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Analytisch anorganisches Praktikum
Vorbemerkungen
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Fachliche Vorbemerkungen
Der Umgang mit Laborgeräten und Chemikalien sowie das saubere Arbeiten gehören zu den elementaren Qualifikationen, die in der Ausbildung zum Umweltschutztechnischen Assistenten, zur Umweltschutztechnischen Assistentin vermittelt werden sollen. Gute Fähigkeiten und Fertigkeiten in diesem Bereich sind Voraussetzungen für nahezu alle Berufe, die mit diesem Abschluss ausgeübt werden können. Das Fach „Analytisch anorganisches Praktikum“ stellt bei der Vermittlung dieser Qualifikationen einen zentralen Baustein dar.
Die den Versuchen zugrundeliegende Theorie wird insbesondere in den Fächern „Allgemeine und anorganische Chemie“ sowie „Analytische Chemie/Umweltanalytik“ gelegt. Für die Berechnungen (z. B. beim Ansetzen von Lösungen) sowie für die Auswertung der Versuche sind Kenntnisse aus „Mathematik I“ (BPE 3 und 4) notwendig. Somit ist eine enge Abstimmung mit den Lehrkräften dieser Fächer unerlässlich, um Theorie und Praxis erfolgreich zu verzahnen.
Je nach Situation können unterschiedliche Sozialformen wie Einzel‑, Partner- oder Gruppenarbeit zur Anwendung kommen, um die Schülerinnen und Schüler angemessen kognitiv zu fordern und individuell zu fördern. Die dabei gewählte Aufgabenstellung unterstützt die Schülerinnen und Schüler dabei, eigene Ideen für Arbeitsabläufe und Lösungsansätze zu finden.
Im Fach „Analytisch anorganisches Praktikum“ werden die Grundfertigkeiten in der Handhabung von Laborgeräten und Chemikalien im Hinblick auf Unfallverhütung und Einhaltung der Sicherheitsvorschriften vermittelt. Die Schülerinnen und Schüler erlangen beim Umgang mit Chemikalien und der Planung von Analysen zunehmend ein Bewusstsein für die Abfallvermeidung, aufbereitung und ‑entsorgung.
Die Schülerinnen und Schüler stellen zunächst Stoffgemische nach einer gegebenen Vorschrift her, wobei der sichere Umgang mit Chemikalien erlernt wird. Dabei werden auch Verfahren der Probenvorbereitung unterrichtet.
Anschließend vertiefen die Schülerinnen und Schüler Methoden der analytischen Laborpraxis und wenden diese auf analytische Verfahren wie Gravimetrie, Volumetrie und Dünnschichtchromatografie an. Sie führen diese Methoden praktisch durch und berechnen die Ergebnisse.
Die Schülerinnen und Schüler protokollieren und beurteilen die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Analyseverfahrens. Alle Ergebnisse werden protokolliert und ausgewertet.
Teilbereiche können auch in das „Physikalische und physikalisch-chemische Praktikum“ übertragen werden.
Das Fach „Analytisch anorganisches Praktikum“ baut auf Inhalte des Faches „Mathematik I“ auf und setzt diese anwendungsbezogen um.
Hinweise zum Umgang mit dem Bildungsplan
Der Bildungsplan zeichnet sich durch eine Inhalts- und eine Kompetenzorientierung aus. In jeder Bildungsplaneinheit (BPE) werden in kursiver Schrift die übergeordneten Ziele beschrieben, die durch Zielformulierungen sowie in jeweils einer Inhalts- und Hinweisspalte konkretisiert werden. In den Zielformulierungen werden die jeweiligen fachspezifischen Operatoren als Verben verwendet. Operatoren sind handlungsinitiierende Verben, die signalisieren, welche Tätigkeiten beim Bearbeiten von Aufgaben erwartet werden; eine Operatorenliste ist jedem Bildungsplan im Anhang beigefügt. Durch die kompetenzorientierte Zielformulierung mittels dieser Operatoren wird das Anforderungsniveau bezüglich der Inhalte und der zu erwerbenden Kompetenzen definiert. Die formulierten Ziele und Inhalte sind verbindlich und damit prüfungsrelevant. Sie stellen die Regelanforderungen im jeweiligen Fach dar. Die Inhalte der Hinweisspalte sind unverbindliche Ergänzungen zur Inhaltsspalte und umfassen Beispiele, didaktische Hinweise und Querverweise auf andere Fächer bzw. BPE.
