Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke Seite 4/5
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Chemie
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Friedrich Verlag
Gesamtwerk
Chemie, Sprache und Literatur
Die Sprache der Chemie ist das Experiment – doch was verbindet Chemieunterricht darüber hinaus mit Sprache und Literatur? Diesen und weiteren Fragen zu einem domänenübergreifenden Unterricht widmen sich die Autorinnen und Autoren der vorliegenden Ausgabe von Unterricht Chemie. Dabei werden Konzepte vorgestellt, wie Chemie- und Deutschunterricht eng miteinander verzahnt werden können – sei es im chemischen Märchenwald, durch die Einbindung von Romantexten in den Chemieunterricht, die Nutzung von Zeitungsartikeln oder die Beschäftigung mit Werken Goethes wie „Faust“ und „Wahlverwandtschaften.“ Doch nicht nur über Literatur reflektiert dieses Heft. Ein guter Chemieunterricht braucht Sprache, vor allem basiert er auf korrekter Fachsprache. Vorschläge zum Einsatz verschiedener Unterrichtsmedien – auch mit Blick auf die neuen Herausforderungen von Förderschule und Inklusion – sollen Lehrerinnen und Lehrern Impulse für ihren Unterricht geben.
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
Wettbewerbe
Wir möchten Sie mit diesem Heft davon überzeugen, dass sich eine Investition in ein schulisches Wettbewerbskonzept lohnt. In den Beiträgen werden zum einen die Potenziale von Wettbewerben als „didaktische Nischen“ deutlich, in denen sich Schülerinnen und Schülern abseits der manchmal etwas alltagsfernen Schulchemie konkrete und vertiefte Einblicke in alltägliche Phänomene bieten und sich so Möglichkeiten der spezifischen Interessen- und Talentförderung sowie der Studien- und Berufsorientierung öffnen. Zum anderen sollen die zahlreichen Beispiele guter Praxis in diesem Heft einen Überblick über bundesweite und landesweite Wettbewerbe in den Bereichen Chemie und NaWi liefern, wodurch Ihnen eine Orientierungs- und Entscheidungshilfe für die Auswahl eines Wettbewerbs an die Hand gegeben wird. Dabei werden auch Möglichkeiten der Verankerung von Wettbewerben im System Schule im Sinne der Einrichtung einer Wettbewerbskultur aufgezeigt.
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Gesamtwerk
Diversität und Heterogenität
In den meisten Ländern der Welt ist die Forderung nach einem Schulsystem, an dem alle Schüler trotz unterschiedlicher individueller Lernvoraussetzungen und daraus resultierenden unterschiedlichen Leistungsniveaus partizipieren können, auf der Tagesordnung. Auch im deutschsprachigen Raum sind Maßnahmen angedacht worden, um dieser Forderung gerecht zu werden. Eine Umstrukturierung des Schulsystems hat auch Konsequenzen für den Chemieunterricht. Die praktische Umsetzung der Maßnahmen bereitet jedoch oft Probleme. Nicht nur, dass viele von uns nicht ausgebildet sind, in diesem veränderten Schulsystem zu unterrichten, auch die materiellen und personellen Ressourcen für Schulklassen sind ein Mangel. Oft sind uns aber auch die Dimensionen der Diversität der Klasse (Sprache, Kultur, besonderer Förderungsbedarf, Hochbegabung, Religion, …) nicht bewusst und damit nicht handlungsleitend. Die Herausforderung ist der konstruktive und wertschätzende Umgang mit der Heterogenität und Diversität im Chemieunterricht. Um einen guten Chemieunterricht durchzuführen, müssen wir die Lernvoraussetzungen unserer Schüler erkennen und wissen, wie wir damit umgehen. Wir hoffen, dass unser Heft und die Beiträge eine Hilfe für Ihren Unterricht sein können. Wir möchten Ihnen gute Ideen und Beispiele präsentieren und Ihre Kreativität anregen, um weitere Materialien für den guten Umgang mit der Diversität Ihrer Klassen zu entwickeln.
