Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 24.09.19, Seiten 4.24-4.31


4.4.2 Historische Unterrichtsmethoden


Input

4.4.2.1 Methodisches Vorgehen

Grundidee ist, dass historische Informationen und Arbeitsweisen für die Strukturierung, Problemorientierung, Durchführung und Motivation von Chemieunterricht dienlich sein können.

Unter "historische Informationen und Arbeitsweisen" sind gemeint:

  • Recherche chronologischer Aufeinanderfolgen von Ereignissen und Erkenntnissen,

  • Periodisierung, d.h. Einteilung einer Chronologie in Perioden mit gemeinsamen Merkmalen,

  • fachgemäßes Nutzen von Quellen unterschiedlicher Art (Text, Bild, Berichte, Augenzeugen, Übersetzungen...),

  • fachgemäße Interpretation von Quellen vor dem Hintergrund kultureller, wirtschaftlicher, politischer, gesellschaftlicher Situationen zur Entstehungszeit.

Dabei sind mehrere unterrichtliche Vorgehensweisen denkbar:

  • streng chronologisch (historisch-chronologische UM), wird aber oft als langweilig empfunden und erfordert sehr viel Nachbearbeitung, um zu Erkenntnisgewinnung zu führen;

  • historisch-biografisch, indem gezeigt wird, welche Leistung eine Persönlichkeit im gesellschaftlichen Umfeld der Zeit erbracht hat,

  • historisch-problemorientiert, wobei die Entwicklung einer wissenschaftlichen Erkenntnis über die Zeit oder von Stoffklassen in der Geschichte der Chemie thematisiert werden [Jansen in 2], oder

  • historisch-genetisch, indem Parallelen der individuellen und der geschichtlichen Entwicklung im Unterricht genutzt werden.

Im Folgenden wird auf letztere beiden eingegangen. Dabei spielen insbesondere spannende Episoden aus der Geschichte (sofern man denn welche kennt) eine große Rolle. Ihre Recherche ist allerdings sehr aufwendig und erfordert großes Geschick in der Handhabung historischer Arbeitsmethoden. Man wird belohnt durch folgende Hilfen:

  • An historischen Beispielen (Säure-Base-Theorie, Atombau) kann verfolgt werden, wie Theorien "erfunden" werden, d.h. sie tragen zuerst stark spekulative Züge.

  • Dann tauchen konkurrierende Theorien auf, die das gleiche Phänomen erklären wollen; in manchen Fällen war bis heute keine Entscheidung zugunsten einer einzigen möglich (siehe die unzähligen Verfahren, Orbitalgeometrien zu berechnen).

  • Lernende erkennen die begrenzte Gültigkeit von Theorien (das Bohrsche Atommodell erklärt die Emissionsspektren, nicht jedoch Molekül-Geometrien).

  • Das Kennen lernen des Menschen im Forscher, mit seinen Schwächen und Irrungen, verringert die emotionale Distanz zum Fach Chemie (Linus Pauling, zweimaliger Nobelpreisträger, einmal für Chemie und einmal für den Frieden, bekannt nicht nur für seine Leistungen in der Biochemie und Bindungstheorie, sondern auch Gründer der dubiosen "orthomolekularen Medizin").

  • Schließlich, wie auch angeblich objektive Forschung geprägt wird von gesellschaftlichen Strömungen und kulturellen Einflüssen einer Zeit.

Selbstlernbereich

4.4.2.2 Arbeitsweise

In [2] wird begründet, wann historische Informationen im Unterricht besonders hilfreich sind: wenn heuristisches Vorgehen (Wechsel von Mutmaßungen und Schlussfolgerungen) zu aufwändig oder schwierig wird. Hier können originale oder aufbereitete Texte helfen, vorausgesetzt

  • sie sind historisch korrekt und

  • spannend.

Somit bietet sich die UM sowohl für den lehrerzentrierten Unterricht (erzählt spannende Episoden) als auch für das selbständige Arbeiten von Lernenden mit aufbereiteten Texten an.

4.4.2.3 Strukturierung

JANSEN liefert zwar in [2] keine Artikulationsstufen, diese sind allerdings in der Strukturierung der Beispiel-Einheiten immanent.

