8. Öffnung von Unterricht - chemie.uni-mainz.de · heute und formuliert neue methodische Anforderungen an Unterricht. Im Rahmen des Schulversuchspraktikums soll der folgende Auszug

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KAPITEL 8

ÖFFNUNG VON UNTERRICHT

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8.1 Motive

LUTZ STÄUDEL beurteilt im Artikel „Offene Lernformen“ (aus NiU Heft 70/71, 2002) die bisherigen Konzepte zur Unterrichtsplanung kritisch und treffend, analysiert die Situation heute und formuliert neue methodische Anforderungen an Unterricht. Im Rahmen des Schulversuchspraktikums soll der folgende Auszug dieses Artikels zu einer konstruktiven Kritikfähigkeit gegenüber den bisherigen Kapiteln dieses Skripts anregen.

„ROBERT MAGER, der Vater der Lernzielformulierungen, hat in den 70er Jahren einen folgenschweren Satz niedergeschrieben: ‚Wer nicht genau weiß, wohin er will, braucht sich nicht zu wundern, wenn er ganz woanders ankommt’. Gleichzeitig war es - inhaltlich betrachtet - die Zeit der Verwissenschaftlichung des Unterrichts, und welche Fächer hätten sich besser für diese doppelte Modernisierung geeignet, als Physik und Chemie. Also wurden fortan fachwissenschaftlich legitimierte Unterrichtsinhalte in Lernziele gekleidet; Schülerinnen und Schüler sollten ‚kennen lernen’, ‚erfahren’, ‚verstehen’, und weil es so besser überprüfbar ist, sollten sie ‚benennen’, ‚hinschreiben’ und ‚erläutern können’. Es blühte ein fast grenzenloses Vertrauen in die Didaktik auf: kaum jemand widersprach, wenn J. S. BRUNER ein wenig verkürzt zitiert wurde, dass es möglich sei, jeden Sachverhalt in praktisch jedem Alter angemessen zu vermitteln. [...]. Vermutlich waren es nicht die Lernziele an sich, sondern eher eine eng ausgelegte Inter-pretation, die das Lernen einer Gruppe oder Klasse als etwas erscheinen ließen, was sich im Gleichschritt vollzieht: Die Lehrerin oder der Lehrer formuliert oder präsentiert eine wohlüberlegte Problemfrage und schon keimen bei den so motivierten Schülerinnen und Schülern gleichsinnig die passenden Vorstellungen, wird das Denken angestoßen, und zwar von Anfang an in die richtige Richtung. Entsprechend erlebte während der folgenden zwei Jahrzehnte das fragend-entwickelnde Unterrichtsgespräch seine Blütezeit. Die Eleganz dieser Unterrichtsform ließ vergessen, dass es womöglich immer die gleichen Schülerinnen und Schüler waren, die weiterführende Antworten auf die Fragen der Lehrkraft gaben, dass sich viele wegducken konnten, und dass schließlich von einer Effektivität des Chemie- und Physikunterrichts kaum mehr die Rede sein konnte. Vielleicht bedurfte es tatsächlich so nachdrücklicher Hinweise, wie TIMSS und PISA 2000 sie uns in den letzten Jahren gegeben haben, damit das Nachdenken über den Unterricht und das Lernen ein Stück grundsätzlicher wurde und sich das schleichende Unbehagen nicht weiter verdrängen ließ.

Öffnung von Unterricht 8/2

Das Bild vom Lernen im Gleichschritt hat, wie wir wissen, viele Strickfehler. Einer betrifft die Kommunikation: 25, 28, 32 Schülerinnen und Schüler nehmen durchaus Unterschied-liches wahr, wenn die Lehrkraft vorne spricht. Das hängt ab vom Grad der Aufmerksamkeit, der nicht beliebig herzustellen ist, vom Sprachverständnis, das bei manchen zusätzlich belastet ist, durch die Herkunft aus einer Migrantenfamilie, weiter wird die Kommunikation beeinflusst von sozialen Faktoren und schließlich muss man zweifeln, inwieweit zwei Menschen überhaupt das Gleiche denken können, wenn der eine spricht und der andere zuhört. Man muss aber das zuletzt angeführte Argument nicht unbedingt teilen - ebenso wenig wie die anderen zentralen Thesen des Konstruktivismus - um das Lernen eher aus der individuellen Perspektive der Lernenden zu betrachten: Schon lange ist die Rede von unterschiedlichen Lerntypen, die ganz verschieden ansprechen auf Sprache, Schrift, Bilder oder real ‚begreifbare’ Gegenstände oder Modelle. Und ebenso lange wissen wir, dass ein und dieselbe Aufgabe für den einen eine Überforderung darstellt, während sie einen anderen eher unterfordert. Die internationalen Vergleichtests haben besonders diesen Aspekt ins Bewusstsein geholt, nämlich dass auch ein gegliedertes Schulsystem wie unseres keine Garantie bietet für leistungsmäßig auch nur annähernd homogene Gruppen. Wenn das Bild von der homogenen Gruppe, die im Gleichschritt zum Ziel eilt, nicht zutrifft, welche Vorstellungen wären dann eher angemessen? Ein guter Führer wird zunächst versuchen, den ihm Anvertrauten das Ziel deutlich zu machen, auch wenn die, die es noch nicht kennen, sich nur bedingt eine realistische Vorstellung davon machen können. Dann wird er klären, was unbedingt mitzunehmen ist: Wasser, Proviant, das geeignete Outfit und Hilfsmittel je nach Situation. Er wird Teilstrecken benennen, solche die schwierig sind und während derer möglichst alle beieinander bleiben und seinen Anweisungen und seinem Rat folgen sollten, und dann die anderen Strecken, auf denen es für viele etwas zu entdecken gibt, für den einen seltene Pflanzen, für den anderen interessante Mineralien oder Insekten. Für diese Strecken werden Regeln und Grenzen vereinbart, wie weit sich die Einzelnen entfernen dürfen und wann sich alle wieder treffen, und schließlich wird man manchen ganz persönlich raten, nicht allzu weit vom Hauptweg abzuweichen, anderen wiederum wird man beschwerlichere Herausforderungen zumuten. Das Bild zeigt die Lehrperson beim Ausbreiten einer Lernland-karte, beim Eröffnen von Wegen, auf denen sich die Neugier und Interessen der Lernenden ent-falten können, auf denen sie ihre spezifischen Stärken heraus-finden können, und wo Scheitern nur in einem gewissen Umfang droht. Ein Ziel ist bei dieser Art Lernen nach wie vor gefragt, und ebenso gibt es weiterhin den ge-meinsamen Weg, die Instruktion, den Dialog, das fragend-entwickelnde Gespräch, die gemeinsame Reflexion.


Fragt man danach, welches die konkreten Formen sind, in denen sich ein solch teilweise geöffneter Unterricht vollzieht, dann stößt man in der aktuellen Diskussion zunächst auf eine Reihe von Kriterien, an denen sich solche Formen messen lassen müssen: � Stets ist ein Ziel die stärkere Aktivierung der Schülerinnen und Schüler im Unterricht:

was also trägt eine Unterrichtsform dazu bei, die Lernenden kognitiv und/oder praktisch in Aktivitäten zu verwickeln?

� Lernsituationen müssen sich befragen lassen, inwieweit sie individuelle Wege erlauben und damit einen differenzierten, produktiven Umgang mit der Heterogenität; neben der Bezugnahme auf verschiedene Leistungsfähigkeit spielt auch die Förderung bzw. Entfaltung unterschiedlicher Interessen eine wichtige Rolle.

� Methodische Vielfalt darf aber auch nicht Selbstzweck sein, sondern muss in einem nachvollziehbaren Verhältnis zu den Inhalten stehen. [...]

