Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Friedrich Verlag
Gesamtwerk
Citizen Science
Citizen Science – Bürgerwissenschaften haben eine lange Tradition. Sicher kennen Sie die Aktion „Stunde der Gartenvögel“ des NABU. Vielleicht haben Sie schon einmal mit einer Schulklasse an dem Projekt „Plastikpiraten“ teilgenommen und das Plastikvorkommen an Bächen oder Flüssen in Ihrer Umgebung dokumentiert. Die Beteiligung von Schüler:innen in Citizen Science Projekten reicht von der Mitwirkung bei der Datenerhebung über die Analyse bis hin zur (Mit)gestaltung eines Gesamtprojektes. Die Beispiele in diesem Heft wollen zeigen, welche Herausforderungen, aber vor allem welche Chancen die Teilhabe an Citizen Science-Projekten aus Sicht des Chemieunterrichts bietet. Denn es ist Teilhabe an authentischer Forschung möglich – wann gibt es das schon? Bei Citizen Science auf jeden Fall!
Gesamtwerk
Ernährungstrends
Ernähren Sie sich vegetarisch oder vegan und machen Sie sich dabei Gedanken um das Wohl der Tiere? Schauen Sie in Food-Blogs nach Low-Carb-Rezepten? Nutzen Sie vornehmlich regionale und saisonale Lebensmittel und tragen so dazu bei, Emissionen von Kohlenstoffdioxid zu verringern? Wenn ja, dann folgen Sie einem der zahlreichen Ernährungstrends, die vor allem bei Jugendlichen hoch im Kurs stehen. Aber wie nachhaltig und wie gesund sind bestimmte Ernährungstrends: Sind die neuen Superfoods wirklich super? Sind Haferdrinks besser als Kuhmilch? Und wie nachhaltig ist die Herstellung von Seitan? Schülerinnen und Schüler untersuchen den Aufbau und die Eigenschaften der Inhaltsstoffe von pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln. Sie betrachten den gesamten Zyklus eines Produktes von den Ausgangsstoffen über das Produkt bis hin zu dessen Entsorgung. Über die chemischen Aspekte hinaus sind Fragen der Nachhaltigkeit und des Tierwohls interessant. Dabei geht es letztlich immer um die Frage nach einem ökologisch und ethisch vertretbaren Anteil tierischer Produkte an unserer Ernährung.
Gesamtwerk
Nature of Science
Männer in weißen Kitteln, Frauen mit Brille und strenger Frisur, die alle Fragen beantworten können. Naturwissenschaftliche Experimente liefern eindeutige Ergebnisse und die Naturwissenschaften gelten noch immer als über alle Zweifel erhabene Fächer - wichtig, aber auch unverständlich. Dieses Bild entspricht jedoch nicht dem Wesen der Naturwissenschaften. Der Weg zu neuem Wissen ist oft schwierig und mit vielen Unsicherheiten und Konflikten verknüpft. Und mehr Wissen bedeutet nicht zwangsläufig auch mehr Sicherheit. Was also motiviert Wissenschaftler:innen zu forschen? Zu welchen Zwecken forschen sie? Wie gelangen sie von Beobachtungen zu Erklärungen? Welche Fragen stehen hinter berühmt gewordenen Experimenten, wie zum Beispiel dem Rutherford'schen Streuversuch? Was kennzeichnet eine Theorie? Und wo liegen die Grenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung? Chemieunterricht wird für Schüler:innen interessant, wenn sie nicht nur chemisches Fachwissen erwerben, sondern auch etwas darüber erfahren, wie es zu diesem Wissen gekommen ist. Denn das ist es, was das Wesen der Chemie ausmacht.
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Gesamtwerk
Klimabildung
Vertrocknete Äcker, brennende Wälder und großflächige Überschwemmungen – der Klimawandel ist längst in unserem Alltag angekommen. Die Auswirkungen der globalen Erwärmung sind unübersehbar und schüren bei vielen Jugendlichen Ängste vor einer bedrohlichen Zukunft. Fridays-for-Future-Demonstrationen zeigen, wie wichtig die Eindämmung des Klimawandels für junge Menschen ist. Sie wollen konkrete Forderungen für den Klimaschutz stellen und wünschen sich ein tieferes Verständnis der Ursachen- und Wirkungszusammenhänge des Klimawandels. Eine so genannte „Klimabildung“ soll nicht nur Fachwissen vermitteln, sondern Schüler:innen auch befähigen, eine verantwortliche Haltung einzunehmen, und aktives Handeln motivieren. Wie kann dies in der Schule gelingen und welchen Beitrag können Sie im Chemieunterricht dazu leisten? Die Beiträge in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie stellen dazu experimentelle, theoretische, fächerverbindende und projektartige Zugänge vor. Aus dem Inhalt: Wirksame Klimabildung auch im Chemieunterricht; Haltungen von Jugendlichen zum Klimaschutz; Informationen zum Klimawandel in sozialen Medien bewerten; Leben im Treibhaus: Eine ungewisse Zukunft? Wege zu einer Klimaneutralität – Ansätze zum Bewerten und Handeln. Extra: Aufgabe: Redoxreaktionen in der geöffneten Konservendose.
