Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 24.09.19, Seiten 3.14-3.20


3.2 Prinzipien der Auswahl von Inhalten


Ihre Angst ist unbegründet: wenn Sie vor dem ersten Unterrichtsversuch stehen, fürchten Sie sich vor der Situation, dass die 45 Minuten nicht verstrichen sind und Sie stehen vor der Klasse und haben keinen "Stoff" mehr. Deswegen neigen viele Einsteiger dazu, wild drauflos Inhalte zu sammeln, damit die Situation ja nicht eintritt. Aber das Gegenteil ist der Fall: 90% meiner Studierenden kommen beim ersten Unterrichtsversuch innerhalb der 45 Minuten nicht zur letzten, manche auch nicht zur vorletzten Phase ihrer Planung. Ca. 8% der Praktikanten schließen genau mit dem Gong ab, nur ca. 2% sind früher fertig. Was passiert dann? Nix. Der betreuende Lehrer übernimmt.

Das Problem ist also nicht "zu wenig Stoff", sondern das Zuviel. Wie man mit der Situation umgeht, dafür soll dieses Kapitel Richtlinien geben.


3.2.1 Prinzip der Fasslichkeit - es muss verstanden werden können

"Fasslichkeit" ist ein allgemein didaktisches Prinzip und soll den Entwicklern von Unterrichtsmaterialien helfen sicher zu stellen, dass Lernende entsprechend ihrer persönlichen oder entwicklungsgemäßen Auffassungsgabe nicht über-, aber auch nicht unterfordert werden. Dabei spielt eine der bedeutendsten Regeln, wonach man "Schüler dort abholen soll, wo sie sind" eine entscheidende Rolle, denn sie löst die Frage nach den Vorkenntnissen, Vorerfahrungen und Voraussetzungen. Um diese muss sich der Lehrende in vorderster Linie kümmern.

Nach welchen Regeln man vorgehen kann, erläutert Kapitel 3.4 mit den Didaktischen Regeln.

Gefahr: Es besteht auf den ersten Blick die Gefahr der Kollision mit dem Prinzip der Wissenschaftlichkeit. Diskussion siehe dort.


3.2.2 Prinzip der Wissenschaftlichkeit

Einzig klare Aussagen dieses Kriteriums sind, dass

  1. sich unser Unterricht nicht von der Wissenschaft Chemie entfernen darf und
  2. dass Umlernen schwieriger ist als Neulernen.

3.2.2.1 Nähe zur Wissenschaft

Dem gegenüber ist die unterrichtliche Formulierung "Wasser siedet bei 100°" z.B. in Jgst. 5 auch wissenschaftlich, aber stark didaktisch stark reduziert (siehe spätere Einheit). Sie kann, wenn die nötigen Voraussetzungen geschaffen wurden, mühelos auf die wissenschaftliche Formulierung ausgeweitet werden.

Diese Nomenklatur ist ein schlechtes Beispiel für Wissenschaftlichkeit an der Universität, weil es Namen aus mindestens drei verschieden alten Nomenklatursystemen enthält. Wissenschaftlich ist noch die Einteilung in:

  • Hydride der Form MH, bei denen das Metall weniger elektronegativ ist als Wasserstoff. Danach müssten die Borverbindungen als Hydride bezeichnet werden.
  • Wasserstoffverbindungen HX, bei denen X elektronegativer ist. Danach müssten alle Verbindungen von Elementen weiter rechts im PSE Wasserstoff"element"id heißen:
    • H4C = Wasserstoffcarbid
    • H3N = Wasserstoffnitrid
    • H2O = Wasserstoffoxid
    • HF = Wasserstofffluorid.
  • Trivialnamen (Ammoniak, Wasser) können, allerdings erst in zweiter Linie, auch verwendet werden.

Weitere Diskussion über "wissenschaftliche Richtigkeit" wird im Kapitel "Didaktische Transformation" u.a. auch bei der Elementarisierung geführt.

3.2.2.2 Umlernen ist schwieriger als Neulernen

Grundsätzlich muss vermieden werden, bei Vereinfachungen so weit zu gehen, dass auf einer höheren Stufe der spiralförmigen Anordnung zuvor vermittelte Inhalte widerrufen werden müssen.

Bsp. 1a Negativformulierung: "Metalle verbrennen an der Luft zu Oxiden."

Zwar liefert die Verbrennung der meisten Metalle (Eisen, Magnesium, Aluminium) tatsächlich Oxide, aber eben nicht alle. Gerade bei den Alkalimetallen aus der 1. Hauptgruppe entstehen oft bevorzugt Per- und Superoxide.

Bsp. 1b Positivformulierung: "Die meisten Metalle verbrennen an der Luft zu Oxiden."

Das Prinzip der Wissenschaftlichkeit hat meines Erachtens sehr enge Grenzen in der Schule, die darin liegen, dass man mit dem Prinzipien der Fasslichkeit in Konflikt gerät. Dieser Konflikt ist mit Hilfe der Didaktischen Regeln und den Maßnahmen der didaktischen Reduktion zu lösen.