Das Thema ‚Offene Lernformen’ [...] steht [...] nicht im Gegensatz zu anderen Formen von Unterricht, weder zum Lehrervortrag noch zum fragend-entwickelnden Unterrichts-gespräch. Es wäre auch ein Missverständnis, ‚Offene Lernformen’ mit der Beliebigkeit von Inhalten zu assoziieren. Am ehesten lässt sich [dieses Thema] durch die Tendenz beschreiben, durch eine partielle Öffnung des Unterrichts Spielräume schaffen zu wollen für unterschiedliche ‚Lerner’, die Entfaltung spezifischer Interessen zu unterstützen, die Selbsttätigkeit und Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler zu fördern. Umgekehrt verändern die vorgeschlagenen Ansätze auch die Lehrerrolle: Zeitweise wird die Lehrkraft eher zum Berater, zum Anleiter, der Lernsituationen unterstützend gestaltet - wodurch manche Unterrichtssituation entspannt werden kann, auch wenn dies insgesamt hohe Anforderungen stellt und oft intensiver Vorbereitungen bedarf.“

Um die Intention der Öffnung von Aufgaben und von Unterricht zu verdeutlichen, versetzen Sie sich am besten in eine fachfremde Situation - in Anlehnung an den Artikel von LUTZ STÄUDEL:

Gedankenspiel: Stellen Sie sich zum einen vor, Sie hätten eine fremde Stadt besucht und wären dort durch einen Ortskundigen geführt worden. So werden Sie später immer wieder Schwierigkeiten erleben, den gleichen Weg selbstständig wieder zu finden, da Sie dem Ortskundigen „blind“ vertraut haben. Wenn Sie andererseits nicht geführt worden wären und hätten die Wege selbst gesucht, gefunden und erkundet, dann gewinnen Sie – selbst nach Jahren – leicht die Orientierung zurück. Die Übertragung auf unterrichtliche Prozesse ist offensichtlich …


8.2 Öffnung experimenteller Aufträge

„Jedes Aha-Erlebnis wird von einem Kick im Hirn belohnt. Spezielle Botenstoffe machen das Lernen zum Vergnügen.“

(Die Zeit, 21.11.2002)

Wie oft gelingt es den Lehrkräften, einen solchen Kick im Hirn bei den Schülern auszulösen? Gelingt dies durch das Öffnen von Aufgaben leichter? Im Rahmen des Schulversuchs-praktikums werden wir uns auf Aufträge experimenteller Art beschränken, eine Übertragung auf theoretische Aufgaben ergibt sich mühelos.

Eine (zu?) progressive Kollegin verteidigt in der Fachkonferenz Chemie ihre neuen Unterrichtsansätze: „In einer Welt, in der man mit immer raschlebigeren Veränderungen des Alltags konfrontiert wird, in der sich Berufsbilder ständig wandeln, in der sich die Probleme von morgen nicht nur mit den bisher bekannten Wissenselementen bewältigen lassen – in einer solchen Welt kann sich Erziehung doch nicht mehr allein darin erschöpfen, bestimmte Wissensbestände zu vermitteln! Das gilt auch für die Chemie. Meine Schüler müssen nicht alle möglichen chemischen Inhalte kurzfristig herunterbeten, sondern Ziel muss es sein, die Schüler dazu zu befähigen, sich in ihrem späteren Leben fehlendes Wissen selbstständig anzueignen. Was heißt das konkret für meinen Unterricht? Die Schüler müssen die Aktiven werden – weg von der Rolle des Zuhörers, des Nachsagers, des Auswendiglerners! Das Abgeben der Verantwortung und des Planungsmonopols ruft bei vielen Kollegen ein ungutes Gefühl aus. Stattdessen versuchen sie, das Geschehen unter Kontrolle zu halten. Sie planen Unterricht als Drehbuch. Spontaneität und Kreativität werden nicht heraus-gefordert. Ich weiß, dass die meisten von Ihnen der Auffassung sind, möglichst auf dem schnellsten Weg zum Ziel zu gelangen. Das sorgt zwar für einen glatten, reibungslosen Unterricht. Mindestens genauso wichtig ist mir aber das Ringen um das Verstehen, die Möglichkeit, einen Umweg zu gehen, das Selber-auf-die-Suche-gehen, neugierig werden, hoffen, dass man auf etwas kommt, einer Vermutung folgen, Ausdauer haben. Wir müssen also immer wieder Unterrichtssituationen schaffen, in denen wir weg kommen von der „Idee vom Lernen der kleinen Schritte“. Das habe ich vielleicht so vor 20 Jahren im Referendariat gelernt, funktioniert aber heute nicht mehr!“

„Wie bitte, liebe Kollegin, soll das funktionieren? Wie soll ich meine Schüler im alltäglichen Unterricht auch noch dazu bewegen, innovativ und originell zu sein?“

Ein wenig Distanz zu den geschilderten hehren Zielsetzungen kann ganz hilfreich sein, indem wir sie eher als langfristige Richtziele im Auge behalten wollen. Da in diesem Kapitel das Experiment im Vordergrund steht, werden hier keine aufwendigen Projekte oder gesamte Unterrichtseinheiten präsentiert, sondern einzelne Elemente, einzelne Versuche, in denen die Maßnahmen zur Öffnung der Aufgaben deutlich werden sollen. Die grundlegende Frage zur Analyse der Beispiele lautet also: Wie lassen sich Aufgaben so verändern, dass sie komplexe Anforderungen stellen, wie kann man sie in Lernarrangements umwandeln – mit einer hohen Partizipation der Lernenden?


Stufen zur Öffnung experimenteller Aufgaben

Vergleichen Sie:

In den folgenden Beispielen werden enge und offene experimentelle Arbeitsaufträge gegenübergestellt. Benennen Sie die wesentlichen Maßnahmen zur stufenweisen Öffnung.

Beispiel � – nochmals zur Neutralisation (in Ergänzung zu den Arbeitsblättern aus Kapitel 6, S. 6/17-19) Variante A:

aus einem Schulbuch unter der Rubrik „Praktikum“

Variante B:

Maaloxan® soll bei Sodbrennen helfen. Dies kann von einer Übersäuerung des Magens durch die Magensäure herrühren. Ihr sollt herausfinden, auf welchem Wege Maaloxan® Abhilfe schafft.

�� Material

Schutzbrillen, Reagenzgläser, Stopfen, Mörser, Spatel, Rotkohlsaft, verdünnte Salzsäure, Maaloxan®-Tabletten, dest. Wasser, zwei Inhaltsstoffe von Maaloxan®: Magnesiumhydroxid und Mannit

�� Hinweise

Keine Überprüfung an lebenden Personen! Beobachtet genau. Arbeitet zunächst nicht mit zu großen Mengen.

?


�� Aufträge

1. Entwickelt mit Hilfe der bereitgestellten Materialien einen Modellversuch, mit dem ihr die Wirkung von Maaloxan® gegen Sodbrennen demonstriert.

2. Findet experimentell heraus, welcher der beiden Inhaltsstoffe die

lindernde Wirkung hervorruft. 3. Findet mit den zur Verfügung stehenden Materialien weitere wichtige

Eigenschaften von Maaloxan® heraus. Notiert zu den Versuchen die Durchführung und die Beobachtungen.

Variante C:

Was ist in welchem Gefäß?

Bei Aufräumarbeiten im Labor werden fünf Flaschen gefunden, deren Aufkleber abgefallen und durcheinander geraten sind. Die Beschriftungen der Aufkleber lauten:

2 molare Salzsäure

1 molare Salzsäure

Phenolphthalein

Wasser

Natronlauge

Findet in eurer Gruppe mit Hilfe von Experimenten heraus, welche Flüssigkeit sich in welchem Gefäß befindet. Es stehen euch nur Reagenzgläser und Tropfpipetten zur Verfügung. Beim Experimentieren müsst ihr sehr sauber und vorsichtig arbeiten! Stellt eure Vorgehensweise schematisch auf der Folie dar.

