Seminar zur Didaktik der Chemie I: Diskussion und Auswahl der Experimente

Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 20.09.10

Seminar zur Didaktik der Chemie I, WS 2002/03

Diskussion und Auswahl der Experimente

Durchgang 1

Ausgangspunkt ist die im Vorjahr konzipierte erste UE zum experimentellen Erstkontakt von Schülern mit dem Fach Chemie. Im Verlauf mehrerer Jahre soll eine Sequenz experimentbasierter Unterrichtseinheiten entstehen, die stets von Erfahrungen mit den Stoffen ausgehend die theoretischen Grundlagen vermitteln soll.

Die ersten Vorschläge auf Grund der Lektüre von Schulbüchern, Lehrplan und Experimentesammlungen führte zu sehr konventionellen Vorschlägen:

	Reaktion von Schwefel mit Eisen;
	Mischen von Sand und Wasser; Trennung durch Dekantieren und Filtrieren;
	Analyse von Silberoxid bzw. Quecksilberoxid...

Die Diskussion ergab, dass sie sich auf Grund von

	Anforderungen an das manuelle Geschick oder
	Sicherheitseinstufung von Edukten und Produkten oder
	auf Grund eines geringen Interessantheitsgrades

nicht sehr für den Zweck einer Schülerübung bzw. problemorientierten Unterrichtseinheit eignen. Der neue Auftrag lautete also: frei nach eigenen Vorstellungen Experimente vorschlagen.

Durchgang 2

Die neue Liste ist viel breiter angelegt:

Milch kochen / anbrennen lassen.
Zucker erhitzen / karamellisieren lassen.
Mineralwasser herstellen / Flasche öffnen.
a. Zitronensaft / b. Milch in schwarzen Tee geben.
Backpulver in Wasser / Säure auflösen.
Essig auf Kalk einwirken lassen.
Eisen rosten lassen.
Farbige Stoffe mischen / reagieren lassen (Experiment beschrieben)
Rotwein / Salz
Herstellung von Pudding / Götterspeise
"Kälte-Reaktionen" (Experiment beschrieben)
Eindampfen von Salzwasser
Verbrennung von Papier, Schwarzpulver...
Salz erhitzen
Anwenden von Zweikomponentenkleber.

Lehrziel ist, dass Schüler die Ergebnisse der Experimente nach zwei Gruppen hin klassifizieren:

	Gruppe A "hat reagiert", "ein neuer Stoff entstanden" und
	Gruppe B "hat nicht reagiert", "Stoffe so wie vorher".

Gruppe A muss zunächst weiter unterteilt werden, da Schüler über unterschiedliche Wahrnehmungen Stoffartänderungen bemerken:

	A1: Farbänderung (Nr. 4a, 7, 9, 8, 14, 2)
	A2: Temperaturänderung (11)
	A3: andere (Viskosität, Gas, Geruch...) (Nr. 4b, 5, 6, 10, 1, 3, 13, 14).

Der fachliche und didaktische Wert wird im nächsten Durchgang beurteilt.

Durchgang 3: Bewertung und Kategorisierung

Kategorie A: "ein neuer Stoff ist entstanden - Stoffartänderung - Chemie "