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.
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Gesamtwerk
Comics, Cartoons & Co.
ein ganzes Themenheft über Comics, Cartoons und Co. – so etwas passt doch gar nicht zur „harten“ Naturwissenschaft Chemie, werden Sie nun vielleicht denken. In der Tat führen die mit Geräuschworten wie „Zing“, „Bumm“, „Peng“ und Sprechblasen gespickten Geschichten aus Einzelbildern im Chemieunterricht im Vergleich zu Fächern wie Deutsch, den Fremdsprachen oder Geschichte eher ein Schattendasein. Zu Unrecht, wie nicht nur wir finden. Im Unterricht geht es darum, Fachinhalte und -methoden möglichst lernwirksam und nachhaltig zu vermitteln. Das heißt auch, ihnen eine Dramaturgie zu geben, sie zu inszenieren. Comics und Cartoons können hier ein probates Mittel dafür sein. Sie lassen sich in nahezu jede Phase des Unterrichts integrieren und sinnvoll nutzen, um gezielt Lernanlässe zu schaffen, in denen es insbesondere um die Visualisierung von Abläufen geht. Um einen Comic richtig zu lesen, müssen Schülerinnen und Schüler die Fähigkeit entwickeln, visuelle Botschaften zu interpretieren und bildhafte Sprache in verbale Sprache zu übersetzen et vice versa – eine Fähigkeit, die im Chemieunterricht viel zu wenig gefördert wird. Wenn Schülerinnen und Schüler sich den Gestaltungsprinzipien und Codes von Comics widmen und wenn sie Bildsequenzen selbst gestalten, dann sind sie schon auf dem besten Wege zu Visual Literacy. Wir hoffen, dass Sie durch die in den Basisartikeln beschriebenen Potenziale von Comics, Cartoons und den anderen vergleichbaren Methodenwerkzeugen sowie die zahlreichen Beispiele guter Praxis inspiriert werden, diese Elemente der sequenziellen Kunst, wie Comics auch bezeichnet werden, in Ihren Chemieunterricht zu integrieren.
Gesamtwerk
Modellexperimente
Ein mit Wasser bzw. Eis gefülltes Plastik-Ei kann als Modell genutzt werden, um die Drehbewegungen eines rohen und eines gekochten Eis zu vergleichen. Das bekannte Blue-Bottle-Experiment lässt sich nicht nur als Show-Versuch, sondern auch zur Veranschaulichung, der in einem Redoxsystem ablaufenden Reaktionen, einsetzen. In beiden Fällen handelt es sich um Modellexperimente. Während das erste Experiment dazu dienen soll, eine naturwissenschaftliche Fragestellung zu bearbeiten, soll der Beobachter im zweiten Fall zu Fragen angeregt werden, die schließlich zur Modellierung der gekoppelten Redoxreaktionen führen. Die Nutzung und Entwicklung von Modellen sind von jeher prägend für die Arbeitsweise in den Naturwissenschaften. Der aktive Umgang mit Modellen und Modellvorstellungen wird darüber hinaus von den Bildungsstandards für den Chemieunterricht gefordert. Mit diesem Heft möchten wir Sie anregen, das mit Modellexperimenten verbundene große didaktische Potenzial im Sinne der Kompetenzbereiche Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewerten in Ihrem Unterricht wirksam werden zu lassen. Mit dem Erkennen von Analogien aus ihrem Erfahrungshorizont bei Modellexperimenten erleben Schülerinnen und Schüler den Chemieunterricht in Anwendungszusammenhängen, werden zu Transferleistungen angeleitet und können fachliche Zusammenhänge modellieren. Kurz gesagt, sie lernen Chemie – und was diese Naturwissenschaft ausmacht – besser zu verstehen.