Der VIP-Bereich des Bildungsplans umfasst die Vertiefung, individualisiertes Lernen sowie Projektunterricht. Im Rahmen der hier zur Verfügung stehenden Stunden sollen die Schülerinnen und Schüler bestmöglich unterstützt und bei der Weiterentwicklung ihrer personalen und fachlichen Kompetenzen gefördert werden. Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer nutzen diese Unterrichtszeit nach eigenen Schwerpunktsetzungen auf Basis der fächer- und bildungsgangspezifischen Besonderheiten sowie nach den Lernvoraussetzungen der einzelnen Schülerinnen und Schüler.
Der Teil „Zeit für Leistungsfeststellung“ des Bildungsplans berücksichtigt die Zeit, die zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Leistungsfeststellungen zur Verfügung steht. Dies kann auch die notwendige Zeit für die im Rahmen der Besonderen Lernleistungen erbrachten Leistungen, Nachbesprechung zu Leistungsfeststellungen sowie Feedback-Gespräche umfassen.
Bildungsplanübersicht
Schuljahr | Bildungsplaneinheiten | Zeitricht-wert | Gesamt-stunden | ||
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Schuljahr 1 | Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) | 100 | |||
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40 | ||||
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100 | ||||
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40 | ||||
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50 | ||||
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20 | 350 | |||
Zeit für Leistungsfeststellung | 50 | ||||
400 |
Schuljahr 1
Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) |
100 |
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Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung fächerverbindender Aspekte zu erfolgen.
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BPE 1 |
Labor- und Gerätekunde, Stoffgemische und Kenngrößen |
40 |
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Die Schülerinnen und Schüler wenden grundlegende Arbeitstechniken an, sie führen Messungen durch und arbeiten Proben auf, stellen unter Berücksichtigung der Arbeitssicherheit und Aspekten des Umweltschutzes Stoffgemische her.
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BPE 1.1 |
Die Schülerinnen und Schüler benennen Glas- und Laborgeräte und erklären deren Verwendung. Sie führen Sicherheitsrecherchen für Chemikalien durch, beurteilen deren Gefährdung und leiten Schutzmaßnahmen ab. |
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BPE 1.2 |
Die Schülerinnen und Schüler führen die Herstellung von Stoffen bzw. Stoffgemischen nach gegebener Vorschrift durch. Sie planen die Durchführung der Trennung und beurteilen die Eignung der gewählten Methoden. |
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BPE 1.3 |
Die Schülerinnen und Schüler überprüfen und charakterisieren Stoffe bzw. Stoffgemische. |
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BPE 1.4 |
Die Schülerinnen und Schüler wenden Methoden zur Probenvorbereitung an. |
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BPE 2 |
Quantitative Analysen |
100 |
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Die Schülerinnen und Schüler führen quantitative Analysen nass-chemisch durch. Sie nehmen Proben und bereiten diese für die Analytik auf. Die durchgeführten Analysen werden protokolliert und ausgewertet. Die Schülerinnen und Schüler beurteilen die Analysenergebnisse nach geltenden Qualitätsstandards.
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BPE 2.1 |
Die Schülerinnen und Schüler planen eine gravimetrische Analyse und führen diese durch. Sie dokumentieren die Ergebnisse, werten diese aus und beurteilen sie. |
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BPE 2.2 |
Die Schülerinnen und Schüler führen volumetrische Analysen durch. Sie planen und führen die Herstellung von Maßlösungen durch und ermitteln deren Titer. Sie wenden verschiedene Titrationsarten an. |
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BPE 3 |
Qualitative Analysen |
40 |
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Die Schülerinnen und Schüler führen qualitative Analysen einfacher Stoffe und Stoffgemische unter Beachtung der Abfallvermeidung, ‑aufbereitung und ‑entsorgung durch. Kenntnisse über das Reaktionsverhalten der Stoffe werden vertieft.
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BPE 3.1 |
Die Schülerinnen und Schüler führen qualitative Nachweise durch und charakterisieren damit die Anwesenheit von Anionen und Kationen. |
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BPE 4 |
Qualitative und quantitative Trennungen |
50 |
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Die Schülerinnen und Schüler planen einfache Stofftrennungen und führen diese durch. Die in den vorangegangenen BPE erlernten Analysemethoden werden auf vorgegebene Proben angewendet.
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BPE 4.1 |
Die Schülerinnen und Schüler analysieren anhand erlernter Methoden Bestandteile qualitativ. |
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BPE 4.2 |
Die Schülerinnen und Schüler analysieren anhand erlernter Methoden Bestandteile quantitativ. |
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BPE 5 |
Dünnschichtchromatografie |
20 |
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Die Schülerinnen und Schüler führen dünnschichtchromatografische Trennungen durch und identifizieren die Stoffe. Sie beachten beim Umgang mit Gefahrstoffen die Vorgaben zur Arbeitssicherheit und dem Umweltschutz.
