Unterrichtsmaterialien Chemische Gesetze und Prinzipien: Ganze Werke Seite 5/6
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Chemie
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Gesamtwerk
Körperpflege
Mit dem gesellschaftlich relevanten Thema Körperpflegemittel führen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler an eine Nahtstelle zwischen Alltagserfahrung und Naturwissenschaft Chemie. Diese Funktion wird an repräsentativen Themen, wie z. B. Hautpflegemitteln und Zahnhygiene, herausgestellt. Zugleich stehen experimentelle Untersuchungen an konkreten, authentischen Produkten im Mittelpunkt. Das schafft die Voraussetzung für einen Kompetenzzuwachs an deklarativem und prozeduralem Wissen und birgt zugleich ein reiches didaktisches Potential für die Kompetenzbereiche Kommunikation und Bewertung, wie die Beispiele zeigen. Ein besonderes Anliegen von Herausgebern und Autoren war es, interessante Fragen zu Produkteigenschaften mit fachwissenschaftlichen Methoden in einem problemorientierten Experimentalunterricht kompetent zu beantworten. Bei der Lösung dieser Aufgaben wurden wir von einem Kompetenzteam des Hauses Henkel AG nachhaltig unterstützt. Frau Dr. Ute Krupp, Herrn Dr. Peter Schmiedel, und Herrn Bernhard Banowski sei an dieser Stelle herzlichst gedankt. Damit Sie, liebe Kolleginnen und Kollegen, die gebotenen Anregungen auch in der Unterrichtspraxis nutzen können, hat die BASF den Bezug von Musterchemikalien ermöglicht.
Gesamtwerk
Cola – einfache Experimente rund um ein Kultgetränk
Cola – einfache Experimente rund um ein Kultgetränk
Gesamtwerk
Chemische Experimente zu Alltagsphänomenen
Was hat ein Wasserwerk mit Chemie zu tun? Ist die Küche womöglich ein Labor? Wie funktioniert ein Wärmekissen? So überraschend es für Ihre Schüler auch sein mag: Chemie ist aus unserem Leben nicht wegzudenken. Mit den vorliegenden 20 Experimenten rund um bekannte Alltagsphänomene können Sie Ihren Schülern der Klassen 7-10 am Gymnasium diese Erkenntnis eindrucksvoll vor Augen führen. Anhand ganz konkreter Beispiele "vor Ort" lernen die Schüler, welche chemischen Reaktionen beispielweise in einem Klärwerk ablaufen, vollziehen diese experimentell nach, bewerten sie und erlangen schließlich fundiertes Fachwissen. Das Vorgehen hat Methode: Gerade Experimente spielen in einem kompetenzorientierten Chemieunterricht als Weg der Erkenntnisgewinnung eine zentrale Rolle und können das Interesse der Schüler für diese Naturwissenschaft nachhaltig wecken. Hinweise zum Unterricht und Lösungen vervollständigen den Band.
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Gesamtwerk
Mathematisieren
In diesem Themenheft wollen wir auf der Basis einer Zusammenschau bereits bekannter und neuerer Untersuchungen neue Konzepte vorstellen, wie Sie Ihren Schülerinnen und Schülern die Bedeutung der Mathematik für das tiefgreifende Verständnis von Chemie näher bringen können. Dabei werden auch Unterrichtsvorschläge vorgestellt, die die neuen Möglichkeiten digitaler Technologien nutzen.
Gesamtwerk
Der Louche-Effekt – zum „Struktur-Eigenschafts- Konzept“ mit der 2-4-Alle-Methode
Der Louche-Effekt – zum „Struktur-Eigenschafts- Konzept“ mit der 2-4-Alle-Methode
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Biophysik
Biophysik ist ein noch junges Fachgebiet an der Schnittstelle zwischen Physik, Chemie, Biologie und Medizin. Es ist in vielen Studiengängen ein Vertiefungsfach und wird erst seit einigen Jahren als eigenständiges Studienfach in Bachelor- und Masterstudiengängen angeboten. Dieses Buch entstand an der Goethe-Universität Frankfurt als Begleitbuch zum ersten grundständigen Biophysikstudiengang. Es führt in grundlegende Konzepte der Biophysik ein und beschreibt die wichtigsten experimentellen Methoden. Bei der Behandlung dieser Konzepte werden einige Grundlagen aus Physik, Chemie und Biologie vorausgesetzt, die üblicherweise in den ersten Semestern des Studiums vermittelt werden. Aus dem Inhalt: Eigenschaften, Struktur und Funktion biologischer Polymere; Eigenschaften biologischer Membranen; Transportprozesse über biologische Membranen; Grundlagen biologischer Energiewandlung; Spektroskopische Messmethoden; Rastersondentechniken und molekulares Kräftemessen; Strahlenbiophysik.
