Unterrichtsmaterialien Anorganische Verbindungen: Ganze Werke Seite 12/12
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L-Cystein – eine besondere Aminosäure
L-Cystein – eine besondere Aminosäure
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Die Wasser-Lernbox
Das Thema „Wasser“ ist ein Standardthema für den frühen naturwissenschaftlichen Unterricht bzw. den Chemieanfangsunterricht der Jahrgänge 5–7. Eine wichtige stoffliche Eigenschaft des Wassers, die dabei immer behandelt wird, ist das Lösevermögen. Die Lernboxen greifen dieses Thema ausgehend vom Schüleralltag auf und bieten ein Lernangebot, die vielfältigen Aspekte des Lösevermögens und der Löslichkeit zu behandeln.
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Strom aus der Zitrone? Ein Aufgabenbeispiel nach Chemie im Kontext
In der Regel vermuten die Schülerinnen und Schüler, dass es sich bei dieser Batterie um eine sogenannte „Bio-Energiequelle“ handelt, da sie ja aus einem „natürlichen“ Rohstoff, nämlich der Zitrone, besteht. Untersucht man die chemischen Vorgänge jedoch näher, so kommt man zu dem Schluss, dass es sich bei der Zitronenbatterie keineswegs um eine umweltfreundliche Batterie handelt. Wie kann man ermöglichen, möglichst viel Alltagswissen der Schüler mit bereits gelerntem Fachwissen zu verknüpfen, um neue Lernprozess in Gang zu setzen?
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Rund um die Benzoesäure – eine Übungssammlung zur Abiturvorbereitung
In diesem Beitrag wird eine Sammlung von Aufgaben vorgestellt, die zur Wiederholung oder zum Üben immer wieder in den Unterricht einfließen können. Vor allem sollen diese Aufgaben als Vorbereitung auf die schriftliche Abiturprüfung dienen. Doch handelt es sich hier um Übungsaufgaben und nicht um Beispielaufgaben, da vom Umfang jeweils eine Aufgabe etwa ein Drittel einer schriftlichen Abiturprüfung ausmachen würde. Dabei gibt es in den verschiedenen Bundesländern allerdings große Variationen.
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Saurer Regen – Entstehung und Wirkung in Experimenten untersuchen
Anhand der vorliegenden Materialien sollen die Schülerinnen und Schüler das Phänomen des „sauren Regens“ durch anschauliche Versuche kennenlernen und die grundlegenden chemischen Prozesse verstehen. Sie erfahren dabei auch, dass ihr alltägliches Handeln Einfluss auf die Umwelt hat.
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Halogene
Die Verbindungen der Halogene sind - mit Ausnahme des Astats - weit verbreitet, begegnen uns in der Natur und sind vielseitig verwendbare Substanzen. Im ersten Teil hebt ein Überblick über die Elementfamilie Halogene die Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Fluor, Chlor, Brom und Iod hervor. Im zweiten Teil werden die spezifischen Eigenschaften von Fluor und Chlor vorgestellt. Zusatzmaterial: Experimente; Arbeitsmaterialien; Folien; Testaufgaben; interaktive Arbeitsblätter.
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Lebensmittelfarbstoffe - Fachmethoden anwenden
Beiträge zur Lebensmittelchemie haben in unserer Zeitschrift eine feste Tradition. Wir erinnern an die Themenhefte „Lebensmittelherstellung“, „Getränke“, „Kohlenhydrate“ sowie „Lebensmittel – Trends und Entwicklungen“. Die unterschiedlichen thematischen und didaktischen Ausrichtungen zeigen interessante Verknüpfungen dieses vielfältigen Alltagsbereiches zum Chemieunterricht auf. Dieses Heft ist den Lebensmittelfarbstoffen gewidmet. Laut der Befunde von Experten sind Farbstoffe die am besten untersuchten Bestandteile unserer Lebensmittel. Damit ist per se eine gute Grundlage für den Chemieunterricht gegeben. Der didaktische Schwerpunkt dieses Heftes liegt auf den Fachmethoden der Chemie. Im Zuge der Umsetzung der Bildungsstandards kommt dem Umgang mit chemischen Fachmethoden beim Erwerb von Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung immer größere Bedeutung zu. Zum Thema „Lebensmittelfarbstoffe“ bietet sich ein anregendes und zugleich ästhetisches Aktivitätsspektrum für chemische Schülerexperimente. Wir hoffen, dass Ihr Unterricht durch unsere Anregungen (noch) farbiger wird – vielleicht sind Runge-Bilder im Chemieheft oder die selbst gewonnene rote Fingernagel-Farbe ein Anfang.