Zusatzaufgabe für besonders Schnelle: Bestimmt näherungsweise die Konzentration der Natronlauge.

In welchem Glas ist das Leitungswasser?


Eine ähnliche Aufgabe findet sich übrigens in den Bildungsstandards. Sie wird hier gekürzt wiedergegeben:


Maßnahmen „Nicht die Aufgaben sollen einem über den Kopf wachsen, sondern der Kopf soll über den Aufgaben wachsen.“

(GERHARD UHLENBROCK, 1929) Die Kriterien für die Gestaltung eines Arbeitsblattes (Kapitel 6, S. 6/15) haben weiterhin ihre Gültigkeit. Zur Öffnung experimenteller Aufträge bieten sich folgende Maßnahmen an:

� Ermöglichung verschiedener Lösungswege (kreatives Handeln), � Planung eines Experiments als Mittel zur Öffnung, � Einbezug kreativen Denkens während des Handelns, � Formulierung eines klaren Ziels (z. B. zur Ergebnispräsentation) statt eines

kleinschrittigen Ablaufs, � Verwendung von Operatoren in der sprachlichen Gestaltung, � lebensnahe Aufgabenstellung, Materialien aus dem Alltag, � Kooperation in der Gruppe.

Geschlossene Arbeitsaufträge: Der Lehrer legt verbindlich und konkret fest, was die Schüler wann und wie tun sollen. Offene Arbeitsaufträge: Die schriftliche Anleitung muss auch in einem offenen Auftrag genau und verständlich formuliert sein. Offene Aufträge sind also keinesfalls gleichzusetzen mit unverbindlichen oder schwammigen Aufträgen. In jedem Fall muss für die Schüler klar werden, was sie erreichen sollen. Nur der Weg dorthin bleibt teilweise offen. Der Umfang und Abstraktionsgrad, aber auch die bewusst eingeplante Offenheit orientiert sich am Kenntnisstand der Schüler. Offene experimentelle Arbeitsauträge sollten nur von Schülern durchgeführt werden, die bereits Erfahrungen mit experimentellem Gruppenunterricht gesammelt haben. Der Reiz einer offenen Aufgabenstellung besteht daher einerseits in der einfachen und klaren, für jeden verständlichen Formulierung, andererseits - und scheinbar im Widerspruch dazu – in der Komplexität des Lösungsweges. Vielfältige chemische Kenntnisse und Erfahrungen müssen von den Schülern eigenständig integriert, unter veränderter Perspektive angewendet und in geeigneter Weise kombiniert werden, um aus einer anfänglichen scheinbaren Ratlosigkeit zu einer sinnvollen Lösungsstrategie zu gelangen (Wechselspiel von Denken und Handeln - der Schüler in einer „Forscherrolle“). Unterricht wird auf diese Weise nicht als ein Prozess linear-kausaler Wissensvermittlung durch den Lehrer verstanden. Eine spezielle Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht in der Planung eines Experiments durch die Schüler – selbstverständlich nur dort, wo es sich anbietet. Gerade die Bildungsstandards räumen diesem Element einen entscheidenden Raum ein:


und in einer weiteren Beschreibung:

Abdruck aus dem Kompetenzbereich „Erkenntnisgewinnung“:

Aus dem bisher Gesagten darf nicht geschlossen werden, dass offene Aufgaben das methodische A und O für den Unterricht sind. Wie bei allen Methoden gilt der Grundsatz, dass sie neben vielen anderen Lernorganisationsformen und Unterrichtsverfahren im Sinne der Methodenvielfalt eingesetzt werden sollten.

arbeitsteilige Gruppenarbeit zu den Beispielen � bis �. Überprüfen Sie das jeweilige Beispiel anhand des Maßnahmenkatalogs. Überlegen Sie zusätzlich

� zu den Beispielen � und �: Vergegenwärtigen Sie sich die zunehmende Öffnung der verschiedenen

Varianten.

� zu den Beispielen � bis �: Wie sähe ein entsprechend eng gefasster Arbeitsauftrag aus? (nur skizzenhaft

beantworten).

� zu Beispiel �: Tragen Sie mögliche Lösungswege zusammen.


Beispiel � – Brausetablette und Brausepulver in unterschiedlichem Grad an Offenheit

1. Variante A: � Fangt das entstehende Gas, das eine Brausetablette in

Wasser freisetzt, mit einem umgestülpten, wassergefüllten Standzylinder in der Wanne auf.

� Markiert anschließend mit einem wasserfesten Stift den Stand des Gases.

� Ermittelt das vom Gas eingenommene Volumen, indem ihr den Standzylinder bis zur Markierung mit Wasser füllt und das Volumen dieser Wassermenge mit einem Mess-zylinder bestimmt.

Variante B: Ihr sollt mit den ausgegebenen Geräten und Materialien ein Experiment planen und durchführen, mit dem ihr feststellt, wie viel Gas eine Brausetablette in Wasser freisetzt. Folgende Geräte stehen euch zur Verfügung: Erlenmeyerkolben, Bechergläser, Messzylinder, Standzylinder, Luftballon, Wanne, Rohre, Winkelrohre, durchbohrter Stopfen, Stativmaterial, Waage. Vor Versuchsbeginn müsst ihr eurem Lehrer eine Zeichnung des Versuchsaufbaus zeigen und beschreiben.

Variante C: Gibt man Brausetabletten in Wasser, bildet sich ein Gas. Die Menge des entstehenden Gases hängt natürlich von der Menge der verwendeten Tabletten ab. Überlegt euch eine trickreiche Methode, um zu bestimmen, wie viel Milliliter Gas beim Auflösen einer Brausetablette in Wasser entstehen. Experimentiert dann mit verschiedenen Tablettenmengen. Erstellt Grafiken zur Veranschaulichung der Messwerte.

2. Variante A: � Untersucht experimentell, ob die Wassertemperatur einen Unterschied ausmacht -

hinsichtlich Geschwindigkeit des Prozesses und Menge des Gases. � Ändert sich die Dauer des Auflösevorgangs, wenn man die Tablette vorher

zerkleinert?

Variante B: Lässt sich die Zeit bis zum vollständigen Auflösen der Brausetablette verkürzen oder

verlängern? Prüfe experimentell mehrere unterschiedliche Bedingungen bzw. kleine Abänderungen in der Vorgehensweise.


3. Variante A: Verbindet die Waschflasche wie in der Abbildung mit

einem Schlauch. Füllt die Waschflasche zu etwa einem Viertel mit Wasser, gebt dann eine Brausetablette hinzu und verschließt die Waschflasche schnell. Testet, ob sich mit dem entstehenden Gas eine brennende Kerze löschen lässt.

Variante B: Untersucht experimentell, ob das Gas, das beim Auflösen einer Brausetablette in Wasser entsteht, eine brennende Kerze löscht.

Variante C: Informiert euch über die Eigenschaften des Gases, das beim Auflösen einer Brausetablette in Wasser entsteht. Entwickelt dann Experimente, mit denen man einige Eigenschaften überprüfen kann, und führt sie durch.

eine eher spaßbetonte Variante?

Brause-Rakete Baut eine Rakete, die so hoch wie möglich fliegt. Nur Brausetabletten und kaltes Wasser sind als Chemikalien zum Antrieb der Rakete zu verwenden. Die Auswahl an Materialien ist jedoch groß: Brausetablettenröhrchen, Filmdöschen, Pappröhren, Plastikflaschen, Klebeband, Stopfen, Holzstäbe, … Deiner Fantasie sind keine Grenzen gesetzt. Sicherheitshinweis: Führt die Testreihen im Freien durch und richtet die „Rakete“ nicht auf Personen. Zusatz: Testet auch verschiedene Sorten bzw. Marken der Brause-tabletten. Gibt es einen Gewinner?