Gesamtwerk
Von der Muskatnuss zur Seife – ein Lernzirkel zum Thema „Fette“
Von der Muskatnuss zur Seife – ein Lernzirkel zum Thema „Fette“
Gesamtwerk
Chemie hautnah: Cremes begreifen und selbst herstellen
Chemie hautnah: Cremes begreifen und selbst herstellen
Gesamtwerk
Physik verstehen
Das Werk bietet eine gebietsübergreifende Zusammenfassung der wichtigsten Grundlagen. Physikalische Prozesse und Phänomene werden allgemein verständlich dargestellt und anhand praktischer Beispiele aus dem Alltag erklärt. Der Schwerpunkt wird auf grundlegende Konzepte, Begriffe und Denkweisen gelegt, wobei weitgehend auf den mathematischen Formalismus verzichtet wird. Zahlreiche Grafiken unterstützen den Text. Den Studierenden der Medizin, naturwissenschaftlicher oder technischer Studienrichtungen werden die notwendigen Grundlagen des Faches vermittelt. Zur praktischen Erläuterung werden Zusammenhänge zwischen physikalischen Prozessen und Alltagsphänomenen aufgezeigt. Im Anhang finden sich eine Sammlung der verwendeten Abkürzungen, die sowohl in physikalischen Formeln als auch im fachlichen Sprachgebrauch ihre Anwendung finden, sowie ein ausführliches Register, anhand dessen das rasche Auffinden von Information erleichtert wird.
Gesamtwerk
Excalibur: Ein bilingualer Lernarchipel zum Thema Metalle
Excalibur: Ein bilingualer Lernarchipel zum Thema Metalle
Gesamtwerk
Halbfettmargarine – eine gesunde Alternative?
Die Unterrichtseinheit eignet sich in der 9./10. Klasse bzw. in der Sekundarstufe II dazu, den Zusammenhang zwischen Molekülbau und Löslichkeitseigenschaften einzuführen. Dazu sollten den Schülerinnen und Schülern polare und unpolare Atombindungen als intramolekulare sowie Wasserstoffbrücken und van-der-Waals-Kräfte als intermolekulare Wechselwirkungen bekannt sein. Die intermolekularen Wechselwirkungen können aber auch erst bei der Bearbeitung dieser Materialien eingeführt werden. Die Strukturformeln einfacher Moleküle sollten die Schülerinnen und Schüler anhand der Summenformeln zeichnen können. Dann können mit den vorliegenden Materialien die Stoffeigenschaften lipophil und -phob sowie hydrophil und -phob,
ebenso wie der Bau und die Eigenschaften von Emulgatoren erarbeitet werden.
Gesamtwerk
Chemie berechnen
"Chemie ist schrecklich, Rechnen ist mühsam, aber muss deshalb chemisches Rechnen schrecklich mühsam sein?" Ein Buch für Einsteiger in die Chemie ... ob für das Studium oder die Tätigkeit im chemischen Labor. Vorausgesetzt werden ausschließlich die Grundrechnungsarten. Alles Weitere wird ausführlich erklärt und anhand passender Rechenbeispiele Schritt für Schritt erläutert. Im Anschluss an jedes Kapitel finden sich zusätzliche Aufgaben entweder als Übungsmöglichkeit zur Selbstkontrolle oder als Arbeitsmaterial für die Lehre. Die Lösungen sind ebenfalls angegeben.
Gesamtwerk
Wasser
Panta rhei, alles fließt – das Wasser als Inbegriff des Beweglichen und der Veränderung? Im Gegenteil: Wasser scheint eine konstante Größe im naturwissenschaftlichen Unterricht und nicht zuletzt im Fach Chemie zu sein. Aber auch am Bekannten und Bewährten sind Bildungsstandards und Kompetenzorientierung nicht spurlos vorüber gegangen: Sie fordern auch beim Wasser heraus zum Akzentuieren, seine Alltagspräsenz ebenso zu nutzen wie seine fachlichen Spezifika, es zu beziehen auf Basiskonzepte, es einzubinden in Elemente naturwissenschaftlichen Arbeitens, es zu betrachten als nahezu beliebig verfügbaren Stoff ebenso wie als wertvolles Gut, an dem vieler Orts Mangel herrscht. In diesem Sinn werden Sie für Ihren Unterricht hier tatsächlich mehrheitlich Bekanntes finden, das jetzt aber sein Potenzial fürs Lernen und Verstehen auf ganz differenzierte Weise entfaltet.