Gesamtwerk
Anfangsunterricht Naturwissenschaften
Was vor kurzem noch heftig umkämpft war, gilt jetzt als Garant für naturwissenschaftliche Grundbildung: der integrierte naturwissenschaftliche Anfangsunterricht in den Klassen 5/6. Auch Sie als Chemielehrerin bzw. –lehrer werden damit – wenn Sie es nicht bereits sind – über kurz oder lang konfrontiert sein. Mit diesem Heft wollen wir in mehrfacher Weise eine Übersicht geben: über die Strukturen des naturwissenschaftlichen Unterrichts in den unterschiedlichen Bundesländern, über die Perspektiven des neuen integrierten Fachs bzw. Lernbereichs, über alte und neue Ansätze und aktuelle Erfahrungen. Bekannt machen wollen wir Ihnen aber auch beispielhaft, wie sich die Arbeit in diesem Bereich gestalten kann, wo es möglich war mit einem Blick auf die stoffbezogenen Aspekte. Wir wollen Ihnen ebenso zeigen, wo Sie Unterstützung finden können, Materialien, gedruckt oder im Internet, gegebenenfalls auch Ansprechpartner, die Sie und Ihre Schüler unterstützen können auf dem Weg zur Scientific Literacy – von Anfang an.
Gesamtwerk
Klima
Das Klima beeinflusst unser Leben in vielerlei Weise, durch die regionalen Lebensbedingungen wie die Verfügbarkeit von Wasser oder die Temperaturverhältnisse. Es ist ebenso ein relevantes Thema für den Unterricht, nicht nur, aber auch für den Chemieunterricht. Hier stellt es nicht nur einen bedeutsamen Kontext dar, sondern bietet davon ausgehend verschiedene Zugänge zur Erarbeitung von Basiskonzepten und Kompetenzen auf unterschiedlichen Niveaus. Eine Diskussion des komplexen Themas Klima kann niemals allein aus nur einer Fachperspektive heraus erfolgen. Das Thema fordert Kolleginnen und Kollegen verschiedener Fächer zur Kooperation heraus, es stellt gleichzeitig eine gute Basis für ein fächerverbindendes oder ein projektartiges Arbeiten dar. Anhand ausgewählter Beispiele zu Themenaspekten, die für den Chemieunterricht bedeutsam sind, möchten wir das breite Spektrum des Themenfeldes für Lehrerinnen und Lehrer zugänglich machen.
Gesamtwerk
Grundbegriffe und Basiskonzepte
Konzepte wie „Struktur und Eigenschaften“ oder „Energieumsatz bei chemischen Reaktionen“ klingen uns längst vertraut, schon vor Entwicklung der Bildungsstandards waren sie bewährte Leitlinien für den Chemieunterricht. Aber können wir so sicher sein, dass Basiskonzepte wie diese auch bei den Schülerinnen und Schülern zu tragfähigen Vorstellungen und einer Grundlage für reflektiertes Handeln führen? Oft zeigt sich in der Praxis, dass die Verstehensschwierigkeiten sozusagen eine Etage tiefer beginnen, nämlich bei den Begriffen, die für die Bildung der Basiskonzepte Voraussetzung sind. Was aber ist ein Stoff? Was genau muss man sich – als Lernender – unter Energie vorstellen? Was bezeichnet der Begriff Element? Untersuchungen zeigen, dass genau hier die Probleme beginnen, etwa weil Alltags- und Fachbegriffe miteinander konkurrieren, weil Abstraktion von lebensweltlicher Erfahrung vonnöten ist – und weil zu oft zu den Konzepten übergegangen wird, ohne diese Grundbegriffe hinreichend zu klären. Solche Klärung ist Anliegen dieses Themenheftes, auch wenn die, wie Sie schnell erkennen werden, nicht bis ins Letzte erreicht werden kann. Was wir aber hoffen erreichen zu können, ist zunächst eine Sensibilisierung dafür, dass ein sorgfältiger Aufbau von Grundbegriffen unverzichtbar ist; und ebenso, dass die Materialien, die wir Ihnen dafür anbieten, auch für Ihre Unterrichtspraxis hilfreich sein werden.
