirkung auf Einzeller.

b) Lernziel: Das Ökosystem Boden
Bestimmung der Boden- und Humusart, Bestimmung des Kalkgehalts. Nachweis der Bodenverdichtung, Einfluß des sauren Regens. Zeigerpflanzen. Nachweis von Bodentieren mit dem Berleseapparat.

c) Lernziel: Bestimmung der Bodenaktivität
Katalasetest zur Bestimmung der Bodenqualität: Katalase einer Bodenprobe entwickelt in einem Gasentwickler. Sauerstoff - quantitative Bestimmung.

d) Lernziel: Das Stickstoffproblem
Nitrat, Nitrit, Ammonium in Boden und Trinkwasser, halbquantitative Bestimmung.



3. Didaktische Grundsätze und Auswahl der Themenbereiche

Bei den oben erwähnten Lerninhalten handelt es sich um eine Auswahl von Themenbereichen, deren Durchführung von den tatsächlich abzuhaltenden Doppelstunden abhängig ist.
Die Gewichtung der im Labor unterrichtenden Fächer Physik : Chemie : Biologie ist 1 : 2 : 1, darauf ist auch bei der Auswahl der Themenbereiche und der zu haltenden Doppelstunden zu achten. Grundsätzlich sollten aber bei der Auswahl stets Bereiche aus dem Alltag und dem Erfahrungsbereich der Schüler soweit wie nur möglich herangezogen werden.

Die Umsetzung und Auswertung kann auch mit Hilfe geeigneter Computerprogramme durchgeführt werden. Ergänzt wird der Unterricht im NWL durch Exkursionen, Lehrausgänge und "Arbeiten in der Natur", wobei einzelne Themenbereiche auch ausschließlich "vor Ort" erarbeitet werden sollten.

Querverbindungen
Diese sind jederzeit und mit jedem Gegenstand anzustreben.

Leistungsfeststellungen
Die Leistungsfeststellung erfolgt mündlich, schriftlich und praktisch. Die Note des Schülers wird einvernehmlich mit allen im Labor unterrichtenden Lehrern festgelegt.