Gesamtwerk
Basiskonzept Energie
Wenn auch im Chemie-Anfangsunterricht bei chemischen Reaktionen der Stoffumsatz an erster Stelle steht, so findet doch bei jeder chemischen Reaktion auch ein Energieumsatz statt. Diese Energie kann in verschiedenen Formen auftreten und sollte im Laufe des Unterrichts immer mehr beachtet werden. Neben mechanischer Energie (Explosionen), elektrischer Energie (Batterien), Lichtenergie (Lumineszenzen) ist es vor allem Wärmeenergie (exotherme Reaktionen), die frei wird. Umgekehrt können chemische Vorgänge auch durch die genannten Energien, z. B. als Aktivierungsenergien, ausgelöst werden. Bei endothermen Reaktionen wird hingegen während des Reaktionsvorgangs Wärme aufgenommen, sodass sich die Umgebung abkühlt. Diesem weiten Feld der energetischen Vorgänge bei chemischen Reaktionen wird in zunehmendem Maße in den Lehrplänen und Schulbüchern Rechnung getragen. Es gibt außerdem zahlreiche didaktische Ansätze, um das Basiskonzept Energie bei chemischen Reaktionen im Sinne der Bildungsstandards zu erschließen. Gedanken und Beispiele dazu finden Sie in einer Reihe von Beiträgen in dieser Ausgabe unserer Zeitschrift. In diesem Heft finden Sie weitere Anregungen, wie Sie in Ihrem Unterricht zum Aufbau eines nachhaltigen und anschlussfähigen Energieverständnisses beitragen können.
Gesamtwerk
Chemie erleben
Haben Sie Chemie bisher immer als eine Form von (schwarzer) Magie wahrgenommen? Zu unrecht! Jedes Mal, wenn Sie photographieren, wenn Sie etwas waschen, kleben oder streichen, betreiben Sie Chemie - und Kochen ist ohnehin angewandte Biochemie. Das Buch behandelt die spezielle Chemie auf eine neue Art: Im anorganischen Teil werden die Struktur der Orbitale und das Periodensystem erklärt sowie die einzelnen Elemente besprochen, wobei der Schwerpunkt auf Verständnis und Zusammenhänge gelegt wird. Eine Vielzahl an Beispielen und Anwendungen aus dem Alltag sorgen für Anschaulichkeit (Spurenelemente und Ernährung, Ozon, Treibhauseffekt usw.). Der organische Abschnitt behandelt die Theorie der Reaktionsmechanismen, Isomerien, Nomenklatur u.ä. Darauf baut die spezielle organische Chemie auf. Im analytischen Teil werden Methoden vorgestellt, wobei nur die Grundprinzipien erklärt werden.
Gesamtwerk
Von der Dichte zum Molvolumen: Reaktionen im Eudiometer
Von der Dichte zum Molvolumen: Reaktionen im Eudiometer
Gesamtwerk
Zaubern mit Wasserstoffbrücken : Warum sich Wasser so verrückt verhält
Zaubern mit Wasserstoffbrücken : Warum sich Wasser so verrückt verhält
Gesamtwerk
Wärmespeicher
Im Frauenhofer-Magazin 1/2010 ist ein Beitrag mit dem Titel„ Wärme speichern mit Wachs“ erschienen. Für die marktreife Entwicklung dieses Prinzips wurden drei Wissenschaftler der Frauenhofer Gesellschaft und der BASF für den mit 250.000 Euro dotierten Deutschen Zukunftspreis nominiert. Günther Öttinger, der gerade neu gewählte EU – Kommissar für Energie, betonte in seiner Vorstellung vor dem Europa-Parlament im Januar dieses Jahres, dass er als besondere Aufgabe die Speicherung von Wärme und Energie betreiben werde. Das Thema dieses Heftes ist ausgesprochen zukunftsorientiert, denn eines ist sicher, wenn eines Tages die Vorräte an fossilen Energieträgern wie Erdöl und Erdgas aufgebraucht sind, oder die Energieträger unerschwinglich teuer geworden sind, dann wird nicht nur der Energie„erzeugung“ sondern insbesondere der Speicherung von Energie eine große Bedeutung zukommen. Schon heute ist abzusehen, dass die Speicherung von Wärme dabei eine Hauptrolle spielen wird. In dieser Zeitschriften-Ausgabe werden die einzelnen Systeme der Wärmespeicherung aufgezeigt und auf die Bearbeitung im Unterricht übertragen. Wir stellen Ihnen eine Reihe von neuen Versuchen vor, die sich zum größten Teil als Schülerversuche besonders eignen.