Beispiel � – Destillation

Das Paradebeispiel, das im Zusammenhang mit der Öffnung der Aufgaben stets genannt wird, ist das Nacherfinden des Liebigkühlers. Das im Unterricht vermittelte Wissen ist ja oftmals das Ergebnis kreativer menschlicher Tätigkeiten. So kann der Nachvollzug bereits bekannter Gerätschaften kreatives Handeln ermöglichen - sofern die Schüler Gelegenheit erhalten, eigene Wege zu gehen.


Variante A:

Destillation Aufgaben: Beschrifte alle Bauteile in der Versuchsskizze und ergänze die Lückentexte. Du benötigst folgende Materialien: Becherglas, Heizplatte, flaches Glasgefäß (z. B. Porzellanschale), Wasser, Salz, Löffel oder Spatel, Glas- oder Metallplatte

Versuchsvorbereitung: Fülle Wasser in das flache Gefäß, gib einen Teelöffel Salz dazu und rühre um. Dieses Gemisch nennt man eine Lösung. Das Wasser ist hierbei das Lösungsmittel. Wenn man anschließend einen Finger in die Lösung eintaucht und einen Tropfen probiert, stellt man folgendes fest: ___________________________________________________________________________ Versuchsdurchführung: Erwärme das Gefäß mit der Lösung auf einer Heizplatte. Halte eine Glas- oder Metallplatte über das Gefäß. Stelle unter das Ende der Platte ein Becherglas (wie in der nebenstehenden Skizze). Wenn man einen Finger in das Becherglas eintaucht und einen Tropfen der Flüssigkeit probiert, stellt man folgendes fest: ___________________________________________________________________________ Merksatz:

Durch das Erhitzen verdampft das Wasser. An der Glas- oder Metallplatte kühlt es wieder ab. Man erhält so den gelösten Stoff und das Lösungsmittel zurück. Diesen Vorgang nennt man Destillation.

-2-

Motor Temp.


Meerwasser

aufsteigender Wasserdampf

Sonnen-strahlung

Glasdach

Sammel- rinne für entsalztes Meer- wasser

Sammel- rinne für Regen-wasser

-2-

Aus Meerwasser wird Trinkwasser Information: Viele Staaten am Mittelmeer haben Probleme mit der Trinkwasserversorgung. Es ist wärmer als bei uns in Deutschland und es regnet seltener. Aus diesem Grund nutzen sie das Meerwasser und gewinnen daraus Trinkwasser. Aufgabe: Schau dir dazu die Skizze an. Beschreibe, auf welche Weise hier Trinkwasser aus Meerwasser gewonnen wird. Schaffe einen Bezug zu deinem durchgeführten Experiment. ___________________________________________________________________________

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Skizze einer Anlage:


Meerwasser

aufsteigender Wasserdampf

Sonnen-strahlung

Glasdach

Sammel- rinne für entsalztes Meer- wasser

Sammel- rinne für Regen-wasser

Variante B:

Aus Meerwasser wird Trinkwasser

Information: Länder wie Saudi-Arabien oder Israel verfügen über wenig Trinkwasser und auch viele Staaten am Mittelmeer haben Probleme mit der Trinkwasserversorgung, denn in diesen Ländern ist es viel wärmer als in Deutschland und es regnet weniger. Deshalb wird dort das Trinkwasser zu einem großen Teil aus salzhaltigem Meerwasser gewonnen.

Aufgabe: Schau dir dazu die Skizze an und überlege dir, auf welche Weise hier Trinkwasser aus Meerwasser gewonnen wird. Beschreibe das Verfahren in einem kurzen Text!

Skizze:

Du kannst die Trinkwassergewinnung aus Meerwasser selbst in einem einfachen Versuch ausprobieren. Hierzu stehen einige Materialien an der Station bereit. Man benötigt eine Heizplatte, ein Becherglas, eine flache Glaswanne, Wasser, Salz, einen Löffel und eine Glasplatte.

Aufgaben: 1. Baue die Geräte so auf, dass man damit aus salzigem „Meerwasser“ Trinkwasser

herstellen kann und zeichne eine Skizze des Aufbaus. 2. Fülle Wasser in die flache Wanne und gib einen Löffel Salz dazu. Rühre nun gut um, bis

das Salz gelöst ist. Dieses Gemisch nennt man eine Lösung. Das Wasser ist hierbei das Lösungsmittel. Probiere einen Tropfen des salzigen Wassers.

3. Führe den Versuch durch und probiere nun das gewonnene Trinkwasser. Schmeckt es immer noch so salzig?


Variante C:

Beispiel � – Reaktion von Säuren mit Metallen

Säuren werden meistens in Glasflaschen aufbewahrt. Könnte man Säuren nicht auch in Dosen füllen, die weniger leicht zerbrechlich sind?

�� Material Schutzbrillen, Reagenzgläser, verdünnte Salzsäure, Bleche aus Eisen, Kupfer, Messing, Zink

�� Durchführung 1. Plant eine Testreihe, die zeigen soll, ob ein oder mehrere Metalle als

Materialien für Säurebehälter in Frage kommen. 2. Besprecht eure Planung mit der Lehrkaft. 3. a) Führt anschließend die Versuche durch und protokolliert sorgfältig. b) Formuliert ein Ergebnis. 4. Auf eurem Materialtisch stehen Gläser und Dosen, in denen sich

konservierte Lebensmittel befanden: Saure Gurken, Apfelmus und Sauerkirschen im Glas, Bohnen und Ananas in Dosen

Beurteilt in Stichworten, ob das Material dieser Behälter sinnvoll gewählt war.

Wer entsalzt Meerwasser? Ihr sollt ein Experiment, mit dem ihr so viel Wasser wie möglich aus Salzwasser gewinnt, zunächst theoretisch planen, dann praktisch durchführen und verbessern. Dazu stehen euch Salzwasser und die folgenden Geräte zur Verfügung:

Bunsenbrenner, Stativ, Stativring, Stativ-klammer, Muffen, Drahtnetz, Glasröhrchen,

durchbohrter Gummistopfen, Gummischlauch, Glaswanne, Erlenmeyerkolben, Becherglas.


Beispiel � – Kunststoffe Material 1


Material 2


Lösungshinweise für den Lehrer:

Beispiele für fertige Prüfvorschriften


Beispiel � - Brausepulver Brausepulver (und damit verwandt Backpulver) ist ein sehr beliebter Aufgabenblock, der sich zur Öffnung von Aufgaben anbietet. Noch ein Beispiel hierzu:

Beispiel � – Nachweise von Kohlenhydraten Die folgende Aufgabe aus dem Schulversuchspraktikum verfolgt einen problemorientierten Ansatz. Die Aufgabe wirkt auf den ersten Blick sehr simpel, was insbesondere auch optisch durch die beiden Rahmen auf dem Arbeitsblatt suggeriert wird. Doch dann spürt man die Herausforderung …

Wir untersuchen Brausepulver Findet in eurer Gruppe mit Hilfe der ausgegebenen Geräte heraus, welche der drei Komponenten Natron - Zitronensäure - Saccharose für das „Prickeln“ des Brausepulvers verantwortlich ist. Geht mit den Chemikalien sparsam um. Notiert direkt nach jedem Versuchsschritt auf der Folie: - Was habt ihr untersucht? - Habt ihr dabei etwas herausgefunden? Überlegt in der Gruppe, wer eure Ergebnisse der Klasse vorstellt.


Unterscheidung von Zuckerlösungen

Aufgabe:

Finden Sie mit Hilfe der Ihnen zur Verfügung stehenden Geräte und Chemikalien heraus, welche der

Proben 1, 2 und 3 Glucose-, Fructose- bzw. Saccharose-Lösung ist.

Entwickeln Sie zur Identifizierung einen Weg mit möglichst wenigen

Versuchen.

