Bernhard Sieve, Catharina Mielke und Kerstin Kremer

Chemie in biologischen Kontexten

Fächerübergreifender Unterricht, Biologische Kontexte
Kontext Ozean: Ökologische Aspekte haben große Bedeutung bei der Betrachtung von Umweltauswirkungen chemischer Prozesse und Produkte, © Rich Carey/shutterstock.com

Bernhard Sieve, Catharina Mielke und Kerstin Kremer

Die Bedeutung von chemischem Grundwissen für das Verständnis anderer naturwissenschaftlicher Disziplinen, vor allem für die Biologie, ist unumstritten. Diese drückt sich u.a. darin aus, dass z.B. im Biologiestudium chemisches Grundwissen verlangt und vermittelt wird. Auch im schulischen Curriculum finden sich die Bezüge, denn gerade in der Sekundarstufe II greift das Fach Biologie auf ein breites chemisches Grundverständnis zurück.
Doch welche Basiskenntnisse aus anderen MINT-Fächern sind für die Vermittlung von tragfähigen Vorstellungen und Fachwissen im Sinne einer naturwissenschaftlichen Grundbildung (Scientific Literacy) im Fach Chemie nötig? Neben Bezügen zur Mathematik [1] finden sich auch Hinweise, dass Bezüge zur Biologie (und Physik) hergestellt werden sollen. Jedoch gibt es, im Gegensatz zur Mathematisierung des Chemieunterrichts oder zur „Chemisierung des Biologieunterrichts [2], bisher kaum fachdidaktische Überlegungen, die Bezüge zur Biologie legitimieren. Genauso wenig findet man Vorschläge, welche Fachinhalte durch die formalen inhaltlichen Forderungen in den Curricula für Fachlehrkräfte hilfreich für die Gestaltung eines Chemieunterrichts im oben genannten Sinn sein könnten.
Das Themenheft „Chemie in biologischen Kontexten möchte zu einer fachdidaktischen Diskussion über eine „Biologisierung des Chemieunterrichts beitragen. Die Unterrichtsmodelle des Heftes greifen gezielt Unterrichtsthemen auf, die eine Vermittlung von chemischem Fachwissen und Kompetenzen im „biologischen Kontext ermöglichen. Zu diesem Zweck werden auch biologische Inhalte geklärt und jeweils diskutiert, inwiefern der biologische Kontext zu einem besseren Verständnis der chemischen Konzepte, zu einer Erweiterung der Perspektive oder auch zu einem interdisziplinären Bezug beitragen kann. Dazu soll in diesem Basisartikel zunächst betrachtet werden, in welcher Beziehung die Chemie als Wissenschaftsdisziplin zu biologischen Kontexten und Inhalten steht. Im nächsten Schritt wird an den Bildungsstandards und den einheitlichen Prüfungsanforderungen an das Abitur (EPA) abgeleitet, welche Potenziale eine „Biologisierung im Chemieunterricht auch für das fächerübergreifende Lernen haben kann. Im letzten Abschnitt werden prägnante Unterrichtsinhalte sowohl des Biologie- als auch des Chemieunterrichts vorgestellt, die jedoch oft aus anderen Perspektiven betrachtet werden bzw. anderen Zielen dienen. Dabei steht eine Verbesserung des Verständnisses von chemischen Themen auch hinsichtlich größerer Zusammenhänge im Vordergrund, genau wie es Lumer und Hesse [3, S.372] bezüglich der Chemisierung des Biologieunterrichtes und Parchmann und Sieve [1] hinsichtlich der Mathematisierung des Chemieunterrichts beschreiben.
Bezüge der Wissenschaft Chemie zur Biologie
Die Unterteilung der jungen Wissenschaft Chemie in anorganische und organische Chemie stellte im 19. Jahrhundert einen ersten disziplinären Bezug hin zu einer besonderen Betrachtung von Lebensprozessen in der Chemie dar. Entdeckungen und Entwicklungen im 19. Jahrhundert brachten weitere Forschungsgebiete hervor. Die Technische/Angewandte Chemie gewann zunehmend an Bedeutung. Heute werden chemische Methoden und Reaktionen in den meisten Industriezweigen genutzt. Dabei wurde die Chemie auch auf Grundlage der Rohstoffe und deren Verwendungen in weitere Teilgebiete unterteilt. Heute lösen sich die Disziplinengrenzen in der aktuellen Forschung zunehmend auf. Während auf formaler Ebene eine Aufteilung in die klassischen Gebiete der Chemie in organische, anorganische, physikalische, analytische und technische Chemie noch vollzogen wird, haben sich gleichzeitig viele interdisziplinäre Gebiete geformt. Hierzu gehören bspw. die Biochemie, die makromolekulare Chemie, die Naturstoffchemie, die Toxikologie oder die Pharmakologie [4]. Dies zeigt auch, dass die noch heute im alltäglichen Sprachgebrauch übliche Nutzung des Begriffs „Chemie...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 165 / 2018

Chemie in biologischen Kontexten

Friedrich+ Kennzeichnung Methode & Didaktik Schuljahr 5-13