Gesamtwerk
Chemische Reaktionen
Das Verständnis von chemischen Reaktionen ist einer der wesentlichen Inhalte des Chemieunterrichts. Schülerinnen und Schüler erwerben Kompetenzen im Basiskonzept Chemische Reaktion von den ersten Anfängen im Sachunterricht an der Grundschule bis hin zum vertieften Verständnis des chemischen Gleichgewichts und der Kinetik chemischer Reaktionen in der Oberstufe. Die Artikel in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie zeigen neue Wege zum Basiskonzept Chemische Reaktionen auf. Aus dem Inhalt: Neue Zugänge zu chemischen Reaktionen; Einführung der Chemischen Reaktion in einem inklusiven Chemieunterricht; Experimentelle Untersuchung von Zigarettenfiltern; Warum explodiert der Akku? - Modellexperiment zu unerwünschten chemischen Reaktionen im Akku; Neutralisationsreaktion unter dem Mikroskop. Versuchskartei: Das oszillierende Platinherz mit E-Liquids.
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Nanochemie
Sonnencreme, leistungsstarke Akkus und Antigenschnelltests sind nur drei Produkte, die „Nano-Materialien enthalten. Die Eigenschaften der Nanodimension sind genauso faszinierend wie alltagsrelevant und erweitern schultypische Struktur-Eigenschafts-Betrachtungen. In den neuen Bildungsstandards für die Sekundarstufe II sind die Themenfelder „Nanostrukturen“ und „Nanomaterialien“ explizit aufgeführt. Die Artikel in diesem Heft geben Tipps und Anregungen für die Umsetzung im Chemieunterricht der Sekundarstufe I und II. Aus dem Inhalt: Nanotechnologie in der Schule – Wie aus einer wissenschaftlichen Entwicklung ein Unterrichtsthema wird; Nanosprays, Nanosilber und Nanofiltration – Nanochemie als Thema eines Projektkurses; Wie funktioniert der Antigen-Schnelltest auf SARS-CoV-2? – Ein Modellexperiment zum Aufbau und zur Funktion von Lateral-Flow-Tests; Leistungsstarke Akkus durch Nanoeffekte – Struktur und Eigenschaften nanostrukturierter Materialien. Extra: Warum gibt es unterschiedliche Atommodelle? – Förderung eines vertiefenden Modellverständnisses mit Low-Cost-Blackboxen.
Gesamtwerk
Unterrichtseinstiege
„Und jedem Anfang wohnt ein Zauber inne“ lautet ein berühmtes Zitat der deutschen Literaturgeschichte. Der Anfang einer Unterrichsstunde soll Schülerinnen und Schüler neugierig machen, Interesse wecken, eine Fragehaltung hervorrufen oder aber auch das Vorwissen aktivieren. Häufig entscheiden bereits die ersten zehn Minuten über die Motivation der Schülerinnen und Schüler, sich mit dem Stundenthema auseinanderzusetzen. Wie also kann ein motivierender Unterrichtsbeginn aussehen? Das Heft will Ideen und Anregungen vermitteln, wie Einstiege im Fach Chemie möglichst vielfältig und bunt gestaltet werden können. Aus dem Inhalt: Neugierig auf das, was kommt? – Einstiege in Unterrichtsvorhaben nach Chemie im Kontext gestalten; Kunst und Kommerz – Kreative Unterrichtseinstiege in die Themen Trennverfahren und Dichte; Brennender Geldschein & Co – Mit Experimenten in den Unterricht einsteigen; Wie nachhaltig ist unser Handeln im Alltag? – Mit einem szenischen Spiel starten. Extra: Sicher experimentieren – Neue Substitutionsexperimente im Microscale-Format.