Gesamtwerk
Bewerten
Ein ganzes Heft zum Kompetenzbereich Bewerten – „Ist dazu denn so viel zu sagen?“ – werden Sie jetzt vielleicht denken. Seitens der Fachdidaktik besteht schon seit Langem Konsens darüber, dass die Fähigkeit zu bewerten ein wesentlicher Bestandteil der scientific literacy ist. Die reale Praxis im Chemieunterricht spiegelt dies jedoch noch nicht wider. Zwar wird die pädagogische Bedeutung dieses Teils schulischer Bildung selbst nicht in Frage gestellt. Gegenüber dem „Fach Chemie“ wird der Kompetenzbereich Bewerten jedoch häufig als weniger wichtig und somit als fakultativ angesehen. Zudem bleibt angesichts voller Lehrpläne im regulären Fachunterricht kein Raum für die meisten der in der Literatur beschriebenen projektartig und fachübergreifend angelegten Unterrichtsbeispiele, so die immer wieder gehörte Argumentation. Was könnten nun die Ursachen für die augenscheinlich fehlende Akzeptanz und die zögerliche Einbindung in den Unterricht sein? Aus unserer Sicht steckt eine gehörige Portion Unsicherheit hinter dieser verbreiteten Haltung. Selbst, wenn der Willen um die Förderung von Bewertungskompetenz im Chemieunterricht da ist, fehlt es in vielen Fällen an den für die Integration nötigen Kenntnissen. Dies gilt sowohl für die Wahl geeigneter Themen als auch für die methodische Umsetzung im Unterricht. Rollenspiele, Gruppendiskussionen, fish bowls, Planspiele o. Ä. durchzuführen, kann bei Chemielehrern eben nicht als selbstverständlich vorausgesetzt werden. Die Beiträge in diesem Heft sollen Ihnen daher eine Hilfe sein und Sie ermutigen, gezielt Gelegenheiten in Ihren Unterricht einzuplanen, in denen Schüler auf der Grundlage ihres Fachwissens lernen, sich ein begründetes Urteil zu bilden.
Gesamtwerk
Diagnose
Pauschalurteile beruhen meist auf vorgefassten Meinungen – und werden der beurteilten Situation, der beurteilten Person in der Regel nicht gerecht. Weder muss ein Schüler dumm sein, nur weil er eine Reaktionsgleichung nicht korrekt vervollständigen kann, noch muss ein System von Unterricht und Schule schlecht sein, weil es seine Schülerschaft nicht in eine internationale Spitzenposition führt. In beiden Fällen aber besteht Handlungsbedarf. So wie sich aus den Detailauswertungen von PISA weitreichende Folgen für die Unterrichtsgestaltung im Ganzen ableiten ließen, so wichtig ist es auch, Schülerinnen und Schülern mit Verstehensschwächen, Kenntnislücken oder nur geringem Lernstrategiewissen angemessene Unterstützung anzubieten. Der Bestimmung der richtigen „Therapie“ muss jedoch erst eine halbwegs verlässliche „Diagnose“ vorausgehen, ganz wie in der Medizin. Dieses Heft stellt, gezielt für den Chemieunterricht, Instrumente unterschiedlichster Art vor, die alle versuchen, der existierenden Heterogenität der Lernenden gerecht zu werden. Die Spanne der in den Blick genommenen Aspekte reicht dabei von der bereichsspezifischen Lesefähigkeit bis hin zur Frage, welche Vorstellungen sich Schülerinnen und Schüler von Atomen oder Molekülen machen. Die Alltagstauglichkeit solcher Instrumente ist dabei Grundbedingung, wenn sie dauerhaft wirksam werden sollen. Auch wenn eine gezielte Diagnostik in Ihrem Unterricht zunächst vielleicht nur gelegentlich Raum findet – den Blick für mögliche Problemstellen und Fördermaßnahmen unterstützt sie allemal.