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Chemische Reaktionen - hin und zurück
Die Tatsache, dass chemische Reaktionen umkehrbar sind, ist für uns von großer Bedeutung, denken wir etwa an die verschiedenen lebenswichtigen Pufferreaktionen, die eine konstante Funktion bedeutsamer Systeme wie lebenden Organismen oder den Ozeanen sicherstellen. Andere umkehrbare Reaktionen führen dagegen zu unerwünschten Folgen – denken wir an die Korrosion der aufwändig gewonnenen Metalle – oder stellen eine große Herausforderung für die technische Synthese von Substanzen dar, hier sei als Beispiel die gut bekannte Ammoniaksynthese genannt. Im Chemieunterricht wird der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen unterschiedliche Bedeutung zugemessen: Im Anfangsunterricht wird sie oftmals nicht explizit als Merkmal chemischer Reaktionen thematisiert; die einfache Umkehrbarkeit von Prozessen wird z. T. sogar als (missverständliche) Unterscheidung von physikalischen und chemischen Prozessen benannt. Im weiteren Verlauf des Chemieunterrichts werden Reaktionen dann zunehmend anhand ihrer Umkehrbarkeit charakterisiert; als Beispiele seien hier Redoxreaktionen, Säure-Base-Reaktionen und natürlich das Konzept des chemischen Gleichgewichts genannt. Wir haben in diesem Themenheft eine Reihe von bekannten, in Natur und Technik bedeutsamen, umkehrbaren Reaktionen zusammengestellt, die in der Schule als Experimente durchgeführt werden können. Die ausgewählten Beispiele zeigen, wie das Prinzip der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen kontinuierlich in den Chemieunterricht eingebunden werden kann, und geben Einblicke in dabei möglicherweise auftretende Lernschwierigkeiten von Schülerinnen und Schülern.
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Organische Chemie
Die organische Chemie ist – bezogen auf den Chemieunterricht – sicherlich der abwechslungsreichste Teilbereich der Chemie. Sie ist besonders geeignet, Chemie im Alltag sichtbar zu machen, vor allem durch das Experimentieren mit Haushaltschemikalien, Lebensmitteln und Werkstoffen. Mit den Umstrukturierungen der allgemeinbildenden Schulen sowie der Einführung von Kerncurricula stehen die Fachkollegien nun vor einer großen Herausforderung: Der Umsetzung der neuen, offeneren Vorgaben in neu zu formulierende, schulinterne Lehrpläne. Damit ist die große Chance verbunden, die Inhalte der organischen Chemie zu überdenken: Welche Themen sind für ein grundlegendes Verständnis der organischen Chemie wichtig und gleichzeitig so alltagsnah, dass sie motivierend wirken? Wie kann man die für die Jugendlichen spannenden Themen so einbinden, dass sie nicht erst am Schuljahresende behandelt werden? Gerade die organische Chemie bietet eine Vielzahl möglicher Zugänge, alternativ zu den Themen „Alkane“ oder „Destillation von Erdöl“; welcher Zugang ist für unser schulisches Umfeld besonders geeignet? Mit den neuen Curricula ist also die Chance verknüpft, die organische Chemie der Sekundarstufe I zu überdenken und neu zu strukturieren. Dieses Themenheft möchte Ihnen Anregungen für eine neu gedachte organische Chemie geben und die Bandbreite an inhaltlichen und methodischen Möglichkeiten aufzeigen, die im Unterricht umgesetzt werden können.