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Lebensmittelzusatzstoffe
Viele unserer täglichen Lebensmittel enthalten Zusatzstoffe, die für eine störungsfreie industrielle Verarbeitung, eine längere Haltbarkeit, die Optimierung des Aussehens oder eine gleichbleibende Konsistenz der Produkte sorgen. Diese eingesetzten Lebensmittelzusatzstoffe stehen bei Verbrauchern immer wieder in der Diskussion. Da unter den Lebensmittelzusatzstoffen nahezu alle chemischen Stoffklassen vertreten sind, eignet sich der Kontext auch für den Einsatz im Chemieunterricht. Neben der Förderung der Bewertungs- und Kommunikationskompetenzen der Lernenden, lassen sich neue chemische Fachinhalte und -methoden erarbeiten. Die Ideen und Informationen in diesem Heft geben Ihnen Anregungen, wo und wie Sie das Thema „Lebensmittelzusatzstoffe“ in Ihren Chemieunterricht integrieren können. Aus dem Inhalt: Funktionen von Lebensmittelzusatzstoffen – Schülerexperimente zum Thema Lebensmittelzusatzstoffe; Verderbliche Lebensmittel haltbar machen – Verfahren zur Konservierung experimentell erarbeiten; Gesundheit und Clean Label – Bewertung von Lebensmittelzusatzstoffen aus chemischer Sicht; Die Konzentration von Lebensmittelzusatzstoffen ermitteln – Quantitative Analyse von Lebensmittelzusatzstoffen in Getränken; Extra: Upcycling: Recycling von PET – Eine Lernaufgabe zur Vertiefung des Basiskonzepts Struktur-Eigenschafts-Beziehungen; Genial einfach?! – Digitale Lernumgebungen mit der App Digital.ly gestalten.
Gesamtwerk
Industrielle Prozesse
Industrielle Prozesse wie die Ammoniaksynthese, der Hochofenprozess zur Gewinnung von Eisen, das Crackverfahren, die Chloralkali-Elektrolyse u.v.a.m. gelten als Meilensteine der Chemie. Die Beiträge in diesem Heft zeigen auf, welche Bedeutung diese Prozesse heute noch haben, wie sie immer weiter optimiert werden und inwieweit Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigt werden. Neben der Vermittlung von Fachwissen können insbesondere auch Kompetenzen in den Bereichen Kommunikation und Bewertung gefördert werden. Aus dem Inhalt: Industrielle Prozesse im Chemieunterricht; Vom Reagenzglas zum Reaktor; Ammoniaksynthese in Industrie und Schule; Silicone versus Kunststoffe; Klimafreundliche Stahlproduktion im 21. Jahrhundert. Extra: Drachenaugen herstellen – Stöchiometrisches Rechnen mit der Escape Box.
Gesamtwerk
Low Cost Experimente
Die eigenständige Durchführung von Experimenten im Chemieunterricht ist für Schülerinnen und Schüler besonders motivierend. Typische Low-Cost-Experimente werden mit preiswerten, leicht erhältlichen Geräten aus dem Alltag durchgeführt, wie zum Beispiel Teelichthülsen, Blisterpackungen oder Kunststoffspritzen. Durch den Einsatz solcher Materialien schonen Sie nicht nur die Fachetats Ihrer Schule, sondern produzieren weniger Chemikalienabfälle und minimieren auch das Gefährdungspotenzial Ihrer Schülerinnen und Schüler. In diesem Heft werden verschiedene Low-Cost-Experimente zu klassischen Unterrichtsthemen in der Sek. I und II vorgestellt. Sie können Ihre Schülerinnen und Schüler zusätzlich motivieren, indem Sie sie die Low-Cost-Apparaturen selbst bauen oder entwerfen lassen.
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Textilien
Textilien - Unterricht Chemie Nr. 184/2021
Gesamtwerk
Schülerprojekte
Schülerprojekte Mit Blick auf die großen gesellschaftsrelevanten Fragestellungen Klima, Recycling, Energie und Biokunststoffen ist es für Schülerinnen und Schüler aktuell wichtiger denn je, Einblicke in naturwissenschaftliche Forschungsprozesse zu gewinnen, um diese letztlich verstehen und hinterfragen zu können. Dieses Themenheft widmet sich Schülerforschungsprojekten, die überwiegend in direkter Zusammenarbeit zwischen Schule und Universität entstanden sind. Die Arbeiten wurden dabei in unterschiedlichen Kooperationsrahmen durchgeführt: Vom klassischen Jugend forscht Projekt, über Citizen Science Ansätze bis hin zu mehreren Projekten aus der Förderlinie „Our Common Future“. Schülerinnen und Schüler haben in fast allen Beiträgen zum Thema Nachhaltigkeit geforscht. Aus dem Inhalt: Naturwissenschaftliche Forschungsprojekte in der Schule: Beispiele und Unterstützungsangebote; Schülerinnen und Schüler betreuen Citizen Science Projekte; nachhaltige Recycling-Methoden für Seltenerdelemente aus Alltagsgegenständen; Schülerforschungsprojekte im Kontext Jugend forscht; Science Outreach auf drei Kontinenten – Wissenschaft in der Öffentlichkeit bewusst machen. Extra: Versuchskartei: LED-Leuchtstoff YAG:Ce aus der Mikrowelle.
