Chemie

Wenn in einer Sintflut alle wissenschaftlichen Kenntnisse zerstört würden und nur ein Satz an die nächste Generation von Lebewesen weitergereicht werden könnte, welche Aussage würde die größte Information in den wenigsten Worten enthalten? Ich bin davon überzeugt, dass dies die Atomhypothese … wäre, die besagt, dass alle Dinge aus Atomen aufgebaut sind – aus kleinen Teilchen, die in permanenter Bewegung sind …

Feynman et al. (1963), The Feynman lectures on physics
  • Warum kann man aus Blei nicht Gold herstellen?
  • Warum werden Menschen durch die Verwertung von Lebensmitteln in ihrem Körper wärmer als ihre Umgebung?
  • Warum liefert eine Batterie nur eine zeitlang elektrische Energie?
  • Warum gibt es in der Natur flüssige, feste und gasförmige Stoffe?
  • Warum haben manche Stoffe sehr strukturierte Formen oder kommen sogar nur als Kristalle vor?
  • Was geschieht bei einem Brand und wie können wir ihn löschen?
  • Wie haben es die Menschen geschafft unzählige Stoffe herzustellen, die bis vor kurzer Zeit noch gar nicht auf der Erde (und wohl auch im ganzen Weltall) nicht existierten?
  • Wo bleiben die Stoffe, die vom Menchen in die Natur entlassen werden?
  • Warum brennt eine Kerze langsam aber manche Gase können unter Umständen zu Explosionen führen, wenn sie entzündet werden?
  • Woher stammt die Materie für unser Erde?

Unzählige Fragen an die Natur sind denkbar und viele hiervon können nur sinnvoll beantwortet werden, wenn wir die Idee von den winzigen Atomen nachvollziehen können. Aber wie soll man etwas über Dinge lernen, die so unfassbar winzig sind, dass sie weder im Unterricht noch sonstwie direkt sichtbar gemacht werden können?

Sich gerade hiermit zu befassen, macht den Chemieunterricht so spannend und herausfordernd. Wir ChemiekollegInnen am Gymnasium Bad Essen sagen unseren SchülerInnen nicht einfach, wie die Wissenschaft sich die Antworten auf die oben genannten und viele weitere Fragen vorstellt. Wenn immer es möglich ist, zeigen wir, auf welche Weise, mit welchen Methoden, welchen Denkweisen, welchen Experimenten versucht wird, Antworten auf wissenschaftliche Fragen zu erhalten. Dabei wird auch deutlich, welche Fragen gar nicht von den Naturwissenschaften zu klären sind oder welche Aussagen gerade in Zeiten von fake news nicht wissenschaftlich sind, obwohl sie dies vorgeben. Und je mehr man fragt, umso neugieriger wird man. Unsere SchülerInnen immer neugieriger darauf zu machen, was die stoffliche Welt eigentlich ausmacht und wie wir sie zu unserem Nutzen verändern können, ohne ungewollt Schaden auf der Erde anzurichten, das ist unser Ziel, wenn wir Chemie am GBE unterrichten.

Dafür haben wir drei überwiegend gerade erst fertig gestellte Unterrichtsräume und eine moderne, nagelneue Chemiesammlung am GBE zur Verfügung. Diese Ausstattung ermöglicht es uns in unserem Unterricht viele Experimente durchführen zu lassen. Hierbei folgen wir der Idee, die Konfuzius zugeschrieben wird und er vielleicht so ähnlich formulierte: Sage es mir, und ich werde es vergessen. Zeige es mir, und ich werde es vielleicht behalten. Lass es mich tun, und ich werde es können.

Dass uns das bei vielen SchülerInnen gelingt, zeigt sich z.B. auch darin, dass wir immer Chemie-Leistungskurse in der Kursstufe unterrichten, SchülerInnen naturwissenschaftliche Seminarfächer anwählen oder an naturwissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaften teilnehmen. Die inzwischen fast 20 Jahre stattfindene Molekularbiologische Arbeitsgemeinschaft am GBE ist hierfür ein Beispiel. In unserem, für eine Schule sehr ungewöhnlich über Drittmittel ausgestatteten molekularbiologischen Labor können die SchülerInnen die gängigen Arbeitstechniken zur Beantwortung unterschiedlichster Fragenstellungen bzgl. der Erbsubstanz (der Desoxyribonukleinsäure – DNS) verschiedener Lebewesen selbst durchführen. Um diesen abstrakten, jedoch zunehmend gesellschaftlich bedeutenden Bereich an der Grenze zwischen Biologie und Chemie besser zu verstehen, bearbeiten die TeilnehmerInnen Fragen wie z.B.

  • „Welche Fleischsorte wurde in dem vor mir liegenden Döner verarbeitet?“
  • „Enthält das Lebensmittel Teile von gentechnisch veränderten Pflanzen?“
  • „Wozu dient das Barcoding von Lebewesen und wie können wir selbst Organismen genetisch determinieren?“
  • „Wie können wir wissen, dass unsere Vorfahren Sex mit Neandertalern hatten?“
  • „Wie funktioniert ein Corona-PCR-Test und wie eindeutig ist dessen Ergebnis?“

Um diese Fragestellungen zu bearbeiten, werden Arbeitstechniken wie z.B. DNA-Extraktionen aus Geweben oder Lebensmitteln, die „polymerase chain reaktion – PCR“, Gelelektrophoresen für DNA-Fragmente oder auch Proteinfraktionen, Gelfärbungen und andere erlernt und von den SchülerInnen selbst durchgeführt.

Übrigens: Nicht nur die LehrerInnen finden Chemie toll!

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