Sitzung 4 Flashcards
Nennen Sie vier Kennzeichen / grundlegende Aspekte des Begriffs der chemischen
Reaktion.
➢ Entstehung komplett neuer Stoffe mit neuen Eigenschaften
➢ prinzipielle Möglichkeit der Rückgewinnung der Edukte (keine unwiederbringliche
Zerstörung von Stoffen)
➢ Erhaltung der Masse bei der Stoffumwandlung, energetische Veränderungen
➢ Auf der Teilchenebene findet eine Umgruppierung statt
Nennen Sie einen typischen Versuch zur Einführung in das Thema „chemische
Reaktionen“. Erläutern Sie kurz, warum eine durch einen Hammerschlag ausgelöste
chemische Reaktion eine sinnvolle Alternative dazu sein könnte.
➢Typischer Versuch: Synthese von Aluminium-, Eisen-, Kupfer- und Zinksulfid
➢ Als Aktivierungsenergie wird meistens Wärmeenergie (z.B. Brenner, Wunderkerze)
genutzt → kann zu Verständnisschwierigkeiten der SuS führen, da auch die
exotherme Reaktion durch Abgabe von Wärme- bzw. Strahlungsenergie erkennbar
ist
➢ Vorteile der Aktivierung durch Hammerschlag:
o mechanische Energie → exotherme Reaktion kann einfacher erkannt werden
o Fächerübergriff zur Physik (Energieumwandlung)
Erläutern Sie kurz „das an Schülervorstellungen orientierte Unterrichtsverfahren“.
- SOV ist schülerorientiert
- 6 Unterrichtsphasen
1) Unterrichtsvorbereitung: Lehrkraft ermittelt Schülervorstellungen
2) Hypothesenbildung und Problemgewinnung: SuS sollen Problemstellung erkennen und hinterfragen
3) fachliche Klärung des Unterrichtsgegenstandes: SuS wird gezeigt, dass ihre Vorstellungen nicht mit Erkenntnissen der Wissenschaft übereinstimmen
4) Erarbeitungsphase/Phase der Festigung der Wissenssicherung: SuS sollen Denkfehler erkennen und korrigieren
5) Phase der Anwendung und des Transfers: SuS sollen ihre Erkenntnisse auf verwandte Themen anwenden
6) Phase der Metakognition: neue Wissen wird durch Gegenüberstellung von Alltagsprozessen und naturwissenschaftlichen Vorstellungen neu geformt
Was ist Phase 1 des SOV?
Unterrichtsvorbereitung
- Vorwissen und Vorstellungen herausfinden
- -> Ermöglicht Aufbau unter Berücksichtigung der Fehlvorstellungen
- Diagnosetest, zB Lückentext
- Stärken und Schwächen erkennen und Unterricht gezielt planen
Was ist Phase 2 des SOV?
Hypothesenbildung und Problemgewinnung
- Hinführung zu eigenständigem Erkennen von Problem in Sachverhalt
- Bsp Boyle-versuch
- > zuerst Erklärungen/Erwartungen der SuS sammeln, ob Masse zunimmt/abnimmt/gleichbleibt und warum
- Neugier wecken und Vorstellungen hinterfragen
Was ist Phase 3 des SOV?
Phase der fachlichen Klärung des Unterrichtsgegenstands
- SuS wird gezeigt, dass ihre Vorstellungen nicht fachlich korrekt sind, Ehrgeiz soll geweckt werden
- Boyl-Versuch wird durchgeführt
- Beobachtung Massenerhalt = problemorientierte Erarbeitung des Sachverhalts
Was ist Phase 4 des SOV?
Erarbeitungsphase und Phase der Festigung der Wissenssicherung
- SuS sollen eigene Denkfehler finden und korrigieren
- Vorstellungen vom Anfang werden erneut betrachtet
- Unterstützung durch Modelle oder weitere Experimente
Was ist Phase 5 des SOV?
Phase der Anwendung und des Transfers:
Neugelerntes wird auf verwandte Themengebiete angewandt
z.b. Verbrennungsstoffe im offenen System
Was ist Phase 6 des SOV?
