Parallelen

AkadDir W. Wagner, Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth

ParallelenGeschichte der Chemie Chemie in den Schularten

AntikeEmpedokles, 450 v. Chr.: die Welt besteht aus vier Elementen.LuftWasser

ErdeFeuer

Lehrplan GSFach: Heimat- und SachkundeGrobziel: Kind und NaturErfahrungen mit Luft (Jgst. 2)Erfahrungen mit Wasser (Jgst. 2)Natürl. Wasserkreislauf (Jgst. 4)-Umgang mit Feuer (Jgst. 1)Verbrennung (Jgst. 3)

Erde

Lehrplan HS Fach Biologie/Chemie/Physik

Wie GS (Jgst. 5–9)Zu Wasser, Luft, Verbrennung noch:Boden


ParallelenGeschichte der Chemie Chemie in den Schularten

MittelalterStoffwissen als „geheime“ Steckbriefe.

Stoffe trennen, unterscheiden, kennen (Jgst. 5) undSäuren, Laugen, Salze (Jgst. 8)

NeuzeitChemie als NaturwissenschaftPSE (111 Elemente), VerbindungenReaktionsmechanismen

Lehrpläne für RS und GymnasiumFachsystematische OrientierungPSE (111 Elemente), VerbindungenReaktionsmechanismenÄhnlich: Lehrplan HS (Jgst. 10)


Bedeutung historischer Unterrichtsverfahren

heute„Beginn“


Artikulation nach einemhistorischen Unterrichtsverfahren

Bsp. Realschule: Die Struktur von Benzen (Benzol)

Elementarformel Voraussetzungen:

Methodische Planung:Sozialform: GruppenarbeitModelleinsatz

Lehrziel:Aufklärung submikroskopische Strukturen, ohne diese direkt zu sehen.Feinziele:• Mehrere Theorien stehen jeweils in Konkurrenz zueinander; Erkennen der

begrenzten Gültigkeit.• Erkennen, dass Erkenntnisschwierigkeiten der Forscher früher die gleichen

Schwierigkeiten sind, die Schüler heute haben.• Kennen lernen des Menschen im Forscher: Kekulé bzw. van´t Hoff; Menschlich-

Allzumenschliches aus der Auseinandersetzung um Theorien (das Aufeinanderprallen von „allgemein anerkannter Lehrmeinung“ und neuer Theorie).



Artikulationsstufe 2: Information• Das Wissen zur Zeit Kekulés, Ladenburgs, Dewars

- Verhältnisformel aus CH-Analyse- Vermutung über den ungesättigten Charakter- Reaktion mit Brom- Substitutionsprodukte.

• Aussage moderner theoretischer Modelle heute:- Das Computerprogramm MOLGEN errechnet 217 denkbare Isomere für die

Molekülformel C6H6.

Artikulationsstufe 3: Lösung des Problems (schülerzentriert)•Arbeitsauftrag: Tragen Sie Argumente für die drei o.a. Strukturvorschläge zusammen!

•Arbeitsphase:Interpretation vorliegender Analysedaten (das Wissen der Zeit).Errechnen aller denkbaren Strukturen für C6H6 mit MolGen.Ausschließen von Strukturen auf Grund der Analysedaten.

Artikulationsstufe 1: ProblemstellungEntscheidung erforderlich für eine räumliche Struktur aus einer Reihe denkbarer



•Diskussion: Vorstellen der übriggebliebenen Strukturvorschläge. Vergleich der Argumente. Entscheidung für die wahrscheinlichste Struktur.

Artikulationsstufe 4: Erweiterung, z.B.• Der heutige Stand des Wissens.• Fortbestehende Probleme der modernen Bindungstheorie.• Probleme mit der Schreibweise.• Schicksal von anderen Strukturvorschlägen (Dewar-Benzol 1963 synthetisiert,

Ladenburg-Benzol 1973).• Andere Aromaten (Phenol, Naphthalin, Benzoesäure,...)

Artikulationsstufe 5: Sicherung• Fixierung theoretischer Grundzüge (Arbeiten mit Modellen, Wandlung von

Modellen über die Zeit, Vereinbarungen über Schreibweisen…)

Erfolgskontrollen• nach den verschiedenen Anforderungsbereichen I-III


X

Y Y

X

X Y

1

2

Y X X Y

3

Y

X

4

Y

X

5

X

Y

Disubstitutionsisomere des Ladenburg-Benzols „Prisman“


Disubstitutionsisomere des Kekulé-Benzols

XY

XY

X

Y

X

Y

X

Y

1 2

3 4

5


Karikatur auf Kekulé‘s Oszillationstheorie



Bsp. Gymnasium: Die Struktur von Methan Voraussetzungen:Elementarformel, Gaschromatographie, Isomerie-Begriff (Stellungsisomerie), Chlorierung Lehrziel:Korrekte Raumstruktur heraus finden, ohne dass man einzelne Moleküle sehen kann.Feinziele:• Mehrere Theorien stehen jeweils in Konkurrenz zueinander; Erkennen der

begrenzten Gültigkeit.• Erkennen, dass Erkenntnisschwierigkeiten der Forscher früher die gleichen

Schwierigkeiten sind, die Schüler heute haben.• Kennen lernen des Menschen im Forscher: Kekulé bzw. van´t Hoff; Menschlich-

allzumenschliches aus der Auseinandersetzung um Theorien (das Aufeinanderprallen von „allgemein anerkannter Lehrmeinung“ und neuer Theorie).

Methodische Planung:Sozialform: GruppenarbeitModelleinsatz


Artikulation nach einem historischen Unterrichtsverfahren

Artikulationsstufe 1: Problemstellung (lehrerzentriert)Zwei verschiedene räumliche Strukturen von Methan werden diskutiert: die planare und die tetraedrische. Welche ist richtig?

Artikulationsstufe 2: InformationsphaseDas Wissen von van´t Hoff (Molekülformel aus CH-Analyse, Reaktion mit Chlor, Substitutionsprodukte). Vorstellen von Substitutionsprodukten.


Isomere des substituierten Methans I

Die Isomere eines planaren Bromchlorfluormethans.


Isomere des substituierten Methans I

Isomere eines tetraedrischen Bromchlorfluormethans(Enantiomere).



Artikulationsstufe 4: Abstraktion• Erkenntnis verallgemeinert: Moleküle sind nicht planar, sie sind räumlich.• Übertragung auf alle Moleküle.

Artikulationsstufe 5: SicherungHeft- und Tafelskizzen der Methanstruktur

Erfolgskontrolle• Wiederholung der Methanstruktur (Anf.Bereich I)• Übertragung auf Tetrachlormethan (Anf.Bereich II)• Übertragung auf Ethan (Anf.Bereich III)

Artikulationsstufe 3: Durchführung (schülerzentriert)• Überprüfen anhand von Modellen, welche Anordnung von 4 Liganden um

ein Zentralatom machbar sind. Arbeiten in mehreren Gruppen. Verfolgen der planaren und der tetraedrischen Hypothese.

Documents

Parallelen