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BPE 5.1 |
Die Schülerinnen und Schüler planen dünnschichtchromatografische Trennungen, führen diese durch und werten sie aus. |
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Operatorenliste
Anforderungsbereiche:
Anforderungsbereich I umfasst die Reproduktion und die Anwendung einfacher Sachverhalte und Fachmethoden, das Darstellen von Sachverhalten in vorgegebener Form sowie die Darstellung einfacher Bezüge.
Anforderungsbereich II umfasst die Reorganisation und das Übertragen komplexerer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Anwendung von technischen Kommunikationsformen, die Wiedergabe von Bewertungsansätzen sowie das Herstellen von Bezügen, um technische Problemstellungen entsprechend den allgemeinen Regeln der Technik zu lösen.
Anforderungsbereich III umfasst das problembezogene Anwenden und Übertragen komplexer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Auswahl von Kommunikationsformen, das Herstellen von Bezügen und das Bewerten von Sachverhalten.
Operator | Erläuterung | Zuordnung Anforderungsbereiche |
---|---|---|
ableiten |
auf der Grundlage relevanter Merkmale sachgerechte Schlüsse ziehen
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II |
abschätzen |
auf der Grundlage von begründeten Überlegungen Größenordnungen angeben
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II |
analysieren, untersuchen |
für eine gegebene Problem- oder Fragestellung systematisch bzw. kriteriengeleitet wichtige Bestandteile, Merkmale oder Eigenschaften eines Sachverhaltes oder eines Objektes erschließen und deren Beziehungen zueinander darstellen
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II |
anwenden, übertragen |
einen bekannten Zusammenhang oder eine bekannte Methode zur Lösungsfindung bzw. Zielerreichung auf einen anderen, ggf. unbekannten Sachverhalt beziehen
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II, III |
aufbauen |
Objekte und Geräte zielgerichtet anordnen und kombinieren
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II |
aufstellen |
fachspezifische Formeln, Gleichungen, Gleichungssysteme, Reaktionsgleichungen oder Reaktionsmechanismen entwickeln
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II |
auswerten |
Informationen (Daten, Einzelergebnisse o. a.) erfassen, in einen Zusammenhang stellen und daraus zielgerichtete Schlussfolgerungen ziehen
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II, III |
begründen |
Sachverhalte oder Aussagen auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge oder weitere nachvollziehbare Argumente zurückführen
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II |
benennen, nennen, angeben |
Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten oder Fakten ohne Erläuterung und Wertung aufzählen
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I |
beraten |
eine Entscheidungsfindung fachkompetent und zielgruppengerecht unterstützen
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III |
berechnen |
Ergebnisse aus gegebenen Werten/Daten durch Rechenoperationen oder grafische Lösungsmethoden gewinnen
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II |
beschreiben |
Strukturen, Situationen, Zusammenhänge, Prozesse und Eigenschaften genau, sachlich, strukturiert und fachsprachlich richtig mit eigenen Worten darstellen, dabei wird auf Erklärungen oder Wertungen verzichtet
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I, II |
bestimmen |
Sachverhalte und Inhalte prägnant und kriteriengeleitet darstellen
|
I |
bestätigen, beweisen, nachweisen, überprüfen, prüfen |
die Gültigkeit, Schlüssigkeit und Berechtigung einer Aussage (z. B. Hypothese, Modell oder Naturgesetz) durch ein Experiment, eine logische Herleitung oder sachliche Argumentation belegen bzw. widerlegen
|
III |
beurteilen, Stellung nehmen |
zu einem Sachverhalt oder einer Aussage eine eigene, auf Fachwissen sowie fachlichen Methoden und Maßstäben begründete Position über deren Sinnhaftigkeit vertreten
|
III |
bewerten, kritisch Stellung nehmen |
zu einem Sachverhalt oder einer Aussage eine eigene, auf gesellschaftlich oder persönliche Wertvorstellungen begründete Position über deren Annehmbarkeit vertreten
|
III |
charakterisieren |
spezifischen Eigenheiten von Sachverhalten, Objekten, Vorgängen, Personen o. a. unter leitenden Gesichtspunkten herausarbeiten und darstellen
|
II |
darstellen, darlegen |
Sachverhalte, Strukturen, Zusammenhänge, Methoden oder Ergebnisse etc. unter einer bestimmten Fragestellung in geeigneten Kommunikationsformaten strukturiert und ggf. fachsprachlich wiedergeben
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I, II |
diskutieren, erörtern |
Pro- und Kontra-Argumente zu einer Aussage bzw. Behauptung einander gegenüberstellen und abwägen
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III |
dokumentieren |
Entscheidende Erklärungen, Herleitungen und Skizzen zu einem Sachverhalt bzw. Vorgang angeben und systematisch ordnen