Im Zweifelsfall würde ich der Fasslichkeit den Vorzug vor der Wissenschaftlichkeit geben, Wissenschaftlichkeit nicht im Sinn von richtig oder falsch sondern bezüglich des "Exaktheitsniveaus".


3.2.3 Prinzip der Verbindung von Theorie und Praxis

Damit Lernende einen Sinn im Beschäftigen mit der Chemie erkennen können, sollten Unterrichtsinhalte verknüpft werden z.B. mit:

  • Alltagsphänomenen (alle Schularten)
    • Warum rostet Eisen, nicht jedoch Gold?
    • Was macht Fritieröl "alt"?
    • Welches sind aus welchem Grund potentielle Formaldehydquellen zu Hause?
  • Umweltproblematik (alle Schularten)
    • Warum sind Autoabgase schädlich?
    • Kann Sondermüll aus unserem Haushalt stammen?
    • Wieso können Treibgase, die für uns völlig unschädlich sind, zu Umweltproblemen führen?
  • Vorgängen aus der Technik (HS, RS, Gym)
    • Warum verwendet man beim Bau von Motorrädern verschiedene Metalle?
    • Wie macht man die Butter so, dass sie aus dem Kühlschrank streichfähig entnommen werden kann?
    • Wie funktioniert Zement, der unter Wasser fest wird? ... und mit
  • Inhalten, die die Chemie als Berufsziel darstellen (alle Schularten)
    • Ist Chemie für Facharbeiter überhaupt relevant?
    • Was tut ein/e CTA?
    • Passt Chemie mit Ingenieur zusammen?
    • Kann man mit Realschulabschluss studierter Chemiker werden?
    • Will ich wirklich Chemielehrer (wie der, den ich hatte) werden? ;)

Die Sinnhaftigkeit wird vom Menschen bei jedem Tun geprüft - auch in der Schule durch Lernende (und Lehrende)!


3.2.4 Prinzip der Lehr- und Lernziel-Orientierung

Gemeint ist damit, dass man sich als Lehrender

  1. über das Ziel der unterrichtlichen Bemühungen im Klaren sein muss, bevor man
  2. über den Weg dahin nachdenkt.

Lehrzielformulierung wird eines der Schwerpunktthemen in "Planung von Unterricht", Modul FD-DC II sein.

HATTIE hat in "Visible Learning" die extrem hohe Wirksamkeit festgestellt von

  • "Klarheit der Lehrperson" d=0,75 (auf einer offenen Skala von -0,4 bis +1,4)
  • "Ziele" d=0,57
  • "Klassenführung" d=0,52
  • "Lehrererwartungen" d=0,42 (Werte unter d=0,4 sind nicht besonders wirksam).

Material und Quelle: http://visible-learning.org/de/hattie-rangliste-einflussgroessen-effekte-lernerfolg/


3.2.5 Prinzip der Planmäßigkeit

Damit soll ausgedrückt werden, dass die Inhalte der Chemie nicht zusammenhanglos nebeneinander dargestellt werden sollen, sondern

  • entweder einer inneren Logik des Faches folgend oder
  • einer Lehrgangslogik, die der Lehrende dem Lehrgang gibt

angeordnet werden müssen.

Eine Gefahr der Verletzung dieses Prinzips besteht kaum, da alle Grundlagen für die Unterrichtsplanung (Lehrpläne, Schulbücher, Fachbücher...) irgendeinem Plan folgen - vorausgesetzt, man (er)kennt ihn.


3.2.6 Prinzip der Selbsttätigkeit

Dieses generelle Prinzip der Erziehung ist eine Folge der Kritik an der Wissenschaftsorientierung, als es hieß, Lernenden dürfe nicht "ein fertiges Abbild der Chemie übergestülpt" werden, sie müssten am Erkenntnisgewinn beteiligt sein.

Mit Selbsttätigkeit ist nicht nur manuelle Tätigkeit, sondern verschieden komplexe Ebenen gemeint:

  • Lernende können an einem Denkprozess (zusammen mit dem Lehrenden) beteiligt werden ("Welche Schlussfolgerungen konnte Rutherford aus seinen experimentellen Ergebnissen ziehen?")
  • Lernende können manuell tätig werden (bauen eine Destillationsapparatur nach vorliegender Skizze auf)
  • sie können planerisch und forschend tätig werden (ein Experiment entwickeln, mit dessen Hilfe man klären könnte, ob Kochsalz nach dem Lösen noch Kochsalz ist)
  • oder sie könnten im Rahmen von Wochenplanarbeit entscheiden, was sie wie, wo und mit wem lernen (im Bereich der freien Lernzeit 1-2 Stunden am Tag entscheiden Lernende, mit welchem Fach die Beschäftigung besonders sinnvoll ist, was genau sie dort üben wollen und ob sie es lieber allein oder mit Mitschülern tun wollen).

