Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 20.09.10

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Seminar zur Didaktik der Chemie I, WS 2008/09

Formel- und Zeichensprache im Chemieunterricht:
Hilfe oder Stolperstein für einsteigende Schüler?

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1 Aufgabe

Die Beherrschung der Fachsprache gehört in allen wissenschaftlichen Disziplinen zu den Grundfertigkeiten ihrer Vertreter. In der Chemie gehört zur Fachsprache im engeren Sinn (gesprochene Sprache) im weiteren Sinn auch die fachspezifische Symbolik. Die Zahl von Symbolen und Fachbegriffen allein kann Einsteigern schon erhebliche Lernschwierigkeiten bereiten. Zieht man zusätzlich den Abstraktheitsgrad mit in Betracht, so wird es verständlich, dass das Interesse von Schülern am neuen Fach vom Stand der "freudigen Erwartung" innerhalb des ersten Schulhalbjahres in deutliche Ablehnung umschlägt.

In diesem Kurs soll das Problem der Fachsprache für den einsteigenden Schüler an Realschulen und Gymnasien beleuchtet und an konkreten Schwierigkeiten festgemacht werden. Dabei dient die Schulerfahrung der Teilnehmer, nicht statistische Erhebungen, als Arbeitsgrundlage. Untersucht werden sollen die Fragen:

bulletIst die Zahl der Symbole bzw. ihre Vermittlungsdichte problematisch?
bulletSind die chemischen Symbole und Schreibweisen eindeutig? Gibt es allgemein verbindliche Regeln/Gesetze/Bestimmungen?
bulletWie zuverlässig ist diesbezüglich die universitäre Ausbildung der LA-Studenten bzw. das Wissen der Fachlehrer?

Anschließend sollen Maßnahmen zur Vermeidung dieser Art von Lernschwierigkeiten erlernt und getroffen werden.

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2 Planung der Lösung

Die Gruppe erstellt folgenden Projektplan:

  1. Ziel des Projektes ist es, Sicherheit im Umgang mit Schreibweisen in der Chemie zu erwerben.
  2. Dies soll in drei Schritten geschehen:
    bulletErfordernisse in bzw. Handhabung durch Schulbücher erfassen,
    bulletSchreibweisen ordnen und gliedern
    bulletRichtigkeit anhand übergeordneter Bestimmungen bewerten.
  3. Produkt wird eine Zusammenfassung der bedeutsamsten Schreibweisen in aktuell richtiger Form sein (Infoblatt oder Poster).

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3 Lösungsweg und Stand der Ergebnisse

Die Sammlung von Symbolen und Schreibweisen erfolgte zweistufig:

  1. In Lehrbüchern der Chemie für das Grundstudium an der Universität [5].
  2. In Schulbüchern
    a. für Gymnasien [3], [4] und
    b. für Realschulen [1], [2]

Eine große Vielzahl konnte auf den ersten Blick schon bestätigt werden. Gefunden wurden folgende Gruppen (ungeordnet):

bulletElementsymbole mit ihren Ergänzungen (Masse, OZ, Ladung, Vielfachheit)
bulletKästchenschreibweise
bulletOrbitalskizzen
bulletQuantenzahlen
bulletEnergieniveauschema
bulletEnergieprofil
bulletFormelgleichung, Symbolegleichung, (Reaktionsschema), ggf. mit Zusatzinformationen (aq, s, l, g, ...)
bulletFormelschreibweisen (Summen-, Struktur-, Halbstruktur-, Raum-, vereinfachte Raum-, Mesomerie-, Tautomerie-, Elektronen-, Valenzstrich-, Valenzelektronen-, rationelle Formel, Wasserstoffbrücken)
bulletbewegte Elektronen/-paare
bulletRadikale
bulletPSE: Gruppen-, Periodenbezeichnung
bulletPolarität, Formalladung, Ladung
bulletStrukturen (Ionengitter, Molekülgitter, Koordination, ~szahlen)
bulletOxidationszahlen (römisch, "katholisch")
bulletWertigkeit
bulletReaktionsmechanismen
bulletBindungen, Bindungsarten
bulletGrößen (Dichte, Massenanteil, molare Konzentration...), Einheiten, Symbole, SI

Die Sammlung sollte kategorisiert und ggf. hierarchisiert, Schreibweisen anhand von Referenzquellen (z.B. [6-8], [10-14], [9]) überprüft und ggf. korrigiert werden.

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4 Ergebnisse

Als Kategorien werden festgelegt:

  1. Symbole
  2. Gleichungen und Reaktionen
  3. Formeln

Die (zur Zeit) korrekten Schreibweisen werden in einer Tabelle zusammengefasst und an dieser Stelle publiziert. Ausgedruckt (A4 Hochformat) sollten es 2 Seiten sein, die man als Muster mitnehmen, einüben und ggf. an Schüler oder Studenten ausgeben kann.

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Literatur:

  1. Häusler, K.: Elementare Chemie 1, Elementare Chemie 2; Oldenbourg, München 1980.
  2. Pfeifer, P.; Reichelt, R.: H2O & Co., Anorganische Chemie, Organische Chemie; Oldenbourg, München 2002.
  3. Fischer et al.: C2, C3; C.C.Buchner, Bamberg 1987.
  4. Brückl et al.: Elemente Chemie 8, Elemente Chemie 9; Klett, Stuttgart 2006.
  5. Riedl, G.: Organische Chemie
  6. -: IUPAC: Regeln für die Nomenklatur der organischen Chemie. Besonders Teile A, B, C, F. 1976
  7. GDCh (Hrsg.): IUPAC Regeln für die Nomenklatur der anorganischen Chemie. 1970
  8. GDCh (Hrsg.): IUPAC Handbuch der Symbole und der Terminologie physikochemischer Größen und Einheiten. Besonders Bd. II Gruppe 6. 1973
  9. ISB (Hrsg.): Größen und Größengleichungen...; ISB, München 2001.
  10. -: DIN 6814: Begriffe und Benennungen in der radiologischen Technik (Radioaktivität). DIN e.V. Berlin 1980.
  11. -: DIN 32625: Stoffmenge und davon abgeleitete Größen. DIN e.V. Berlin 1989 (mittlerweile zurückgezogen).
  12. -: DIN 32640: Chemische Elemente und einfache anorganische Verbindungen. DIN e.V. Berlin 1986 (mittlerweile zurückgezogen).
  13. -: DIN 32641: Chemische Formeln. DIN e.V. Berlin 1999 (mittlerweile zurückgezogen).
  14. -: DIN 32642: Symbolische Beschreibung chemischer Reaktionen. DIN e.V. Berlin 1992.

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