Lehrplanbezug
Das Thema Korrosion kann im Hinblick auf viele Teilaspekte in den Lehrplan eingebettet werden.
Im weiteren Verlauf sehen Sie einen kurzen Überblick über die angesprochenen Themenfelder der Lehrpläne Chemie und Physik. Im Download-Bereich finden Sie zudem eine kurze Zusammenfassung der angesprochenen Themenfelder und deren Inhalten.
Chemie:
Themenfeld 4: Vom Erz zum Metall
Die Schülerinnen und Schüler lernen den Begriff des Metalls richtig kennen. Sie können nach Bearbeitung dieses Themenfelds erklären, was ein Metall ist und kennen den Stellenwert von Metallen im Alltag. Dieses Vorwissen ist für das anstehende Projekt natürlich von Bedeutung. Nur, wenn die Schülerinnen und Schüler bereits über fundierte Grundlagen zu den Stoffeigenschaften und Nutzungsmöglichkeiten von Metallen verfügen, können sie im späteren Verlauf auch die Notwenigkeit und den Sinngehalt des Projekts erkennen.
Themenfeld 7: Stoffe im Alltag
Die Schülerinnen und Schüler lernen hier kennen, dass Stoffe auf verschiedene Weise vom Menschen hergestellt, genutzt und weiterverarbeitet werden. In diesem Zusammenhang kommen sie unter Umständen auch schon in Kontakt mit dem Begriff Metall. Sie lernen, dass Stoffe mithilfe verschiedener Merkmale beschrieben und anhand dieser auch erkannt werden können. Sie führen eigenständig kleinere Experimente durch und untersuchen vorliegende Metallproben. Hierbei erlangen sie die Fähigkeit, vorhandene Merkmale beziehungsweise Daten auszuwerten und zu vergleichen. Aber auch das Niederschreiben dieser Daten oder aber möglicher Versuchsdurchführungen in Form von Tabellen, Mindmaps oder Grafiken führt dazu, dass die Schülerinnen und Schüler einen ersten Einblick in die Dokumentationsmethoden der Naturwissenschaften gewinnen. Diese Kompetenzen sind in der späteren Durchführung eines Projekts durchaus von Vorteil. Die Schülerinnen und Schüler lernen zudem kennen, dass Stoffe durch äußere Einflüsse umgewandelt werden können. Gegebenenfalls finden sie an dieser Stelle bereits einen ersten Einblick in das Thema Korrosion von Metallen.
Themenfeld 9: Den Stoffen auf der Spur
Ähnlich wie in der Unterstufe liegt hier der Fokus auf den Kompetenzen, welche die Schülerinnen und Schüler erlernen sollen. Ihr grundlegendes Wissen über Messverfahren, Planung von geeigneten Experimenten, Durchführung dieser Experimente, aber auch der Auswertung und Analyse der Messergebnisse hinsichtlich einer konkreten Fragestellung wird aufgefrischt und erweitert.
Themenfeld 12: Mobile Energieträger
Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Begriffe kennen, die elementar für das allgemeine Verständnis des Rostprozesses sind. Hierzu gehören: das galvanisches Element, die Oxidation und Reduktion, Redoxreaktionen, die Elektronenübertragung sowie das Donator-Akzeptor-Prinzip. Zwar liegt in diesem Themenfeld der Fokus eher auf der Energie, allerdings sind das grundlegende Wissen und die Begrifflichkeiten, welche hier erlernt werden, eine wichtige Grundlage für das Projekt.
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln im Zusammenhang mit diesem Themenfeld auch Basiskonzepte der Chemie auf der Stoff- sowie Teilchenebene. Auf der Stoffebene wird die Energieübertragung bei chemischen Reaktionen thematisiert. Im Mittelpunkt stehen hier die galvanischen Zellen. Auf der Teilchenebene lernen die Schülerinnen und Schüler, dass sich Stoffe hinsichtlich ihrer Tendenz zur Elektronenabgabe und -aufnahme unterscheiden. Im Zusammenhang dazu lernen sie die Redoxreaktionen kennen, die ein Hauptmerkmal des Rostprozesses darstellen.
Physik:
Themenfeld 5: Atombau und ionisierende Strahlung – Radioaktivität im Basiskonzept Materie
Die Schülerinnen und Schüler kennen in der Regel bereits den Aufbau von Atomen, konkret gesagt das Kern-Hülle-Modell, aus dem Chemieunterricht. In der Physik lernen sie weitere Grundkenntnisse über den Aufbau von Atomen kennen. Sie wissen, dass die Atomhülle aus beweglichen Elektronen besteht und der Atomkern aus Protonen und Neutronen. Dieses Grundwissen wird vorausgesetzt, um den Rostvorgang zu verstehen. Das Themenfeld geht im Weiteren auch auf Radioaktivität ein, was allerdings für das Projekt nicht von Bedeutung ist.
Themenfeld 6: Spannung und Induktion
Da der elektrochemische Rostvorgang auf physikalischer Grundlage erklärt werden kann, spielt das Verständnis über das Potential, die Potentialdifferenz und die daraus folgende Spannung ebenfalls eine bedeutende Rolle. Die Schülerinnen und Schüler lernen diese Begriffe hier jedoch nur auf qualitativer Ebene kennen. Ein quantitatives Verständnis wird erst in der Sekundarstufe II geschafft.
Themenfeld 12: Praxis und Forschung – Selbstständig und fragengeleitet experimentieren
Dieses Themenfeld ist ein thematisch sehr weit gefächertes Feld. Es thematisiert keinen konkreten physikalischen Inhalt, sondern setzt den Fokus gezielt auf die Praxis. Die Schülerinnen und Schüler bekommen durch dieses Themenfeld die Möglichkeit, praxisnahes physikalisches Arbeiten im Schulunterricht anhand von Experimenten zu erleben. Das in den vorangegangenen Schuljahren erworbene (physikalische) Wissen sowie die erlernten (physikalischen) Arbeitsmethoden können hier auf einen frei gewählten Themenbereich angewendet werden.
Eine Projektarbeit ist in diesem Zusammenhang eine sinnvolle und durchaus nützliche didaktische Methode. Bei dem angestrebten Projekt haben die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe, eigene Hypothesen zum Phänomen Rost aufzustellen und diese eigenständig zu überprüfen. Sie können selbstständig ein Experiment planen, vorbereiten und durchführen und ihre gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse kritisch hinterfragen. Bei diesem Lernprozess müssen sie stets auf bereits Gelerntes zurückgreifen, um ihre Hypothesen zielführend überprüfen zu können. Je nach Klassenstufe und Fragestellung kann hier auch quantitativ gearbeitet werden, also die Analyse und Auswertung der Ergebnisse in mathematischer Form.