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Chemie und Gesundheit
„Chemie und Gesundheit“, diese beiden Bereiche passen in der Vorstellung vieler Menschen nicht zusammen, mehr noch, sie werden häufig sogar als gegensätzlich zueinander gesehen. In der gängigen öffentlichen Meinung ist Chemie noch immer „un – gesund“. Die mannigfaltigen Beiträge der Chemie zur Bekämpfung von Krankheiten, ob mit Medikamenten, Impfstoffen oder Desinfektionsmitteln, sowie zur Erhaltung der Gesundheit und zur Förderung von Leistungsfähigkeit mit Nahrungsergänzungsmitteln oder „functional food“ finden nur geringe Beachtung. Sie werden vom Verbraucher – wie es scheint – nicht der „klassischen Chemie“ zugeordnet. Dieses Heft zeigt an unterschiedlichen Beispielen Bezüge zwischen Chemie und Gesundheit auf und gibt Anregungen für einen zeitgemäßen, interessanten und lebensweltorientierten Chemieunterricht zu gesundheitsbezogenen Themen. Schülerinnen und Schüler erhalten Einblicke in die Bereiche Ursachen von Krankheiten (am Beispiel der Bildung von Harnsteinen), Prävention der Übertragung von Krankheiten (am Beispiel von Desinfektionsmittel), Wirkstofffindung (am Beispiel Drug Design von Chininderivaten), Bedeutung der medikamentösen Behandlung von Krankheiten (am Beispiel der Geschichte der Malaria-Bekämpfung) und Toxikologie. Der didaktische Basisartikel stellt aktuelle Theorien und Konzepte zu Gesundheit und Gesundheitserziehung – die in der Schule meist dem Biologieunterricht zugeordnet wird – dar und stellt in einer Übersicht Ideen für „Gesundheits-Themen“ im Chemieunterricht zusammen. Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre und die Zeit zum Ausprobieren neuer Ideen in Ihrem Unterricht
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Endstation Tiefsee für Kohlenstoffdioxid – die Lösung des lästigen Klimaproblems? (Sek II)
Das Unterrichtsmaterial lässt sich gut in das Themengebiet der Organischen Chemie „Kohlenwasserstoffe und ihre Verbrennungen“ einbauen. Ebenso passt es in den Zusammenhang mit der Thematik „Entstehung von Säuren aus Nichtmetalloxiden“. Es bietet sich auch an, die Unterrichtsreihe als ein eigenständiges Chemie-Projekt durchzuführen oder im fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht zu behandeln. Dabei können von den Schülerinnen und Schülern bereits bekannte Lerninhalte wie Dichte, Konzentration und Löslichkeit angewendet und vertieft werden.
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Aufgaben im Kontext: Säuren, Basen und rätselhaftes Ammoniak
Dieses Lernmaterial dient vorrangig der Wiederholung und Festigung der Säure-BaseTheorie nach Brönsted. Mithilfe der Aufgaben trainieren und vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihre Vorkenntnisse und wenden ihr Wissen über ein- und mehrprotonige Säuren, über Ammoniak und die Rolle der Polarität in chemischen Bindungen an.
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Ein Übungs-Domino zur Säure-Base-Chemie
Ein Übungs-Domino zur Säure-Base-Chemie
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Alkali- und Erdalkalimetalle
Bildungsstandards einschließlich grundlegender Kompetenzbereiche wie Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung, sind Teil der Herausforderung „Chemieunterricht neu zu denken“. Das vorliegende Heft möchte Sie darin unterstützen und anregen, das didaktische und methodische Potenzial klassischen chemischen Grundwissens produktiv im Sinne des Wortes Hartwig von Hentigs zu nutzen. Die Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe des Periodensystems, also die Alkali- und Erdalkalimetalle, repräsentieren sowohl Grundwissen von hoher Stabilität als auch die Allianz von Erkenntnisgewinnung und Experiment. Vielfältige Anregungen zur Kommunikation werden durch Beiträge mit historischen Bezügen sowie durch die Verknüpfung von Fachunterricht mit Fremdsprachenkompetenz geliefert. Nicht zuletzt werden durch Praxisbezüge und Kontexte komplementäre Lernfelder für Ihre Schüler aufgezeigt.
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Salze – lebensnotwendig und nützlich zugleich
Salze spielen nicht nur in der chemischen Industrie eine wichtige Rolle. Sie sind lebenswichtige Begleiter im Haushalt und gehören damit zur Lebenswirklichkeit der Schülerinnen und Schüler. Die vorliegenden Materialseiten geben einen ersten Überblick über die Eigenschaften, die Bedeutung und die Verwendung von Salzen im Alltag. Mit spannenden und abwechslungsreichen Versuchen werden am Beispiel des Kochsalzes die verschiedenen Aspekte beleuchtet.