Seliwanow-Probe auf Fructose Durchführung: - Ca. 10 mL der zu untersuchenden Lösung werden im Becherglas mit 1,5 mL Salzsäure

bis zum Sieden erhitzt (Heizplatte, Stufe 2). - Man gibt einen halben Mikrospatel Resorcin hinzu und erhitzt weiter. Tipp: Das heiße Becherglas lässt sich problemlos von der Platte nehmen, wenn Daumen und Zeigefinger jeweils durch ein Stück eines aufgeschnittenen Gummischlauchs geschützt werden. Erwartete Beobachtung: - Bei Fructose-Lösung tritt nach 3-5 Minuten eine Rotfärbung auf. Je nach Resorcinmenge

und Dauer des Erhitzens färbt sich die Lösung zunächst gelb bis orange. - Bei Glucose-Lösung tritt keine Rotfärbung auf. Bemerkung: In siedender, saurer Lösung hydrolysiert Saccharose.

Glucose-Teststreifen Durchführung: Man taucht die Glucoseteststreifen in die zu untersuchende Lösung. Bemerkung: In alkalischer und stark saurer Lösung kann Glucose durch die Teststreifen nicht nachgewiesen werden.

Auswertung: Probe 1 2 3

Lösung

Chemikalien: 30 mL Lösung 1, 2 und 3 5 mL 2 M HCl 5 mL 2 M NaOH 6 Glucoseteststreifen 0,5 g Resorcin Indikatorpapier


Ein Blick zur Entwicklungspsychologie

Ein Zufall?

Erinnert Sie der folgende Diagnostik-Test an Arbeitsaufträge dieses Kapitels?

Der folgende Versuch kann als Diagnostik-Test zur Feststellung der Entwicklungsstufe eines Kindes nach JEAN PIAGET (1896 – 1981, Entwicklungspsychologe) herangezogen werden.

1 2 3 4 Gefäß x

Lösung von H2SO4 H2O H2O2 Na2S2O3 KI PIAGET und INHELDER legten den Versuchspersonen vier gleiche Fläschchen

mit geruch-, geschmack- und farblosen Flüssigkeiten vor, die sich äußerlich in nichts voneinander unterschieden. Hinzu kam noch ein Gefäß mit einer Tropfpipette, das Kaliumiodid enthielt.

Der Versuchsleiter zeigte dem Kind zwei weitere Gläser, die scheinbar die gleiche farblose Flüssigkeit enthielten und setzte bei beiden einige Tropfen aus Gefäß x hinzu. Die eine Flüssigkeit (nur der Versuchsleiter wusste: es handelt sich um eine Mischung aus 1 und 3) färbte sich gelb, die andere (nur Wasser) zeigte keinen Effekt. Das Kind sollte das gleiche Ergebnis unter Benutzung der vier bereitgestellten Fläschchen und des Gefäßes x erzielen.

Die Lösung erfordert komplexes kombinatorisches Denken, verbunden mit planvollem Vorgehen. Beim Mischen von 1 und 3 mit einigen Tropfen aus Gefäß x färbt sich die Flüssigkeit gelb. Durch Hinzufügen von 2 ändert sich nichts, bei Zuschütten von 4 allerdings verschwindet die gelbe Farbe wieder. Der Farbeffekt kann also nur durch Kombination dreier Flüssigkeiten (1 + 3 + x) bei gleichzeitiger Abwesenheit der Lösung 4 erzielt werden.

Eine wie in diesem Diagnostik-Test erforderliche Kontrolle über Einflussfaktoren ist erst auf der Entwicklungsstufe der formalen Operationen möglich:

PIAGET fasst die geistige Entwicklung eines Kindes in vier Hauptstadien zusam-men.


Das konkret-operational denkende Kind ist zwar nicht unmittelbar auf die Wahrnehmung angewiesen. Dennoch ist das Denken beschränkt auf gegebene Informationen, seien sie konkret-anschaulich oder in sprachlicher Weise repräsentiert. Der formal-operational denkende Schüler klebt dagegen nicht mehr an gegebenen Informationen oder Beobachtungen und ist in der Lage, sich im Denken von der konkreten Wirklichkeit zu lösen und über Möglichkeiten, Hypothetisches, Irreales, Zukünftiges nachzudenken. Er löst Probleme strategisch. Das Ableiten empirisch zu prüfender Hypothesen erfordert die Berücksichtigung und möglicherweise auch Verknüpfung mehrerer Einfluss-variablen. Schüler im konkret-operationalen Stadium haben dagegen Schwierigkeiten, wenn sie den Ausgang eines Experiments unter veränderten Bedingungen beurteilen sollen. Etwa in der neunten Jahrgangsstufe zeigen die Klassen ein sehr heterogenes Bild hinsichtlich der Umstellung vom konkreten zum abstrakten Denken. Es sei keine Seltenheit, wenn über die Hälfte der Schüler der Sekundarstufe II in ihrem Denken noch vorwiegend konkret orientiert sei. Da Anregungen und Impulse von außen die Entwicklung eines Kindes fördern können, sind solche Experimente, die Denkprozesse ankurbeln, auch im Chemieunterricht sinnvoll einsetzbar.


8.3 Freiarbeit und Stationenlernen

„An nichts muss man mehr zweifeln als an Sätzen, die zur Mode geworden sind.“

(LICHTENBERG 1790) Freiarbeit - eine Begriffsbestimmung Der Begriff Freiarbeit wird in der Literatur sehr unterschiedlich gebraucht und eine einheit-liche Definition existiert bis heute nicht („der Begriff selbst ist also offen.“) Definitorische Schwankungen reichen dabei von fast vollständiger Deckungsgleichheit mit dem Projekt-begriff über eine alle neueren Reformprinzipien umfassenden Definition bis zu einer engen begrifflichen Fassung im Sinne differenzierter Anregungsmaterialien und Aufgaben-stellungen. Bedingt wird dies durch verschiedenste Rückgriffe auf reformpädagogische Ansätze, denen eine „Pädagogik vom Kinde aus“ als oberstes Handlungsprinzip gemeinsam ist. Unterschiede lassen sich z. B. bei den Konzepten MONTESSORIs und FREINETs feststellen: Nach FREINETs Anschauung arbeiten Schüler frei, wenn sie ihre Fragestellungen und Probleme selbst finden, ihre Arbeitsmittel selbst herstellen und die Lernorganisation selbst gestalten. Der Projektunterricht wird der Umsetzung dieser sehr weiten Vorstellung von Freiheit in besonderem Maße gerecht. Mit MONTESSORI bezieht man sich auf ein enger gefasstes Konzept, bei welcher als Freiheit die freie Auswahl strukturierter, d. h. von der Lehrkraft vorbereiteter und durchdachter Lern-materialien im Vordergrund steht. Freiarbeit in diesem Sinne ist ein stark individualisierter und mediengestützter Unterricht. MONTESSORI war davon überzeugt, dass sich das Kind gemäß eines von der Natur vorgegebenen „inneren Bauplans“ entfaltet, es also von vornherein über die natürlichen Anlagen und Fähigkeiten verfügt, um zu einem selbstständigen, verantwortlichen Menschen zu werden. Dem Bauplan muss der Erzieher Freiräume zu seiner Entfaltung bieten. Freiheit darf nach MONTESSORIs Auffassung nicht missverstanden werden. Es bedeutet nicht etwa, dass der Schüler einfach die Freiheit hat, nichts zu tun.