4.4.2.4 Leistungen und Grenzen

Das "Historische" sollte nicht auf Konzeptionsebene für die Darbietung eines umfangreichen Stoffgebietes der Chemie verwendet werden, sondern auf besonders geeignete Fälle, in denen man über interessante historische Informationen verfügt, beschränkt bleiben, z.B.:

  • Säure/Base-Konzepte
    Bsp. 2: Das Arrhenius-Konzept wurde vom Brønsted- und später vom Lewis-Konzept abgelöst. Aus welchem Grund?

  • Der Redox-Begriff
    Bsp. 3: Oxidation wurde erst als Reaktion mit Sauerstoff, dann als Elektronen-Abgabe verstanden.

  • Die Strukturaufklärung bei Benzol
    Bsp. 4: Kekulé's Strukturvorschlag wurde erst ins Lächerliche gezogen, bevor man die Genialität und Richtigkeit seiner Überlegungen erkannte (und bewies). [38] Material

  • Vorstellungen vom Bau der Materie

Als Kritik wird gelegentlich geäußert:

  1. Die Geschichte der Chemie würde als "Steinbruch" missbraucht: man nehme sich nur Teile mit, die man gerade brauchen könnte.
    Antwort: Das ist OK so. Ist bei allen Wissenschaften so. Nur zu.

  2. Die Wege der Chemie seien in der Geschichte verschlungen, voller Irrtümer und Sackgassen, so dass ein Nachzeichnen Lernende eher verwirre.
    Antwort: Richtig. Aber Lehrende sind dazu da, geeignete Beispiele auszuwählen und aufzuarbeiten sowie den Einsatz zu dosieren.

Hinweis: Wenig zufrieden kann der Studierende nach diesen Beispielen noch mit dem Begriff der Problemorientierung sein. Als Beispiel taugen historische Begebenheiten schon, die Theorie der Problemorientierung wird in einem eigenen Kapitel extra beleuchtet.

4.4.2.5 Die genetische Färbung

In Anlehnung an WAGENSCHEINs genetischem Prinzip entstand eine historisch-genetische Verfahrensweise, in der zwei Linien zusammen gebracht werden sollten [nach 4]. Grundidee ist, dass:

  1. die Entwicklung der Wissenschaft Chemie bei Lernprozessen eines Individuums und

  2. die Entwicklung der Erkenntnisse der Chemie im Verlauf ihrer Geschichte

parallel in sehr ähnlichen Schritten verlaufen.

Auf den Fuß folgte die Erkenntnis, dass die Schwierigkeiten von Lernenden häufig die Schwierigkeiten der Forscher früherer Zeiten waren.

Übung: Verfahren Sie wie van't Hoff mit der Struktur von Benzen. Ziehen Sie Schlüsse aus den Fakten.


Abb. 3: Zu erwartende Di-Substitutions-Isomere von Ladenburgs Strukturvorschlag.


Abb. 4: Beurteilen Sie aus heutiger Sicht, welche Di-Substitutions-Isomere von Kekulés Strukturvorschlag zu erwarten wären. Auch 5?

MOLGEN liefert 161 Ringstrukturen für C6H6, darunter auch

  • Nr. 157 Dewar-Benzol,

  • Nr. 158 Ladenburg-Benzol und

  • Nr. 160 Kekulé-Benzol.

Alle drei wurden mittlerweile auch (mühsam) synthetisiert.


Zur eigenen Kontrolle:

  1. II: Arbeiten Sie je 2 Unterschiede und Gemeinsamkeiten der historischen und der forschenden Unterrichtsmethode heraus.

  2. III: Diskutieren Sie Besonderheiten einer möglichen historisch-genetischen UM.

  3. I: Nennen Sie Merkmale, an denen man bei Unterrichtsbeobachtung das Vorliegen einer historischen UM erkennen würde.

  4. II: Planen Sie den methodischen Teil einer UE zu einem Thema, bei dem Lernende selber entscheiden sollen, ob Verbindungen des Typs XY4 planar oder tetraedrisch gebaut sind. Bauen Sie eine genetische Komponente ein und begründen Sie ihr Vorgehen.

Hinweise zur Lösung


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