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Laugen – lecker auf der Brezel, gefährlich im Alltag
Auf der Brezel, im Medizinschrank, in Putzmitteln – die einen kann man essen, bei den anderen muss man im Umgang besondere Vorsicht walten lassen: Laugen. Mit Laugen, also wässrigen Lösungen basischer Stoffe, verhält es sich genauso wie mit der Chemie im Allgemeinen. Man hat im Alltag immer wieder mit ihnen zu tun, weiß aber nicht, wie sie wirken und welche Vorsichtsmaßnahmen man treffen sollte. Die vorliegenden Materialien sollen dabei helfen, ein Gefühl für die verschiedenen Laugen, die uns im Alltag begegnen, zu entwickeln.
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Basiskonzepte aufbauen
Vielleicht werden Sie sich fragen, warum „Basiskonzepte“ als Heftthema? Haben wir nicht – gerade vor einem Jahr – schon die Kompetenzorientierung erörtert? War das nicht schon genug an Reverenz für die neuen Bildungsstandards? In der Tat bedarf es einer Begründung für diese Wahl, und dabei kann es nicht nur darum gehen, äußeren Bedingungen wie neuen Rahmensetzungen Genüge zu tun. Welche Absicht verfolgen Herausgeber und Redaktion also mit einem Thema „Basiskonzepte“? Zunächst einmal, und dies wird im Heft an verschiedenen Stellen ausführlicher thematisiert, sind Basiskonzepte für den Chemieunterricht keineswegs etwas Neues. Erstmals diskutiert in den 70er Jahren während der Auseinandersetzung mit angloamerikanischen Reformansätzen für den naturwissenschaftlichen Unterricht haben sie längst Eingang gefunden in Lehrpläne und Richtlinien, und zuletzt eben auch in die Bildungsstandards. Hier allerdings bilden sie, zusammen mit den zu entwickelnden Kompetenzbereichen, eine der beiden Säulen zum Aufbau einer belastbaren und alltagstauglichen naturwissenschaftlichen Grundbildung. Und genau hier lässt sich auch der mögliche Nutzen wenn nicht erkennen, so doch vielleicht „herausdestillieren“: Basiskonzepte sollen und können den Umgang mit den Inhalten des Faches strukturieren helfen. Das gilt sowohl für Sie als Unterrichtende wie auch für Ihre Schülerinnen und Schüler. Die Basiskonzepte sollen die Herausbildung mentaler Strukturen fördern, etwa in dem Sinn, dass eine Schülerin am Ende der Mittelstufe in der Lage ist, mit Hilfe solcher Strukturen angemessene Instrumente zur Betrachtung und Bearbeitung eines Problems zu finden und schließlich erfolgreiche Strategien zur Lösung des jeweiligen Problems anzuwenden. Was wir Ihnen mit diesem Heft anbieten, sind Beispiele und Vorschläge zur Akzentuierung, und zwar Akzentuierung in dem Sinn, dass an einigen Themen gezeigt wird, wie im jeweiligen Zusammenhang ein Basiskonzept eine besondere Bedeutung gewinnen kann. Nicht dass man die Basiskonzepte im täglichen Unterricht wirklich streng trennen könnte. Aber das Herausstellen des einen oder anderen Konzeptes soll einerseits Ihre Bemühungen um einen konstruktiven Umgang mit den Bildungsstandards unterstützen, zum anderen bei den Lernenden dazu beitragen, die großen Linien bewusst zu machen, um Wissenselemente sinnvoll einordnen zu können.
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Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung: Neutralisations-, Leitfähigkeits- und Redoxtitration (Sek II)
Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung: Neutralisations-, Leitfähigkeits- und Redoxtitration (Sek II)
Gesamtwerk
Die Protolyse – Schritt für Schritt!
Die Protolyse – Schritt für Schritt!