Gesamtwerk
Chemie & Urlaub
Ferien, das bedeutet für Kinder und Jugendliche Freizeit und hat mit Chemie erst einmal wenig zu tun. Sieht man jedoch genauer hin, so lassen sich auch in der Freizeit viele Phänomene mithilfe chemischer Sachverhalte erklären. Grillen, der Besuch einer Tropfsteinhöhle oder die Teilnahme an einem Forschercamp sind nur drei Beispiele für Aktivitäten, die genutzt werden können, um das Interesse von Kindern und Jugendlichen für Naturwissenschaften zu wecken. Der Eigeninitiative sollte dabei großer Raum gelassen werden, mit dem Ziel selbsttätigen Erforschens. Allerdings bedarf es dazu häufig eines Impulses durch Eltern, Lehrerinnen und Lehrer oder andere Bezugspersonen, der an die Umgebung des Ferienziels angepasst, gewählt werden sollte. In der vorliegenden Ausgabe unserer Zeitschrift finden sich gute und erprobte Hinweise, Ferien im Sinne einer naturwissenschaftlichen Bildung, hier besonders auf die Chemie bezogen, einzuleiten und zu gestalten.
Gesamtwerk
Schülerexperimente
Seit nunmehr 100 Jahren sind Schülerexperimente ein fester Bestandteil des Chemieunterrichts (an höheren Schulen)! Mit der bildungstheoretischen Begründung dieser Form des naturwissenschaftlichen Unterrichts durch Georg Kerschensteiner war eine grundlegende didaktische Ausrichtung gegeben. Sie war weit davon entfernt, in stereotyp ablaufenden „Übungen“ einen methodischen Selbstläufer zu sehen. Heute, etwa 100 Jahre später – nach wechselvoller Geschichte ihrer tatsächlichen Prägung des naturwissenschaftlichen Unterrichts – erleben Schülerexperimente eine Renaissance. Als auslösende Faktoren sind zu nennen: – eine mit Nachdruck geforderte naturwissenschaftliche Grundbildung für jedermann – die didaktische Bewegung „Nature of Science“ (NOS) – produktive fachdidaktische Forschung mit den Schwerpunkten „Erkenntnisweg“ und „konstruktivistisch ausgerichtetes Verständnis vom Lernen in den Naturwissenschaften“ – die Erfolgsstory von außerschulischen Lernorten, wie z. B. Schülerlaboren und Initiativen von „Forscher Ferien“ bis KEMIE Ganz im Sinne dieser Aufbruchstimmung möchte Ihnen dieses Heft neue Impulse liefern, Ihr an Organisation, Methodik und Sozialformen orientiertes Handlungswissen zu schärfen und neu auszurichten. Die einzelnen Beiträge liefern dazu neben Anregungen aus der Unterrichtspraxis auch Erkenntnisse aus der aktuellen Lehr-Lernforschung. Erst wenn die unterschiedlichen Potenziale in der Unterrichtspraxis wirksam werden, kann effektiv von einer Renaissance chemischer Schülerexperimente gesprochen werden.
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
Analytisch arbeiten
In einem alten Kinderlied heißt es „Die Wissenschaft hat festgestellt, festgestellt, dass Marmelade Fett enthält, …“. „Enthält Marmelade wirklich Fett?“ – „Mit welcher Methode hat die Wissenschaft das herausgefunden?“– „Welches Nachweismittel hat die Wissenschaft verwendet?“ – „Was ist eigentlich Fett?“ – „Wie viel Fett ist in Marmelade enthalten?“ – „Ist das Fett in Marmelade schädlich für meine Gesundheit“? – „Kann man das Fett aus der Marmelade entfernen?“ – „Welche Wissenschaft hat diese Glanzleistung vollbracht?“ Die Neugier, Stoffe zu analysieren, wissen zu wollen, was und wie viel von ETWAS in einer Stoffmenge enthalten ist, treibt Chemiker dazu, auch in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftsdisziplinen immer genauere Untersuchungsmethoden zu entwickeln. Diese Neugier ist natürlich nicht ausschließlich „Selbstzweck“ (Grundlagenforschung), hinter ihr stehen auch handfeste wirtschaftliche Interessen (Anwendungsforschung). Längst sind qualitative und quantitative Analyse ergänzt durch den Begriff „instrumentell“, die moderne Analytik ist weit weg von phänomenologischer Beschreibung ihrer Untersuchungsgegenstände, von Lötrohrproben und Boraxperlen. Und trotzdem haben auch solche Verfahren ihre Berechtigung und das nicht nur in einem historisch-genetischen Unterrichtsgang. Die Einbindung analytischer Fragestellungen in den Unterricht aller Klassenstufen bietet neben vielfältigen Möglichkeiten zur Selbstständigkeit immer auch Gelegenheit zur Entwicklung eines Grundverständnisses naturwissenschaftlichen Arbeitens. Wir sind gefordert, bei unseren Schülerinnen und Schülern Neugier und planvolles Vorgehen ebenso zu entwickeln und zu fördern wie die Kompetenzen Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung. Die Auseinandersetzung mit analytischen Fragestellungen ist sehr gut geeignet, diesen Anforderungen zu genügen.