Nr.	Bezeichnung	Bemerkung	Ausw.
01	Milch kochen / anbrennen lassen.	Phänomen zu komplex, Ergebnis nicht klar sichtbar, negative Affektivität.	-
02	Zucker erhitzen / karamellisieren lassen.	Phänomen klar sichtbar, einfache Durchführung, positive Affektivität. Kurz.	+
03	Sodawasser herstellen / Flasche öffnen.	Phänomen klar sichtbar, einfache Durchführung, Alltagsrelevanz, vermischtes Phänomen mit chem. und physik. Anteil (H₂CO₃/CO₂). Kurz.	+/-
04	a. Zitronensaft	Phänomen klar sichtbar, einfache Durchführung, positive Affektivität, Alltagsrelevanz, mittl. Dauer.	+
	b. Milch in schwarzen Tee geben.	Phänomen klar sichtbar, einfache Durchführung, negative Affektivität, Alltagsrelevanz, mittl. Dauer.	+
05	Backpulver in Wasser oder Essig auflösen.	Phänomen klar sichtbar, einfache Durchführung, positive Affektivität, Alltagsrelevanz. Als Mischung problematisch, mit Essig i.O., kurz	+
06	Essig auf Kalk einwirken lassen.	Phänomen klar sichtbar (Kalkpulver), einfache Durchführung, positive Affektivität, Alltagsrelevanz, kurz.	+
07	Eisen rosten lassen.	Phänomen klar sichtbar (Stahlwolle), akzeptable Schwierigkeit, Alltagsrelevanz, mittlere Dauer.	+
08	Farbige Stoffe mischen / reagieren lassen	Phänomen klar sichtbar (Stahlwolle), noch akzeptable Schwierigkeit, positive Affektivität, mittlere Dauer, hoher didaktischer Wert.	+
09	Salz auf Rotweinfleck	Phänomen nicht sichtbar, einfache Durchführung, auch bei Sichtbarkeit vorausgesetzt: vermischte Aussage.	-
11	"Kälte-Reaktionen"	Phänomen gut feststellbar, einfache Durchführung, kurze Dauer, nicht ungefährliche Stoffe.	+/-
13	a Verbrennung von Papier	Phänomen gut feststellbar, einfache Durchführung, kurze Dauer, positive Affektivität, Alltagsrelevanz, Anschlussexperiment an GS, hoher didaktischer Wert, Anschlussfähig (Redox).	+
	b Verbrennung von Schwarzpulver	Phänomen gut feststellbar, einfache Durchführung, kurze Dauer, verbotenes Experiment.	-
	c Verbrennung von Stahlwolle	Phänomen gut feststellbar, akzeptable Schwierigkeit und Dauer, positive Affektivität, hoher didaktischer Wert, Anschlussfähig (Redox), did. Ort zu früh.	+/-
15	Anwenden von Zweikomponentenkleber.	Phänomen gut feststellbar, akzeptable Schwierigkeit, lange Dauer, Alltagsrelevanz, problematische Deutung (Trocknen? Härten als Stoffartänderung?)	-

Kategorie B: "Stoff bleibt wie er ist - keine Stoffartänderung - Physik"

Nr.	Bezeichnung	Bemerkung	Ausw.
08	Farbige Stoffe mischen / reagieren lassen	Phänomen klar sichtbar (Stahlwolle), noch akzeptable Schwierigkeit, positive Affektivität, mittlere Dauer, hoher didaktischer Wert.	+
09	Salz auf Rotweinfleck	Phänomen nicht sichtbar, einfache Durchführung, auch bei Sichtbarkeit vorausgesetzt: vermischte Aussage.	-
10	a Herstellung von Pudding	Phänomen (Quellung) gut sichtbar, akzeptable Schwierigkeit, positive Affektivität, lange Dauer, missverständliche Deutung (Lösen des Farbstoffes bzw. Quellung als Reaktion).	-
	b Herstellung von Götterspeise	Phänomen (Quellung) gut sichtbar, akzeptable Schwierigkeit, positive Affektivität, lange Dauer, missverständliche Deutung (Quellung bzw. "Verschwinden" des Zuckers als Reaktion).	-
12	Eindampfen von Salzwasser	Phänomen gut feststellbar, einfache Durchführung, neutrale Affektivität, akzeptable Dauer.	+
14	Salz erhitzen	Überraschendes Phänomen sichtbar, einfache Durchführung, klarer Effekt.	+
15	Anwenden von Zweikomponentenkleber.	Phänomen gut feststellbar, akzeptable Schwierigkeit, lange Dauer, Alltagsrelevanz, problematische Deutung (Trocknen? Härten als Stoffartänderung?)	-

Ergebnis der Auswahl und Vorschlag für eine Unterrichtseinheit

Unterrichtseinheit

Nr.	Bezeichnung	Beobachtung: Stoff...	P	C
1	Zucker erhitzen	...verändert Farbe, Geruch, Geschmack.		+
2	Salz erhitzen	...verändert sich nicht.	+
3	Farbige Stoffe	...verändert die Farbe, trennt sich wieder in 2 Farben.	+
		...verändert die Farbe, widersteht der Trennung.		+
4	Tee mit Zitrone	...verändert die Farbe.		+
	Tee mit Zitrone, Milch	...verändert Konsistenz (verklumpt).		+
5	Backpulver in Wasser auflösen	...verändert sich langsam (löst sich teilweise).		+
6	Essig löst Kalk	..."verschwindet".		+
7	Eisen rosten lassen	...verändert die Farbe.		+
8	Salzwasser eindampfen	...verändert sich nicht.	+

Fachliche Grundbegriffe werden

	neu angebahnt bzw. aus anderen Entwickelt (chemische Reaktion, Stoffartänderung),
	wieder aufgenommen (Lösung, Säure, Salz...), um sie zunächst phänomenologisch weiter auszuschärfen oder
	wieder aufgenommen, um sie in Beziehungen zu setzen und abzuschließen: Mischung.

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