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Kompetenzen entwickeln
Noch gibt es keine Tests, mit denen überprüft werden kann, ob unsere Schülerinnen und Schüler die mit den Bildungsstandards gesetzten Ziele tatsächlich erreichen. Aber die Botschaft der Standards können wir schon jetzt für unseren Unterricht fruchtbar werden lassen. Präziser als frühere Lehrpläne beschreiben sie, welche Kompetenzen die Lernenden eigentlich im Verlauf des naturwissenschaftlichen Unterrichts erwerben sollen. Die Beiträge dieser Ausgabe von Unterricht Chemie stellen den Versuch dar, Akzente im Sinn der vier Kompetenzfelder „Fachwissen“, „Wissenserwerb“, „Kommunikation“ und „Bewertung“ zu setzen – wohl wissend, dass eine scharfe Trennung kaum möglich ist. Bei aller Unterschiedlichkeit der vorgestellten Themen ist den Praxisberichten aber eines gemeinsam: Alle Autoren haben die mit den Bildungsstandards entfaltete neue Sicht auf den Chemieunterricht genutzt, um zunächst für sich selbst und dann auch für ihre Schülerinnen und Schüler zu klären, mit welchem Ziel unterrichtet und gelernt werden soll. Wir hoffen, dass die – zum Teil sicher noch präzisierungsbedürftigen – Ideen von einem kompetenzorientierten Chemieunterricht auch Ihnen Anregungen vermitteln können, zum Nutzen einer fachlich fundierten und zugleich alltagsrelevanten naturwissenschaftlichen Grundbildung heutiger und künftiger Schülergenerationen.
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Enzyme
Enzyme sind die lebenswichtigen Motoren für Stoffwechselvorgänge, ohne die katabolische und anabolische Vorgänge nicht stattfinden würden. Im Chemieunterricht sind die Enzyme nicht nur auf Grund ihrer Eiweißnatur ein klassisches Thema der Proteinchemie, sondern es ergeben sich durch die Substrat- und Wirkungsspezifität weitere Verknüpfungen zu anderen Themen des Faches Chemie, z. B. zu verschiedenen Substanzklassen oder Reaktionstypen. Aus dieser Vielfalt gilt es auszuwählen: Bei der Konzeption dieses Heftes wurde auf innovative und anwendungsbezogene Beispiele gesetzt, die Anregungen für einen Experimentalunterricht bieten. So werden beispielsweise das Enzym Invertase und der Enzymkomplex Emulsin vorgestellt. Mit den Themen Enzyme in Nahrungs(ergänzungs)-, Arznei- und Waschmitteln eröffnen sich interessante Anwendungsbezüge. Dadurch wird die Leitlinie „Stoff – Struktur – Eigenschaften“ um den Aspekt der Verwendung/Anwendung erweitert. Auch auf die Frage nach Methoden zur Isolierung des aktiven Enzyms lässt sich in diesem Heft eine Antwort finden. Und last but not least wird mit dem Beispiel der Immobilisierung von Enzymen ein hoch aktuelles Forschungsthema für den Chemieunterricht aufbereitet. Dieses Heft vermittelt Ihnen so die wichtigsten Grundlagen für den Fachunterricht und gewährt Ihnen außerdem einen Blick über den Tellerrand.
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Luft – das Zaubergas
Luft – das Zaubergas
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Kooperativ lernen
Als der Bildungsforscher A. Helmke kürzlich gefragt wurde, ob er denn sagen könne, was guten Unterricht ausmacht, stellte er in seiner Antwort die Bedeutung des Methodenmix heraus. „Unterschiedliche Lernziele erfordern unterschiedliche Lehr- und Lernmethoden“, so Helmke. Auf Gruppenarbeit angesprochen charakterisierte er diese als sehr effiziente Lernform, die aber viel zu selten richtig eingesetzt würde: Offenbar fiele es Lehrerinnen und Lehrern schwer, nur zuzuschauen, wenn Schülerinnen und Schüler selbstständig arbeiten – was man andererseits ja gerade fördern wolle. Man kann vermuten, dass dieses Nicht- Zuschauen-Können oft mit eigenen negativen Erfahrungen zu tun hat und mit dem Gefühl, am Ende würden die Schüler nicht genug lernen. Die mit diesem Heft vorgestellten Spielarten kooperativen Lernens setzen genau an diesem Punkt an: Mit klaren Formen und eindeutigen Regeln definieren sie einen Rahmen für das selbstständige Lernen, innerhalb dessen sich die Schüler sowohl mit der Sache wie mit ihren Mitschülern zielgerichtet und konstruktiv auseinandersetzen können. Die Beispiele, allesamt im Chemieunterricht erprobt, sollen Ihnen auf einem ähnlichen Weg Mut machen – und Ihren Schülerinnen und Schülern selbst die Erfahrung ermöglichen, dass Kooperation mehr bedeutet, als zusammen vor einem Arbeitsblatt zu sitzen, dass eine Gruppe auch Sicherheit geben kann und dass ein gemeinsam erreichtes Ziel und die gewonnenen Einsichten erfüllend sein können.
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