Naturwissenschaftliches Labor

Bildungs- und Lehraufgabe:

Der Unterricht im NWL dient dazu, durch Experimente und praktisches Arbeiten die Selbsttätigkeit der Schüler zu fördern.
Durch Auswahl von fächerübergreifenden Aufgabenstellungen soll vernetztes Denken gefördert und die Erkenntnis gewonnen werden, dass der Zugang zu verschiedensten Themen von mehreren Seiten möglich und notwendig ist.
Durch die naturwissenschaftliche Arbeit werden Schülerinnen und Schüler mit dem Wissen und den Fähigkeiten zur Bewältigung stofflicher Alltags-, Freizeit-, Lebens- und Berufsphänomene ausgestattet und ausgehend von ihrem Erfahrungsbereich und unter Berücksichtigung regionaler Besonderheiten, zu einem naturwissenschaftlichen Denken hingeführt. Dies geschieht durch:

-     Bewusstes Beobachten natürlicher Vorgänge

-     Kennenlernen naturwissenschaftlicher Prinzipien und Arbeitstechniken

-     Planung, Durchführung, Auswertung von Experimenten und Protokollführung

-          Verwendung der Bibliothek und moderner Technologien zur Beschaffung von Informationen

-     Verstehen der Bedeutung der Naturwissenschaften für alle Lebensformen und Lebensvorgänge.

Der Unterricht im NWL hat weiters die Aufgabe, die Schülerinnen und Schüler in die Lage zu versetzen, die volkswirtschaft­liche und gesellschaftliche Bedeutung von Naturwissenschaft einzuschätzen, sowie auf die Berufs- und Arbeitswelt vorzube­rei­ten. Dies geschieht durch:

-     Hinführen zu einem Verständnis für Kreisläufe, für die Wechselbeziehung Ökonomie - Ökologie und damit zu umweltbewusstem Handeln sowie zu Energie- und Rohstoffsparen

-     Kritische Auseinandersetzung mit dem Nutzen und den Gefahren der Anwendung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse

Ferner soll der Unterricht im NWL im Sinne der Persönlichkeitsentwicklung das Bewusstsein für Eigenverantwortung fördern und zu mündigem Verhalten führen. Dies geschieht durch:

-     Erziehung zu Team-, Kommunikations- und Solidarfähigkeit sowie Erziehung zu Genauigkeit, Sorgfalt und Verantwortung

-     Förderung des sicherheitsbewussten Handelns

 

Beitrag zur Aufgabe der Schule:

Die Grundlagen legen zur Beurteilung von Chancen und Gefahren für die Umwelt und von Umweltschutzmaßnahmen, um eine menschenwürdige Zukunft zu ermöglichen. Entscheidungskompetenz in dieser Richtung entsteht erst durch ein unverzichtbares naturwissenschaftliches Wissen. Auch die ethisch-moralische Diskussion solcher Zukunftsfragen hat dieses Wissen als Basis.

 

Beiträge zu den Bildungsbereichen:

Natur und Technik:

Durchgängige Gültigkeit materieller Aufbauprinzipien für sämtliche Bereiche der Natur; technische Errungenschaften der Gesellschaft unter Berücksichtigung der Widerspiegelung innerer Aufbauprinzipien in äußeren Eigenschaften.

Sprache und Kommunikation:

Unterschied zwischen Alltags- und Fachsprache bzw. Symbolsprache, präziser Sprachgebrauch, Argumentationsverhalten bei Planung, Beobachtung, Beschreibung und Protokollierung naturwissenschaftlicher Vorgänge.

Mensch und Gesellschaft:

Bedeutung der Naturwissenschaften für den Lauf der Geschichte und die gesellschaftlichen Bedingungen, Verknüpfung der Begriffe Wirtschaft - Technik - Wertung - Verantwortung - Ethik.

Kreativität und Gestaltung:

Ästhetische und emotionale Bezüge zur Um- und Mitwelt.

Gesundheit und Bewegung:

Umgang mit Gefahren- und Altstoffen, Energieproblematik, Ernährungs- und Gesundheitserziehung, Aufklärung über Drogen und Doping, Bedeutung der Hygiene, Bedeutung der Naturwissenschaften für den medizinischen Fortschritt.

 

 Didaktische Grundsätze:

Der Unterricht im NWL soll überwiegend von der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler ausgehen. Prinzipiell ist der induktive Weg zum Erkenntnisgewinn anzustreben. Dies bedeutet, dass vor allem vom Schülerexperiment auszugehen ist. Dabei ist den Schülerinnen und Schülern Gelegenheit zu möglichst selbstständigem Suchen, Forschen und Entdecken zu geben. Die selbsttätige Informationsbeschaffung soll gefördert werden. Beim praktischen Arbeiten ist auf Genauigkeit der Durchführung und der Dokumentation besonderer Wert zu legen.