Gesamtwerk
Chemische Inhalte präsentieren
Präsentationen sind allgegenwärtig und das semantische Spektrum dieses Begriffs reicht weit – vom Vortrag vor einem Publikum über Ausstellungen bis hin zu den Internetauftritten von Firmen, Vereinen oder auch von Privatpersonen. Immer geht es darum, etwas mithilfe visualisierender Mittel so vorzustellen, zu zeigen, darzubieten, dass der Zuhörer die zu vermittelnde Botschaft möglichst gut verstehen und aufnehmen kann. Etwas zu Präsentieren heißt also, mit anderen zu kommunizieren. Die Schulung der Präsentationskompetenz ist daher ein Teilaspekt der medialen Bildung. Für uns Lehrerinnen und Lehrer gehört das Präsentieren zum Alltag und ist eine unserer Professionen. Die uns dabei zur Verfügung stehenden Mittel der Visualisierung sind umfangreich: Sprache, Gestik und Mimik sowie Blickkontakt zählen ebenso dazu wie der Einsatz von Tageslichtprojektor, Tafel, Plakaten auf Stellwänden oder die vielfältigen Möglichkeiten der digitalen Medien. Im naturwissenschaftlichen Unterricht und speziell im Chemieunterricht kommt der Visualisierung eine besondere Bedeutung zu. Der für die Chemie typische Wechsel von der phänomenologischen Ebene auf die Modellebene ist vielfach nur über unterstützende Visualisierungen zu erleichtern. Ohne bildhafte Darstellungen – beispielsweise von Versuchsapparaturen oder von Vorgängen auf der Teilchenebene – ist es Schülern vielfach nicht möglich, zu einer Anschauung und somit zu einem vertieften Verständnis zu kommen. Präsentationen sind daher ein notwendiges Instrument der Modellierung und nie nur (Unterrichts-)Methode im engen Sinn: „the medium is part of the message“. Die Beiträge dieses Heftes geben Hilfen für die Erstellung und Beurteilung von Präsentationen. Sie sollen Anregungen liefern, verschiedene Präsentationsformen und -medien im Unterricht einzusetzen, um so die Kommunikationskompetenz Ihrer Schüler zu schulen.