Stationenlernen und Lernzirkel als Formen von Freiarbeit Im Vergleich zu extremeren Formen der Freiarbeit findet bei der Arbeit an Stationen eine wesentlich stärkere inhaltliche Steuerung statt: Sie orientiert sich an einem bestimmten Themenbereich, der für die Gestaltung der einzelnen Stationen in kleinere Abschnitte zerlegt wird. Verschiedene Schüler arbeiten gleichzeitig und möglichst ohne Anleitung durch die Lehrperson an unterschiedlichen, didaktisch ausgewählten Materialien. Vom Zirkeltraining des Sports unterscheidet sich die Lernzirkelarbeit dadurch, dass die individuelle Arbeitszeit an einer im Unterrichtsraum aufgebauten sogenannten Station nicht straff geplant und streng rhythmisiert vorgegeben ist. Die Schüler verweilen so lange daran, wie es ihre individuelle Lösung der Aufgabe erfordert oder sie das Interesse an dem angebotenen Material haben. Zur Realisierung des Stationenlernens muss überprüft werden, ob das Thema überhaupt die notwendigen Voraussetzungen erfüllt: Das Thema muss genügend Aspekte, auch interdisziplinäre, bieten. Außerdem müssen die verschiedenen Aspekte weitestgehend unabhängig voneinander angegangen werden können. Eine solche Vorgehensweise wird der Annahme gerecht, nach der Lernen geschieht, indem unser Gehirn punktuelle Eindrücke und Erfahrungen speichert und sich schließlich durch die Verflechtung sämtlicher Phänomene ein komplexes Netzwerk des Lernens bildet. Der Schüler wird also gefordert, individuell vernachlässigte Facetten des Themas auszuwählen, so dass sich durch Prozesse des Strukturierens und Ordnens ein Gesamtbild der Wirklichkeit ausformt.


Station blau

Station rot

Station weiß freiwillig

Station gelb

Station grün

THEMA

Einstieg Einstieg

Einstieg

oder

Differenzierung

grün A

grün B

Station orange

Lernzirkel In der meisten bisher erschienenen Literatur wird zwischen den Begriffen Stationenlernen und Lernzirkel nicht differenziert. Wenn die Lernstationen teilweise in eine sinnvolle oder notwendige Reihenfolge gebracht werden, an die sich die Schüler im vorgegebenen Rahmen richten müssen, wollen wir im Folgenden eher von einem „Lernzirkel“ sprechen. Ein solcher Aufbau ist dann erforderlich, wenn einige Stationen systematisch aufeinander aufbauen und Ergebnisse einer Station Voraussetzung für die Arbeit an der nächsten sind, oder auch dann, wenn eine deutliche Staffelung im Schwierigkeitsgrad vorliegt. Die graphische Darstellung zeigt den typischen Aufbau eines Lernzirkels (auch als „Laufzettel“ für den Schüler geeignet).

Freiheit bei der Freiarbeit? � Machen Sie sich den Aufbau des oben abgebildeten Lernzirkels klar. Untersuchen Sie, in welchem Maße die Freiheitsgrade bei einem solchen

Lernzirkel verwirklicht sind und worin die Schüler andererseits nicht frei sind?

� Welche Rolle kommt dem Lehrer während der Freiarbeit zu? Hat er frei?

Inhalt

Freiheitsgrade bei einer

Freiarbeit

Dokumentation

Sozialform Zeit


Prinzip der Selbstkontrolle Dem Unterrichtsziel Selbstständigkeit entsprechend sollen die Schüler die Möglichkeit der Selbstkontrolle haben, ihren Lernprozess und -erfolg also selbst überprüfen und einschätzen, damit sie über die erledigte Arbeit eine Rückmeldung erhalten. Dieser Gesichtspunkt soll weniger als Leistungsüberprüfung verstanden werden. Vielmehr werden die Schüler auf dem Weg zur Selbstständigkeit nach und nach in die Lage versetzt, sich von der Person des Lehrers als Kontrollinstanz zu lösen. Die Methodenwerkzeuge in Kapitel 8.4 bieten hierzu vielfältige Möglichkeiten. So kann die Lösungskotrolle z. B. über eine Lösungsbox (mit Lösungshinweisen) oder über Puzzleteile, die sich zu einem Gesamtbild zusammenfügen, erfolgen. Da im Schulversuchspraktikum das Experiment im Vordergrund stehen soll, werden an dieser Stelle Beispiele zur „Freiarbeit“ nicht weiter vorgestellt. Die Fachdidaktik-Seminare und die aktuellen fachdidaktischen Zeitschriften nehmen sich regelmäßig dieser Aspekte an.

„Wer immer offen ist, muss nicht ganz dicht sein.“


8.4 Methodenwerkzeuge „Der Methodenkultus hat die „Wer nur einen Hammer hat, Gedankenlosigkeit zur Mutter, für den ist jedes Problem wie ein Nagel. die Methodenscheu die Denkfaulheit.“ Wer einen ganzen Werkzeugkasten hat, (WILLMANN 1888) für den ist jedes Problem einzigartig.“ Methodenwerkzeuge stehen zu den Methoden wie das Werkzeug des Handwerkers zur Handwerksmethode. Methodenwerkzeuge sind Verfahren, mit denen man anregende Lernumgebungen zur Förderung der Selbsterschließung des Themas durch die Schüler gestalten kann. Für den Lehrer, der das Werkzeug konstruiert, bedeutet dies, dass er den Unterrichtsstoff zerlegen muss (Elementarisierung). Bei der Anwendung der Methodenwerkzeuge wird häufig in spielerischer Weise geordnet, beschriftet, zusammengelegt, fachbezogene Kommunikation zwischen den Schülern initiiert u. s. w. Auf diese Weise erleichtern die Werkzeuge das Verstehen, da sie verschiedene Zugänge zum Inhalt eröffnen. Das rezeptive Lernen über einen einzigen Aufnahmekanal, das Hören, wird nämlich zahlreichen Schülern nicht gerecht und bleibt erheblich hinter der möglichen Effektivität des jeweiligen Lernens zurück. Methodenwerkzeuge sind nicht an bestimmte Sozialformen gebunden. Sie können z. B. in Partner-, Gruppen- oder Einzelarbeit während Freiarbeitsphasen hervorragende Dienste leisten, aber ebensogut als Impuls in einem schülerzentrierten Unterrichtsgespräch. Anmerkung: Die Herstellung des Methodenwerkzeugs liegt zunächst in Lehrerhand. Sind die Schüler mit der Idee vertraut, dann sind Erweiterungen durch die Schüler möglich, indem sie selbst welche herstellen (Handlungsorientierung). Die fachlichen Leistungen, die die Schüler dabei erbringen müssen, sollte man nicht unterschätzen.

„Methodenwerkzeuge bewerten mit Hilfe eines Methodenwerkzeugs“: Die Auswertungsmöglichkeit „Kugellager“ aus Kapitel 6 ist ein Methodenwerkzeug. Sie werden es selbst einer Prüfung unterziehen können, indem Sie Ihrem Gegenüber � eines der folgenden Methodenwerkzeuge vorstellen und � kurz die Vor- und Nachteile dieses Werkzeugs aufzeigen.


Methodenwerkzeuge - eher an der Erarbeitungsphase orientiert

1. Bildergeschichte

Magnesium reagiert mit Salzsäure Arbeitsauftrag: 1) Schneide die ungeordneten Bilder aus. 2) Ordne die Bilder in der chemisch logischen Reihenfolge an. 3) Beschreibe die Vorgänge auf den Bildern. 4) Formuliere die ablaufenden chemischen Reaktionen mit Wortgleichungen. 5) Schreibe unter die Element und Verbindungsnamen die entsprechenden Symbole. Bei

Verbindungen schreibst du die Symbole der enthaltenen Atomarten mit einem Schrägstrich getrennt in eine Klammer; Beispiel Wasser (H/O).


2. Bildsequenz

Herstellung eines Nährbodens Aufgaben: 1. Stelle einen Nährboden nach der Anleitung her. 2. Beschreibe die Herstellung unter Verwendung der folgenden „Wortliste“.

