modul 3a schülergerechtes experimentieren - chemie · für „jedes“ experiment gibt es mehrere...
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MODUL 3A
SCHÜLERGERECHTES
EXPERIMENTIEREN
Fachdidaktik Chemie WS 15/16
Fachbereich Chemie Studiengang: Bachelor of Education
TU Kaiserslautern Dozententeam: A. Molitor-Schworm, A. Engelhardt
Didaktischer Ort
Zielsetzung des Experimentes
Unterrichtsvorbereitung
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Die Unterrichtsvorbereitung beinhaltet:
WAS WIE
Didaktische
Analyse
Lernziele Methodische
Analyse
Didaktische Analyse3
Eine didaktische Analyse umfasst vor allem die folgenden Aspekte:
Einordnung in den Lehrplan
Bedeutung des Themas für die Fachwissenschaft, die Industrie und die Gesellschaft (Fach- und Gesellschaftsrelevanz)
Bedeutung für den Schüler und seinen Alltag (Schülerrelevanz, Alltagsrelevanz)
Grundlagen und aktuelles Schülervorwissen
Auswahl möglicher Experimente.
Methodische Analyse4
Zur methodische Analyse gehören Überlegungen zu:
Unterrichtsverfahren (z. B. forschend-entwickelnd)
Sozialformen (z. B. Frontalunterricht, Gruppenarbeit, Partnerarbeit , Einzelarbeit),
Materialien (z. B. Arbeitsblätter, experimenteller Aufbau),
Medieneinsatz
Phase der Unterrichtsstunde ( Einstieg, Erarbeitungsphase, Sicherungsphase)
Problemstellung „Phänomene“ ( Abbildung, Zeitungsartikel,
Erzählung, Problemschaffungsexperiment)
Problemformulierung: Was ist das Problem?
Was geschieht eigentlich?
Was verstehe ich nicht?
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Einstiegs-
phase
Ergebnissicherung
Erarbeitungs-
phase
Hypothesenüberprüfung: Wie kann man die Hypothese über-
prüfen? Experimentplanung und
Durchführung des Experimentes
Hypothesenbildung: Analyse des Problems.
Wie kann man das
Problem lösen?
Hypothesenformulierung
Sicherungs-
phase
Eine konkrete
Frage muss
formuliert werden.
Lehrer kennt Vorwissen
der Schüler, überlegt im
Vorfeld welche
Hypothesen von den
Schülern kommen.
Verifizierung Falsifizierung
Aufbau einer problemorientierten Stunde
Didaktischer Ort
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• Problemschaffungsexperiment
• Problemlösungsexperiment/ Betätigungsexperiment
• Erarbeitungsexperiment
• Übungs- und Wiederholungsexperiment
• Experiment zur Leistungskontrolle
• (Wunderversuch)
Problemschaffungsexperiment
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Solche Versuche stehen meist am Beginn einer
Stunde.
Das Phänomen „Der Eisennagel lässt sich nicht
entzünden“, kann in der Regel mit dem Vorwissen
der SuS nicht erklärt werden.
Die SuS formulieren Hypothesen und planen
Experimente, um diese Hypothesen zu überprüfen.
Problemlösungsexperiment(Bestätigungsexperiment)
Beispiel:
Erhöht man den Zerteilungsgrad von Eisen lässt es sich
entzünden.
Eisenwolle verglüht (brennt ohne Flamme)
bzw. Eisenpulver verbrennt unter Funkensprühen.
Erarbeitungsexperiment
Beispiel: Eine Versuchsreihe verschiedener organischer Säuren
wird zur Reaktion mit verschiedenen Alkoholen
angesetzt. Danach werden die Reaktionen beobachtet
und ihre Ergebnisse notiert, mit dem Ziel eine
Gesetzmäßigkeit zu finden.
Es lässt sich mit der Versuchsreihe zeigen, dass aus einer
organischen Säure und einem Alkohol (über eine
Kondensationsreaktion) Ester entstehen, die man an ihrem
charakteristischen Gerüchen identifizieren kann.
Erarbeitungsexperiment
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Erarbeitungsexperimente werden auch
Untersuchungsexperimente genannt. Die SuS
nutzen eine geläufige Untersuchungsmethode.
Bsp.: Prüfung des pH-Wertes von verschiedenen
Salzlösungen (Carbonate, Hydrogensulfate,…)
Übungs-/Wiederholungsexperiment
Beispiel:
Die Schüler haben die Aufgabe die Konzentration
einer zur Verfügung gestellten Säure mit einer
0,1 molarer Natronlauge zu bestimmen.
Voraussetzung: SuS haben bereits titriert
Die „Zielsetzung des Experimentes“
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auch: „Frage an das Experiment“
Im Kontext des problemorientierten Unterrichtes:
Problemfrage (aufgeworfen durch: Experiment, Bild, o.ä.)
Problemantwort
Versprachlichung der Frage, die ein Experiment
aufwerfen oder beantworten kann, bzw. der Antwort
die ein Experiment auf eine Problemfrage gibt.
Die „Zielsetzung des Experimentes“
Experimente werden stets zielgerichtet im
Unterricht eingesetzt
Ziel ist es aufzuzeigen, welchen Sinn das Experiment in
der Unterrichtsstunde erfüllt.
Experimente haben die Aufgabe eine Antwort zu
geben, auf im Unterrichtsverlauf angestrebte Fragen, oder
auch Fragen aufzuwerfen.
(Lehrer entwickelt/erarbeitet diese Fragen mit den Schülern, bzw. erwartet,
dass die Fragen sich ergeben.)
Die „Zielsetzung des Experimentes“
Für „jedes“ Experiment gibt es mehrere mögliche
Zielsetzungen, je nachdem welchem didaktischen Ort
das Experiment zugeordnet wird.
entscheidend ist die Intention des Lehrers bzw. das
individuelle Ziel, welches in der Unterrichtsstunde
angestrebt wird
Problemschaffungsexperiment
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„Überlege, welche Frage / welches Problem durch
das Experiment aufgeworfen wird!“
„Überlege wozu du die Antwort, die dir das
Experiment gibt, brauchst.“
Eine Frage / ein Problem ist zu formulieren.
Problemlösungsexperiment,
Bestätigungsexperimenten, Übungsexperiment
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„Frage dich danach, welche Antwort durch das
Experiment geliefert wird!“
Eine Aussage oder Frage ist zu formulieren.
Problemfrage
• Vermeiden Sie Ja-Nein-Fragen.
• Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Frage nach
dem „Warum“. Warum-Fragen sind zu mehrdeutig.
• Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Frage nach
den Reaktionsprodukten.
Übung23
Ordnen Sie das Experiment einem
didaktischen Ort zu.
1. Korrosion von Eisen
Bildquelle: http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/korrosion/FeCu_b.jpg
Übung24
2. Lokalelement Cu/Zn
Im Bild links tauchen ein Kupfer und ein Zinkstab in verdünnte
Schwefelsäure. Im Bild rechts sind die beiden Stäbe leitend, zu
einem sogenannten Lokalelement verbunden.
Bildquelle: http://www.schule-
bw.de/unterricht/faecher/chemie/material/lehr/bilder/korrosion/02lokalelement2.jpg/view
Übung26
4. Ammoniak reagiert mit Chlorwasserstoff
Bildquelle: http://www.seilnacht.com/Chemie/tnrauch.JPG