Nachhaltigkeit im Chemieunterricht

Das Thema „Mikroplastik und seine Auswirkungen auf die Umwelt“ hat in den letzten Jahren nicht nur eine zunehmende mediale Aufmerksamkeit erfahren, sondern wurde weltweit zu einem neuen großen Forschungsgebiet. Derzeit wird dieses Thema in Gesellschaft, Politik und Wissenschaft intensiv diskutiert und stellt somit eine hochaktuelle Thematik dar, die bisher jedoch nur in einem sehr geringen Umfang im schulischen Kontext umgesetzt wird. Da es für den naturwissenschaftlichen Unterricht von großer Bedeutung sein sollte, besonders aktuelle Themen aufzugreifen und für den Einsatz im experimentellen Unterricht aufzuarbeiten, werden in dieser Lehrerfortbildung neue Modellexperimente für den Unterricht der Sekundarstufe II vorgestellt und durchgeführt, die das Thema Mikroplastik mit einfachen Mitteln in der Schule umsetzbar machen. Ziel ist es, einen besonderen Beitrag zur Umweltbildung zu leisten, indem Schülerinnen und Schüler adaptierte wissenschaftliche Experimente durchführen und somit ihre Bewertungskompetenz schulen. Aktuelle Forschungsergebnisse aus der Wissenschaft dienen dabei als Basis und können mit Hilfe der entwickelten Experimente dem Unterrichtsprozess zur Verfügung gestellt werden. Zum einen wird primäres Mikroplastik in Kosmetikartikeln mit Hilfe einer Kaffeepad-Maschine separiert. Zum anderen wird der Frage nachgegangen, wie man bereits in die Umwelt eingetragenes Mikroplastik, sowohl primär als auch sekundär, aus Sediment mithilfe einer Dichtetrennmethode entfernen kann. Somit wird der Bogen zwischen dem direkt anthropogenen Eintrag von primärem Mikroplastik durch Kosmetikprodukte und den Schwierigkeiten der Entfernung des einmal in die Umwelt eingetragen Mikroplastiks geschlagen. Die Experimente zeigen eine hohe Alltagsrelevanz und können durch die Umsetzung mit Hilfe der low-cost-Methode einfach in den Unterricht integriert und nachgebaut werden.

Die Versuche sind eingebettet in ein Angebot des Schülerlabors GreenLab_OS der Chemiedidaktik Osnabrück und können einen weiteren Schritt in auf dem Weg der Umweltbildung von Schülerinnen und Schülern darstellen. Durch die Auseinandersetzung mit den Konsequenzen des Plastikeintrags in die Umwelt, gerade auf experimentellem Wege, können Schülerinnen und Schüler direkt erfahren, was sonst im Verborgenen bleibt. Neben der genauen Kenntnis über die Eintrags- und Verbreitungspfade müssen jedoch auch vermehrt Konzepte entwickelt werden, das gravierende Umweltproblem zu bekämpfen. Aus diesem Grund ist es zukünftig wichtig, auch über die enthaltenen Versuche hinaus weitere Experimente auf wissenschaftlicher und schulischer Ebene zu konzipieren um das Thema Mikroplastik öffentlichkeitsnah zu vermitteln und besonders in den Schulalltag zu integrieren.  

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer lernen zunächst in einem einführenden Vortrag die geopolitischen Hintergründe und die gesetzliche Regulation zur europäischen Versorgungslage mit dem Element Phosphor kennen. Anschließend werden aktuelle verfahrenstechnische Grundlagen zur Phosphor-Rückgewinnung erläutert. Die Einbindung dieses angewandten Umweltthemas in den naturwissenschaftlichen Unterricht ab Jahrgang 9 unter den gegebenen technischen Bedingungen in den allgemeinbildenden und beruflichen Schulen wird thematisiert und durch wichtige Sicherheitsaspekte als auch sinnvolle Hygienemaßnahmen ergänzt.

Vertiefend erhalten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Gelegenheit, im Laborpraktikum für den Schulalltag ausgewählte technische Verfahren zur Phosphor-Rückgewinnung praktisch anzuwenden.

In der Sekundarstufe I spielt Berufsorientierung eine immer größer werdende Rolle und gewinnt damit auch im Chemieunterricht an Bedeutung. Die Jugendlichen sollen naturwissenschaftlich-technische Berufsfelder kennen lernen und dadurch eine bessere Grundlage für ihre Berufswahl erhalten. Im Workshop werden neue Unterrichtsmaterialien für das Fach Chemie vorgestellt, die sich eng am Inhalt des Kerncurriculums Chemie für die Sekundarstufe I orientieren und sich damit gut in den Unterricht integrieren lassen. Die Materialien behandeln Umweltschutzberufe in den Bereichen Wirtschaft, Landschaftsschutz/Landwirtschaft sowie öffentliche Verwaltung und Überwachung und enthalten Experimente zu Boden- und Wasseranalysen. Nach einer theoretischen Einführung in die Materialien werden ausgewählte Experimente vorgestellt, die eigenständig erprobt werden können.