Unterrichtsmaterialien Quantitative Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Stoffgruppen
Es gibt verschiedene Stoffgruppen, denen Stoffe nach ihren charakteristischen Eigenarten zugeordnet werden. Der Film zeigt, welches diese Eigenschaften sind, nämlich der Aggregatzustand, die Schmelz- bzw. Siedetemperatur, metallischer Glanz, die Härte, die Dichte, die Löslichkeit und die Leitfähigkeit.
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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.
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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.
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Eisen, Kupfer, Aluminium & Co. – was steckt hinter den Metallen?
Eisen, Kupfer, Aluminium & Co. – was steckt hinter den Metallen? Wissenswertes über Metalle
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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.
Verwandte Themen
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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.
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Speisesalz – mehr als Natriumchlorid
Natriumchlorid als Hauptbestandteil der Speisesalze ist im Chemieunterricht ständig präsent. Es ist den Schülerinnen und Schülern auch wegen der häuslichen Anwendung bekannt und vertraut. Hier geht es um die Zusatzstoffe in diesen Salzen, die sowohl qualitativ als auch quantitativ untersucht werden. Die sind den Schülerinnen und Schülern aus dem Chemieunterricht und von täglichen Anwendungen zum großen Teil ebenfalls bekannt. So kann hier Bekanntes und Erlerntes zusammengeführt, neu strukturiert und erweitert werden. Bezüge zu den Erfahrungsbereichen werden ständig hergestellt. Der Schwerpunkt ist dabei das Experimentieren.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Kohlenstoffdioxid, der Klimakiller – eine Übungssammlung zur Abiturvorbereitung
Die hier ausgewählten Aufgaben mit dem Schwerpunkt im Bereich der allgemeinen Chemie oder physikalischen Chemie sind geeignet, die Themenbereiche Energetik und Kinetik zu vertiefen und zu wiederholen. Das gilt insbesondere auch zur Vorbereitung auf das Abitur. Es sind jedoch eher Übungsaufgaben als Beispielaufgaben, da sie an mehreren Stellen stark ins Detail gehen.
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Weihnachten
Weihnachtsstimmung im Chemieunterricht? Die Experimente dieses Themenheftes sollen Ihnen zeigen, wie Sie das Thema „Weihnachten“ in den Chemieunterricht integrieren können und Ihnen Anregungen liefern, wie Sie im Chemieraum eine weihnachtliche Stimmung erzeugen können. Die Experimente lassen sich aber auch außerhalb der Weihnachtszeit im Unterricht durchführen und im Rahmen verschiedener Unterrichtseinheiten einsetzen.
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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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