3.2.7 Prinzip der Anschaulichkeit

Ebenfalls aus den Schwierigkeiten mit dem Prinzip der Wissenschaftlichkeit, aber auch um das Prinzip der Fasslichkeit zu stützen, wurde das Prinzip der Anschaulichkeit formuliert. Es ist (nach eigenen Untersuchungen mit Hilfe des LAWSON-Tests) davon aus zu gehen, dass bei Lernenden der Jgst. 10 sowohl in Realschule, als auch im Gymnasium ca. 30-60% das abstrakte Denken noch nicht hinreichend entwickelt ist, um sich problemlos auf der submikroskopischen Erkenntnisebene (Atom- und Molekülmodelle) zu bewegen. Hierfür müssen mehrfach Brücken zwischen den unmittelbar beobachtbaren Phänomenen (dem Konkreten, der Alltagswelt, der Stoffebene) und der nicht beobachtbaren materiellen Grundlage (dem Abstrakten, dem Kleinen, dem Unsichtbaren) konstruiert werden. Dies kann z.B. geschehen durch den Einsatz von

  • Experimenten (konkrete Stoffebene)
  • materiellen Modellen (Molekülmodelle, Orbitalmodelle, Gittermodelle)
  • sprachlichen Maßnahmen (Vergleich der Zunahme des elektrischen Widerstandes in einem Metalldraht mit der persönlichen Schwierigkeit, auf einem gut besuchten Schulhof zwischen sich wenig und stark bewegenden Mitschülern schnell von einem Ende zum anderen zu gelangen).

 
Abb. 1
: Stufen im Abstraktionsprozess.

Dabei sind folgende Gefahren zu beachten:

  • Bildliche Darstellungen sind Anschauungsmodelle, die nur einen Teilaspekt der Wirklichkeit anschaulich machen können; Leistungen und Grenzen der Darstellung sollten bewusst gemacht werden (im Gittermodell des Kochsalzes sind die Holzkugeln durch Metallstäbe verbunden - die elektrostatischen Kräfte um die Ionen herum sind allerdings ungerichtet).
  • manche Didaktiker warnen vor Anthropomorphismen (man kann sich auf dem Weg über den Schulhof bewusst für den einen oder anderen Weg entscheiden, Elektronen können das im Leiter nicht).
  • Aneinanderreihung bildlicher Vorstellungen führt zu unübersichtlicher Stofffülle. Anschließend an die Verwendung eines Anschauungsmodells sollte stets versucht werden, die gewünschten Aussagen so zu abstrahieren, dass eine zweckdienliche Vorstellung vom Unsichtbaren entsteht und zu einer übergeordneten Gesetzmäßigkeit formuliert werden kann ("Stäbe sind im wirklichen Wassermolekül nicht erforderlich, da sich die Abstände zwischen den Bindungs- und freien Elektronenpaaren durch deren Größe und gegenseitige Abstoßung von selber einstellen").

3.2.8 Prinzip der fachübergreifenden Koordinierung

Der Sinn dieses Prinzips ist es, den Anspruch von Unterricht näher an die Realität zu bringen:

  • einerseits sollen Lernende eine breite Allgemeinbildung erhalten,
  • andererseits ist die Vermittlung der Allgemeinbildung diskreten Fächern zugeordnet, die meistens noch von jeweils anderen Fachlehrern unterrichtet werden.

Die Einheit des Wissens und Könnens, die durch die "Verfachlichung" aufgehoben wird, gilt es, über mehrere Ebenen wieder herzustellen.


Zur eigenen Kontrolle:

  1. III: Untersuchen und notieren oder diskutieren Sie mit einem Studienkollegen, welche Prinzipien der Stoffauswahl Ihnen helfen könnten, sich für eines der folgenden Projekt-Themen für Ihren Chemieunterricht zu entscheiden:
    -Reaktionsmechanismen der Esterbildung
    -Synthesemöglichkeiten für Ethylbutanoat
    -Herstellung eines naturidentischen Kirsch-Aromas
    -Herstellung von Gummi-Bärchen.

  2. I: Nennen Sie Prinzipien, nach denen Sie aus einer Fülle von Informationen zum Thema "Salz" diejenigen auswählen, die Sie in einer 45-Minuten-Einheit zur Einführung der Stoffklasse in einer Jgst. 8 tatsächlich benutzen möchten.

  3. III: Lehrende Huber verwendet in ihrem Unterricht das Modell von auf dem Wasser schwimmenden Korken, um das Verhalten von Tensid-Molekülen auf der Wasseroberfläche zu veranschaulichen. Untersuchen Sie die Geeignetheit dieser Maßnahme anhand der didaktischen Prinzipien.

  4. II: Wenden Sie die Stufen der Abstraktion auf das Lösen eines großen Kochsalzkristalls in Wasser an.

Hinweise zur Lösung.


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    E-Mail an: Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de