Wortliste: 200 mL Wasser Petrischale mischen 4 Spatelspitzen Agar-Agar füllen in erhitzen 2 Spatelspitzen Fleischextrakt kochen Versuchsbeschreibung: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________

_______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________

_______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________

3 Minuten warten

lange warten

2–3 mm

flüssiger Nährboden

kalter, fester Nährboden

Zuerst …

Nach 3 Minuten …

Am Ende …


3. Bildsequenz als Puzzle

Trennverfahren Aufgabe 1 Schreibe die Überschrift und die folgende Einleitung in dein Heft: Durch Dekantieren, Filtrieren und Eindampfen lassen sich wasserlösliche und wasserunlösliche Stoffe voneinander trennen. Kochsalz und Sand lassen sich zum Beispiel auf diese Weise trennen. Aufgabe 2 Ordne mit deinem Tischnachbarn den beigefügten Kartensatz in der richtigen Reihenfolge so, dass der Trennvorgang von Sand und Kochsalz richtig beschrieben wird. Führt das Experiment anschließend gemeinsam durch. Der Trennvorgang verläuft in drei Schritten. Dabei kommen drei verschiedene Trennverfahren vor. Beschreibe die drei Schritte des Trennvorgangs und trage dazu folgende Tabelle in dein Heft:

Die Trennung von Sand und Kochsalz in drei Schritten

Name des Trennverfahrens

Welche Stoffe werden voneinander getrennt?

Warum können die Stoffe voneinander getrennt werden?

1.

2.

3.

Aufgabe 3 Jedes Trennverfahren nutzt die Tatsache aus, dass sich die Stoffe, die man voneinander trennen will, in mindestens einer bestimmten Stoffeigenschaft unterscheiden. Zum Beispiel lässt sich Sand leicht aus einem Gemisch mit Eisen trennen, da einer der beiden Stoffe magnetisch ist, der andere aber nicht. Hierzu folgende Aufgabe: Das beiliegende Puzzle besteht aus neun Dreiecken. An den Seiten der Dreiecke stehen entweder Trennverfahren (z. B. Filtrieren, Destillieren) oder Stoffeigenschaften (z. B. Dichte, Löslichkeit). Die Dreiecke legst du mit deinem Partner so aneinander, dass gegenüber jedem Trennverfahren der Name der jeweils ausgenutzten Stoffeigenschaft liegt. Wenn alles richtig zusammengelegt ist, erhaltet ihr ein großes Dreieck. Erstelle anschließend in deinem Heft mit Hilfe des Puzzles folgende Tabelle:

Trennverfahren Ausgenutzte Stoffeigenschaft

… …


Material zu obiger Aufgabe 2


Material zu obiger Aufgabe 3


4. Filmleiste

Lösungsvorgänge bei Salzen

Aufgabe 1. Beschrifte die Symbole und ergänze die fehlenden

Partialladungen. 2. Male die drei fehlenden Bilder, die zum Endzustand

führen. 3. Schneide die Bilder aus und klebe sie in der

richtigen Reihenfolge in dein Heft. 4. Schreibe einen erklärenden Text mit Hilfe der

Fachbegriffe und der passenden Verben.

Fachbegriffe: ■ Anlagerung ■ Ionengitter ■ Ionenbindung ■ Ionen ■ Kation ■ Anion

Verben: ■ ausbilden ■ entstehen ■ lockern ■ lösen ■ herauslösen ■ bilden


5. Fragemuster

Experimentiergeräte

Aufgabe: Stelle deinen Mitschülern Fragen mit folgenden Mustern zu diesen Geräten.

Fragemuster für einfache Fragestellungen: - Welche Geräte kennst du? - Was weißt du über ... ? - Wozu dient ... ? - Wo benutzt / verwendet man ... ? - Welche Vorteile / Nachteile / Eigenschaften / Besonderheiten hat ... ? - Welches Gerät ist genauer / handlicher / brauchbarer / teurer / billiger als ... ? Fragemuster für schwere Fragestellungen: - Was ist der Unterschied zwischen ... und ... ? - Ist ... ein Gerät, das ... ? - Ist es richtig, dass ... ein Gerät ist mit ... ? - Welches Gerät sollte man verwenden / benutzen, wenn man ... ? - Kann es ein Gerät geben, das ... ? - Stimmt es, dass ... ein Gerät ist mit ... ? - Könnte man nicht auch ... ? - Ich verstehe nicht, warum ... ? - Gibt es auch ein Gerät, das ... ?


6. abgestufte Lernhilfe

Wie kann man mit diesen Geräten die Dichte von Holz bestimmen?

1. Arbeitet in Gruppen von 3-4 Schülern. Besprecht eure Ideen in der Gruppe. 2. Schreibt auf, wie ihr vorgehen wollt: Zuerst …, danach ..., dann ... 3. Experimentiert, messt und notiert die Messwerte. 4. Schreibt ein Protokoll auf eine DIN A4-Seite, das enthält: • Skizze • Beschreibung der Methode • Messwerte • Auswertung / Berechnung Hilfen: - Auf dem Lehrertisch liegen Hilfezettel H1 - H6 - Die Hilfen sind unterschiedlich stark: H1 ist eine kleine Hilfe, H6 ist eine große Hilfe / fast die komplette Lösung. - Die Hilfen dürfen nur am Lehrertisch gelesen, aber nicht abgeschrieben werden.

H 5

1. Stecke das Lineal in das wasser-gefüllte Becherglas und lies die Wasserhöhe h ab.

2. Lege die Holzkugel in das Becher-glas und lies die Wasserhöhe h1 ab.

3. Tauche die Holzkugel mit der Steck-nadel vollständig in das Wasser ein und lies die Wasserhöhe h2 ab.

Dieses Wasservolumen wird von der untergetauchten Kugel verdrängt.

H 3

H 1

Dichte = VolumenMasse

Überlegt: Wie könnte ihr die Masse und wie das Volumen eines Holzstücks ermitteln?


Stoffklassen

Metalle

Edelmetalle

Unedle Metalle

Nichtmetalle

Silber

STOFFE

Methodenwerkzeuge - eher an der Sicherungs- / Übungsphase orientiert

7. Mind-Map

Die Begriffe in dem Kreis sollen in einer „Gedankenlandkarte“, einer Mind-Map, geordnet werden:

Wir gehen dabei folgendermaßen vor:

1. In das Zentrum der Mind-Map schreiben wir das THEMA. 2. Schreibe alle Begriffe, die deiner Meinung nach zusammen gehören, zu Gruppen

zusammen. 3. Versuche jetzt für diese Gruppen Oberbegriffe zu finden, z. B. „Stoffklassen“. 4. Schreibe den Oberbegriff auf einen Hauptast. 5. Von den Hauptästen zweigen weitere Äste ab. Auf die Nebenäste schreiben wir zu

dem Oberbegriff passende Begriffe, z. B. „Metalle“. 6. Die Nebenäste können sich noch weiter verzweigen, z. B. „edle Metalle“ oder „unedle

Metalle“ Wenn möglich und sinnvoll, verzweige die Nebenäste weiter, z. B. mit dem Begriff „Silber" ...

7. Suche einen Oberbegriff für den nächsten Hauptast. Arbeite nach dem gleichen

Prinzip weiter.

Löslichkeit Messing Kohlenhydrate Leichtmetalle Erdölraffination

Magnetismus Stoffgemische Salze Silber Dichte Homogene Gemische Edelmetalle Suspension Metalle

Stoffklassen Destillation Niveacreme Säuren Trennverfahren Emulsion Stoffeigenschaften Legierungen Kochsalz Gold

Trinkwasseraufbereitung Aluminium Schmelzpunkt Unedle Metalle Siedepunkt Stoffsysteme Lösungen

Salzwasser Nichtmetalle Reinstoffe Blei Sauerstoff Heterogene Gemische Filtration Salzsäure Blut

Schwermetalle Kaffeezubereitung Eisen Destilliertes Wasser


8. Begriffsnetz

Das „Begriffsnetz“ ist im Ansatz vergleichbar mit der Erstellung einer Mind-Map in Gruppenarbeit – mit einem spielerischen Akzent.