Gesamtwerk
Chemischer Anfangsunterricht I
Gleiche Gegenstände können aus verschiedenen Materialien bzw. Stoffen aufgebaut sein. Stoffe sind hingegen von der Form unabhängig und besitzen für sie ganz typische Eigenschaften. Chemiker interessieren sich für diejenigen Stoffmerkmale, die sie messen können. Mit diesen messbaren Eigenschaften können sie Stoffe voneinander unterscheiden, einen einzelnen Stoff identifizieren oder für eine bestimmte Verwendung testen. Modelle helfen, Dinge zu verstehen. Sie geben nur bestimmte Elemente der Wirklichkeit wieder und stellen so die Welt vereinfacht dar. So hilft auch das Kugelteilchenmodell zu verstehen, wie sich ein Duft im ganzen Raum verteilt oder sich Stoffe in Wasser lösen. Zusatzmaterial: Sprechertexte; 2 Folien; interaktive Arbeitsblätter; Testaufgaben; Arbeitsmaterialien; Lehrpläne; Rahmenpläne.
Gesamtwerk
Nature of Science
Männer in weißen Kitteln, Wissenschaft, die alle Fragen beantworten kann, Chemie als wichtiges aber unverständliches Fach – solche Vorstellungen behindern das Lernen! Welche Möglichkeiten es gibt, ein angemessenes Bild von den Naturwissenschaften und im Besonderen der Chemie zu unterstützen und was überhaupt angemessen im Zusammenhang mit schulischer Bildung bedeutet, dazu sind in diesem Heft 19 Beiträge versammelt, die versuchen, sowohl gesellschaftliche, historische wie auch innerfachliche und das Lernen betreffende Aspekte auszuleuchten. Mit Absicht stehen zwei Beiträge von Experten auf diesem Gebiet am Anfang, gefolgt von Beispielen für und aus der Praxis. Lassen Sie sich ein auf diese Reise, die gewiss auch Ihnen neue Blickwinkel anbieten kann – mit dem Ziel, den heutigen Schülerinnen und Schüler, den künftigen Bürgerinnen und Bürgern eine Sicht zu vermitteln, die Naturwissenschaft als das zwar mächtige, zugleich aber beschränkte Werkzeug erscheinen zu lassen, das es ist.
Gesamtwerk
Struktur und Eigenschaften
Viele Lehrkräfte fragen sich angesichts wachsender beruflicher Belastungen, wie sie den neuen bürokratischen und fachdidaktischen Forderungen gerecht werden können. Bei dem Umgang mit Formularen, Statistiken und Berichten können wir Ihnen natürlich nicht helfen, vielleicht aber bei Ihrem Kerngeschäft, der Gestaltung des Chemieunterrichts. Die Orientierung an Basiskonzepten führt bewährte und neue Themen und Konzepte zusammen. Sie kann Ihren Schülerinnen und Schülern einen Einblick in die Denkweise von Chemikerinnen und Chemikern geben und bietet gleichzeitig eine systematische Strukturierung der vielen Inhalte des Chemieunterrichts. Mit diesem Heft haben wir ein besonders wichtiges Element der Bildungsstandards ins Zentrum gestellt: Den Zusammenhang von beobachtbaren Eigenschaften der Stoffe mit ihren Strukturen auf den verschiedensten (submikroskopischen) Ebenen. So wie dieses Prinzip der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen einer der „roten Fäden“ für Ihren Unterricht sein kann, so kann es für Ihre Schülerinnen und Schüler ein Schlüssel werden zum Verständnis der Vielfalt der Materie und für die Antizipation möglicher Veränderungen. Unser Anliegen ist es, Ihnen mit Themenheften zu den verschiedenen Basiskonzepten einen komprimierten Überblick über didaktische Ansätze und Ergebnisse aus der Forschung zu bieten, die Sie unmittelbar in Ihre Unterrichtsplanungen integrieren können. Wir hoffen, dass diese Struktur und Zusammenstellung, die wir mit zahlreichen Autorinnen und Autoren an unterrichtserprobten Beispielen entwickelt haben, auch für Sie wertvolle Anregungen geben kann!