Phase der Metakognition:
- Lernprozess soll zurückverfolgt und reflektiert werden - was hat sich geändert?
- Erarbeitung konkreter Vorstellung anhand von Alltagsprozessen und naturwissenschaftlichen Prozessen
Beschreiben Sie kurz den Boyle-Versuch
- Massenerhaltungsgesetz
- verschlossener Rundkolben gefüllt mit Sauerstoff und Stück Holzkohle auf Waage
- Gewicht wird festgehalten, zB 300g
- Verbrennung von Kohlenstoff in Form der Holzkohle in Kolben
- Kohle nach Reaktion nicht mehr zu sehen
- SuS sollen ankreuzen, ob Gewicht sich verändert
Nennen Sie zwei Schülerfehlvorstellungen zum Boyle-Versuch und erläutern Sie (gerne stichwortartig), mit welchen Experimenten oder Modellen Sie als Lehrkraft diese Fehlvorstellungen widerlegen können
1) “Gewicht nimmt ab weil Kohlenstoff verbraucht wird” - SuS argumentieren nur mit Verbrauch des Kohlenstoffs und ignorieren Sauerstoff
Experiment dazu: -Wiedergewinnung des Kohlenstoffs zB Redox CO2 mit Mg
- Verkohlung von Photosyntheseprodukten wie Stäke + Hitze –> C wird aus vorheriger Fixierung rückgewonnen
2) “Gewicht nimmt ab weil Gas leichter ist als Kohlenstoff” - Fehlvorstellung dass Gase nichts wiegen oder viel leichter sind
Experiment dazu:
- Gaswägekugel mit Gas füllen und wiegen, 100mL entnehmen und neu wiegen, Masse nimmt ab = Gas hat Masse
- –> Lehrperson muss zur Widerlegung erstmal Vorstellungen erläutern lassen
- –> danach Betrachtung des Versuchs nach “Chemischem Dreieck” von Johnstone/Mahaffy - Aufbereitung der submikroskopischen Ebene
- –> Anfangsvorstellungen einzeln durchgehen und Denkfehler suchen - inhaltliche Widerlegung
- –> SuS denken kritisch über eigene Aussagen nach und wenden neues Fachwissen an
Erläutern Sie am Beispiel des Boyle-Versuchs das „Chemische Dreieck“ von Johnstone und die Erweiterung durch Mahaffy.
Johnstone:
➢ Es wird unterteilt in: submikroskopische Ebene, repräsentative Ebene,
makroskopische Ebene
➢ Werden chemische Inhalte auf den drei Ebenen thematisiert, verbessert dies den
Lernerfolg der SuS → kognitive Verknüpfung
Mahaffy:
➢ Mahaffy fügt noch eine vierte Ebene hinzu: „human element“
➢ Die „lebensweltliche Komponente“ soll die Realität der SuS mit dem Unterricht
verbinden
Boyle-Versuch:
Makroskopische Ebene:
➢ Eine sichtbare chemische Reaktion findet statt: Verbrennung des Kohlenstoffs
lebensweltliche Komponente:
➢ Verbrennungen sind aus dem Alltag der SuS bereits bekannt
➢ Verbrennung findet hier jedoch im neuen Kontext statt → Verbrennung im
geschlossenen System bisher wahrscheinlich unbekannt
repräsentative Ebene:
➢ Die Reaktion lässt sich durch chemische Symbole beschreiben
➢ C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
Submikroskopische Ebene:
➢ z.B. das Dalton Atommodell zeigt die Reaktion auf molekularer Ebene
➢ den SuS wird veranschaulicht, was auf submikroskopischer Ebene passiert
➢ die Ebene zeigt, dass die Kohlenstoffatome sich mit Sauerstoff zu neuen Molekülen
verbinden und die Kohlenstoffatome nicht verschwinden oder einfach gasförmig
werden
➢ es wird gezeigt, dass alle Atome erhalten bleiben und dem geschlossenen System
nicht entweichen können → Gesetz zur Erhaltung der Masse