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
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
Fette, Öle, Derivate
Fette und Öle sind seit jeher ein klassisches Thema im Chemieunterricht. Das betrifft sowohl die Zuordnung der Fette und Öle zur Stoffklasse der Ester als auch ihre stoffliche Zusammensetzung und ihre typischen Eigenschaften. Aus dieser strukturchemischen Blickrichtung ist das Thema bereits vollständig für den Unterricht erschlossen. Welche neuen Anregungen kann ein Heft zu diesem Thema dann liefern? Die Artikel des Heftes sollen deutlich machen, dass ein klassisches Thema für den Unterricht so aufbereitet werden kann, wie es die Kompetenzbereiche der Bildungsstandards verlangen. Palmöl beispielsweise ist eines der am häufigsten in Lebensmitteln eingesetzten Öle. Es wird aus den Früchten der Ölpalme gewonnen. Das Hauptanbaugebiet liegt im Tropengürtel. Der steigende Bedarf geht zu Lasten der Natur. Es lohnt sich also, Palmöl auch von Seiten der Gewinnung und wirtschaftlichen Bedeutung her zu thematisierten. Dafür sind Kommunikations- und Bewertungskompetenz erforderlich. Beide Kompetenzbereiche werden auch beim Thema Cholesterin angesprochen. Aus dem Alltag ist dieser Stoff als Blutfett bekannt. Der Begriff suggeriert bereits, dass es sich um einen Stoff handelt, der – wie andere Fette auch – der Stoffklasse der Ester zuzurechnen ist. Erst durch die inhaltliche Auseinandersetzung wird deutlich, dass zwar jegliche strukturchemische Verbindung fehlt, aber die Zuordnung zu den Lipiden berechtigt ist. Im vorliegenden Heft wird ein jahrgangsübergreifendes Projekt zum Thema vorgestellt. Die experimentellen Zugänge zum Thema „Fette, Öle, Derivate“ liefern darüber hinaus Möglichkeiten für die Umsetzung der Anforderungen im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung.
Gesamtwerk
Zink
Das Element Zink und seine Verbindungen besitzen für den Chemieunterricht eine große Bedeutung. Grund hierfür sind vor allem die interessanten Eigenschaften des Metalls und seiner Verbindungen sowie die vielen Anwendungsbereiche im Alltag, in der Industrie und in der Wirtschaft. Erst im ausgehenden Mittelalter erkannte man, dass es sich bei dem Element Zink um ein eigenständiges Metall handelt; in Form von Messing (d. h. als Legierung mit Kupfer) wurde es jedoch schon lange Zeit vorher von den Römern für Münzprägungen verwendet. Das elementare Zink ist ein unedles Metall und zeigt deshalb eine große Reaktionsbereitschaft mit vielen Stoffen. Dies ist sicherlich auch ein gewichtiger Grund für die vielen experimentellen Einsatzmöglichkeiten des Metalls im Unterricht. In dieser Zeitschriftenausgabe haben wir für Sie eine Reihe von bekannten, aber auch neuen Reaktionen des Zinks und seiner Verbindungen zusammengestellt. Daneben wird auch die physiologische Bedeutung von Zink betrachtet. Die Anwendungen in Batterien wurden nur am Rande mit aufgenommen, weil es sich hierbei um ein eigenes Thema für die Elektrochemie handelt.
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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Konservieren
stetig nagt der Zahn der Zeit an allem, was uns umgibt. Will man Gegenstände des Alltags und bedeutsame Kulturgüter vor den zerstörenden Einflüssen schützen und so erhalten, muss man auf Konservierungsverfahren zurückgreifen. Das Thema Konservierung begegnet uns daher im Alltag praktisch überall. Zudem hat dieses Thema eine überaus hohe volkswirtschaftliche Bedeutung. Im Unterricht bietet die Beschäftigung mit dem Themenbereich Konservierung eine Fülle von Gelegenheiten, motivierende Alltagsbezüge zu nutzen, um grundlegende chemische Basiskonzepte experimentell zu erschließen. Die erprobten Unterrichtseinheiten sind vielfach so aufgebaut, dass gerade den prozessbezogenen Kompetenzen im Rahmen eines forschendentwickelnden Unterrichtsganges ein besonderer Stellenwert zukommt. Begeben Sie sich mit Ihren Schülerinnen und Schülern auf eine Forschungsreise. Lassen Sie sie beispielsweise verschiedene Verfahren zum Veredeln von Metallen recherchieren (Kommunikation), Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren abwägen (Bewerten), Experimente eigenständig planen und durchführen (Erkenntnisgewinnung) und dabei eine Menge vernetzten chemischen Fachwissens erwerben. Dabei müssen Sie nicht allein bei der Chemie bleiben. Die Artikel in diesem Heft bieten Anregungen für fachübergreifende Projekte oder die Behandlung des Themas Konservierung im Rahmen einer Chemie-AG. Neugierig geworden?
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