Gesamtwerk
Escape Rooms
Escape Rooms sind nicht nur ein spannendes Freizeitvergnügen, sondern sie bieten auch ein hohes Potenzial für die Initiierung von fachspezifischem Lernen. Sie lassen sich zu jedem Thema und für alle Altersgruppen entwickeln. Sie sind dazu geeignet, neues Wissen spannend und anschaulich zu vermitteln, aber auch bereits vorhandenes Wissen in neuen Kontexten anzuwenden und zu vertiefen. Die Beiträge in diesem Heft sollen Sie dazu anregen, die Methode in Ihrem Chemieunterricht auszuprobieren. Neben fertigen Unterrichtsbeispielen für verschiedene Jahrgangsstufen finden Sie dazu auch Tipps zur eigenen Konzeption von Escape Games. Aus dem Inhalt: Professor X und die vergessenen Aufzeichnungen – ein Escape Game zum Atombau; Auf Schatzsuche in der verschütteten Mine – ein Escape Buch zu Sauerstoffübertragungsreaktionen; Dystopia – Ein digitales Escape Game zum Lösen von Salzen in Wasser; Acid Base Global – ein experimenteller Escape Room zur Säure-Base-Chemie; Escape Rooms gemeinsam mit Lernenden gestalten. Extra: Aufgabe: Die Aluminium-Luft-Batterie als Alternative in Elektroautos?; Methodenkartei: Bau eines Modells zur Elektronenpaarbindung.
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Formeln und Symbole
Chemische Formeln, Reaktionsgleichungen und andere Symboliken sind zentrale Werkzeuge der Kommunikation in der Chemie und ein Unterricht ohne diese Darstellungsweisen ist nur schwer vorstellbar. Nur wer gelernt hat, wofür die Buchstaben, Ziffern und Striche einer chemischen Formel stehen, kann die reine Zeichenfolge entschlüsseln und mit einer Bedeutung versehen. Die Beiträge in diesem Heft reichen von einer Bestandsaufnahme über die Herausforderungen beim Erlernen und Anwenden der chemischen Symbolsprache über die Diskussion verschiedener Einführungswege hin zu zahlreichen methodischen Hilfen, die den Zugang zu den verschiedenen Formel- und Symbolschreibweisen für Schülerinnen und Schüler erleichtern sollen. Aus dem Inhalt: Symbol – Modell – Kontext: Anforderungen und Schwierigkeiten beim Erlernen der chemischen Formelsprache; Wer blickt denn da noch durch? – Darstellungsformen für Kohlenwasserstoffe; Methodische Hilfen für stöchiometrische Berechnungen; Salzformeln digital ermitteln – Übungen zur Ermittlung von Verhältnisformeln; Klein, aber oho – ein vertiefender Blick auf „HzweiO“. Extra: Tod eines Wasserläufers – Mystery zur Oberflächenspannung von Wasser; Modellversuch zur Verätzung des Auges durch saure und alkalische Lösungen;
Gesamtwerk
Protokollieren & Dokumentieren
Das Schreiben eines Versuchsprotokolls ist im Chemieunterricht nicht beliebt. Es wird vielmehr als lästige Pflicht empfunden, nachdem der spannende Teil – nämlich das Experiment – vorbei ist. Wie also können Schülerinnen und Schüler zum Anfertigen von Protokollen motiviert werden? Die Beiträge in diesem Themenheft von Unterricht Chemie zeigen, dass das Protokoll mehr als nur eine Dokumentationsfunktion übernehmen und nicht nur in klassischer schriftlicher Form erstellt werden kann. Innovative, teils digitale Wege sollen Sie anregen, über den Einsatz des Versuchsprotokolls in Ihrem Chemieunterricht neu nachzudenken. Aus dem Inhalt: Protokolle – Vielfalt statt Einfalt | Ein Kristalltagebuch erstellen – Vergleich von analogen und digitalen Dokumentationsformen | Wie wird das Kunstblut doch noch rot? – Hinführung zum Prinzip von Le Chatelier mithilfe eines Leitfragenprotokolls | Digitale Kommunikation – Anwendung der Apps Book Creator und Explain Everything. Extra: „Schutzatmosphäre“ von Lebensmitteln entschlüsseln – Gasnachweisreaktionen neu verpackt | Extraktion von Coffein aus Gaming Boostern
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