1. Sortieren

• Sortiert die Begriffskarten. • Legt die Karten weg, die ihr nicht kennt

und die ihr nicht braucht.

2. Kleben, beschriften und ergänzen • Ordnet die Kärtchen auf einem Plakat-

papier zu einem Netz. • Klebt die Begriffe auf das Papier. • Zeichnet Pfeile zwischen den Begriffen,

die zusammen gehören. • Schreibt kurze Erklärungen an die Pfeile. • Seht euch die weggelegten Karten an.

Wenn sie passen, dann klebt sie dazu.

3. Präsentieren Präsentiert euer Begriffsnetz der Klasse. • Regel: Jeder muss dabei sprechen.


Hinweis: Periodensystem (Hauptgruppen) entsprechend vergrößern. Kopiervorlage im Fachordner Chemie

3. Element-Quartette einordnen

2. Element-Quartette suchen und Stapel bilden

1. Karten auslegen

9. Zuordnung

Periodensystem


10. Memory

Gemische Das Memory besteht aus 52 Karten. Jeweils vier Karten gehören zueinander : • ein Kärtchen mit einem Bild aus dem Alltag, • ein Kärtchen mit einem Situationsbild auf Teilchenebene, • ein Kärtchen mit dem Fachausdruck für ein Stoffgemisch, • ein Kärtchen, das den Aggregatzustand der vermischten Stoffe angibt. Deckt zuerst alle Karten offen auf und sortiert die zueinander gehörigen „Flotten Vierer“. Dann vergleicht euer Ergebnis mit der Lösung am Pult. Neue Fachbegriffe für noch unbekannte Gemischtypen tauchen auf. Prägt sie euch ein. Dreht danach die Kärtchen um und mischt gut. Jetzt geht’s ans Spielen – ähnlich wie Memory: Hier deckt ihr jedoch nacheinander vier Karten auf und versucht, die „Flotten Vierer“ zu finden. Sieger ist die- bzw. derjenige, die bzw. der am meisten „Flotte Vierer“ gesammelt hat.

hier nur ein Aussschnitt:


2. A und B drehen die Kärtchen um, B löst seine Aufgabe(n) und A kontrolliert.

Die Klasse wird in Zweiergruppen mit den Partnern A und B aufgeteilt. Jede Zweiergruppe bekommt zwei Partnerkärtchen mit einer Nummer. 1. A löst seine Aufgabe(n) und B kontrolliert die Lösung.

3. A und B geben Ihre Partnerkärtchen an die nächste Partnergruppe weiter und

erhalten neue Kärtchen.

11. Partnerkärtchen


12. Kettenquiz

Die „Partnerkärtchen“ (s. o.) lassen sich auch als Kettenquiz mit der gesamten Klassen organisieren: - Jeder Schüler in der Klasse erhält ein Kärtchen. - Ein Schüler liest seine Aufgabe laut vor. - Der Schüler mit der passenden Lösung irgendwo in der Klasse antwortet. Dieser dreht die Karte um und liest die neue Frage vor u. s. w. Beispiel: Zuordnung des Namens zur chemischen Formel eines Stoffs:


13. Domino

Beispiel: einige Dominokärtchen zu Oxidationsprodukten der Alkohole Der Reiz dieses Dominos liegt darin, dass der Spieler in der Spielrunde argumentieren muss, warum er sein Dominokärtchen für passend hält. Es ergibt sich zwangsläufig eine fachliche Diskussion.


14. Klammerkarte

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Rückseite �

gelbe Seite �


15. Drehscheibe

Deckscheibe: Aus ihr wird genau ein „Kuchenstück“ ausgeschnitten.

1. Wahlscheibe. Sie wird unter die Deckscheibe gelegt.

2. Wahlscheibe: Sie wird auf die Rückseite der 1. Wahlscheibe geklebt (dabei auf die richtige Zuordnung achten!) Dann werden die Deckscheibe und die verklebten Wahlscheiben durch eine Klammer in der Mitte verbunden.

Auftrag für die Schüler: Setzt euch zu zweit gegenüber und haltet die Scheibe zwischen euch. Einer stellt den Namen eines Elementes ein und gibt dann das Elementsymbol und die zugehörigen Wertigkeiten an, der andere kontrolliert die Antwort anhand der Rückseite. Wechselt euch in den Rollen ab. Übt so lange, bis jeder von euch sieben Zuordnungen hintereinander fehlerfrei schafft.

Dieses Methodenwerkzeug stammt aus NiU 58/59. Die Verwendung der Wertigkeiten, dem in den Schulbüchern kaum eine Bedeutung mehr zukommt, soll an dieser nicht diskutiert werden, sondern das Werkzeug an sich.


16. Stille Post

Prinzip „Stille Post“ ist ein bekanntes Spiel. Eine Botschaft wird flüsternd von Spieler zu Spieler weitergegeben, bis die Botschaft wieder beim Absender ankommt. Der Absender vergleicht die ankommende mit der abgesendeten Botschaft. Im Gegensatz zum Spiel kommt es beim Einsatz dieses Methodenwerkzeugs im Unterricht darauf an, dass die Information, die ausgetauscht wird, unverfälscht erhalten bleibt. Die Methode beruht darauf, die Schüler einen Sachverhalt von einer Darstellungsform in die andere übersetzen zu lassen. Im unten abgebildeten Beispiel wird vom Lehrer ein Stoffname angegeben. Die erste Arbeitsgruppe leitet aus dem Stoffnamen eine Strukturformel ab; diese wird weitergegeben und die nächste Gruppe formuliert einen beschreibenden Text dazu und gibt diesen Text weiter. Nach diesem Text wird ein Modell gebaut, der als Modell dargestellte Stoff wird dann im letzten Schritt wieder mit einem Stoffnamen belegt. Nach all diesen Bearbeitungs-schritten kommt das Ergebnis (der Stoffname) wieder zur Ausgangsgruppe zurück. Diese kontrolliert, ob die „stille Post“ fehlerfrei die Bearbeitungsschritte überstanden hat. Damit möglichst viele Schüler aktiv sind, werden mehrere Inhalte gleichzeitig durch die Klasse bearbeitet. Die Zahl der Übersetzungsschritte (z. B. vier) bestimmt die Anzahl der Arbeitsgruppen. Sind zu viele Schüler in der Klasse, so dass die Anzahl der Schüler pro Gruppe zu groß wird, lässt man die Klasse in zwei Übersetzungszyklen arbeiten. Bei der Durchführung machen alle Gruppen immer gleichzeitig denselben Übersetzungsschritt, so dass der Lehrer immer ansagen kann, was jetzt von den Gruppen gemacht werden soll.


17. Puzzle

„Strukturformel-Puzzle“


18. Satzmuster

Satzmuster Redoxreaktion Arbeitsauftrag: Bilde Sätze nach folgendem Muster: Natrium gibt ein Elektron ab, es wird oxidiert. Es entsteht ein Natriumkation.

Natrium Chlor Kalium lod Barium gibt ein Elektron ab, es wird reduziert. Brom zwei Elektronen Strontium nimmt drei Elektronen auf, es wird oxidiert. Lithium Sauerstoff Aluminium Es entsteht ein …

Satzmuster Periodensystem Innerhalb einer nimmt/nehmen von ... zu/ab ■ Periode ■ Ionisierungsenergie ■ oben nach unten ■ Gruppe ■ Atomradien ■ unten nach oben ■ Ionenradien ■ links nach rechts ■ rechts nach links

…,weil die Elektronen vom Kern … ■ stärker ■ schwächer ■ angezogen werden ■ leichter ■ abgegeben werden ■ schwerer

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8. Öffnung von Unterricht - chemie.uni-mainz.de · heute und formuliert neue methodische Anforderungen an Unterricht. Im Rahmen des Schulversuchspraktikums soll der folgende Auszug