Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Egg-Races
Egg-Races sind eine experimentelle Möglichkeit des selbstständigen Erkenntnisgewinns. Sie sind seit den 2000er-Jahren im deutschen Chemieunterricht angekommen. Aufgrund von Zeitmangel wird die motivierende Methode mit Wettbewerbscharakter allerdings nur selten angewendet. Im Folgenden werden einige zum Lehrplan passende Egg-Races vorgestellt, die in den normalen Unterrichtsalltag eingebracht werden können.
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, Dezember 2024
Diese Ausgabe verbindet naturwissenschaftliche Faszination mit praxisnahen Unterrichtsideen. Sie führt von gescheiterten Innovationen und den Signalen der Schwerkraft bis zu neuen Erkenntnissen aus der Gentechnik und der Klimaforschung in der Arktis. Lehrkräfte finden Impulse, wie Berufsorientierung im Mathematikunterricht gelingen, Biodiversität erlebbar und forschendes Lernen spannend umgesetzt werden kann. Außerdem zeigt die Ausgabe, wie digitale Tools wie EduQuests für Abwechslung sorgen und warum Projekte wie der Bau eines Robotergreifarms oder „Mädchen machen Mathe“ Schülerinnen und Schüler nachhaltig motivieren.
Gesamtwerk
Das Teilchenmodell mit Schülerexperimenten anwenden und verstehen
Mit dem Teilchenmodell werden abstrakte Phänomene wie Aggregatzustandsänderungen oder Diffusion anschaulich und erklärbar. Mit diesem Material können sich Ihre Lernenden schrittweise, durch ausgewählte Schülerexperimente und einen Demonstrationsversuch, ein Verständnis zu diesem Modell ausgehend von Beobachtungen und Schlussfolgerungen erschließen. Außerdem werden sie aufgrund von experimentellen Beobachtungen erkennen, dass mit bestimmten Modellen nicht alles erklärt werden kann und diese modifiziert werden müssen.
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Gesamtwerk
Medienkompetenzen im Umgang mit Desinformationen fördern (2) –
Das Internet stellt die bedeutsamste Informationsquelle für Jugendliche dar. Dennoch trauen sich Jugendliche kaum zu, Desinformationen im Internet zu erkennen. Die Förderung von Kompetenzen zur Recherche und Identifikation von glaubwürdigen Informationen stellt eine zentrale Aufgabe der Schule dar – sowohl als Querschnittsthema aller Unterrichtsfächer mit den Stichworten ""Medienbildung"" und ""Demokratiebildung"" als auch als spezielles Thema des Chemieunterrichts. In der vorgestellten Unterrichtseinheit werden Strategien professioneller Faktenchecker zur Recherche glaubwürdiger Informationen im Internet anhand des Kontextes ""Kunststoffrecycling"" vermittelt.
Gesamtwerk
Organische Säuren in Natur und Alltag
""Organische Säuren nehmen eine zentrale Rolle in unserer Lebenswelt ein und sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Bei der Betrachtung verschiedener organischer Säuren wird das Augenmerk auf ihren chemischen Aufbau, ihre Eigenschaften sowie ihr Vorkommen und ihre Verwendung gelegt. Es wird die Kompetenz der Kommunikation gefördert, indem die Lernenden Wissen bezüglich einer Carbonsäure aus dem Alltag zunächst selbst erarbeiten und dann in Form einer Gruppenarbeit weitergeben.""
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Digitale Lernumgebungen
Die Digitalisierung hat in den letzten Jahren nahezu alle Lebensbereiche durchdrungen. Mittlerweile sind die meisten Schulen technisch gut aufgestellt, verfügen über WLAN-Zugänge und ausreichend digitale Endgeräte. Klassische Lehrmethoden werden durch digitale Werkzeuge ergänzt und digitale Lernumgebungen entwickelt, die den Lernprozess interaktiver und individueller gestalten. Digitale Lernumgebungen ermöglichen die Einbindung von multimedialen Elementen, unterschiedlichen Repräsentationsformen. Sie erweiterten Kommunikations- und Kollaborationsmöglichkeiten. Sie fördern das selbstständige, eigenverantwortliche Lernen und ermöglichen ein individuelles Feed-Back. Trotz vieler Vorteile stellen digitale Lernumgebungen Lehrer:innen wie Schüler:innen vor enorme Herausforderungen. Dazu gehören technische Probleme, Datenschutzfragen und die Notwendigkeit, den Umgang mit digitalen Medien zu erlernen. Die Beiträge in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie zeigen die Potenziale, aber auch die Herausforderungen digitaler Lernumgebungen. Sie stellen erprobte Unterrichtsbeispiele vor, aber auch Apps und Programme, mit denen Sie relativ einfach eigene Lernumgebungen erstellen können. Probieren Sie es aus! Aus dem Inhalt: Digitale Lernumgebungen für den Chemieunterricht gestalten und einsetzen; Eigene interaktive Selbstlernbücher gestalten; Ein mysteriöser Partyunfall - Eine binnendifferenzierte Lernumgebung mit Keynote erstellen; Rätselhafter Gasbrenner - Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Erstellung von digitalen Escape Rooms; Eis, das nicht schmilzt - „Abenteurliche Spurensuche“ mittels Webquest; Galvanische Zellen erkunden - Eine Lernumgebung zur Einführung in die elektrochemische Spannungsreihe; Die Modifikationen des Kohlenstoffs - Erstellen einer digitalen Lernumgebung nach dem Vorbild von Instagram; Die Teilchenebene in 3D erkunden - Potenziale von Virtual Reality im Unterricht. Extra: Aufgabe: Welche Schutzhandschuhe für welchen Zweck? - Struktur-Eigenschafts-Beziehungen bei Kunststoffen.