Gesamtwerk
Hart, edel und glänzend? – Ein Stationenzirkel zu den Metallen und ihren Eigenschaften
Das Thema Metalle und metallische Werkstoffe fördert insbesondere durch seinen starken Alltagsbezug eine hohe Schülermotivation. Der Lernzirkel ermöglicht in erster Linie einen zusammenfassenden Überblick über die Vielzahl der Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten der Metalle und metallischer Werkstoffe. Das Thema Metalle eignet sich aber ebenso, das Stoff-Teilchen-Konzept, das Struktur-Eigenschafts-Konzept und das Donator-Akzeptor-Konzept wiederholend zu vertiefen, insbesondere im Hinblick auf die Pflichtthemen elektrochemische Spannungsreihe, galvanische Zellen, elektrochemische Korrosion und Korrosionsschutz.
Gesamtwerk
Chemie verstehen
"Sie verabscheuen Chemie? Das liegt nicht an der Chemie! Das liegt auch nicht an Ihnen! Es liegt vielleicht nur daran, dass Ihnen Chemie bisher noch nicht gut genug erklärt wurde - oder daran, dass Sie dieses Buch noch nicht gelesen haben." Das ist kein Buch für Chemiker, sondern eine Einführung in die Chemie für alle, in deren Ausbildung Chemie eine Rolle spielt. Es werden keine Vorkenntnisse erwartet, alles wird möglichst unkonventionell und anschaulich erklärt. Im Zentrum steht das Verständnis chemischer Grundprinzipien, auf Einzelheiten und Ausnahmen, die das Gebiet für den Einsteiger oft so unübersichtlich machen, wird nicht eingegangen.
Gesamtwerk
Jede Menge Teilchen – vom Kristallwachstum zum Potenzrechnen
Fachübergreifender Unterricht ist moderner Unterricht und auch im Chemieunterricht werden mathematische Grundlagen benötigt. In diesem Beitrag können Ihre Schülerinnen und Schüler experimentieren und über das staunen, was in der Natur bei der Bildung von Kristallen möglich ist. Gleichzeitig wird die Darstellung von großen und kleinen Zahlen in wissenschaftlicher Notation geübt und die Anwendung der Potenzgesetze gefestigt.
Gesamtwerk
Atome - Vorstellungen entwickeln
Eine Chemie ohne „Atome“ ist heute nicht mehr möglich. Der Atombegriff ist unentbehrlich im Begriffsfachwerk der Chemie. Die Gegebenheit des „Atoms“ ist aber schwer zu fassen. Es gibt kein Einzelphänomen, das unmittelbar auf Atome als Gegebenheiten hinweist und mit dem wir Schülerinnen und Schüler in ihrer materiellen Welt abholen könnten. Phänomene wie die zu beobachtende „Brownsche Bewegung“ oder die Szintillation – die kleine Blitze erzeugende Wirkung von radioaktiven Stoffportionen – können jedoch die Idee von einer geheimnisvollen anderen Welt der Atome bei den Schülerinnen und Schülern anregen. Didaktisch stehen wir vor der Herausforderung, die Modellvorstellung und das heute wissenschaftlich anerkannte Konzept von Atomen und Atomverbänden einzuführen, ohne es direkt aus einer Beobachtung auf der makroskopischen Ebene ableiten zu können. Zahlreiche verschiedene experimentelle Befunde legen die Annahme von Atomen nahe, aber sehen können wir sie nicht. Atome bleiben damit letztlich eine „Welt“, die wir uns mit Modellen rekonstruieren müssen – hier liegt nicht nur eine Schwierigkeit, sondern auch eine ganz eigene Motivation dieses bedeutsamen Themas. Wir geben in diesem Heft zunächst einen Überblick über die wissenschaftliche, fachdidaktische Auseinandersetzung zum Unterrichtsthema „Atome“ und tauchen dann anhand verschiedener Unterrichtsbeispiele in die Praxis des „Atomunterrichts“ ein.
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