Der Unterricht soll durch moderne Lern- und Sozialformen (z.B. Teamarbeit) auch das Lernen im sozialen und emotionalen Bereich fördern. Darüber hinaus hat eine Auseinandersetzung mit neuen Technologien, Unterrichtssoftware und elektronischen Informationssystemen zu erfolgen.

Unterricht im NWL ist Sicherheitserziehung im weitesten Sinne. Daher muss hier ganz besonders auf Gefahren, die von Stoffen, Reaktionen und Techniken ausgehen, hingewiesen werden, ohne zu dramatisieren oder zu verniedlichen. Durch den vorschriftsmäßigen Gebrauch von Sicherheitsausstattung und –hilfen sowie Hygiene sind die Schülerinnen und Schüler beim Experimentieren auch aktiv an die Sicherheitsstandards zu gewöhnen. Die Entsorgung ist vor allem wegen der Vorbildfunktion sorgfältig durchzuführen.

 

Lehrstoff im Bereich Chemie:

7. und 8. Klasse:       (je zwei Wochenstunde)

Sicherheit im Umgang mit Stoffen

-          Kennen lernen und Auseinandersetzung mit Laborordnung.

-          Einüben von Erste Hilfe-Maßnahmen an Menschen.

-          Einüben von Sofort-Maßnahmen mit bei Unfällen freigesetzten Stoffen.

-          Abschätzen lernen von Stoffmengen.

-          Kennenlernen von Gefahren, die von Stoffen und Reaktionen ausgehen.

-          Erlernen des verantwortungsvollen und sicheren Umgangs mit (Haushalts-)Chemikalien.

Grundtechniken des chemischen Arbeitens

-          Kennen lernen von Laborgeräten.

-          Einüben von allgemeinen Arbeitstechniken.

-          Kennen lernen von Trennverfahren und deren Anwendung (Filtrieren, Destillieren, Adsorption, Extraktion, Chromatographie.

-          Planen, genaues Beobachten und systematisches Protokollieren chemischer Vorgänge (Leitfähigkeit von Lösungen, Farbumschläge von Indikatoren).

-          Bestimmen von physikalischen und chemischen Stoffeigenschaften.

Gleichgewichte in Luft, Wasser und Boden

-          Erkennen der Bedeutung chemischer Methoden bei der Identifizierung und Minimierung von Schadstoffen.

-          Analysieren von Brauchwasser, Trinkwasser, Abwasser. (Testsätze, Mikroquant)

-          Analyse und Vergleichen von Natur-Boden und landwirtschaftlich genutztem Boden.

-          Erwerb von Basiswissen über die Strukturen ausgewählter anorganischer und organischer
      Stoffe und einfachster Struktur – Wirkungsbeziehungen.


Die chemischen Reaktionen

-          Erkennen des Einflusses von Konzentration, Temperatur und Druck auf Reaktionen.

-          Verwenden von Farb-, Niederschlags- und Gasbildungs-Reaktionen für die qualitative Analyse.

-          Einsicht gewinnen in wichtige Eigenschaften und Reaktionen von Säuren, Basen und Salzen.

-          Anwenden von Säure- Basen-Reaktionen in der quantitativen Analyse. (Herstellen und Stellen von Lösungen und Titern)

-          Anwenden von Redox-Reaktionen in der quantitativen Analyse.

Derivate der Kohlenwasserstoffe – Funktionelle Gruppen

-          Ester synthetisieren und deren Einsatz als Aromastoffe beispielhaft dokumentieren.

Ausgewählte organische Verbindungen als technisch wichtige Produkte:

-          Lebensmittel und Stoffe des täglichen Lebens untersuchen und die Eigenschaften dokumentieren.

-          Kunststoffe herstellen und deren Eigenschaften erproben.

-          Verständnis erlangen für die Zusammensetzung und Anwendung hygienerelevanter Stoffe

-          Kennenlernen der Farbtheorien.

-          Synthese von Farbstoffen.

-          Anwenden von Farbstoffen als Indikatoren und in verschiedenen Färbemethoden. (Farbreaktionen aller Art: s. U.Ch, Heft 55, Mittelteil)

-          Exemplarische Herstellung eines Medikamentes und Feststellen der Eigenschaften und Wirkungen.