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Medienkompetenzen im Umgang mit Desinformationen fördern (1)
Das Internet stellt die zentrale Informationsquelle für Jugendliche dar. Dennoch trauen sich Jugendliche kaum zu, Desinformationen im Internet zu erkennen. Die Förderung von Kompetenzen zur Recherche und Identifikation von glaubwürdigen Informationen stellt eine zentrale Aufgabe der Schule dar – sowohl als Querschnittsthema aller Unterrichtsfächer unter den Stichworten "Demokratiebildung" und "Medienbildung" als auch als spezielles Thema des Chemieunterrichts. In der vorgestellten Unterrichtseinheit werden Strategien zur Forschungsleugnung vermittelt. Auf diese Weise sollen Schülerinnen und Schüler befähigt werden, unglaubwürdige Informationen im Internet leichter zu erkennen.
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Chemische Bindungen
Stoffe bestehen aus Atomen. Die Bindungen zwischen diesen Atomen unterscheiden sich abhängig von der Stoffart. So bestehen flüchtige Stoffe beispielsweise aus Molekülen, die durch die Ausbildung von Elektronenpaarbindungen zwischen Atomen entstehen. Die Lernenden beschäftigen sich in dieser Unterrichtseinheit damit, wie verschiedene Bindungen zustande kommen und wie diese sich unter anderem über die Elektronegativitätswerte bestimmen lassen. Über verschiedene Aufgabentypen und einen Schülerversuch festigen die Schülerinnen und Schüler das Gelernte.
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Ein Übungszirkel zu Säuren und Basen im Alltag
In diesem Übungszirkel zu Säuren und Basen im Alltag können Ihre Schülerinnen und Schüler ihr Wissen rund um das Thema Säuren und Basen vertiefen. Dabei trainieren sie an fünf Beispiele aus dem Alltag ihre experimentellen Fähigkeiten. Sie können die Stationen in beliebiger Reihenfolge und mit einer abgestimmten Menge an Hilfen bearbeiten und so weitestgehend selbstständig arbeiten. Die Säure-Base-Theorie nach Arrhenius und vor allem Brønsted liefern dazu die Grundlagen zur Beschreibung von Phänomenen aus dem Alltag und der Wissenschaft.
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Eigenschaften von Ethanol
Ethanol ist neben Wasser aufgrund seiner amphiphilen Eigenschaften eines der bekanntesten Lösungsmittel in der organischen Chemie. In diesen Materialien beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit diesem Lösungsmittel und bestimmen experimentell am alltagsnahen Beispiel der Fettfleckentfernung die Löslichkeit in Wasser und Speiseöl. Anschließend wenden sie die Erworbenen Kenntnisse auf das Beispiel an und erklären ihre Beobachtungen mithilfe des Teilchenmodells. Sie unterscheiden außerdem zwischen polaren und unpolaren Elektronenpaarbindungen und den verschiedenen zwischenmolekularen Wechselwirkungen.
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Minuten Escapes für die Sek. I
Escape Games im Unterricht erfreuen sich noch immer einer großen Beliebtheit in der Schule. Oft ist ihr Einsatz in der ganzen Klasse jedoch schwierig und mit viel Aufwand vonseiten der Lehrkraft verbunden. Hier bietet das Format der Minuten Escapes eine einfach umsetzbare, aber zugleich motivierende Alternative. In dieser Einheit lernen Sie das Konzept der Minuten Escapes anhand von vier konkreten Praxisbeispielen für den Chemieunterricht der Sekundarstufe I kennen. Alle Praxisbeispiele zu den Minuten Escapes sind für eine Dauer von 45 Minuten plus 15 Minuten zur Vorbereitung durch die Lehrkraft konzipiert. Sie können unabhängig voneinander als Lernerfolgskontrolle des Themas eingesetzt werden. Außerdem erhalten Sie Starthilfe für das Erstellen eigener Minuten Escapes für Ihren Unterricht.