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I, II |
durchführen |
eine vorgegebene oder eigene Anleitung bzw. Anweisung umsetzen
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I, II |
einordnen, ordnen, zuordnen, kategorisieren, strukturieren |
Begriffe, Gegenstände usw. auf der Grundlage bestimmter Merkmale systematisch einteilen; so wird deutlich, dass Zusammenhänge unter vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten begründet hergestellt werden
|
II |
empfehlen |
Produkte und Verhaltensweisen kunden- und situationsgerecht vorschlagen
|
II |
entwickeln, entwerfen, gestalten |
Wissen und Methoden zielgerichtet und ggf. kreativ miteinander verknüpfen, um eine eigenständige Antwort auf eine Annahme oder eine Lösung für eine Problemstellung zu erarbeiten oder weiterzuentwickeln
|
III |
erklären |
Strukturen, Prozesse oder Zusammenhänge eines Sachverhalts nachvollziehbar, verständlich und fachlich begründet zum Ausdruck bringen
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I, II |
erläutern |
Wesentliches eines Sachverhalts, Gegenstands, Vorgangs etc. mithilfe von anschaulichen Beispielen oder durch zusätzliche Informationen verdeutlichen
|
II |
ermitteln |
einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren
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I, II |
erschließen |
geforderte Informationen herausarbeiten oder Sachverhalte herleiten, die nicht explizit in dem zugrunde liegenden Material genannt werden
|
II |
formulieren |
Gefordertes knapp und präzise zum Ausdruck bringen
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I |
herstellen |
nach anerkannten Regeln Zubereitungen aus Stoffen gewinnen, anfertigen, zubereiten, be- oder verarbeiten, umfüllen, abfüllen, abpacken und kennzeichnen
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II, III |
implementieren |
Strukturen und/oder Prozesse mit Blick auf gegebene Rahmenbedingungen, Zielanforderungen sowie etwaige Regeln in einem System umsetzen
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II, III |
informieren |
fachliche Informationen zielgruppengerecht aufbereiten und strukturieren
|
II |
interpretieren, deuten |
auf der Grundlage einer beschreibenden Analyse Erklärungsmöglichkeiten für Zusammenhänge und Wirkungsweisen mit Blick auf ein schlüssiges Gesamtverständnis aufzeigen
|
III |
kennzeichnen |
Markierungen, Symbole, Zeichen oder Etiketten anbringen, die geltenden Konventionen und/oder gesetzlichen Vorschriften entsprechen
|
II |
optimieren |
einen gegebenen technischen Sachverhalt, einen Quellcode oder eine gegebene technische Einrichtung so verändern, dass die geforderten Kriterien unter einem bestimmten Aspekt erfüllt werden
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II, III |
planen |
die Schritte eines Arbeitsprozesses antizipieren und eine nachvollziehbare ergebnisorientierte Anordnung der Schritte vornehmen
|
III |
präsentieren |
Sachverhalte strukturiert, mediengestützt und adressatengerecht vortragen
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II |
skizzieren |
Sachverhalte, Objekte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduzieren und übersichtlich darstellen
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I |
übersetzen |
einen Sachverhalt oder einzelne Wörter und Phrasen wortgetreu in einer anderen Sprache wiedergeben
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II |
validieren, testen |
Erbringung eines dokumentierten Nachweises, dass ein bestimmter Prozess oder ein System kontinuierlich eine Funktionalität/Produkt erzeugt, das die zuvor definierten Spezifikationen und Qualitätsmerkmale erfüllt
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I |
verallgemeinern |
aus einer Einsicht eine Aussage formulieren, die für verschiedene Anwendungsbereiche Gültigkeit besitzt
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II |
verdrahten |
Betriebsmittel nach einem vorgegebenen Anschluss‑/ Stromlaufplan systematisch elektrisch miteinander verbinden
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I, II |
vergleichen, gegenüberstellen, unterscheiden |
nach vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten problembezogen Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln und gegenüberstellen sowie auf dieser Grundlage ggf. ein gewichtetes Ergebnis formulieren
|
II |
wiedergeben |
wesentliche Information und/oder deren Zusammenhänge strukturiert zusammenfassen
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I |
zeichnen |
einen beobachtbaren oder gegebenen Sachverhalt mit grafischen Mitteln und ggf. unter Einhaltung von fachlichen Konventionen (z. B. Symbole, Perspektiven etc.) darstellen
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I, II |
zeigen, aufzeigen |
Sachverhalte, Prozesse o. a. sachlich beschreiben und erläutern
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I, II |
zusammenfassen |
das Wesentliche sachbezogen, konzentriert sowie inhaltlich und sprachlich strukturiert mit eigenen Worten wiedergeben
|
I, II |