 

Lehrstoff im Bereich Physik

6. und 8. Klasse         (je zwei Wochenstunden)

Sicherheit im Umgang mit Geräten und Materialien

-          Kennen lernen und Auseinandersetzung mit Laborordnung

-          Einüben von Erste Hilfe-Maßnahmen an Menschen

-          Einüben von Sofort-Maßnahmen bei Unfällen

-          Kennenlernen von Gefahren, die bei physikalischen Vorgängen auftreten

-          Erlernen des verantwortungsvollen und sicheren Umgangs mit

Physik und Natur

-          Die für die Physik typische Denkweise kennen lernen;

-          Unterschiede zwischen physikalischen und nicht-physikalischen Denkvorgängen erkennen.

-          Das physikalische Experiment als Modell für einen natürlichen Vorgang erkennen und daraus die richtigen (abstrakten)   Erkenntnisse und Modellbildungen gewinnen

Mechanik

-          Die mechanischen Grundgrößen und abgeleiteten Größen kennen und verstehen lernen.

-          Messinstrumente für mechanische Größen kennen und benutzen lernen.

-          Umwandlung mechanischer Energien begreifen.

-          Die Auswirkungen der Mechanik im Straßenverkehr verstehen lernen.

Thermodynamik

-          Den Unterschied zwischen Temperatur und Wärme verstehen lernen.

-          Thermische Messinstrumente kennen und verwenden lernen.

-          Wärmekapazität von Stoffen bestimmen lernen.

-          Die thermodynamischen Eigenschaften von Wasser verstehen lernen.

Optik

-          Anhand von einfachen Geräten optische Gesetze erkennen

-          Wellen- und Teilchencharakter des Lichtes begreifen

-          Die Bedeutung optischer Geräte für den Menschen abschätzen lernen.

Elektrostatik und Elektrodynamik

-          Elektrische Erscheinungen in Technik und Natur erklären können.

-          Elektrostatische Vorgänge beobachten und messen

-          Elektrische Bauteile kennen und verstehen lernen.

-          Energieumformung und Arbeitsverrichtung wichtiger Elektrogeräte verstehen;

-          grundlegendes Sicherheitsbewusstsein im Umgang mit elektrischen Einrichtungen entwickeln (Arten von Sicherungen und Isolation);

-          Einsicht in die ökologische Bedeutung von Energiesparmaßnahmen gewinnen und ökologische Handlungskompetenz aufbauen.

Magnetismus und Magnetfeld

-          Einsicht in den Zusammenhang zwischen elektrischer und magnetischer Energie gewinnen;

-          grundlegendes Wissen über Herstellung, Transport und „Verbrauch“ elektrischer Energie erwerben (Generator und Transformator);

-          Gefahren des elektrischen Stromflusses erkennen und sicherheitsbewusstes Handeln erreichen;

-          Einsichten in Funktionsprinzipien technischer Geräte aus dem Interessensbereich der Schülerinnen und Schüler gewinnen.

Elektronik

-          Elektronik als Grundlage der modernen Kommunikationstechniken erkennen und erfahren

-          Elektronische Bauelemente und deren Wirkungsweise kennenlernen

-          Elektronische Schaltungen für verschiedene Zwecke kennenlernen, aufbauen und Messungen durchführen

 

Lehrstoff im Bereich Biologie und Umweltkunde

6. und 7. Klasse         (je zwei Wochenstunde)

Anatomie und Physiologie

-          Mikroskopieren und Zeichnen der Organe der Pflanze Wurzel, Stamm und Blatt, Leitbündel

-          Histologie von tierischen und menschlichen Geweben wie Muskel, Haut, Nerven u.a. untersuchen

-          Sezieren von Wirbeltierherz, Auge, Schweineschädel und Schweinefuß

-          Praktische Versuche mit Pflanzenkeimlingen, vegetative Vermehrung durch Stecklinge etc.

Ökologie

-          Grundbegriffe und Zusammenhänge der Ökologie kennen lernen

-          Untersuchen von Lebensräumen: Boden (Entnehmen von Bodenproben, Herstellen von Präparaten von Bodenorganismen, Mikroskopieren und Zeichnen);
Wald (Exkursion mit Führung, Bestimmen heimischer Bäume); Wasser (Entnahme von Wasserproben, Untersuchung von Wasserorganismen); Wiese (Bestimmen von Organismen, Anlegen eines Herbars)

-          Exkursion in das Gewächshaus der Universität Graz mit Führung

Vererbung und Gentechnik

-          Mikroskopieren von Zellteilung und Chromosomen

-          Methoden und Anwendung der Gentechnik kennen lernen: Durchführung eines „genetischen Fingerprints“

Mikrobiologie und Parasitologie

-          Mikroorganismen in Nahrungsmitteln (Hefe, Schimmel, Krankheitserreger) als Helfer und Gegner des Menschen erkennen

-     Parasitologie: Zoonosen wie Tollwut, Encephalitis; Parasitäre Würmer (Mikroskopieren,
      systematische Zuordnung), Infektionsarten, evolutionäre Aspekte