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MINT Zirkel – Ausgabe 2, Mai 2024
Diese Ausgabe widmet sich spannenden Fragen rund um Energie, Bildung, Technologie und Gesellschaft. Sie zeigt, wie energieintensiv das Internet ist, welche Chancen Elektrolyseure für die Energiegewinnung bieten und wie E-Mobilität im Unterricht erlebbar wird. Außerdem geht es um nachhaltige Materialien, die beschleunigte Ausdehnung des Weltraums und neue Perspektiven auf Schule, Wertevermittlung und Wandel. Beiträge zu ChatGPT greifen sowohl seine Rolle in der Mathematik als auch in der Wissenschafts- und Unterrichtskommunikation auf.
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Chemie & Energie
Welche energetischen Zusammenhänge verbergen sich hinter dem Klimawandel? Wie lassen sich alternative Treibstoffe anhand energetischer Kennwerte beurteilen? Wie lässt sich ein steigender Energieverbrauch mit grundlegenden Einsichten zur Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen erklären? Energetische Betrachtungen sind für die Teilhabe an gesellschaftlichen Entscheidungsprozessen von großer Bedeutung. Sie sind das Fundament, auf dem nahezu alle naturwissenschaftlichen Erklärungen aufbauen. Im Chemieunterricht spielen sie eine Schlüsselrolle für ein Verständnis darüber, warum Teilchen bestimmte Strukturen aufweisen oder chemische Reaktionen in bestimmter Weise verlaufen – also für das, was „die Welt im Innersten zusammenhält“. Zwei grundlegende Triebkräfte sind für Strukturbildungen und chemische Reaktionen leitend: die Tendenz zur Energieminimierung und zur Entropiemaximierung eines Systems. Doch so einfach wie dies scheint, ist es nicht: Der Begriff Energie ist kaum fassbar, Energie zeigt sich nur anhand ihrer Auswirkungen! Kein Wunder also, dass das Lernen über Energie für Schüler:innen häufig mit großen Problemen verbunden ist. Genau an dieser Stelle setzt diese Ausgabe von Unterricht Chemie an: Der Basisartikel rollt das Problemfeld des Energiebegriffs auf. Die Praxisbeiträge geben Anregungen, wie der Chemieunterricht in der Sekundarstufe I gestaltet werden kann, damit Lernende ein tragfähiges Energiekonzept mit Blick auf die Sekundarstufe II entwickeln. Aus dem Inhalt: Energie – kaum fassbarer Begriff oder zentraler Erklärungsansatz für die Chemie?; Was treibt chemische Reaktionen an?; Ein Funktionsmodell zur Veranschaulichung der Startenergie einer chemischen Reaktion; Standardreaktionsenthalpien anschaulich machen; Wärme für Grönland – ein kontext- und problemorientierter Zugang zur Kalorimetrie; Was ist Entropie?
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Versuche zur Erzeugung von Ölen und Fetten im Unterricht
Öle und Fette, auch Lipide genannt, sind recht komplex aufgebaute organische Stoffe. Fette sind feste bzw. halbfeste Stoffe oder flüssige Stoffe, die als fette Öle bezeichnet werden. Sie dienen der Ernährung, werden aber auch in der Industrie z. B. zur Herstellung von Seifen und Waschmitteln eingesetzt. Öle und Fette werden aus Pflanzen oder tierischen Produkten gewonnen oder durch lebensmitteltechnische Verfahren hergestellt. In dieser schülerzentrierten Einheit stellen die Lernenden selbst Öle und Fette her. Beim selbstständigen Recherchieren erkunden sie außerdem die Bedeutung von Ölen und Fetten in der Ernährung.
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Fette, Proteine, Kohlenhydrate
Welche Nährstoffe und wie viele Kalorien sind z.B. in Nudeln, Yoghurt oder Brot enthalten? Dies können Sie mittels App ermitteln, indem Sie den Barcode der Lebensmittelverpackung scannen und die Masse des gewählten Lebensmittels eingeben. Die App berechnet dann, wie viel Gramm Fett, Kohlenhydrate und Eiweiß eine bestimmte Lebensmittelportion beinhaltet. Diese drei Hauptnährstoffe stecken in nahezu allen Nahrungsmitteln. Sie versorgen uns mit der lebensnotwendigen Energie und ermöglichen den Aufbau körpereigener Strukturen. Kenntnisse über Struktur und Eigenschaften der drei Hauptnährstoffe gehören zum organisch-chemischen Grundwissen. Von Nachweisreaktionen über die Untersuchung von Stoffeigenschaften und die experimentelle Ermittlung des Energiegehalts von Lebensmittelproben bis hin zur Diskussion über eine nachhaltige Ernährung, bieten die Beitrage in der aktuellen Ausgabe von Unterricht Chemie viele neue Ideen für die Behandlung des Themas "Nährstoffe" im Chemieunterricht.
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