Bezug zum Lehrplan:

Inhaltsfeld:

Farben

Inhaltliche Schwerpunkte:

• Weißes und farbiges Licht
• Farbwahrnehmung
• Farbstoffe

Übergeordnete Kompetenzerwartungen des KLP WP (Schwerpunkte)

UF1 Fakten wiedergeben und erläutern – Konzepte der Naturwissenschaften unter Bezug auf übergeordnete Modelle, Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten erläutern, auch unter Verwendung von Beispielen

E5 Untersuchungen und Experimente durchführen – Untersuchungen und Experimente hypothesengeleitet, zielorientiert, sachgerecht und sicher durchführen und dabei den Einfluss möglicher Fehlerquellen abschätzen sowie vorgenommene Idealisierungen begründen

K5.1 Recherchieren – für eine Recherche geeignete Suchmaschinen wählen, klare und zielführende Fragestellungen und Suchbegriffe formulieren und zur Eingrenzung der Ergebnisse Suchbegriffe kombinieren und hierarchisieren

K5.2 Recherchieren – Informationsquellen dokumentieren und nach vorgegebenen Mustern korrekt zitieren

B1 Bewertungen an Kriterien orientieren – für Entscheidungen in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien und Handlungsoptionen ermitteln und diese einander zuordnen

Lernvoraussetzungen und Vernetzung innerhalb des Faches und mit anderen Fächern

• KLP NW, IF 3 Sinne und Wahrnehmung
• KLP NW WP, IF Haut

Fragestellungen / Sequenzierung
inhaltlicher Aspekte

Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

Zentrale Handlungssituationen

Warum sagt man, dass nachts alle Katzen grau sind?

• Experimente zur Farbwahrnehmung des Menschen planen und erläutern (Farbabhängigkeit des Sehwinkels, Sehen bei unterschiedlichen Helligkeiten, Sehen von Komplementärfarben, Test auf Rot-Grün-Sehschwäche) (E4, E1, E2),

Recherche zu den benannten Phänomenen und Planung von Versuchen zur Farbwahrnehmung

• Arbeitsergebnisse nach vorgegebenen Kriterien bzw. Mustern fachlich korrekt und verständlich präsentieren (K7.1).

Anschließende Präsentation im Plenum

Wie funktioniert unsere Farbwahrnehmung?

• den Aufbau der Netzhaut und die Funktion von Zapfen und Stäbchen für die Wahrnehmung von farbigem Licht mit Hilfe einfacher fachlicher Begriffe erläutern (UF1),
• bei altersgemäßen einfachen naturwissenschaftlichen Darstellungen die zugrundeliegenden Absichten und die Kernaussagen benennen (K2.1),
• totale Farbenblindheit und Rot-Grün-Sehschwäche in ihren Ursachen und Auswirkungen beschreiben und unterscheiden (UF1, UF3).

Wiederholung Aufbau des Auges und

Aufbau der Netzhaut (Gida, DVD 7 Auge und Optischer Sinn) [1]

Rückbezug zu den Versuchen zur Farbwahrnehmung: Erklärung der Phänomene

Untersuchungen zu Farbfehlsichtigkeiten (u.a. Ishihara Testmappe zur Rot-Grün Blindheit, Simulatoren zu Farbfehlsichtigkeit) [2]

Recherche zu Formen der Farbfehlsichtigkeit

Unsichtbar = unwirksam?

• Wirkungen von Infrarotlicht und Ultraviolettlicht beschreiben (UF4),
• eine Recherche in gedruckten und in digitalen Medien auf vorgegebene Fragestellungen und vorgegebene Suchbegriffe beziehen (K5.1),
• für eine Recherche in Büchern und Bibliotheken angemessene Suchhilfen wie Kataloge, Inhalts- und Stichwortverzeichnisse verwenden (K5.2).

Recherchieren zu Anwendungsbereichen von IR- und UVA/B/C-Strahlen

(Geldscheinprüfung, Sonnenbank, Luminol, Aushärten von Materialen, Abtöten von Viren und Bakterien)

Welche gesundheitliche Auswirkung kann Licht haben?

• gesundheitliche Wirkungen sowie Gefahren von Licht in verschiedenen Spektralbereichen beurteilen und abwägen (B1, B3).

Gruppenpuzzle zu den Themen:

• Vitamin-D-Produktion (lange Dunkelheit in nordischen Ländern)
• Wärme-/ Rotlichtlampe
• Sehschäden (Schneeblindheit, Verblitzen)
• Hautkrankheiten (Sonnenbrand, Solarium)

Was macht die Welt so bunt?

• Beispiele für die Gewinnung und Verwendung natürlicher Farbstoffe angeben (UF4, UF1),
• Farbstoffe extrahieren (E5),
• Mischungen von Farbstoffen mit einfachen chromatografischen Methoden trennen und das Verfahren mit einem einfachen Teilchenmodell erklären (E5, E8).

Recherche typischer Färbestoffe und ihre Verarbeitung und Verwendung [3]

Extraktion aus ausgewählten Pflanzensorten (Rote Beete, Paprika, Spinat)

Trennung der Farben aus verschiedenen Stoffen (wasserlöslicher Filzstift, Pflanzenextrakte [5], bunte Schokolinsen [5]) mit Hilfe von Kreide, Filter oder Dünnschichtchromatografie

Bunt und gesund – ein Widerspruch?

• Nutzen und mögliche schädliche bzw. toxische Wirkungen von Farbstoffen (z.B. in Lebensmitteln, Kleidung, Gebrauchsgegenständen, Gebäuden) gegeneinander abwägen (B1, B2).

Vergleich der Farben verschiedener Süßwaren vor dem Hintergrund des Einsatzes künstlicher und natürlicher Farbstoffe [6]

Reproduktion eines historischen Beispiels des Ersatzes toxischer Farben durch einen ungefährlichen Farbstoff

1.

Landesbildungsserver Baden-Württemberg: Auge - Funktion und Augenfehler

2.

Colorlite: Farbsehtest (Video)

3.

Seilnacht: Farbenlexikon

4.

Landesbildungsserver Baden-Württemberg: Untersuchung von Pflanzenfarbstoffen (Experiment)

5.

Dr. Blume: Bestimmung von künstlichen Farbstoffen (Versuch)

6.

100 Gesundheitstipps: Farbstoffe in Lebensmitteln